• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.146-153
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• 2008

High speed serial link에 적합한 clock multiphase generator용 integrated phase-locked loop (PLL)을 설계하였다. 설계된 PLL은 programmable current mirror를 사용하여 동작 범위 안에서 동일한 loop bandwidth와 damping factor를 가진다. 또한 설계한 PLL 회로 netlists를 가지고 HSPICE 시뮬레이션을 통해 close-loop transfer function과 VCO의 phase noise transfer function을 구하였다. Board 위 칩의 자체 임피던스는 decoupling capacitor의 크기와 위치에 따라 계산된다. 세부적으로, close-loop transfer function에서 gain의 최대값과 VCO noise transfer function에서 gain의 최대값 사이의 주파수범위에서 decoupling capacitor의 크기와 위치에 따른 보드 위 칩의 자체 임피던스를 구하였다. 이를 바탕으로 보드에서의 decoupling capacitor의 크기와 위치가 PLL의 jitter에 어떠한 영향을 미치는지 분석하였다. 설계된 PLL은 1.8V의 동작 전압에서 400MHz에서 2GH의 wide operation range를 가지며 $0.18-{\mu}m$ EMOS공정으로 설계하였다. Reference clock은 100MHz이며 전체 PLL power consumption은 1.2GHz에서 17.28 mW이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.819-825
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• 2016

본 논문에서는 기존의 위상 고정 루프를 병렬 형태로 이중 루프를 구성하였다. 두 개의 루프를 통해서 전달 특성에 따라 원하는 크기의 대역폭을 만든다. 대역 폭의 형태는 동작하는 주파수 대역에서 잡음을 최소화 할 수 있는 위상 고정 루프를 설계하였다. 제안한 위상고정루프는 두 가지 필터를 제어하기 위하여 두 개의 기울기 값을 가지는 전압제어 발진기를 사용하였다. 또한 정확한 위상 고정을 위하여 위상 고정 상태 표시기를 사용하였다. 전체적인 위상 고정 루프가 안정적인 동작하기 위하여 각 각의 루프가 각각 $58.2^{\circ}$, $49.4^{\circ}$의 위상 여유를 가지고 있으며 두 개의 루프를 합쳤을 때에도 $45^{\circ}$이상의 안정적인 위상 여유를 가지는 것을 확인 할 수 있다. 제안된 위상 고정 루프는 1.8V 0.18um CMOS 공정을 이용하여 설계 되었다. 시뮬레이션 결과는 이중 루프를 가지고 위상고정루프의 구조가 원하는 출력 주파수를 생성하며 안정적으로 동작하는 것을 보여 주었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권8호
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• pp.47-52
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• 2010

본 논문에서는 기존의 위상고정루프에서 가장 큰 잡음의 원천인 전압제어발진기를 새로운 구조의 자기잡음제거 전압제어발진기(Self-noise suppressing voltage controlled oscillator)로 대체하여 위상고정루프 잡음 특성을 향상시킨 위상고정루프(Phase Locked Loop)를 제안 하였다. 제안한 구조의 전달함수는 기존의 구조의 전달함수와 달리 대역폭 근처에서 최대 25dB 작은 값을 가진다. 회로는 1.8V $0.18{\mu}m$ CMOS 공정의 파라미터를 이용하여 HSPICE로 시뮬레이션을 수행하고 회로의 동작을 검증하였다.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권6호
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• pp.1334-1344
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• 2014

A novel single phase Phase-Locked Loop (PLL) is proposed in this paper to accurately and rapidly estimate the instantaneous phase angle of a grid. A conjugate rotating vector pair is proposed and defined to synthesize the single phase signal in the stationary reference frame. With this concept, the proposed PLL innovatively sets one phase input of the PARK transformation to a constant zero. By means of a proper cancellation, a zero steady state phase angle estimation error can be achieved, even under magnitude and frequency variations. The proposed PLL structure is presented together with guidelines for parameters adjustment. The performance of the proposed PLL is verified by comprehensive experiments. Satisfactory phase angle estimation can be achieved within one input signal cycle, and the estimation error can be totally eliminated in four input cycles for the most severe conditions.

