• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권3호
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• pp.138-146
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• 2017

A phase-locked dielectric resonator oscillator (PLDRO) is an essential component of millimeter-wave communication, in which phase noise is critical for satisfactory performance. The general structure of a PLDRO typically includes a dual loop of digital phase-locked loop (PLL) and analog PLL. A dual-loop PLDRO structure is generally used. The digital PLL generates an internal voltage controlled crystal oscillator (VCXO) frequency locked to an external reference frequency, and the analog PLL loop generates a DRO frequency locked to an internal VCXO frequency. A dual loop is used to ease the phase-locked frequency by using an internal VCXO. However, some of the output frequencies in each PLL structure worsen the phase noise because of the N divider ratio increase in the digital phase-locked loop integrated circuit. This study examines the design aspects of an interconnected PLL structure. In the proposed structure, the voltage tuning; which uses a varactor diode for the phase tracking of VCXO to match with the external reference) port of the VCXO in the digital PLL is controlled by one output port of the frequency divider in the analog PLL. We compare the proposed scheme with a typical PLDRO in terms of phase noise to show that the proposed structure has no performance degradation.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제11권6호
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• pp.1707-1713
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• 2016

This paper proposes a dc error compensation algorithm using dq-synchronous coordinate transform digital phase-locked-loop in single-phase grid-connected converters. The dc errors are caused by analog to digital conversion and grid voltage during measurement. If the dc offset error is included in the phase-locked-loop system, it can cause distortion in the grid angle estimation with phase-locked-loop. Accordingly, recent study has dealt with the integral technique using the synchronous reference frame phase-locked-loop method. However, dynamic response is slow because it requires to monitor one period of grid voltage. In this paper, the dc offset error compensation algorithm of the improved response characteristic is proposed by using the synchronous reference frame phase-locked-loop. The simulation and the experimental results are presented to demonstrate the effectiveness of the proposed dc offset error compensation algorithm.

• 한국통신학회:학술대회논문집
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• 한국통신학회 1987년도 춘계학술발표회 논문집
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• pp.230-233
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• 1987

A Dual Disital Phase Locked Loop is analyzeddesigned and tested. Two specific confisurations are considered generations second and thisrd order DPLL’s and it is found using a computer simulation and verified therretically . As a result of computer simulation the characteristcof designed I-Dullis better than the at of P-DPLL or C-Dull

• ETRI Journal
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• 제29권4호
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• pp.463-469
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• 2007

A phase-locked loop (PLL) is described which is operable from 0.4 GHz to 1.2 GHz. The PLL has basically the same architecture as the conventional analog PLL except the locking information is stored as digital code. An analog-to-digital converter is embedded in the PLL, converting the analog loop filter output to digital code. Because the locking information is stored as digital code, the PLL can be turned off during power-down mode while avoiding long wake-up time. The PLL implemented in a 0.18 ${\mu}m$ CMOS process occupies 0.35 $mm^2$ active area. From a 1.8 V supply, it consumes 59 mW and 984 ${\mu}W$ during the normal and power-down modes, respectively. The measured rms jitter of the output clock is 16.8 ps at 1.2 GHz.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권9호
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• pp.35-40
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• 2005

본 논문에서는 1.6Gb/s에서 동작하는 digitally controlled phase-locked loop (DCPLL)를 제안한다. DCPLL은 일반적인 아날로그 PLL과 tracking analog-to-digital 변환기를 결합한 구조이다. 제안한 DCPLL에서는 tracking ADC의 출력이 voltage controlled oscillator (VCO)의 제어 전압을 생성한다. 일반적으로 사용되는 digital PLL (DPLL)은 digitally controlled oscillator (DCO)와 time-to-digit converter (TDC)로 구성된다 DCO와 TDC를 사용한 DPLL은 시간 스텝이 작을 수 록 jitter 특성이 향상되지만 전력소모는 커진다. 이 논문에서 제안한 DCPLL은 DPLL의 핵심요소인 DCO와 TDC를 사용하지 않았기 때문에 jitter, 면적, 전력소모 측면에서 유리하다. DCPLL은 $0.18\mu$m 4-metal CMOS공정을 이용하여 제작하였고 면적은 1mm $\times$0.35mm를 차지한다. 1.8V 단일 전원전압으로 정상동작에서는 59mW, power-down 모드에서는 $984\mu$W 전력을 소모하고 16.8ps rms jitter를 갖는다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.31-38
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• 2024

