• 제목/요약/키워드: 전압 제어 발진기

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UHF 대역 모바일 RFID 시스템에 적합한 저잡음 콜피츠 VCO 설계 (Design of Regulated Low Phase Noise Colpitts VCO for UHF Band Mobile RFID System)

  • 노형환;박경태;박준석;조홍구;김형준;김용운
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.964-969
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    • 2007
  • 본 논문에서는 모바일 RFID 시스템 환경을 제시하였고, 그 환경에 적합한 저 잡음 차동 콜피츠 전압 제어 발진기를 구현하였다. 밀집 리더 환경에 맞춘 전압 제어 발진기는 $0.35{\mu}m$ 공정을 사용하였고, 주파수 범위는 RFID 주파수 범위인 $860{\sim}960 MHz$를 포함시킬 수 있도록 $1.55{sim}2.053 GHz$로 설계하였다. 2분주기 출력에서 측정한 위상 잡음은 오프셋 주파수가 40 kHz일 때 -106 dBc/Hz로 측정되었고, 1MHz일 때에는 -135 dBc/Hz로 측정되었다. 5 비트의 디지털 튜닝을 이용하여 낮은 발진기 이득(<45 MHz/V)을 갖게 하여 주파수 합성기에서의 위상 잡음 특성을 좋게 하였다. 설계한 차동 콜피츠 발진기의 FOM은 1.93 dB로 타 2 GHz 대역의 발진기들 보다 높게 측정되었다.

근거리 무선통신용 5.5 GHz 대역 VCO 설계 및 제작 (Design and Fabrication of 5.5 GHz VCO for DSRC)

  • 한상철;오승엽
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.401-408
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    • 2001
  • 근거리무선통신용 RF 모듈을 구성하는 핵심 부품인 5.5 GHz 대역의 직렬 궤환형 전압 제어 발진기를 설계 및 제작하였다. MESFET의 소신호 산란계수의 발진기의 궤환부, 공진부의 Z-파라미터를 이용하여 최적 부하임피던스가 도출될때의 VCO 설계 파라미터들을 추출하였다. 최적 부하임피던스가 도출될 때 궤환부와 공진부의 리엑턴스를 구하는 프로그램은 MATKAB을 이용하여 작성하였으며 추출된 파라미터 값으로 ADS 시뮬레이터를 이용하여 비선형 대신호 해석을 하였다. 설계된 파라미터를 이용하요 구현된 전압 제어 발진기의 특성을 측정한 결과, 바랙터 다이오드에 인가되는 전압의 변화(0~5 V)에 따른 주파수 변화는 5.42 GHz~5.518 GHz이었고, 이때의 출력 레벨은 6.5dBm 이었다. 5.51 GHz 발진기 2차 고조파 억압은 -21.5dBc 이었으며 위상잡음특성은 10kHz 오프셋에서 -83.81 dBc/Hz를 얻었다. 제작된 VCO는 DSRC용 뿐만 아니라 5.8 GHz 대역의 다른 시스템에도 이용될 수 있다.

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혼합 우좌향 전송 선로 기반의 새로운 고조파 조절 회로를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO Using Novel Harmonic Control Circuit Based on Composite Right/Left-Handed Transmission Line)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제47권1호
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    • pp.84-90
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    • 2010
  • 본 논문에서는 주파수 조절 범위의 감소 없이 위상 잡음을 줄이고 회로 크기를 최소화하기 위하여 혼합 우좌향 전송 선로 기반의 고조파 조절 회로를 이용한 새로운 전압 제어 발진기를 제안하였다. 위상 잡음은 2차와 3차 고조파에서 동시에 단락임피던스를 갖는 새로운 고조파 조절 회로에 의해 줄어들었다. 제안된 고조파 조절 회로는 혼합 우좌향 전송 선로의 주파수 오프셋과 위상 기울기에 의한 이중 대역 특성을 갖는 혼합 우좌향 전송 선로를 이용하여 설계되었다. 높은 Q 특성의 공진기는 위상 잡음을 줄이기 위하여 사용되어 왔지만, 주파수 조절 범위가 감소하는 문제를 갖고 있다. 하지만 제안된 전압 제어 발진기의 주파수 조절 범위는 위상 잡음이 높은 Q 특성의 공진기 없이 감소하였기 때문에 줄어들지 않았다. 또한, 일반적인 우향 전송 선로 대신 혼합 우좌향 전송 선로를 이용하는 것을 통하여 회로의 크기를 소형화 하였다. 전압 제어 발진기의 위상 잡음은 5.731 ~ 5.938 GHz의 주파수 조절 범위 내에서 100 kHz의 오프셋 주파수에서 -119.17 ~ -117.50 dBc/Hz이다.

