• 제목/요약/키워드: PLL design

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LC형 다중 위상 PLL 이용한 40Gb/s $0.18{\mu}m$ CMOS 클록 및 데이터 복원 회로 (40Gb/s Clock and Data Recovery Circuit with Multi-phase LC PLL in CMOS $0.18{\mu}m$)

  • 하기혁;이정용;강진구
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권4호
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    • pp.36-42
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    • 2008
  • 본 논문은 광통신-시리얼 링크를 위한 40Gb/s 클록 및 데이터 복원 회로의 설계를 제안한다. 설계된 본 회로는 다중 위상을 생성하는 LC 탱크 PLL을 이용하여 8개의 샘플링 클록을 생성하고 $2{\times}$ 오버샘플링 구조의 뱅-뱅 위상 검출기를 이용하여 데이터와 클록의 위상을 조정한다. 40Gb/s의 입력 데이터가 샘플링을 거쳐서 1:4 디멀티플렉싱되어 4채널에 10Gb/s 출력으로 복원되는 구조로서 디지털과 아날로그의 전원을 분리하여 설계가 진행되었다. 인덕터를 사용하여 칩면적은 $2.8{\times}2.4mm^2$을 차지하고 전력소모는 약 200mW이다. 0.18um CMOS공정으로 칩 제작후 측정결과 채널당 악 9.5Gb/s 출력이 측정되었다(직렬입력 약 38Gb/s 해당).

USN 센서노드용 1.9GHz RF 주파수합성기의 구현 (Implementation of 1.9GHz RF Frequency Synthesizer for USN Sensor Nodes)

  • 강호용;김내수;채상훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권5호
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    • pp.49-54
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    • 2009
  • USN 센서노드 무선통신부에 내장하기 위한 1.9GHz RF 주파수 합성기를 $0.18{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 구현하였다. 고속 저잡음 특성을 얻기 위하여 VCO, 프리스케일러, 1/N 분주기, ${\Sigma }-{\Delta}$ 모듈레이터 분수형 분주기, PLL 공통 회로 등의 설계 최적화에 중점을 두고 설계하였으며, 특히 VCO는 N-P MOS 코어 구조 및 캡 뱅크를 적용하여 고속 저전력 및 넓은 튜닝 범위를 확보하였다. 설계된 칩의 크기는 $1.2{\times}0.7mm^2$이며, IP로 활용하기 위한 코어 부분의 크기는 $1.1{\times}0.4mm^2$이다. 측정 결과 PLL 회로의 잡음 면에서도 문제가 될 만한 특정 스퍼는 발생하지 않았으며, 6MHz 기본 스퍼에 해당하는 잡음은 -63.06dB로 나타났다. 위상잡음 특성은 1MHz 오프셋에서 -116.17dBc/Hz로서 양호한 특성을 보였다.

지연된 n-탭 상승 에지 클럭을 이용한 위상 오차 검출기의 설계와 DP-PLL에의 적용 (The design of phase error detector based on delayed n-tap rising edge clock:It's DP-PLL system application)

  • 박군종;구광일;윤정현;윤대희;차일환
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1100-1112
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    • 1998
  • 본 연구에서 망동기 시스템의 동기 기준 클럭과 시스템 클럭간에 발생하는 위상 오차를 최소화하기 위한 새로운 위상 오차 검출방식이 제안되었고 이 방식을 디지털 처리 위상 동기 루프(digital processing phase locked loop:DP-PLL) 시스템에 적용하였다. 두 클럭간에 발생하는 위상 오차는 지연된 n-탭 상승 에지 클럭으로 구성한 위상 오차 검출기에 의해 위상 오차 변이 (PEV:Phase Error Variation)로 출력된다. 위상 오차 변이는 5ns해상도로 검출되며 검출된 위상 오차 변이는 알고리즘에 의해 최적의 D/A변환기 계수를 추적하면서 위상 동기를 유지한다. 실험결과 위상 검출기는 빠르고 정확한 위상 추적 특성을 갖고 있으며 루프제어 알고리즘은 우수한 지터 억압 특성을 나타내었다.

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High-Order QAM에 적합한 반송파 동기회로 설계 - II부. 자동모드전환시점 검출기 및 평균모드전환회로를 적용한 Gear-Shift PLL 설계 및 성능평가 (Design of Carrier Recovery Circuit for High-Order QAM - Part II : Performance Analysis and Design of the Gear-shift PLL with ATC(Automatic Transfer-mode Controller) and Average-mode-change Circuit)

  • 김기윤;김신재;최형진
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제38권4호
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    • pp.18-26
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    • 2001
  • 본 논문에서는 극성 판단(Polarity Decision) PD를 이용하여 모드 변환과 루프이득(Loop Gain)의 변환시점을 자동적으로 검출해 주는 ATC(Automatic Transfer mode Control)알고리즘을 설계하고 모드 전환시 안정적으로 주파수 오프셋을 추정하는 평균방식 Gear-shift PLL을 설계하였다. 제안하는 모드 전환 시점 검출 알고리즘인 ATC 알고리즘은 종전의 QPSK방식에 적용되던 Lock Detector 알고리즘보다 구현이 매우 간단하며 정확하게 모드 전환시점을 검출한다. 또한 Shift Register에 저장했던 주파수 추정 값들을 평균하는 평균전환방식은 모드 전환시 낮은 주파수 추정 에러값으로 다음 모드에서의 빠른 추적 성능을 가능하게 한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은 적은 회로 면적과 고속 처리가 가능하도록 설계되어 ASIC 설계에 매우 유용하다. 아울러 본 논문에서는 극성판단 PD를 적용하여 위상 포착 및 추적 성능평가를 수행하고 성좌도(constellation)를 각 모드별로 분석하였다.