디지털 위상 고정 루프는 디지털 위상 검출기, 디지털 루프 필터, 디지털 제어 발진기, 분배기 등으로 이루어진 일반적인 회로로 전기 및 회로 분야 등 다양한 분야에서 널리 사용된다. 디지털 위상 고정 루프의 성능 향상을 위해 다양한 수학적인 알고리즘 등을 활용한 상태 추정기가 사용된다. 전통적인 상태 추정기로는 무한 임펄스 응답 상태 추정기의 칼만 필터를 활용해왔으며, 무한 임펄스 응답 상태 추정기 기반 디지털 위상 고정 루프는 초기값의 부정확성, 모델 오차, 다양한 외란 등의 예상치 못한 상황에서 급격한 성능 저하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 디지털 위상 고정 루프를 설계하기 위해 2계층 Frobenius norm 기반 유한 임펄스 상태 추정기를 제안한다. 제안한 상태 추정기는 첫 번째 층의 추정 상태를 이용하여 두 번째 층에서 상태 추정을 하는데, 이때 첫 번째 층의 추정 상태와 누적된 측정값과 결합하여 설계하였다. 새로운 유한 임펄스 응답 상태 추정기 기반 디지털 위상 동기 루프의 강인한 성능을 검증하기 위해 잡음 공분산 정보가 부정확한 상황에서 무한 임펄스 응답 상태 추정기와 비교하여 시뮬레이션을 수행하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제18권5호
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• pp.1523-1535
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• 2018

High-performance Phase-Locked Loops (PLLs) are critical for grid synchronization in grid-tied power electronic applications. In this paper, a new single-phase All Digital Phase-Locked Loop (ADPLL) is proposed. It features fast transient response and good robustness under distorted grid conditions. It is designed for Field Programmable Gate Array (FPGA) implementation. As a result, a high sampling frequency of 1MHz can be obtained. In addition, a new OSG is adopted to track the power frequency, improve the harmonic rejection and remove the dc offset. Unlike previous methods, it avoids extra feedback loop, which results in an enlarged system bandwidth, enhanced stability and improved dynamic performance. In this case, a new parameter optimization method with consideration of loop delay is employed to achieve a fast dynamic response and guarantee accuracy. The Phase Detector (PD) and Voltage Controlled Oscillator (VCO) are realized by a Coordinate Rotation Digital Computer (CORDIC) algorithm and a Direct Digital Synthesis (DDS) block, respectively. The whole PLL system is finally produced on a FPGA. A theoretical analysis and experiments under various distorted grid conditions, including voltage sag, phase jump, frequency step, harmonics distortion, dc offset and combined disturbances, are also presented to verify the fast dynamic response and good robustness of the ADPLL.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.87-88
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• 2011

본 논문은 최근 빠른 속도로 성장하고 있는 신재생에너지 분야 중 태양광을 이용한 계통연계형 PV PCS의 PLL(Phase Locked Loop) 기법을 DSP로 처리할 수 있도록 디지털 논리회로로 구현하는 DPLL(Digital Phase Locked Loop) 기법을 제시하고 모델링과 시뮬레이션을 통하여 검증한다.

• ETRI Journal
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• 제33권3호
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• pp.366-373
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• 2011

In this paper, we propose a low-power all-digital phase-locked loop (ADPLL) with a wide input range and a high resolution time-to-digital converter (TDC). The resolution of the proposed TDC is improved by using a phase-interpolator and the time amplifier. The phase noise of the proposed ADPLL is improved by using a fine resolution digitally controlled oscillator (DCO) with an active inductor. In order to control the frequency of the DCO, the transconductance of the active inductor is tuned digitally. The die area of the ADPLL is 0.8 $mm^2$ using 0.13 ${\mu}m$ CMOS technology. The frequency resolution of the TDC is 1 ps. The DCO tuning range is 58% at 2.4 GHz and the effective DCO frequency resolution is 0.14 kHz. The phase noise of the ADPLL output at 2.4 GHz is -120.5 dBc/Hz with a 1 MHz offset. The total power consumption of the ADPLL is 12 mW from a 1.2 V supply voltage.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.591-598
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• 2021

디지털 위상 고정 루프는 위상 동기화를 위해 사용되는 회로로 일반적으로 통신, 회로분야 등 다양한 분야에서 사용된다. 디지털 위상 고정 루프를 설계 시 상태추정기를 사용하는 경우 보통 칼만 필터와 같은 무한 임펄스 응답 상태추정기를 활용해왔다. 일반적으로 무한 임펄스 응답 상태추정기 기반 디지털 위상 고정 루프의 성능은 우수하지만, 초기값의 부정확, 모델 오차, 외란 등의 예상하지 못하는 상황에서 급격한 성능저하가 발생할 수 있다. 본 논문에서는 새로운 디지털 위상 고정 루프를 설계 하기 위해 최적의 측정값 구간 길이를 갖는 최소 공분산 유한 임펄스 응답 필터를 제안한다. 제안된 유한 임펄스 응답 필터의 중요 파라미터인 측정값 구간 길이를 구하기 위해 수치적 방법을 소개하며, 필터의 이득을 얻기 위해 비용함수로 오차의 공분산 행렬을 설정하고, 이를 최소화 하기 위하여 선형 행렬 부등식을 사용하였다. 제안된 디지털 위상 동기 루프의 우수성과 강인성을 검증하기 위해 노이즈 정보가 부정확한 상황에서 기존 방법과의 비교 및 분석을 위한 시뮬레이션을 수행하였다.