KR100793988B1 - 자기 교정 전압 제어 발진기를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 자기 교정 전압 제어 발진기를 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 상기 시스템에서는 전압 제어 발진기가 최적의 상태에서 자동적으로 목표 주파수에서 위상 록킹되는 발진 신호를 생성할 수 있도록 하기 위하여, 모드 제어부가 기준 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드 및 위상 록킹 모드 각각의 제어 신호를 생성하여 상기 전압 제어 발진기를 제어한다.
PLL, VCO, 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 위상 록킹 모드

Description

자기 교정 전압 제어 발진기를 위한 시스템 및 방법{System and Method for Self Calibrating Voltage-Controlled Oscillator}
도 1은 일반적인 PLL 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PLL 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2의 PLL 시스템의 3가지 모드 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 VCO의 동작 주파수 대역을 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 2의 VCO가 목표 주파수로 튜닝하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 2의 주파수 비교기의 구체적인 블록도이다.
도 7은 도 2의 모드 제어부의 구체적인 블록도이다.
도 8은 도 2의 VCO를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 도 2의 PLL 시스템의 자동 밴드 선택 모드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 도 2의 PLL 시스템의 자동 게인 튜닝 모드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모드 제어부의 구체적인 블록도이다.
도 12는 도 11의 모드 제어부를 적용할 때의 자동 밴드 선택 모드 동작을 설 명하기 위한 흐름도이다.
도 13은 도 11의 모드 제어부를 적용할 때의 자동 게인 튜닝 모드 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
210: PFD(Phase/Frequency Detector: 위상/주파수 검출기)
221: CP(Charge Pump: 차지 펌프)
222: LF(Loop Filter: 루프 필터)
220: 발진 제어 전압 생성부
230: 주파수 비교기
240: 모드 제어부
250: VCO(Voltage-Controlled Oscillator: 전압 제어 발진기)
260: 분주기(frequency divider)
본 발명은 PLL(Phase-Locked Loop: 위상 동기 루프) 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 VCO(Voltage-Controlled Oscillator: 전압 제어 발진기)의 밴드 선택, 게인 튜닝, 및 위상 록킹을 제어하여 최적의 상태에서 자동적으로 목표 주파수에서 발진하는 신호를 생성하는 PLL 시스템 및 방법에 관한 것이다.
도 1은 일반적인 PLL 시스템(100)을 나타내는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 PLL 시스템(100)은 PFD(Phase/Frequency Detector: 위상/주파수 검출기)(110), CP(Charge Pump: 차지 펌프)(120), LF(Loop Filter: 루프 필터)(130), VCO(Voltage-Controlled Oscillator: 전압 제어 발진기)(140), 및 분주기(Frequency Divider)(150)를 포함한다. 상기 PLL 시스템(100)은 기준 클럭 신호(REF)를 수신하여 상기 기준 클럭 신호(REF)에 위상 록킹되고(phase-locked) 상기 기준 클럭 신호(REF)의 주파수를 N 배수 체배한 발진 신호(LO)를 생성한다.
이와 같이 일반적인 PLL 시스템(100)은 기준 클럭 신호(REF)를 소정 분주비 만큼 체배하는 주파수 체배 기능뿐만 아니라, 클럭 신호 발생분야와 클럭 및 데이터를 복원하는(clock and data recover) 분야에도 널리 이용된다.
PLL 회로에 포함되어 있는 전압 제어 발진기는 공정 변화, 온도 변화 등 다양한 외부 요인에 의해, 설계될 때의 발진 주파수 값과 칩 제작 후 실제 측정된 발진 주파수 값 사이에 약 5%에서 크게는20% 이상 발진 주파수 오차를 발생한다. 따라서, 전압 제어 발진기 회로를 설계할 때에는 시스템에서 요구하는 주파수 보다 훨씬 넓은 주파수 영역을 포함하도록 충분한 마진을 갖도록 설계되고 있다.
넓은 주파수 영역에서 발진하는 전압 제어 발진기를 설계할 때 전압 제어 발진기의 게인 특성이 지나치게 커지지 않도록 통상적으로 전압 제어 발진기의 동작 주파수 영역을 여러 밴드로 나눈다. 이 때, 시스템에서 요구하는 주파수를 만들어 내기 위하여 여러 밴드 중 목표 주파수가 위치해 있는 밴드를 선택해 주어야 한다. 그러나, 사람이 일일이 수동 조작으로 밴드를 선택할 경우 시간 및 비용 측면에서 매우 불리하기 때문에 자동 조작을 통한 밴드 선택 기술들이 널리 발표되어 있다. 한편, 전압 제어 발진기의 게인 특성은 각 밴드 별로 서로 균일하지 않으며 특히 링(ring) 발진기로 구현한 전압 제어 발진기의 경우 각 밴드별 게인 특성이 세 배 이상 달라질 수 있다. 이는 설계된 PLL 회로의 루프(loop) 동작 특성을 왜곡시킬 수 있기 때문에, 이에 대비한 자동 밴드 선택 기능 외에 게인 조절 기능도 요구된다.
따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 여러 주파수 밴드 및 게인 특성을 갖는 전압 제어 발진기 특성 곡선 중 시스템에서 요구된 주파수 밴드 및 게인 특성을 자동적으로 선택할 수 있도록, 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 및 위상 록킹 모드로 순차 동작시켜 안정적인 발진 신호를 생성하는 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 목표 주파수의 발진 신호가 가급적 튜닝 전압 범위의 중앙에서 위상 록킹이 이루어지도록 하여 최적의 위상 잡음 특성 및 안정성을 확보할 수 있도록 발진 신호를 생성하는 방법을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 발진 신호 생성을 위한 시스템은, 복수의 모드들 각각의 제어 신호에 따라 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기; 및 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터 상기 복수의 모드들 각각의 제어 신호를 생성하는 모드 제어부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일면에 따른 발진 신호 생성을 위한 시스템은, 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기; 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터, 상기 주파수 비교 결과의 값과 소정 임계치들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 모드 결정부; 상기 모드 선택 신호에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도록 스위칭하고, 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 출력되도록 스위칭하는 스위칭부; 상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 밴드 조절부; 및 상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 게인 조절부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따른 발진 신호 생성을 위한 시스템은, 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기; 소정 클럭 신호의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 카운터; 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과의 부호를 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도 록 스위칭하고, 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 출력되도록 스위칭하는 제2 스위칭부; 상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 밴드 조절부; 및 상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 게인 조절부를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 전압 제어 발진기로부터 발진 신호를 생성하는 방법은, 상기 전압 제어 발진기의 동작 주파수 밴드를 선택하는 단계; 상기 전압 제어 발진기의 상기 선택된 밴드 영역에서 게인을 튜닝하는 단계; 및 상기 전압 제어 발진기의 상기 튜닝된 게인 영역에서 상기 발진 신호를 위상 록킹시키는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 전압 제어 발진기를 이용하여 발진 신호를 생성하는 방법은, 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터 상기 전압 제어 발진기의 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 및 위상 록킹 모드 각각을 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및 상기 제어 신호에 따라 상기 발진 신호를 생성하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 전압 제어 발진기를 이용하여 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 방법은, 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터, 상기 주파수 비교 결과의 값과 소정 임계치들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 단계; 상기 모드 선택 신호에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 스위칭하는 단계; 상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 단계; 및 상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일면에 따라 전압 제어 발진기를 이용하여 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 방법은, 소정 클럭 신호의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 단계; 제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과의 부호를 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 스위칭하는 단계; 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 스위칭하는 단계; 상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 단계; 및 상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값 을 생성하는 단계를 포함한다.
