• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.1-9
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• 2012

본 논문은 레이더 시스템에 적용되는 고성능 PLL 주파수 합성기를 설계하고, 그 성능을 분석하였다. 소형화제작을 위해 PLL 간접합성방식을 적용하였으며, 광대역특성에서 우수한 위상잡음과 고속의 주파수합성시간을 갖기 위해 offset 방식의 PLL에 DDS를 기준신호로 설계 하였다. 또한, offset PLL에서 고속의 주파수 변환을 위해 DAC를 이용하여 coarse tune을 적용하였다. 이러한 구조에서의 성능 예측을 위해 각각의 잡음원에 대해 모델링을 적용하여 출력위상잡음을 예측하였으며, 제작결과와 비교 분석하였다. 그 결과 simulation과 측정결과가 일치함을 확인하였으며, 100KHz 옵셋 주파수에서 -126dBc/Hz의 우수한 위상잡음 특성과 10usec 이내의 고속의 주파수변환시간을 갖는 항공기용 레이더 주파수합성기를 설계하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.258-264
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• 2011

본 논문은 GSM(Global System for Mobile communications)에서 주로 사용되는 Offset-PLL(Phase Locked Loop) 방식을 사용하여 낮은 위상 잡음과 빠른 위상 고정 시간, 우수한 불요파 특성을 갖는 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제안된 주파수 합성기의 구조는 3번의 주파수 하향 변환을 통해 낮은 위상 잡음 갖도록 하였으며, 높은 주파수 해상도를 갖도록 세 개의 offset 주파수중 최종 offset 주파수를 DDS(Direct Digital Synthesizer)를 이용하여 생성하였다. 또한, 빠른 스위칭 속도를 가질 수 있도록 DAC(Digital to Analog Converter)를 사용하였다. DAC 사용에 따른 위상 잡음 열화를 줄이기 위해 DAC 노이즈 제거를 위한 필터를 설계하여 성능을 개선하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권2호
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• pp.98-104
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• 2017

This work describes the development and comparison of two phase-locked loops (PLLs) based on a 65-nm CMOS technology. The PLLs incorporate two different topologies for the output voltage-controlled oscillator (VCO): LC cross-coupled and differential Colpitts. The measured locking ranges of the LC cross-coupled VCO-based phase-locked loop (PLL1) and the Colpitts VCO-based phase-locked loop (PLL2) are 119.84-122.61 GHz and 126.53-129.29 GHz, respectively. Th e output powers of PLL1 and PLL2 are -8.6 dBm and -10.5 dBm with DC power consumptions of 127.3 mW and 142.8 mW, respectively. Th e measured phase noise of PLL1 is -59.2 at 10 kHz offset and -104.5 at 10 MHz offset, and the phase noise of PLL2 is -60.9 dBc/Hz at 10 kHz offset and -104.4 dBc/Hz at 10 MHz offset. The chip sizes are $1,080{\mu}m{\times}760{\mu}m$ (PLL1) and $1,100{\mu}m{\times}800{\mu}m$ (PLL2), including the probing pads.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.104-106
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• 2018

The harmonics and the DC offset in the grid can cause serious synchronization problems for grid connected inverters (GCIs) which leads not able to satisfy the IEEE 519 and p1547 standards in terms of phase and frequency variations. In order to guarantee the smooth and reliable synchronization of GCIs with the grid, Phase Locked Loop (PLL) is the crucial element. Typically, the performance of the PLL is assessed to limit the grid disturbances e.g. grid harmonics, DC Offset and voltage sag etc. To ensure the quality of GCI, the PLL should be precise in estimating the grid amplitude, frequency and phase. Therefore, in this paper a novel Robust PLL technique called Digital Lock-in Amplifier (DLA) PLL is proposed. The proposed PLL estimate the frequency variations and phase errors accurately even in the highly distorted grid voltage conditions like grid voltage harmonics, DC offsets and grid voltage sag. To verify the performance of proposed method, it is compared with other six conventional used PLLs (CCF PLL, SOGI PLL, SOGI LPF PLL, APF PLL, dqDSC PLL, MAF PLL). The comparison is done by simulations on MATLAB Simulink. Finally, the experimental results are verified with Single Phase GCI Prototype.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제28권11호
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• pp.68-76
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• 2014

This paper presents an offset error compensation algorithm for the accurate phase angle of the grid voltage in single-phase grid-connected inverters. The offset error generated from the grid voltage measurement process cause the fundamental harmonic component with grid frequency in the synchronous reference frame phase lock loop (PLL). As a result, the grid angle is distorted and the power quality in power systems is degraded. In addition, the dq-axis currents in the synchronous reference frame and phase current have the dc component, first and second order ripples compared with the grid frequency under the distorted grid angle. In this paper, the effects of the offset and scaling errors are analyzed based on the synchronous reference frame PLL. Particularly, the offset error can be estimated from the integrator output of the synchronous reference frame PLL and compensated by using proportional-integral controller. Moreover, the RMS (Root Mean Square) function is proposed to detect the offset error component. The effectiveness of the proposed algorithm is verified through simulation and experiment results.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권11호
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• pp.1280-1287
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• 2012

