• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권3호
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• pp.34-41
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• 2011

본 논문은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능을 가지는 능동 인덕터를 이용한 디지털 제어 발진기에 대한 논문이다. 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털적으로 조정하는 구조를 제안하였으며, 디지털 제어 발진기의 이득 또한 디지털적으로 조정하여 이득 변화를 상쇄하도록 하였다. 또한, 넓은 튜닝 영역과 정밀한 해상도를 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였다. 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 2.1 GHz ~ 3.5 GHz로 1.4 GHz의 영역으로 이는 2.4 GHz의 중간 주파수에 대하여 58 %에 해당한다. 유효 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 사용하여 0.14 kHz/LSB를 구현하였다. 제안하는 디지털 제어 발진기는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계 되었다. 전체전력 소모는 1.2 V 공급전압에서 6.6 mW이며 위상 잡음 성능은 2.4 GHz 중간 주파수의 경우, 1 MHz 오프셋에서 -120.67dBc/Hz 성능을 보이고 있다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제40권7호
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• pp.273-281
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• 2003

본 논문에서는 AIS(Automatic Identification System)를 위한 새로운 시각 동기 방안을 제안한다. 제안방안은 TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator)를 기준 클록으로 사용하고, 디지털 제어 발진기(DCO : Digitally Controlled Oscillator), 분주기, 위상 비교기, 그리고 레지스터블록으로 시각 동기를 유지하도록 구성되어 있다. 주 시각 동기원으로는 UTC(Universal Time Coordinated)와 동기된 GPS(Global Positioning System) 수신기의 IPPS(1 Pulse Per Second)를 사용하며 GPS 신호 수신이 불가능할 경우에는 수신 AIS 신호를 사용한다. 전송 클록과 GPS 수신기 IPPS 사이의 시각 오차를 측정하고, DCO를 조정해 측정한 시각 오차를 보상함으로써 전송 클록을 UTC(Universal Time Coordinated)에 동기시킨다. 동기된 전송 클록(960㎐)은 전송 슬롯 발생을 위해서 분주된다. 본 논문에서는 제안한 시각 동기 방안을 시험 제작한 자동 식별 장치와 상용 자동 식별 장치의 연동을 통하여 검증하였고, 실험 결과는 AIS 기술 표준(ITU-R M.1371-1)에서 제시한 시작 동기 사양을 만족함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.573-578
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• 2023

본 논문에서는 고성능 디지털 위상 고정 루프(DPLL)에 적용 가능한 새로운 잠금 기법을 소개한다. 이 연구는 LC 기반 디지털 제어 발진기(DCO)에서 발생하는 양자화 오류를 줄이기 위해 추가 서모미터 코드를 사용한다. 본 방식은 전체 DCO 코드를 서모미터 방식으로 구현하지 않음에도 불구하고 높은 선형성을 통해 양자화 오류를 감소시킨다. 초기 잠금 단계에서 바이너리 코드를 사용하고, 잠금이 완료되면 서모미터 코드로 전환하여 높은 주파수 대비 선형성과 낮은 지터 특성을 달성한다. 이 접근법은 낮은 DCO 이득(Kdco) 값을 요구하는 응용에서 서모미터 코드만을 사용하는 기존 방식과 비교하여 스위치의 수를 현저히 줄이고 발진기의 면적을 최소화한다. 또한, 지터 특성은 서모미터 코드만을 사용하는 방식과 동일한 수준을 유지한다. SystemVerilog 및 Verilog HDL을 사용한 모델링과 RTL 수준에서의 설계를 통해 이 기법의 효과가 입증되었다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권4호
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• pp.272-281
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• 2013

This paper presents low power frequency shift keying (FSK) transmitter using all digital PLL (ADPLL) for smart utility network (SUN). In order to operate at low-power and to integrate a small die area, the ADPLL is adopted in transmitter. The phase noise of the ADPLL is improved by using a fine resolution time to digital converter (TDC) and digitally controlled oscillator (DCO). The FSK transmitter is implemented in $0.18{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS technology. The die area of the transmitter including ADPLL is $3.5mm^2$. The power consumption of the ADPLL is 12.43 mW. And, the power consumptions of the transmitter are 35.36 mW and 65.57 mW when the output power levels are -1.6 dBm and +12 dBm, respectively. Both of them are supplied by 1.8 V voltage source. The frequency resolution of the TDC is 2.7 ps. The effective DCO frequency resolution with the differential MOS varactor and sigma-delta modulator is 2.5 Hz. The phase noise of the ADPLL output at 1.8 GHz is -121.17 dBc/Hz with a 1 MHz offset.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.439-440
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• 2008

A high-speed DCO is proposed that uses the negative-skewed delay scheme. The DCO consists of a ring of inverters with each PMOS transistor driven from the output of 3 earlier stage through a set of minimum-sized pass-transistors. The digitization of negative-skewed delay is achieved by selecting pass-transistors turned on and digitizing the gate voltages of the selected pass-transistors. The proposed 7-stage DCO has been simulated using 1.8V, $0.18\;{\mu}m$ TSMC CMOS process to obtain a resolution of 3ps and an operation range of 2.88-5.03GHz.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.352-358
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• 2016

A 5-phase phase-locked loop (PLL) for USB2.0 applications was implemented by using an all-synthesis technique. The length of the time-to-digital converter for the fine phase detector was halved by the operation of a coarse phase detector that uses 5-phase clocks. The maximum time difference between the rising edges of two adjacent-phase clocks was 6 ps at 480 MHz. The PLL chip in a 65-nm process occupies $0.038mm^2$, consumes 4.8 mW at 1.2 V. The measured rms and peak-to-peak output jitters are 8.6 ps and 45 ps, respectively.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.939-947
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• 2008

The GPS tracking loop consists of three parts in general: discriminator, loop filter and DCO (Digitally Controlled Oscillator). The loop filter is the main part of the tracking loop designed to ensure a good tracking performance. Generally, the loop filter is designed using classical PI(Proportional Integral) control. Although the carrier Doppler and code Doppler are generated by the same relative movement between the satellite and the user, often, the loop filters for each tracking loop are designed separately and independently. Sometimes, they are used in a combined manner such as carrier aided code tracking, FLL assisted PLL, etc. For better GPS signal tracking, we need to design the FLL/PLL/DLL altogether optimally. The purpose of this paper is to design a GPS receiver tracking loop based on the Kalman filter in a combined manner. Also, the proposed GPS receiver tracking loop is compared with a conventional tracking loop in terms of the transfer function and the DCO input. This paper shows that conventional tracking loop is equal to the Kalman filter based tracking loop.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.322-327
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• 2012

본 논문은 이진 위상-주파수 검출기와 카운터를 사용한 새로운 위상-디지털 변환기 구조의 디지털 위상 고정 루프 회로를 제안하였다. 제안한 디지털 위상 고정 루프 회로는 위상-디지털 변환기, 디지털 루프, 디지털 제어 발진기(DCO)로 구성되어 있다. 제안된 위상-디지털 변환기 구조는 일반적인 시간-디지털 변환기(TDC)를 사용하지 않고, 이진 위상 주파수 검출기와 카운터를 사용함으로써 단순한 구조와 적은 면적으로 소비전력을 감소하는 장점을 갖는다. CMOS 0.18um 공정을 사용하여 1.0GHz에서 2.2GHz에 동작하는 디지털 위상 고정 루프 회로를 설계하였고 칩 면적은 $0.096mm^2$을 차지한다. 시뮬레이션 결과 전력소비는 1.65GHz 동작시 16.2mW로 나타났다.