이하 첨부 도면들 및 첨부 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명에 따른 발진 신호 생성을 위한 시스템은, 도 2에서 보는 바와 같이 일반적인 PLL 구조에 모드 제어부(240) 및 주파수 비교기(230) 블록을 추가하여 구현할 수 있다. 모드 제어부(240)의 역할은 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 위상 록킹 모드 각 단계를 선택하는 역할과 선택된 모드에서 전압 제어 발진기(250)에 필요한 제어 신호를 입력해 주는 역할을 담당한다. 즉, 첫째 단계인 자동 밴드 선택 모드에서는 전압 제어 발진기(250)의 밴드 조절 제어 신호를 전압 제어 발진기(250)에 입력해 주고 둘째 단계인 자동 게인 튜닝 모드에서는 전압 제어 발진기(250)의 게인 조절 제어 신호를 전압 제어 발진기(250)에 입력해 주며 셋째 단계인 위상 록킹 모드에서는 루프 필터(222)에 저장되어 있는 전압을 전압 제어 발진기(250)에 공급해 주는 역할을 한다.
모드 제어부(240)는 도 7과 도 11에서 보는 바와 두가지 형태로 구현될 수 있다. 도 7에서는 주파수 비교기(233)부터 구해진 주파수 에러(DELTAF)를 입력 받아 각 단계별로 세팅된 임계치(TH1-자동 밴드 선택모드, TH2-자동 게인 튜닝 모드)와 비교하여 이 임계치보다 작은 경우 자동 밴드 선택 모드를 완료하고 다음 단계인 자동 게인 튜닝 모드로 옮겨 가거나, 혹은 자동 게인 튜닝 모드에서 다음 단계 인 위상 록킹 모드로 옮겨 가도록 모드가 결정된다.
한편, 도 11에서는 주파수 에러(DELTAF)를 입력받지 않고 각 단계별로 세팅된 소정 시간(TTH1-자동 밴드 선택모드, TTH2-자동 게인 튜닝 모드)이 경과하면 자동 밴드 선택 모드에서 다음 단계인 자동 게인 튜닝 모드로 옮겨 가거나, 혹은 자동 게인 튜닝 모드에서 다음 단계인 위상 록킹 모드로 옮겨 가도록 모드가 결정된다. 이 때 시스템에서 세팅한 TTH1, TTH2 시간은 자동 밴드 선택 동작 및 자동 게인 튜닝 동작이 성공적으로 완료할 수 있을 만큼의 충분히 긴 시간(예를 들어, 수십 μsec)을 의미한다.
각 모드 동작을 완료하고 다음 단계로 넘어가기 위해 주파수 에러의 정량적인 값을 측정해야 하므로, 도 7에서는 주파수 비교기(230)를 정밀하게 설계해야 하는 반면 세가지 모드를 수행하는데 소요되는 시간을 최소화 할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 도 11에서와 같이 모드 제어부(1100)를 설계할 경우 주파수 비교기(230)에서는 주파수 에러의 정량적인 값이 아닌 극성(+, -)만 감지하면 되므로, 세가지 모드를 수행하는데 소요되는 시간이 길어질 수는 있으나 주파수 비교기(230)의 부하가 적게 걸리는 장점이 있다.
이하, 도 2내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 발진 신호 생성을 위한 시스템의 동작을 좀더 자세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 PLL 시스템(200)을 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 상기 PLL 시스템(200)은 PFD(Phase/Frequency Detector: 위상/주파수 검출기)(210), 발진 제어 전압 생성부(220), 주파수 비교기(230), 모드 제어 부(240), VCO(Voltage-Controlled Oscillator: 전압 제어 발진기)(250), 및 분주기(260)를 포함한다. 상기 발진 제어 전압 생성부(220)는 차지 펌프(CP: Charge Pump)(221) 및 루프 필터(LF: Loop Filter)(222)를 포함한다.
상기 PLL 시스템(200)은 상기 VCO(250)를 자동 밴드 선택 모드(Automatic Band Selection Mode), 자동 게인 튜닝 모드(Automatic Gain Tuning Mode), 및 위상 록킹 모드(Phase-Locking Mode)로 순차 동작시켜 안정적인 발진 신호(LO)를 생성한다. 이에 따라, 상기 PLL 시스템(200)은 제조되는 공정 조건이나 동작 온도 등의 변화에서도 상기 발진 신호(LO)가 안정적으로 목표 주파수에서 록킹되도록 동작한다. 따라서, 상기 PLL 시스템(200)은 휴대 폰, DMB 폰, PDA 등 무선 통신 시스템에 적용되어 넓은 주파수 범위에 대하여 시스템의 성능을 높일 수 있다. 상기 PLL 시스템(200)은 디지털 회로로 이루어질 수 있다.
도 3과 같이, 상기 자동 밴드 선택 모드(S310), 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320), 및 상기 위상 록킹 모드(S330)는 순차적으로 이루어지며, 이러한 3가지 모드들의 제어는 상기 모드 제어부(240)에 의하여 수행된다. 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서는 도 4와 같은 상기 VCO(250)의 동작 주파수 특성에서 나타나는 밴드들(410,420,430,440...)중 어느 하나의 밴드가 선택된다. 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서는 상기 선택된 밴드 영역 내에서 나타나는 커브들 중 어느 하나의 목표 커브에 해당하는 게인이 선택된다. 도 5와 같이, 상기 위상 록킹 모드(S330)에서는 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)이 스윙하는 전압 범위의 중심 전압 (VCENTER)에서 상기 발진 신호(LO)가 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹된다.