3.2~6.5 GHz 광대역 특성을 갖는 YTO(YIG Tuned Oscillator) 모듈을 설계 및 제작하였다. 위상 잡음 특성을 개선하기 위해 샘플링 믹서를 이용한 offset PLL(Phase Locked Loop) 구조로 설계하였다. 이 방식은 샘플링 믹서, 위상 비교기, 루프 필터, 전류 드라이버 회로, YTO로 구성된다. 측정 결과, 4.5 GHz에서 위상 잡음은 수식으로 도출한 값과 유사한 10 kHz offset 주파수에서 -100 dBc/Hz를 얻었다. 제작된 YTO 모듈의 위상 잡음은 동작 주파수 대역에서 기존 PLL 구조에 비해 10 dB 이상 우수함을 확인하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권10호
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• pp.73-82
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• 2015

This paper proposes an ripple reduction algorithm and analyzes the effects of offset and scale errors generated by voltage sensor while measuring grid voltage in grid-tied single-phase inverters. Generally, the grid-connected inverter needs to detect the phase angle information by measuring grid voltage for synchronization, so that the single-phase inverter can be accurately driven based on estimated phase angle information. However, offset and scale errors are inevitably generated owing to the non-linear characteristics of voltage sensor and these errors affect that the phase angle includes 1st harmonic component under using SRF-PLL(Synchronous Reference Frame - Phase Locked Loop) system for detecting grid phase angle. Also, the performance of the overall system is degraded from the distorted phase angle including the specific harmonic component. As a result, in this paper, offset and scale error due to the voltage sensor in single-phase grid connected inverter under SRF-PLL is analyzed in detail and proportional resonant controller is used to reduce the ripples caused by the offset error. Especially, the integrator output of PI(Proportional Integral) controller in SRF-PLL is selected as an input signal of the proportional resonant controller. Simulation and experiment are performed to verify the effectiveness of the proposed algorithm.

• ETRI Journal
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• 제34권4호
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• pp.518-526
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• 2012

This paper proposes LC voltage-controlled oscillator (VCO) phase-locked loop (PLL) and ring-VCO PLL topologies with low-phase noise. Differential control loops are used for the PLL locking through a symmetrical transformer-resonator or bilaterally controlled varactor pair. A differential compensation mechanism suppresses out-band spurious tones. The prototypes of the proposed PLL are implemented in a CMOS 65-nm or 45-nm process. The measured results of the LC-VCO PLL show operation frequencies of 3.5 GHz to 5.6 GHz, a phase noise of -118 dBc/Hz at a 1 MHz offset, and a spur rejection of 66 dBc, while dissipating 3.2 mA at a 1 V supply. The ring-VCO PLL shows a phase noise of -95 dBc/Hz at a 1 MHz offset, operation frequencies of 1.2 GHz to 2.04 GHz, and a spur rejection of 59 dBc, while dissipating 5.4 mA at a 1.1 V supply.

• 한국전자파학회논문지
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• 제24권11호
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• pp.1074-1080
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• 2013

광대역에서 저 위상 잡음 특성을 갖는 주파수 합성기를 YTO를 이용하여 설계하였다. 위상 잡음을 낮추기 위해 분주비를 줄일 수 있는 offset PLL 구조를 사용하였다. 위상 잡음 모델링을 이용하여 PLL의 loop filter, YTO의 Main 드라이버 회로와 FM 드라이버 회로의 loop filter를 최적화하였다. 또한, 1 Hz 이하의 고해상도를 얻기 위하여 DDS를 기준 신호로 사용하였다. 제작된 주파수 합성기의 위상 잡음은 3.2~6.8 GHz에서 -107 dBc/Hz @10 kHz 이하로 측정되었다. 측정 결과와 위상 잡음 모델링을 통해 계산한 값과 비교한 결과, 잘 일치함을 확인함으로써 위상 잡음 모델링이 타당함을 검증하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제5권4호
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• pp.653-660
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• 2001

본 논문에서는 주파수합성기에서 가장 큰 잡음원인 VCO 및 각 단에서 발생하는 위상잡음 의 offset주파수에 따른 변화를 예측하기 위해 2303.15MHz의 주파수합성기를 설계하고 Lascari의 예측방법 을 이용하여 모델링 하였다. 또한, VCO에서 발생되는 여러 중첩 형태로 된 위상잡음중 저주파대역에서 문제가 되는 1/f noise를 3차 시스템에서 분석하였다. 3차 시스템에서는 해석이 복잡하므로 수학적인 분석을 통하여 1/f noise를 예측한다는 것이 어렵지만 pseudo-damping factor의 도입으로 3차 시스템에서의 1/f noise variance의 해석이 용이 하도록 시도하였고 이를 2차 시스템과 비교.분석하였다. 그 결과, tcxo의 경우 위상잡음이 루프 통과 전 10 kHz offset 주파수에서 -160dBc/Hz, 루프 통과 후 -162.6705dBc/Hz, 100 kHz offset 주파수에서 -180dBc/Hz, 루프 통과 후 -560dBc/Hz로 VCO의 위상잡음에 비해 offset주파수에 따라 루프 통과 후 급격히 감쇠 됨을 알 수 있었다. 2차와 3차 시스템에서의 잡음대역폭과 그 variance factor를 연관하여 3차 시스템에서 의 variance가 2차 시스템의 variance보다 크게 발생함을 알 수 있었다.