VCO의 온도 특성 보상을 위한 온도 보상 회로의 설계 (Design of Temperature Compensation Circuit to Compensate Temperature Characteristics of VCO)

  • 김병철;황계화;조경래;이재범
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.223-228
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    • 2010
  • 본 논문에서는 온도 센서와 OP-AMP를 이용하여 X-밴드용 전압제어 발진기를 위한 온도 보상 회로를 구현하였다. 온도 변화에 대해 선형적인 특성을 갖는 온도 센서의 출력 전압을 튜닝 전압에 더해서 전압제어 발진기에 인가함으로써 온도에 따른 주파수 이동을 보상할 수 있었다. -30~+$60^{\circ}C$의 온도 범위에서 9.95~10.05 GHz의 대역에 대해 온도 보상을 한 결과, 전체 대역폭에서 출력 주파수는 온도 보상 전 71~73 MHz가 변화했으나, 온도보상 후에는 6.6~4.4 MHz의 변화를 보였다.

이중루프 PLL을 이용한 IMT-2000용 저 위상잡음 주파수 합성기의 설계 및 제작 (A Design and Fabrication of Low Phase Noise Frequency Synthesizer Using Dual Loop PLL)

  • 김광선;최현철
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권2C호
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    • pp.191-200
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    • 2002
  • 본 논문에서는 이중 루프 PLL을 이용한 IMT-2000용 주파수 합성기를 설계 및 제작하였다. 위상잡음 특성을 개선하기 위해서 기준 루프와 두 개의 루프로 나누고 기준루프에는 변형 클램프 형태의 전압제어 발진기와 루프 필터를 최적화 함으로서 위상잡음을 개선하고 메인 루프에는 동축형 유전체 공진기를 사용한 전압제어 발진기와 위상 검출기로 SPD(Sampling Phase Detector)를 사용함으로서 분주기의 사용을 없애고 개루프 이득을 크게 함으로서 위상잡음 특성을 개선하였다. 이렇게 제작된 주파수 합성기는 1.81GHz의 중심주파수에 가변범위는 158.5MHz이고 위상잡음은 100kHz offset에서 -120..66dB로 우수한 특성을 나타내었다.

PSPICE에 사용되는 위상동기루프 매크로모델에 관한 연구 (A Study on the Phase Locked Loop Macromodel for PSPICE)

  • 김경월;김학선;홍신남;이형재
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.1692-1701
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    • 1994
  • 이미 상용화된 시뮬레이터인 PSPICE의 기본적인 변형없이 새로운 소자나 시스템을 시뮬레이션하는데 있어 유용한 설계기법인 매크로모델링 기법을 이용하여 위상동기루프를 설계하였다. 위상동기루프는 위상 검출기와 전압제어 발진기, 루프 필터로 이루어져 있고, 이 중 위상 검출기와 전압제어 발진기를 매크로모델링 하였다. 루프 필터단은 외부에서 연결하도록 되어 있으며, 본 논문에서는 간단한 RC 저역통과 필터를 사용하였다. LM565CN PLL의 데이타 시트를 기준으로 설계한 매크로모델 파라미터로 시뮬레이션한 결과, 자유발진 주파수 2.5KHz에서 upper lock range와 lower lock range는 각각 1138Hz, 1500Hz였고, upper capture range와 lower capture range는 563Hz, 437Hz였다. 또한 실험결과와 시뮬레이션 결과가 일치함을 확인하였다.

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30㎓대역 고안정/저 위상잡음 위상동기발진기 설계 (Design of 30㎓ High Stable and Low Phase Noise Phase-Looked Oscillator)

  • 정인기;장원일;조낙양;이영철
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.123-126
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    • 2002
  • 본 논문에서는 샘플링 위상검파를 이용하여 고안정 마이크로파발진기를 설계하고 3체배시켜 30㎓대의 발진기를 설계하였다. 설계된 발진기는 병렬귀환 유전체공진과, 바랙터 다이오드를 이용하여 전압제어하므로써 자유발진 신호를 안정화 시켰다. 발진기의 저위상/고안정 특성을 위하여 마이크로파 샘플링 위상 검파회로를 이용하여 출력 주파수를 저위상/고안정 특성을 가지게 하였다. 병렬귀환 유전체공진발진기에 의한 마이크로파 샘플링 위상동기발진기는 발진주파수 9.733㎓에서 10.17㏈m의 출력값을 보였으며 3체배된 29.2㎓ 발진기의 위상잡음은 -95㏈c/Hz @10KHz와 -105㏈c/Hz @100KHz의 우수한 특성을 나타내었다.