상기 모드 제어부(240)의 동작을 위하여, 먼저, 도 5와 같은 목표 커브 상의 하위(lower) 에지 주파수(fL)가 결정된다. fL 주파수는 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 상기 발진 신호(LO)를 N 분주한 신호의 주파수fdiv와 비교되는 기준 주파수로서 밴드를 증가시킬 것인지 감소시킬 것인지는 fdiv가 fL에 비해 높은지 낮은지 여부에 따라 결정된다. 이 때 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)은 "0"으로 세팅해야 하며, 상기 하위 에지 주파수(fL)는 목표 주파수(ftarget)와 목표 커브의 기울기, 즉, 목표 게인으로부터 쉽게 계산될 수 있다. 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 상기 모드 제어부(240)는 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 하위 에지 주파수(fL)로 되도록 하기 위하여, 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 조절한다. 이때, 상기 분주기(260)는 상기 발진 신호(LO)를 N(자연수) 분주한 클럭 신호(DIV)를 생성한다. 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 추정하기 위하여 상기 주파수 비교기(230)는 상기 N 분주한 클럭 신호(DIV)의 주파수와 기준 클럭 신호(REF)의 주파수(fREF)를 비교하고, 그 결과(DELTAF, UP/DN)는 상기 모드 제어부(240)로 통보된다. 여기서, N은 (fL)/(fREF)를 사사오입한 정수로서 자연수 값을 가진다. 이와 같이 상기 모드 제어부(240)가 생성하는 밴드 조절 디지털 값(DBAND)에 따라, 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 상기 발진 신호(LO)의 주파수 밴드가 선택되어 설 정된다.
상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서 상기 모드 제어부(240)는 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 목표 주파수(ftarget)로 되도록 하기 위하여, 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 조절한다. 이때, 상기 분주기(260)는 상기 발진 신호(LO)를 M(자연수) 분주한 클럭 신호(DIV)를 생성한다. 이때에도, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 추정하기 위하여 상기 주파수 비교기(230)는 상기 M 분주한 클럭 신호(DIV)의 주파수와 기준 클럭 신호(REF)의 주파수(fREF)를 비교하고, 그 결과(DELTAF, UP/DN)는 상기 모드 제어부(240)로 통보된다. 여기서, M은 (ftarget)/(fREF)를 사사오입한 정수로서 자연수값을 가진다. 이와 같이 상기 모드 제어부(240)가 생성하는 밴드 조절 디지털 값(DGAIN)에 따라, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서 상기 발진 신호(LO)의 게인이 선택되어 설정된다.
상기 위상 록킹 모드(S330)에서 상기 모드 제어부(240)는 상기 루프 필터(222)에서 출력되는 가변 발진 제어 전압을 상기 VCO(250)로 바이패스시키고(bypass), 상기 VCO(250)는 상기 바이패스된 상기 가변 발진 제어 전압(VCTRL)에 따라 상기 발진 신호(LO)가 위상 록킹되도록 한다.
상기 모드 제어부(240)는 상기 주파수 비교기(230)로부터의 주파수 비교 결과(DELTAF, UP/DN)로부터 상기 자동 밴드 선택 모드(S310), 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320), 및 상기 위상 록킹 모드(S330) 각각을 나타내는 모드 선택 신호(MODE)를 생성할 수 있다. 이에 따라, 상기 분주기(260)는 상기 자동 밴드 선택 모드 (S310)에서 상기 발진 신호(LO)를 상기 N에 의하여 분주하고, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320), 및 상기 위상 록킹 모드(S330)에서는 상기 발진 신호(LO)를 상기 M에 의하여 분주한다.
상기 기준 클럭 신호(REF)와 상기 분주기(260)에서 분주된 신호(DIV)의 위상이 상기 PFD(210)에서 비교되고, 상기 PFD(210)는 해당 위상차 신호를 생성한다. 상기 차지 펌프(221)는 상기 PFD(210)로부터 생성되는 위상차 신호에 상응하는 전하 조절 신호를 생성하고, 이에 따라 상기 루프 필터(222)는 상기 VCO(250)의 주파수를 결정하기 위한 제어 전압을 생성한다. 상기 루프 필터(222)에서 생성되는 제어 전압은 상기 위상 록킹 모드(S330)에서 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)으로서 바이패스된다. 상기 루프 필터(222)는 로우 패스 필터(LPF:Low Pass Filter) 형태이고, 상기 위상차 신호에 따라 가변되는 DC 전압을 출력할 수 있다.
이와 같이, 상기 모드 제어부(240)가 상기 3가지 모드들 각 단계에서, 상기 기준 클럭 신호(REF) 및 상기 주파수 분주된 신호(DIV)의 주파수 비교 결과로부터 상기 3가지 모드들 각각을 제어하기 신호를 생성한다. 이에 따라 상기 VCO(250)는 상기 3가지 모드들 각 단계에서 해당 발진 신호(LO)를 생성하고, 특히, 상기 위상 록킹 모드 단계(S330)에서 안정적으로 목표 주파수(ftarget)에서 록킹된 상기 발진 신호(LO)를 생성할 수 있다.
도 6은 도 2의 주파수 비교기(230)의 구체적인 블록도이다. 도 6을 참조하면, 상기 주파수 비교기(230)는 제1 카운터(231), 제2 카운터(232) 및 비교기(233) 를 포함한다.
상기 제1 카운터(231)는 상기 기준 클럭 신호(REF)의 펄스 수를 소정 기간 동안 카운트하여 해당 카운트 값(N1)을 생성한다. 상기 제2 카운터(232)는 상기 분주기(260)로부터의 상기 주파수 분주된 신호(DIV)의 펄스 수를 소정 기간 동안 카운트하여 해당 카운트 값(N2)을 생성한다. 상기 제1 카운터(231) 및 상기 제2 카운터(232)는 같은 기간 동안 해당 펄스 수를 카운트한 값들(N1, N2)을 생성하고, 상기 카운트한 값들(N1, N2)은 상기 비교기(233)에서 비교된다.
상기 비교기(233)는 상기 카운트한 값들(N1, N2) 간의 차이로부터 주파수 비교 결과(DELTAF, UP/DN)를 생성한다. 이하, DELTAF는 상기 주파수 비교 결과의 값이라 하고, UP/DN은 상기 주파수 비교 결과의 부호라 한다. 즉, 상기 카운트한 값들(N1, N2) 간의 차이는 양 또는 음의 값을 가지며, 이때의 양 또는 음을 나타내는 부호가 UP/DN이다.
도 7은 도 2의 모드 제어부(240)의 구체적인 블록도이다. 도 7을 참조하면, 상기 모드 제어부(240)는, 모드 결정부(241), 스위칭부(242), 밴드 조절부(245) 및 게인 조절부(246)를 포함한다. 상기 스위칭부(242)는 제1 스위칭부(243) 및 제2 스위칭부(244)를 포함한다.