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MBOA용 3~10GHz UWB 주파수합성기의 설계 (Design of 3~10GHz UWB Frequency Synthesizer for MBOA System)

  • 김동식;채상훈
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권2호
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    • pp.134-139
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    • 2013
  • UWB의 일종인 MBOA 무선통신 시스템에 내장하기 위한 광대역 RF 주파수 합성기를 $0.13{\mu}m$ 실리콘 CMOS 기술을 이용하여 설계하였다. 효율적인 MBOA 클록신호 생성을 위하여 낮은 주파수를 갖는 하위 밴드에서는 큰 배수로 주파수를 합성하고, 높은 주파수를 갖는 상위 밴드에서는 작은 배수로 주파수를 합성함으로서 VCO의 발진범위를 대폭 줄일 수 있는 새로운 방법을 적용하였다. 설계된 PLL 회로는 P-MOS 코어 구조의 VCO 및 수퍼 다이나믹 구조의 주파수 분할기를 사용하여 고속 및 광대역 동작 범위를 확보하였다.

SOPC를 활용한 NG-SDH 망용 DP-PLL 제어기 설계에 관한 연구 (A Study on the DP-PLL Controller Design using SOPC for NG-SDH Networks)

  • 선권석;박민상
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.169-175
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    • 2014
  • NG-SDH 시스템은 광케이블 통하여 연결된 네트워크이다. 네트워크 동기제어기는 광전송시스템에서 데이터 동기에서 필수적이다. 본 논문에서 SOPC(system on a programmable chip) 설계 기술을 활용하여 네트워크 동기제어기를 설계한다. 설계를 위해 Altera사의 FPGA를 활용하고, FPGA안에는 32Bit CPU, DPRAM(dual port ram), 디지털 입출력포트, 송신 및 수신 프레이머, 위상차 검출기 등이 포함되어있다. 설계된 네트워크 동기제어기는 ITU-T G. 813에서 권고하는 동기기준(일시적인 응답에서의 MTIE, 원더 특성시 MTIE 및 TDEV, Holdover시 MTIE)을 만족함을 확인할 수 있다.

DMT시스템에서 ADSL 칩 설계를 위한 동기화 파라미터에 관한 연구 (A study on the synchronization parameter to design ADSL chip in DMT systems)

  • 조병록;박솔;김영민
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제3권3호
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    • pp.687-694
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    • 1999
  • 본 논문에서는 ADSL용 칩 설계를 위한 동기화 파라미터 값을 도출하기 위하여 컴퓨터 모의수행으로 STR과 프레임동기의 성능을 분석한다. ADSL에 적합한 PLL루프를 분석하고 설계를 하며, 이러한 결과를 통하여 ADSL칩 설계를 위한 STR의 최적 파라미터 값을 얻는다. 또한 여러 가지 알고리즘으로 프레임동기를 수행할 때, 컴퓨터 모의수행으로 FER(Frame Error Rate)의 성능을 분석했고, 프레임 offset의 효과를 분석했다.

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Fractional-N Frequency Synthesis: Overview and Practical Aspects with FIR-Embedded Design

  • Rhee, Woogeun;Xu, Ni;Zhou, Bo;Wang, Zhihua
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제13권2호
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    • pp.170-183
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    • 2013
  • This paper gives an overview of fractional-N phase-locked loops (PLLs) with practical design perspectives focusing on a ${\Delta}{\Sigma}$ modulation technique and a finite-impulse response (FIR) filtering method. Spur generation and nonlinearity issues in the ${\Delta}{\Sigma}$ fractional-N PLLs are discussed with simulation and hardware results. High-order ${\Delta}{\Sigma}$ modulation with FIR-embedded filtering is considered for low noise frequency generation. Also, various architectures of finite-modulo fractional-N PLLs are reviewed for alternative low cost design, and the FIR filtering technique is shown to be useful for spur reduction in the finite-modulo fractional-N PLL design.

Power Control Strategies for Single-Phase Voltage-Controlled Inverters with an Enhanced PLL

  • Gao, Jiayuan;Zhao, Jinbin;He, Chaojie;Zhang, Shuaitao;Li, Fen
    • Journal of Power Electronics
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    • 제18권1호
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    • pp.212-224
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    • 2018
  • For maintaining a reliable and secure power system, this paper describes the design and implement of a single-phase grid-connected inverter with an enhanced phase-locked loop (PLL) and excellent power control performance. For designing the enhanced PLL and power regulator, a full-bridge voltage-controlled inverter (VCI) is investigated. When the grid frequency deviates from its reference values, the output frequency of the VCI is unstable with an oscillation of 2 doubling harmonics. The reason for this oscillation is analyzed mathematically. This oscillation leads to an injection of harmonics into the grid and even causes an output active power oscillation of the VCI. For eliminating the oscillation caused by a PLL, an oscillation compensation method is proposed. With the proposed method, the VCI maintains the original PLL control characteristics and improves the PLL robustness under grid frequency deviations. On the basis of the above analysis, a power regulator with the primary frequency and voltage modulation characteristics is analyzed and designed. Meanwhile, a small-signal model of the power loops is established to determine the control parameters. The VCI can accurately output target power and has primary frequency and voltage modulation characteristics that can provide active and reactive power compensation to the grid. Finally, simulation and experimental results are given to verify the idea.