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SDR을 위한 다중밴드 Octa-Phase LC 전압제어 발진기 설계 (Design of Multiband Octa-Phase LC VCO for SDR)

  • 이상호;한병기;이재혁;김형동
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권7호통권361호
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    • pp.7-11
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    • 2007
  • 본 논문에서는 다중밴드 직접 변환 수신기를 위한 Octa-Phase 전압 제어 발진기를 제안하였다. Octa-Phase 신호와 저 위상잡음을 얻기 위해 4개의 LC VCO를 직렬 커플링 트랜지스터를 이용해 연결하였다. 멀티 밴드 특성을 얻기 위해 밴드 튜닝 회로가 제안되었다. MOS 스위치가 켜짐/꺼짐에 따라서 주파수 범위는 변화한다. 2개의 veractor를 사용해 VCO의 발진 주파수의 공정상의 오차를 최소화하였다. 본 논문에서는 0.18 um CMOS 공정을 이용해 발진기를 설계하였다. 측정 결과 1.8V 공급전압에 12mA의 전류를 소모하였고, $885MHz^{\sim}1342MHz$ 사이의 범위에서 동작하여 3개의 표준(CDMA 20001x, WCDMA, WiBro)에서의 sub-harmonic 혼합기를 구동시킬 수 있는 동작 범위를 만족시킨다. 측정된 위상잡음은 각각 CDMA 2000 1x 대역에서는 -105dBc@100kHz, WCDMA 대역에서는 -115dBc@1MHz, WiBro 대역에서는 -130dBc@10MHz으로 나타났다.

Complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로를 이용한 저위상 잡음 전압 제어 발진기 (Low Phase Noise VCO using Metamaterial Transmission Line Based on Complementary Spiral Resonator and Interdigital Structure)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권2호
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    • pp.95-104
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    • 2011
  • 본 논문에서는 complementary 나선형 공진 구조와 인터디지털 구조 기반의 메타물질 전송 선로가 전압 제어 발진기의 위상 잡음을 줄이기 위해서 제안되었다. 이와 같은 메타물질 전송 선로는 접지 면에 식각된 complementary 나선형 공진 구조의 배열과 신호 면의 인터디지털 전송 선로를 적용하여 구현되었다. 신호 면의 인터디지털 전송 선로는 인터디지털 구조가 없는 일반적인 전송 선로보다 더 높은 공진 Q 특성을 얻기 위해서 사용되었다. 제안된 메타물질 전송 선로의 공진 특성과 Q 특성의 고유 포화 특성이 신호 면의 전송 선로의 폭, complementary 나선형 공진 구조의 크기, complementary 나선형 공진 구조 사이의 전류 방향, complementary 나선형 공진 구조의 단위 셀 쌍의 수를 변화시킴으로써, 그리고 인터디지털 구조의 유무에 의해서 분석되어졌다. 제안된 전압 제어 발진기의 위상 잡음과 주파수 조절 범위는 -127.50~-125.33 dBc/Hz @ 100 kHz와 5.744~5.852 GHz이다.

전압제어 링 발진기를 이용한 LED구동회로 및 조명제어기설계 (Design of LED Driving Circuit using Voltage Controlled Ring Oscillator and Lighting Controller)

  • 권기수;서영석
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.1-9
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    • 2010
  • LED구동회로및 제어회로를 개발하였다. 개발된 LED구동회로는 새로운 PWM회로를 가지고 있으며 LED열의 디밍, 전류 및 온도제어 및 통신 기능을 할 수 있다. 개발된 PWM회로는 기본적인 디지털 논리소자를 사용하여 만들어 질 수 있는 두 개의 링 발진기와 한 개의 카운터로 구성되어 있다. 부가적으로 이 회로는 온-오프 제어 모드, 비상모드, 전력절감모드를 가지고 있으며 직열통신을 이용해서 제어된다. 설계 된 PWM 발생기와 제어회로는 마그나칩/하이닉스의 디지털 공정을 이용하여 제작되었다. 제작된 칩은 LED구동장치와 제어기 보드에 장착되어 테스트 되었으며 성공적으로 동작하였다.