상기 모드 결정부(241)는 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)과 소정 임계치들(TH1, TH2)을 비교하여 모드 선택 신호(MODE)를 생성한다. 상기 모드 선택 신호(MODE)는 상기 자동 밴드 선택 모드(S310), 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320), 및 상기 위상 록킹 모드(S330) 각각을 나타내는 해당 디지털 값일 수 있다. 예를 들 어, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "00"일 때 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)를 나타내고, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "01"일 때 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)를 나타낼 수 있으며, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "10"일 때 상기 위상 록킹 모드(S330)를 나타낼 수 있다.
상기 제1 스위칭부(243)는 상기 모드 선택 신호(MODE)에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호(UP/DN)를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도록 스위칭한다. 상기 밴드 조절부(245)는 상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호(UP/DN)에 따라 상기 발진 신호(LO)의 주파수 밴드를 조절하기 위한 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 생성한다. 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)은 2,3,4... 비트 등으로 출력될 수 있다. 여기서 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)의 비트 수가 증가할수록 상기 발진 신호(LO)의 주파수 밴드는 좀더 정밀하게 조절될 수 있다.
상기 게인 조절부(246)는 상기 제1 스위칭부(243)에서 상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호(UP/DN)에 따라 상기 발진 신호(LO)의 게인을 조절하기 위한 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 생성한다. 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)은 2,3,4,...비트 등으로 출력될 수 있다. 여기서 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)의 비트 수가 증가할수록 상기 발진 신호(LO)의 게인은 좀더 정밀하게 조절될 수 있다.
상기 밴드 조절부(245) 및 상기 게인 조절부(246)는 상기 주파수 비교 결과의 부호(UP/DN)가 양의 값을 나타내는 경우에 단위값, 예를 들어, 밴드 또는 이득 커브를1만큼 인크리먼트(increment)하고, 상기 주파수 비교 결과의 부호(UP/DN)가 음의 값을 나타내는 경우에 단위값, 예를 들어, 1만큼 디크리먼트(decrement)하는 소정 로직 형태로 구현될 수 있다.
한편, 상기 제2 스위칭부(244)는 상기 모드 선택 신호(MODE)에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 루프 필터(222)로부터 생성되는 발진 제어 전압 중 어느 하나를 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)로서 출력한다. 예를 들어, 상기 위상 록킹 모드(S330)에서 상기 제2 스위칭부(244)는 상기 루프 필터(222)로부터 생성되는 가변 제어 전압을 상기 VCO(250)로 바이패스시켜서, 상기 VCO(250)가 상기 바이패스된 가변 제어 전압(VCTRL)에 따라 상기 발진 신호(LO)가 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹되도록 한다. 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서는 상기 제2 스위칭부(244)는 접지(ground), 즉, 0 볼트가 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)으로서 출력되도록 한다. 또한, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서는 상기 제2 스위칭부(244)는 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)이 스윙하는 전압 범위의 중심 전압(도 5의 VCENTER)이 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)으로서 출력되도록 한다.
이와 같은 상기 모드 제어부(240)의 구성에 따라, 예를 들어, 파워 온 된 후 초기에, 상기 모드 결정부(241)는 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)를 나타내는 상기 모드 선택 신호(MODE)를 생성한다. 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 상기 모드 결정부(241)는 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)을 제1 임계치(TH1)와 비 교하면서 상기 밴드 조절부(245)가 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하도록 제어한다. 결국, 상기 모드 결정부(241)는 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)이 상기 제1 임계치(TH1)보다 작아지는 경우에, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환한다. 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되기 직전의 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)에 따라 상기 VCO(250)의 주파수 밴드가 선택되어 설정된다. 이와 같이, 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 설정된 상기 VCO(250)의 주파수 밴드는 다른 모드에서 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)로 전환되기 전까지 유지된다.
상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되면, 상기 모드 결정부(241)는 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)을 제2 임계치(TH2)와 비교하면서 상기 게인 조절부(246)가 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하도록 제어한다. 결국, 상기 모드 결정부(241)는 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)이 상기 제2 임계치(TH2)보다 작아지는 경우에, 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환한다. 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환되기 직전의 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)에 따라 상기 VCO(250)의 게인이 선택되어 설정된다. 이와 같이, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서 설정된 상기 VCO(250)의 게인은 다른 모드에서 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되기 전까지 유지된다.
상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환로 전환되면, 상기 루프 필터(222)로부터 생성되는 가변 제어 전압을 상기 VCO(250)로 바이패스시키고, 이에 따라 상기 VCO(250)는 상기 바이패스된 가변 제어 전압(VCTRL)에 따라 상기 발진 신호(LO)가 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹되도록 한다.
도 8은 도 2의 VCO(250)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 상기 VCO(250)는 밴드 선택부(251), 게인 선택부(252) 및 발진 회로(253)를 포함한다.
상기 밴드 선택부(251)는 도 7의 상기 밴드 조절부(245)가 생성하는 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)에 따라 발진 신호(LO)의 주파수 밴드가 선택되도록 한다.
상기 게인 선택부(252)는 도 7의 상기 게인 조절부(246)가 생성하는 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)에 따라 발진 신호(LO)의 게인이 선택되도록 한다.
상기 발진 회로(253)는 상기 밴드 선택부(251)가 선택하는 밴드와 상기 게인 선택부(252)가 선택하는 게인 영역에서, 상기 제 2 스위칭부(244)에서 출력되는 발진 제어 전압(VCTRL)에 따라 일정 주파수로 발진하는 상기 발진 신호(LO)를 생성한다.
예를 들어, 상기 밴드 선택부(251)는 도 4의 복수의 밴드들(410, 420, 430,440,...) 중 어느 한 밴드를 선택한다. 상기 게인 선택부(252)는 상기 밴드 선택부(251)가 선택한 밴드에 속하는 커브들 중 도 5와 같은 어느 하나의 목표 커브 특성을 가지는 게인을 선택한다. 이에 따라, 상기 제 2 스위칭부(244)에서 루프 필터(222) 출력을 상기 VCO(250)로 바이패스 함에 따라, 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)이 스윙하는 전압 범위의 중심 전압(도 5의 VCENTER)에서 목표 주파수(ftarget)를 가지고 발진하는 발진 신호(LO)가 생성될 수 있다.
이하, 도 2의 PLL 시스템(200)의 자동 밴드 선택 모드(S310) 및 자동 게인 튜닝 모드(S320) 동작을 예시하는 도 9 및 도 10을 참조하여 좀더 자세히 설명한다.
