• 한국전자파학회논문지
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• 제13권6호
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• pp.552-559
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• 2002

본 논문에서 는 Ka-band 위 성 중계 기용 국부발진기 의 EM(Engineering Model)을 설계 및 제작하였다. 루프 대역 밖의 위상잡음을 개선하기 위해서 고임피던스 변환기를 이용한 낮은 위상잡음의 전압제어 발진기를 설계하고 샘플링위상비교기(Sampling Phase Detector)를 사용하여 전압제어 발진기를 고안정의 OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator)에 위상 고정시킴으로써 루프 대역 내의 위상잡음을 개선하였다. 개발된 국부발진기는 43.83 dBc 이상의 고조파 억압특성을 가지고 있으며 공급전력은 15 V, 160 mA를 필요로 한다. 위상잡음은 -102.5 dBc/Hz @10 KHz와 -104.0 dBc/Hz @100 KHz의 특성을 나타내며 출력전력은 -20 - +7$0^{\circ}C$의 온도 범위에서 13.50 dBm$\pm$0.33 dB의 특성을 얻었다.

• 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.

• 전자공학회논문지
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• 제51권5호
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• pp.99-105
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• 2014

위상 잡음과 위상고정 시간을 최소화하기 위해 최적화 된 대역폭을 변화 시키지 않고 기준 주파수 신호 스퍼를 줄일 수 있는 두 개의 대칭 루프를 가진 위상고정루프(PLL)를 설계 하였다. 기준 주파수 신호 스퍼를 감쇄시키는 원리는 PLL에 사용되는 전압제어발진기(VCO)의 입력전압을 안정화시키는 것이다. 이것을 위해 설계된 PLL은 종래 PLL과 다르게 2개의 출력을 갖는 위상주파수검출기(PFD), 2개의 루프필터, 2개의 입력전압을 갖는 VCO, 그리고 분주기로 구성되었다. $0.18{\mu}m$ CMOS 공정파라미터를 사용하여 동작원리를 시뮬레이션 한 결과 종래의 단일 루프 PLL과 비교할 때 스퍼 크기가 약 1/2로 감소된 것을 확인하였다. 또한 루프필터에 사용된 R과 C가 5% 오차를 갖고 있을 경우에도 스퍼 크기가 약 1/2로 감소된 것을 확인하였다. 사용된 공급전압은 1.8V이고 소비전력은 6.3mW이였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.122-133
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• 2013

올-디지털 위상 고정 루프에 사용되는 고해상도 위상-디지털 변환기 설계에 있어서, 위상-주파수 검출기와 시간-디지털 변환기로 이루어진 위상-디지털 변환기에 활용될 수 있는 간단한 구조의 아비터 기반 위상 결정 회로를 제안한다. 제안한 위상 결정 회로는 기존에 개발된 위상 결정 회로보다 적은 전력소모와 보다 작은 입력-출력 지연 시간을 가지면서도 두 펄스 사이의 매우 작은 위상 차이도 구별할 수 있다. 제안한 위상 결정 회로는 130um CMOS 공정을 사용하여 구현되었고, 트랜지스터 레벨에서 시뮬레이션으로 검증되었다. 제안한 위상 결정 회로를 이용한 오프셋과 데드존이 없는 5비트의 위상-디지털 변환기도 검증되었다. 또한 배수주기 고정 문제가 없고 위상 오프셋이 매우 적은 지연 고정 루프를 제안하였다. 제안한 지연 고정 루프는 위상-디지털 변환기의 해상도를 PVT 변화에 무관하게 항상 원하는 대로 정확히 고정시키는 용도로 활용된다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제25권1B호
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• pp.183-192
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• 2000

본 논문에서는 전류펌핑 알고리즘을 이용한 클락 동기용 3.3V 단일 공급 전압하에서 3-250MHz 입력 록킹 범위를 갖는 2중 루프 구조의 CMOS PLL 회로를 설계하였다. 본 논문은 전압 제어 발진기 회로의 전압대 주파수의 선형성을 향상시키기 위한 전류펌핑 알고리즘을 이용한 PLL 구조를 제안한다. 설계된 전압 제어 발진기 회로는 75.8MHz-1GHz 의 넓은 주파수 범위에서 높은 성형성을 가지고 동작한다. 또한, 록킹 되었을 때 루프 필터 회로를 포함한 저하 펌프 회로의 전압 변동 현상을 막는 위상 주파수 검출기 회로를 설계하였다. 0.6$\mu\textrm{m}$ N-well single-poly triple metal CMOS 공정을 사용하여 모이 실험 한 결과, 125MHz의 입력 주파수를 갖고 1GHz의 동작 주파수에서 3.5$\mu\textrm{s}$의 록킹 시간과 92mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정 결과 V-I 컨버터 회로를 포함한 VCO 회로의 위상 잡음은 100kHz의 옵셋 주파수에서 -100.3dBc/Hz를 나타내었다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권6호
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• pp.50-56
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• 2015