• ETRI Journal
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• 제34권2호
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• pp.175-183
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• 2012

Conventional synchronization algorithms for impulse radio require high-speed sampling and a precise local clock. Here, a phase-locked loop (PLL) scheme is introduced to acquire and track periodical impulses. The proposed impulse PLL (iPLL) is analyzed under an ideal Gaussian noise channel and multipath environment. The timing synchronization can be recovered directly from the locked frequency and phase. To make full use of the high harmonics of the received impulses efficiently in synchronization, the switching phase detector is applied in iPLL. It is capable of obtaining higher loop gain without a rise in timing errors. In different environments, simulations verify our analysis and show about one-tenth of the root mean square errors of conventional impulse synchronizations. The developed iPLL prototype applied in a high-speed ultra-wideband transceiver shows its feasibility, low complexity, and high precision.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.416-419
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• 2017

본 논문에서는 고속 DDR3/DDR4 SDRAM을 위한 새로운 디지털 지연고정루프 (delay-locked loop: DLL)를 제안한다. 제안하는 디지털 DLL은 디지털 지연라인의 boundary switching 문제에 의한 jitter 증가 문제를 제거하기 위하여 위상보간 (phase interpolation) 방식의 파인지연라인 (fine delay line)을 채택하였다. 또한, 제안하는 디지털 DLL은 harmonic lock 문제를 제거하기 위하여 새로운 점진직 검색 (gradual search) 알고리즘을 사용한다. 제안하는 디지털 DLL은 1.1V, 38-nm CMOS DRAM 공정으로 설계되었으며, 0.25-2.0 GHz의 주파수 동작 영역을 가진다. 2.0 GHz에서 1.1 ps의 피크-투-피크 (p-p) 지터를 가지며, 약 13 mW의 전력소모를 가진다.

• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권3호
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• pp.313-321
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• 2014

A low-power low-cost polar transmitter for EDGE is designed in $0.18{\mu}m$ CMOS. A differential delta-sigma modulator (DSM) tunes a three-terminal voltage-controlled oscillator (VCO) to perform RF phase modulation, where the VCO tuning curve is digitally pre-compensated for high linearity and the carrier frequency is calibrated by a dual-mode low-power frequency-locked loop (FLL). A digital intermediate-frequency (IF) pulse-width5 modulator (PWM) drives a complementary power-switch followed by an LC filter to achieve envelope modulation with high efficiency. The proposed transmitter with 9mW power dissipation relaxes the time alignment between the phase and envelope modulations, and achieves an error vector magnitude (EVM) of 4% and phase noise of -123dBc/Hz at 400kHz offset frequency.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2005년도 전기학술대회논문집
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• pp.1005-1010
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• 2005

In this paper, it is presented a frequency modulated continuous wave radar (FMCW) for distance measurement. The frequency range is $10{\sim}11$ GHz and the sweep time of the signal is 100 ms. The test target is 0.8 m2 of metal plate. The experiment is performed in open ground and the pyramidal horn antenna of about 22 dBi gain is used. The beat frequency according to the target moving to 40 m is measured. There is a good agreement between measured and calculated results. But the resolution of the FMCW radar is not good such as about 10 cm. It is result from the nonlinear signal of voltage controlled oscillator (VCO). To improve the nonlinear characteristic of VCO, a high pass filter and phase locked loop (PLL) frequency synthesizer are included in the radar system.

• Journal of Power Electronics
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• 제14권3호
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• pp.598-607
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• 2014

This paper proposes a frequency-locked loop (FLL) scheme for a single-phase grid-connected converter. A second-order generalized integrator (SOGI) based on fuzzy logic (FL) is applied to this converter to achieve precise phase angle detection. The use of this method enables the compensation of the nonlinear characteristic of the frequency error, which is defined in the SOGI scheme as the variation of the central frequency through the self-tuning gain. With the proposed scheme, the performance of the SOGI-FLL is further improved at the grid disturbances, which results in the stable operation of the grid converter under grid voltage sags or frequency variation. The PSIM simulation and experimental results are shown to verify the effectiveness of the proposed method.