도 9는 도 2의 PLL 시스템(200)의 자동 밴드 선택 모드(S310) 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 파워 온된 후 초기에, 시스템(200)은 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 동작한다. 이때, VCO(250)의 주파수 밴드는 최저 값, 예를 들어, 도 4의 410의 밴드값을 가지도록 설정되고, 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)은 0볼트이다(S910). 상기 VCO(250)의 주파수 밴드의 최저 값(DBAND_MIN)은 도 7에서 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)이 가질 수 있는 최저값, 예를 들어, 0으로 설정하는 것과 같다.
이와 같은 조건에서, 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 도 5에서 설명된 목표 커브의 하위 에지 주파수(fL)가 비교된다(S920). 이때, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 하위 에지 주파수(fL) 보다 크다면, VCO(250)의 주파수 밴드는 디크리먼트되고, 그렇지 않다면 VCO(250)의 주파수 밴드는 인크리먼트된다(S930, S940).
즉, 상기 S920~S940 단계는, 도 7에서 설명한 바와 같이, 상기 밴드 조절부(245)가 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
다음에, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 상기 하위 에지 주파수(fL)의 차이(Δf)가 소정 값(fth1)과 비교된다(S950). 이때, 상기 주파수 차이(Δf)가 상기 소정 값(fth1) 보다 크다면, 위의 과정이 반복된다. 상기 주파수 차이(Δf)가 상기 소정 값(fth1) 보다 작다면 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환된다(S960).
즉, 상기 S950~S960 단계는, 도 7에서 설명한 바와 같이, 상기 모드 결정부(241)가 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)을 제1 임계치(TH1)와 비교하면서, 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)이 상기 제1 임계치(TH1)보다 작아지는 경우에, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
여기서, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 획득하기 위하여, 도 2와 같이, 상기 발진 신호(LO)를 소정 값(N)에 의하여 주파수 분주한 클럭 신호가 이용됨을 설명하였다.
도 10은 도 2의 PLL 시스템(200)의 자동 게인 튜닝 모드(S320) 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 9의 과정에 의하여 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되면, 시스템(200)은 위와 같이 선택된 밴드 영역에서 게인을 튜닝하도록 동작한다. 이때, VCO(250)의 게인은 최저 값, 예를 들어, 도 4의 어느 밴드에 속한 커브들 중 가장 기울기가 작은 커브의 게인을 가지도록 설정되고, 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)은 VCENTER이다(S1010). 상기 VCO(250)의 게인의 최저 값(DGAIN_MIN)은 도 7에서 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)이 가질 수 있는 최저값, 예를 들어, 0으로 설정하는 것과 같다.
이와 같은 조건에서, 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 도 5에서 설명된 목표 주파수(ftarget)가 비교된다(S1020). 이때, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 목표 주파수(ftarget) 보다 크다면, VCO(250)의 게인은 디크리먼트되고, 그렇지 않다면 VCO(250)의 게인은 인크리먼트된다(S1030, S1040).
즉, 상기 S1020~S1040 단계는, 도 7에서 설명한 바와 같이, 상기 게인 조절부(246)가 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
다음에, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 상기 목표 주파수(ftarget)의 차이(Δf)가 소정 값(fth2)과 비교된다(S1050). 이때, 상기 주파수 차이(Δf)가 상기 소정 값(fth2) 보다 크다면, 위의 과정이 반복된다. 상기 주파수 차이(Δf)가 상기 소정 값(fth2) 보다 작다면 위상 록킹 모드(S330)로 전환된다(S1060).
즉, 상기 S1050~S1060 단계는, 도 7에서 설명한 바와 같이, 상기 모드 결정부(241)가 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)을 제2 임계치(TH2)와 비교하면서, 상기 주파수 비교 결과의 값(DELTAF)이 상기 제2 임계치(TH2)보다 작아지는 경우에, 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
여기서, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 획득하기 위하여, 도 2와 같 이, 상기 발진 신호(LO)를 소정 값(M)에 의하여 주파수 분주한 클럭 신호가 이용됨을 설명하였다.
상기 위상 록킹 모드(S330)에서는 상기 VCO(250)가 위와 같이 튜닝된 게인 영역에서 상기 발진 신호(LO)를 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹시키게 된다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 모드 제어부(1100)의 구체적인 블록도이다. 도 11을 참조하면, 상기 모드 제어부(1100)는 카운터(1110), 스위칭부(1120), 밴드 조절부(1150) 및 게인 조절부(1160)를 포함한다. 상기 스위칭부(1120)는 제1 스위칭부(1130) 및 제2 스위칭부(1140)를 포함한다.
상기 카운터(1110)는 소정 클럭 신호(CLK)의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들(TTH1, TTH2)을 비교하여 자동 밴드 선택 모드(S310) 상태를 유지할 것인지 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 넘어갈 것인지, 위상 록킹 모드(S330)로 넘어갈 것인지를 결정하는 모드 선택 신호(MODE)를 생성한다. 상기 모드 선택 신호(MODE)가 상기 카운터(1110)에서 생성되는 것을 제외하면, 상기 모드 제어부(1100)는 도 7의 모드 제어부(240)와 유사하게 동작한다.
즉, 상기 모드 선택 신호(MODE)는 상기 자동 밴드 선택 모드(S310), 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320), 및 상기 위상 록킹 모드(S330) 각각을 나타내는 해당 디지털 값일 수 있다. 예를 들어, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "00"일 때 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)를 나타내고, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "01"일 때 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)를 나타낼 수 있으며, 상기 모드 선택 신호(MODE)가 "10"일 때 상기 위상 록킹 모드(S330)를 나타낼 수 있다.
상기 스위칭부(1120), 밴드 조절부(1150) 및 게인 조절부(1160)의 동작은 도 7의 상기 스위칭부(242), 상기 밴드 조절부(245) 및 상기 게인 조절부(246)와 유사하게 동작한다.
이와 같은 상기 모드 제어부(1100)의 구성에 따라, 예를 들어, 파워 온 된 후 초기에, 상기 카운터(1110)는 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)를 나타내는 상기 모드 선택 신호(MODE)를 생성한다. 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 상기 카운터(1110)는 밴드를 조절하기 시작한 이후에 카운트한 값을 제1 소정 시간(TTH1)와 비교하면서 상기 밴드 조절부(1150)가 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하도록 제어한다. 상기 제1 소정 시간(TTH1)은 상기 VCO(250)의 동작 밴드가 목표 밴드에 도달하기 충분한 시간으로 설정될 수 있다. 결국, 상기 카운터(1110)는 상기 카운트한 값이 상기 제1 소정 시간(TTH1)에 이르는 경우에, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환한다. 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되기 직전의 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)에 따라 상기 VCO(250)의 주파수 밴드가 선택되어 설정된다. 이와 같이, 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 설정된 상기 VCO(250)의 주파수 밴드는 다른 모드에서 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)로 전환되기 전까지 유지된다.