본 논문에서는 모바일 응용에 적합한 고효율의 빠른 응답 특성을 가지는 히스테리틱 벅 변환기를 제안한다. 기존 히스테리틱 변환기의 문제점인 큰 출력 전압 리플과 작은 용량의 전력 인덕터 사용의 어려움을 삼각파 신호 발생기를 통해 해결하였다. 그리고 부하 전류에 따라 가변하는 스위칭 주파수를 PLL(Phase Locked Loop)구조를 사용하여 일정하게 함으로써 주변 IC에 미치는 EMI(Electro Magnetic Interference)잡음을 최소화 하였다. 이 회로는 BCDMOS 0.35um 2-poly 4-metal 공정으로 제작되었으며, 측정 결과 입력전압 3.7V, 출력전압 1.2V 부하 전류 50~500mA 범위에서 20mV 이하의 출력 전압 리플을 나타내며 170mA 이상의 부하 전류를 구동하는 경우 2MHz의 고정된 스위칭 주파수에서 동작하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.1272-1280
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• 2008

본 논문에서는 빠른 천이 시간 및 고해상도 특성을 동시에 만족하기 위해 주로 사용되는 DDS Driven PLL 구조 주파수 합성기의 위상 잡음 분석을 위한 모델링 방안을 제안하였다. 기준 주파수 발진기(reference oscillator) 및 전압 제어 발진기(VCO: Voltage Controlled Oscillator)는 Leeson 모델을 적용하여 측정 데이터를 근사하는 방법을 사용하였고, DDS 칩의 위상 잡음원은 DAC(Digital to Analog Converter) 동작에 근사하여 모델링하였다. PLL의 위상 잡음은 디지털 분주기의 위상 잡음원으로 근사하여 모델링하였으며, 특히 저역 통과 필터(low pass filter)의 각 소자들의 위상 잡음은 전압 제어 발진기의 위상 잡음과 함께 고려하는 방법을 제안하였다. 모델링된 각 잡음 원들을 선형 시스템 영역에서 중첩의 원리를 이용하여 분석함으로써 주파수 합성기 출력의 위상잡음 분포를 예측하였고, 그 결과를 제작된 주파수 합성기의 측정 결과와 비교 평가하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권10호
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• pp.1043-1049
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• 2005

대용량 고속 광대역 전송에 적합한 OFDM(Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) 통신 시스템에서 위상 잡음에 의해 발생하는 ICI(Inter-Sub-Carrier-Interference)는 부반송파 사이의 직교성을 깨뜨려 시스템 성능을 현저히 저하시킨다. 본 논문에서는 ICI 제거 기 법과 안테나, 시간, 주파수 다이버시티를 혼합한 새로운 STFBC(Space Time Frequency Block Coding) 방법을 이용하여 ICI를 효과적으로 제거한다. 먼저 위상잡음 선형 근사화 기법을 이용하여 제안한 STFBC OFDM 시스템에서 발생하는 CPE(Common Phase Error) 성분과 ICI 성분을 분석하고 PLL(Phase Locked Loop) 위상잡음에 의해 발생하는 시스템 성능 저하를 비교 분석하기 위하여 CIR(Carrier to Interference Ratio), PICR(Peak Interference to Carrier power Ratio) 그리고 BER(Bit Error Rate)을 토론한다. 분석 결과 제안한 STFBC 방법에서는 ICI를 뚜렷이 제거할 뿐만 아니라 기존의 STBC(Space Time Block Coding), SFBC(Space Frequency Block Coding) 등 다이버시티 코딩 기법에서 나타나는 SCI(Self Channel Interference)를 효과적으로 피면할 수 있다.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권12A호
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• pp.2000-2011
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• 2001

본 논문에서는 기존 1배속 및 6배속과 같은 저속 DVD 시스템에서 설계되었던 Analog PLL(Phase Locked Loop)을 고배속 동작에 유용하게 디지털화 했으며, 고속인 20배속 DVD 시스템에서의 최적 Digital PLL 모델을 제시하였다. 특히, 고속 DVD 시스템 설계에서 성능 열화의 주요 원인인 bulk delay, 샘플링 클럭 주파수 오타, 비대칭 신호 현상과 같은 채널 영향들을 고려하여 안정적으로 동작할 수 있는 DPLL 설계에 초점을 맞추었다. 우선, DPLL에서는 새로운 타이밍 에러 검출 알고리즘으로 변형된 Early-Late 방법을 제시하였다. 그리고, 비대칭 신호 보정기에는 고속으로 동작하고 안정적으로 보정 역할을 수행하는 영점교차 지점을 이용한 4샘플 신호 보정 알고리즘을 설계하였다. 본 논문에서 제안하는 타이밍 에러 검출기는 기존 방식에 비해 각각, 3dB의 SNR 이득과 지터성능이 4배 향상됨을 볼 수 있었고 또한, 영점교차 지점에서 4샘플 신호를 이용한 보정 알고리즘은 기존 방식에 비해 보상시간의 50% 단축과 2dB의 SNR 이득, 지터 성능의 34% 효율을 볼 수 있었다. 최종적으로 제안된 비대칭 보정기와 DPLL이 통합된 시스템을 BER 성능 평가를 통해서 기존 알고리즘에 비해 제안된 방식이 0.4dB, 2dB 성능 향상을 확인하였다.