• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제2권1호
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• pp.41-48
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• 2002

This paper presents a 18-mW, 2.5-㎓ fractional-N frequency synthesizer with l-bit $4^{th}$-order interpolative delta-sigma ($\Delta{\;}$\sum$)modulator to suppress fractional spurious tones while reducing in-band phase noise. A fractional-N frequency synthesizer with a quadruple prescaler has been designed and implemented in a $0.5-\mu\textrm{m}$ 15-GHz $f_t$ BiCMOS. Synthesizing 2.1 GHzwith less than 200 Hz resolution, it exhibits an in-band phase noise of less than -85 dBc/Hz at 1 KHz offset frequency with a reference spur of -85 dBc and no fractional spurs. The synthesizer also shows phase noise of -139 dBc/Hz at an offset frequency of 1.2 MHz from a 2.1GHz center frequency.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권11호
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• pp.2444-2450
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• 2011

본 논문에서는 다중 위상주파수검출기를 사용하여 fractional 스퍼를 줄이는 주파수 합성기를 제안하였다. 기존의 fractional-N 위상고정루프에서 발생하는 스퍼를 줄여주는 구조의 위상주파수 검출기를 사용하여 fractional-N 위상고정루프에서 fractional 스퍼를 억제할 수 있는 주파수 합성기를 설계하였다. 제안된 구조는 두 가지의 에지 검출 방식을 갖는 새로운 구조의 위상주파수검출기를 사용하여 위상주파수검출기의 출력 신호의 최대 폭을 제한하여 fractional 스퍼의 크기를 줄이도록 하였다. 제안된 주파수 합성기는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정 파라미터들을 사용하여 HSPICE로 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션의 결과는 제안된 형태의 주파수 합성기는 빠른 위상고정시간을 가지고 fractional 스퍼를 감소시킬 수 있음을 보여준다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.2716-2724
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• 2012

본 논문에서는 기존의 fractional-N 위상고정루프의 가장 큰 문제점인 fractional 스퍼를 억제하기 위해 위상차-전압 변환기(Phase Difference-to-Voltage Converter : PDVC)를 도입하였다. PDVC는 위상주파수 검출기 출력 신호의 위상차에 따라 전하펌프의 전류량을 조절한다. 제안한 구조는 위상 주파수 검출기(phase frequency detector) 신호들의 위상차가 커지면 전하펌프(charge pump) 전류를 감소시켜 fractional 스퍼를 줄일 수 있는 구조이다. 회로는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 HSPICE로 시뮬레이션을 수행하고 회로의 동작을 검증하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제3권1호
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• pp.39-49
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• 1999

This paper describes a 1 GHz, low-phase-noise CMOS fractional-N frequency synthesizer with an integrated LC VCO. The proposed frequency synthesizer, which uses a high-order delta-sigma modulator to suppress the fractional spurious tones at all multiples of the fractional frequency resolution offset, has 64 programmable frequency channels with frequency resolution of $f_ref/64$. The measured phase noise is as low as -110 dBc/Hz at a 200 KHz offset frequency from a carrier frequency of 980 MHz. The reference sideband spurs are -73.5 dBc. The prototype is implemented in a $0.5{\mu}m$ CMOS process with triple metal layers. The active chip area is about $4mm^2$ and the prototype consumes 43 mW, including the VCO buffer power consumption, from a 3.3 V supply voltage.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권8호
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• pp.1558-1563
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• 2007

논문은 fractional-N 방식의 주파수 합성기(PLL)를 낮은 차수의 ${\Delta}{\Sigma}$변조기로 더욱 높은 성능의 PLL로 설계하기 위하여 대역폭 가변 방식의 PLL과 ${\Delta}{\Sigma}$방식의 fractional-N PLL의 구조를 합성한 새로운 방식의 PLL을 제안한다. Matla으로 대역폭 가변을 이용한 ${\Delta}{\Sigma}$방식의 fractional-N PLL의 시뮬레이션을 수행하여 제안된 구조의 특성을 관찰하였다. 본 논문의 대역폭 가변 PLL은 HSPICE 0.35um CMOS 공정을 이용하여 시뮬레이션 하였고, 그 결과 제안된 PLL은 빠른 록이 가능하고 fractional spur를 20dB 정도 낮출 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권10호
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• pp.90-96
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• 2006

본 논문에서는 capacitance scaling 구조를 이용하여 짧은 locking 시간과 작은 fractional spur를 가지는 ${\Sigma}{\Delta}$ fractional-N PLL을 설계하였다. 루프필터의 실효 커패시턴스를 변화시키기 위하여 여러 개의 전하펌프를 이용해 서로 다른 경로로 커패시터에 전류를 공급하였다. 필터의 실효 커패시턴스는 동작상태에 따라 크기가 변하며 커패시터들은 하나의 PLL 칩에 집적화 할 수 있을 정도로 작은 크기를 가진다. 또한 PLL이 lock 되면 전하펌프 전류의 크기도 작아져 fractional spur의 크기도 작아진다. 제안된 구조는 HSPICE CMOS $0.35{\mu}m$ 공정으로 시뮬레이션 하였으며 $8{\mu}s$ 이하의 locking 시간을 가진다. PLL의 루프필터는 200pF, 17pF의 작은 커패시터와 $2.8k{\Omega}$의 저항으로 설계되었다.

• 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.