또한, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되면, 상기 카운터(1110)는 게인을 튜닝하기 시작한 이후에 카운트한 값을 제2 소정 시간(TTH2)과 비교하면서 상기 게인 조절부(1160)가 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 인크리먼트하거나 디 크리먼트하도록 제어한다. 상기 제2 소정 시간(TTH2)은 상기 VCO(250)의 게인이 목표 게인에 도달하기 충분한 시간으로 설정될 수 있다. 결국, 상기 카운터(1110)는 상기 카운트한 값이 상기 제2 소정 시간(TTH2)에 이르는 경우에, 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환한다. 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환되기 직전의 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)에 따라 상기 VCO(250)의 게인이 선택되어 설정된다. 이와 같이, 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)에서 설정된 상기 VCO(250)의 게인은 다른 모드에서 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되기 전까지 유지된다.
상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환로 전환되면, 상기 루프 필터(222)로부터 생성되는 가변 제어 전압을 상기 VCO(250)로 바이패스시키고, 상기 VCO(250)는 상기 바이패스된 가변 제어 전압(VCTRL)에 따라 상기 발진 신호(LO)가 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹되도록 한다.
도 12는 도 11의 모드 제어부(1100)를 적용할 때의 자동 밴드 선택 모드(S310) 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10과 유사하게, 먼저, 파워 온된 후 초기에, 시스템(200)은 상기 자동 밴드 선택 모드(S310)에서 동작한다. 이때, VCO(250)의 주파수 밴드는 최저 값, 예를 들어, 도 4의 410의 밴드값을 가지도록 설정되고, 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)은 0볼트이다(S1210). 상기 VCO(250)의 주파수 밴드의 최저 값(DBAND_MIN)은 도 7에서 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)이 가질 수 있는 최저값, 예를 들어, 0으로 설정하는 것과 같다.
이와 같은 조건에서, 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 도 5에서 설명된 목표 커브의 하위 에지 주파수(fL)가 비교된다(S1220). 이때, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 하위 에지 주파수(fL) 보다 크다면, VCO(250)의 주파수 밴드는 디크리먼트되고, 그렇지 않다면 VCO(250)의 주파수 밴드는 인크리먼트된다(S1230, S1240).
즉, 상기 S1220~S1240 단계는, 도 7에서 설명한 바와 유사하게, 상기 밴드 조절부(1150)가 상기 밴드 조절 디지털 값(DBAND)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
다음에, 상기 주파수 밴드를 조절하기 시작한 후 소정 시간(TTH1)이 경과 되는지가 체크된다(S1250). 이때, 상기 소정 시간(TTH1)이 경과 되지 않았다면, 위의 과정이 반복된다. 상기 소정 시간(TTH1)이 경과되면, 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환된다(S1260).
즉, 상기 S1250~S1260 단계는, 도 11에서 설명한 바와 같이, 상기 카운터(1110)가 소정 클럭 신호(CLK)의 펄스 수를 카운트한 값과 제1 설정 기간(TTH1)을 비교하여, 상기 카운트한 값이 상기 제1 설정 기간(TTH1)에 이르는 경우에 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
여기서, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 획득하기 위하여, 도 2와 유사하게, 상기 발진 신호(LO)를 소정 값(N)에 의하여 주파수 분주한 클럭 신호가 이용된다.
도 13은 도 11의 모드 제어부(1100)를 적용할 때의 자동 게인 튜닝 모드(S320) 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12의 과정에 의하여 상기 자동 게인 튜닝 모드(S320)로 전환되면, 시스템(200)은 상기 선택된 밴드 영역에서 게인을 튜닝하도록 동작한다. 이때, VCO(250)의 게인은 최저 값, 예를 들어, 도 4의 어느 밴드에 속한 커브들 중 가장 기울기가 작은 커브의 게인을 가지도록 설정되고, 상기 VCO(250)의 발진 제어 전압(VCTRL)은 VCENTER이다(S1310). 상기 VCO(250)의 게인의 최저 값(DGAIN_MIN)은 도 7에서 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)이 가질 수 있는 최저값, 예를 들어, 0으로 설정하는 것과 같다.
이와 같은 조건에서, 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)와 도 5에서 설명된 목표 주파수(ftarget)가 비교된다(S1320). 이때, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)가 상기 목표 주파수(ftarget) 보다 크다면, VCO(250)의 게인은 디크리먼트되고, 그렇지 않다면 VCO(250)의 게인은 인크리먼트된다(S1330, S1340).
즉, 상기 S1320~S1340 단계는, 도 7에서 설명한 바와 유사하게, 상기 밴드 조절부(1150)가 상기 게인 조절 디지털 값(DGAIN)을 인크리먼트하거나 디크리먼트하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
다음에, 상기 게인을 조절하기 시작한 후 소정 시간(TTH2)이 경과 되는지가 체크된다(S1350). 이때, 상기 소정 시간(TTH2)이 경과 되지 않았다면, 위의 과정이 반복된다. 상기 소정 시간(TTH2)이 경과되면, 위상 록킹 모드(S330)로 전환된다 (S1360).
즉, 상기 S1350~S1360 단계는, 도 11에서 설명한 바와 같이, 상기 카운터(1110)가 소정 클럭 신호(CLK)의 펄스 수를 카운트한 값과 제2 설정 기간(TTV2)을 비교하여, 상기 카운트한 값이 상기 제2 설정 기간(TTH2)에 이르는 경우에 상기 위상 록킹 모드(S330)로 전환하는 것에 의하여 구현될 수 있다.
여기서, 상기 발진 신호(LO)의 주파수(fVCO)를 획득하기 위하여, 도 2와 유사하게, 상기 발진 신호(LO)를 소정 값(M)에 의하여 주파수 분주한 클럭 신호가 이용됨을 설명하였다.
상기 위상 록킹 모드(S330)에서는 상기 VCO(250)가 상기 튜닝된 게인 영역에서 상기 발진 신호(LO)를 목표 주파수(ftarget)로 위상 록킹시키게 된다.
위에서 기술한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 PLL 시스템(200)에서는, 모드 제어부(240/1100)가 기준 클럭 신호(REF) 및 분주기(260)로부터 생성되는 분주된 신호(DIV)의 주파수 비교 결과로부터 자동 밴드 선택 모드(S310), 자동 게인 튜닝 모드(S320) 및 위상 록킹 모드(S330) 각각의 제어 신호를 생성하면, 이에 따라 VCO(250)가 상기 제어 신호에 따라 최적의 상태에서 목표 주파수(ftarget)에서 위상 록킹되는 발진 신호(LO)를 생성할 수 있다.
본 명세서에서 개시된 방법 및 장치에서 사용되는 기능은 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 PLL 시스템에서는, 발진 신호의 주파수 밴드와 게인이 단계적으로 조정되고, 위상 록킹의 안정성이 확보되므로, 회로의 제조 공정이나 동작 온도 등에 적응하여 충분한 광대역에서 안정적인 발진 신호를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 PLL 시스템은 휴대 폰, DMB 폰, PDA 등 무선 통신 시스템에 적용되어 시스템의 성능을 높일 수 있다.

Claims (27)

  1. 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 및 위상 록킹 모드를 포함하는 복수의 모드 각각에 대해, 제1 클럭 신호를 주파수 체배한 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기;
    상기 제1 클럭 신호의 주파수와, 상기 생성된 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호의 주파수를 비교하여 주파수 비교 결과를 생성하는 주파수 비교기; 및
    상기 생성된 주파수 비교 결과로부터, 상기 발진 신호의 생성과 연관되는 상기 복수의 모드들 각각의 제어 신호를 생성하는 모드 제어부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1 항에 있어서, 상기 자동 밴드 선택 모드에서, 상기 모드 제어부가 생성하는 밴드 조절 디지털 값에 따라 상기 발진 신호의 주파수 밴드가 조절되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 자동 게인 튜닝 모드에서, 상기 모드 제어부가 생성하는 게인 조절 디지털 값에 따라 상기 발진 신호의 게인이 조절되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 위상 록킹 모드에서, 상기 모드 제어부가 가변 발진 제어 전압을 바이패스 함에 따라 상기 발진 신호가 위상 록킹되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  6. 삭제
  7. 제1 항에 있어서, 상기 주파수 비교기는,
    상기 제1 클럭 신호에 대한 소정 기간 동안의 제1 펄스 카운트 값을 생성하는 제1 카운터;
    상기 제2 클럭 신호에 대한 상기 소정 기간 동안의 제2 펄스 카운트 값을 생성하는 제2 카운터; 및
    상기 제1 펄스 카운트 값과 상기 제2 펄스 카운트 값 간의 차이로부터 상기 주파수 비교 결과를 생성하는 비교기
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 발진 신호를 소정 값에 의하여 주파수 분주한 신호를 상기 제2 클럭 신호로서 생성하는 분주기;
    상기 제1 클럭 신호와 상기 제2 클럭 신호의 위상을 비교하여 위상차 신호를 생성하는 위상/주파수 검출기; 및
    상기 위상차 신호에 상응하는 발진 제어 전압을 생성하는 발진 제어 전압 생성부
    를 더 포함하고,
    상기 위상 록킹 모드에서 상기 발진 제어 전압이 상기 전압 제어 발진기로 바이패스되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 분주기는,
    상기 자동 밴드 선택 모드에서 제1 자연수에 의하여 상기 발진 신호를 주파수 분주하고, 상기 자동 게인 튜닝 모드 및 상기 록킹 모드에서 제2 자연수에 의하여 상기 발진 신호를 주파수 분주하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  10. 제8 항에 있어서, 상기 모드 제어부는,
    모드 선택 신호에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도록 스위칭하는 제1 스위칭부;
    상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 상기 발진 제어 전압 중 어느 하나를 상기 전압 제어 발진기로 출력하는 제2 스위칭부;
    상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 발진 신호의 주파수 밴드를 조절하기 위한 디지털 값을 생성하는 밴드 조절부; 및
    상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 발진 신호의 게인을 조절하기 위한 디지털 값을 생성하는 게인 조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 모드 제어부는,
    상기 주파수 비교 결과의 값과 소정 임계치들을 비교하여 상기 모드 선택 신호를 생성하는 모드 결정부
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 자동 밴드 선택 모드에서 상기 주파수 비교 결과의 값이 제1 임계치 보다 작은 경우에, 상기 밴드 조절부는 상기 전압 제어 발진기의 주파수 밴드를 설정하고,
    상기 자동 게인 튜닝 모드에서 상기 주파수 비교 결과의 값이 제2 임계치 보다 작은 경우에, 상기 게인 조절부는 상기 전압 제어 발진기의 게인을 설정하며,
    상기 위상 록킹 모드에서 상기 제2 스위칭부가 상기 발진 제어 전압을 상기 전압 제어 발진기로 바이패스 함에 따라 상기 발진 신호가 위상 록킹되는 것을 특 징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    소정 클럭 신호의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들을 비교하여 상기 모드 선택 신호를 생성하는 카운터
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 자동 밴드 선택 모드에서 상기 카운트한 값이 제1 소정 시간 보다 큰 경우에, 상기 밴드 조절부는 상기 전압 제어 발진기의 주파수 밴드를 설정하고,
    상기 자동 게인 튜닝 모드에서 상기 카운트한 값이 제2 소정 시간 보다 큰 경우에, 상기 게인 조절부는 상기 전압 제어 발진기의 게인을 설정하며,
    상기 위상 록킹 모드에서 상기 제2 스위칭부가 상기 발진 제어 전압을 상기 전압 제어 발진기로 바이패스 함에 따라 상기 발진 신호가 위상 록킹되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  15. 제10 항에 있어서, 상기 제1 전압은 0볼트이고, 상기 제2 전압은 상기 발진 제어 전압이 스윙하는 전압 범위의 중심 전압인 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  16. 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기;
    제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터, 상기 주파수 비교 결과의 값과 소정 임계치들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 모드 결정부;
    상기 모드 선택 신호에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도록 스위칭하고, 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 출력되도록 스위칭하는 스위칭부;
    상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 밴드 조절부; 및
    상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 게인 조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  17. 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 전압 제어 발진기;
    소정 클럭 신호의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들을 비교하여 모드 선 택 신호를 생성하는 카운터;
    제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과의 부호를 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 출력되도록 스위칭하고, 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 출력되도록 스위칭하는 제2 스위칭부;
    상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 밴드 조절부; 및
    상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 게인 조절부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성을 위한 시스템.
  18. 전압 제어 발진기로부터 발진 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    상기 전압 제어 발진기의 동작 주파수 밴드를 선택하는 단계;
    상기 전압 제어 발진기의 상기 선택된 밴드 영역에서 게인을 튜닝하는 단계; 및
    상기 전압 제어 발진기의 상기 튜닝된 게인 영역에서 상기 발진 신호를 위상 록킹시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 동작 주파수 밴드를 선택하는 단계는,
    상기 발진 신호의 주파수와 소정 에지 주파수를 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 상기 발진 신호의 주파수 밴드를 조절하는 단계; 및
    상기 주파수 밴드의 조절에 따라 상기 발진 신호의 주파수와 상기 소정 에지 주파수 간의 차이가 일정 레벨 이하이면 상기 게인을 튜닝하는 단계로 전환하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  20. 제18항에 있어서, 상기 동작 주파수 밴드를 선택하는 단계는,
    상기 발진 신호의 주파수와 소정 에지 주파수를 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 상기 발진 신호의 주파수 밴드를 조절하는 단계; 및
    상기 주파수 밴드를 조절하기 시작한 후 소정 시간 경과 후에 상기 게인을 튜닝하는 단계로 전환하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  21. 제19항 또는 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발진 신호의 주파수와 상기 소정 에지 주파수를 비교하는 단계에서,
    상기 발진 신호의 주파수를 획득하기 위하여 상기 발진 신호를 소정 값에 의하여 주파수 분주한 신호가 이용되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  22. 제18항에 있어서, 상기 게인을 튜닝하는 단계는,
    상기 발진 신호의 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 상기 발진 신호의 게인을 조절하는 단계; 및
    상기 게인의 조절에 따라 상기 발진 신호의 주파수와 상기 목표 주파수 간의 차이가 일정 레벨 이하이면 상기 위상 록킹시키는 단계로 전환하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  23. 제18항에 있어서, 상기 게인을 튜닝하는 단계는,
    상기 발진 신호의 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계;
    상기 비교 결과에 따라 상기 발진 신호의 게인을 조절하는 단계; 및
    상기 게인을 조절하기 시작한 후 소정 시간 경과 후에 상기 위상 록킹시키는 단계로 전환하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  24. 제22항 또는 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발진 신호의 주파수와 목표 주파수를 비교하는 단계에서,
    상기 발진 신호의 주파수를 획득하기 위하여 상기 발진 신호를 소정 값에 의하여 주파수 분주한 신호가 이용되는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  25. 전압 제어 발진기를 이용하여 발진 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터 상기 전압 제어 발진기의 자동 밴드 선택 모드, 자동 게인 튜닝 모드, 및 위상 록킹 모드 각각을 위한 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 제어 신호에 따라 상기 발진 신호를 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  26. 전압 제어 발진기를 이용하여 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과로부터, 상기 주파수 비교 결과의 값과 소정 임계치들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 단계;
    상기 모드 선택 신호에 따라 상기 주파수 비교 결과의 부호를 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 스위칭하는 단계;
    상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 스위칭하는 단계;
    상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
  27. 전압 제어 발진기를 이용하여 밴드 조절 디지털 값에 따라 선택된 주파수 밴드와 게인 조절 디지털 값에 따라 선택된 게인 영역에서, 발진 제어 전압에 해당하는 발진 신호를 생성하는 방법에 있어서,
    소정 클럭 신호의 펄스 수를 카운트한 값과 소정 기간들을 비교하여 모드 선택 신호를 생성하는 단계;
    제1 클럭 신호와 상기 발진 신호를 주파수 분주한 제2 클럭 신호 간의 주파수 비교 결과의 부호를 상기 모드 선택 신호에 따라 제1 경로 및 제2 경로 중 어느 하나로 스위칭하는 단계;
    상기 모드 선택 신호에 따라 제1 전압, 제2 전압 및 PLL 기반의 가변 전압 중 어느 하나를 상기 발진 제어 전압으로서 스위칭하는 단계;
    상기 제1 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 밴드 조절 디지털 값을 생성하는 단계; 및
    상기 제2 경로로 출력되는 상기 주파수 비교 결과의 부호에 따라 상기 게인 조절 디지털 값을 생성하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 발진 신호 생성 방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209030B1 (ko) 2010-05-18 2012-12-06 광운대학교 산학협력단 주파수합성기 및 이를 위한 고속 자동 보정장치
US9413367B2 (en) 2014-04-07 2016-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for calibrating output frequency of oscillator

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8107575B2 (en) * 2007-05-03 2012-01-31 Fairchild Semiconductor Corporation Method and circuit for changing modes without dedicated control pin
US20090003503A1 (en) * 2007-06-29 2009-01-01 Rotem Banin Frequency detector for VCO band selection
US7714667B2 (en) * 2007-11-02 2010-05-11 Agere Systems Inc. Programmable linear trimming method and system for phase locked loop circuit calibration
US8139704B2 (en) * 2008-01-02 2012-03-20 Cisco Technology, Inc. Phase compensated renormalizable dynamic phase locked loop
GB2459304B (en) * 2008-04-18 2013-02-20 Nujira Ltd Improved pulse width modulation
US8274317B2 (en) * 2009-12-21 2012-09-25 Electronics And Telecommunications Research Institute Phase-locked loop circuit comprising voltage-controlled oscillator having variable gain
US8081013B1 (en) * 2010-07-13 2011-12-20 Amlogic Co., Ltd. Digital phase and frequency detector
US8344817B2 (en) * 2010-12-22 2013-01-01 Atmel Corporation Compensating DFLL with error averaging
WO2012117295A2 (en) 2011-02-28 2012-09-07 Marvell World Trade Ltd. Methods and devices for implementing all-digital phase locked loop
FR2978258B1 (fr) * 2011-07-21 2013-08-30 Inside Secure Procede et circuit d'ajustement d'une frequence d'horloge
US8473797B2 (en) * 2011-08-12 2013-06-25 Texas Instruments Incorporated Circuits and methods for clock malfunction detection
US8611842B2 (en) * 2011-11-04 2013-12-17 Broadcom Corporation Apparatus and method for fast phase locked loop (PLL) settling for cellular time-division duplex (TDD) communications systems
TWI619351B (zh) * 2016-05-06 2018-03-21 瑞鼎科技股份有限公司 頻率合成裝置及使用其之自動校正方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000004156A (ja) 1998-06-12 2000-01-07 Mitsubishi Electric Corp Ｖｃｏ特性自動可変ｐｌｌ回路
KR20030084739A (ko) * 2002-04-26 2003-11-01 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 통신용반도체집적회로 및 무선통신시스템
WO2004004126A1 (en) 2002-06-28 2004-01-08 Advanced Micro Devices, Inc. Phase-locked loop with automatic frequency tuning
JP2005064896A (ja) 2003-08-13 2005-03-10 Renesas Technology Corp 同期クロック発生回路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6563346B2 (en) * 2000-12-13 2003-05-13 International Business Machines Corporation Phase independent frequency comparator
US6552618B2 (en) * 2000-12-13 2003-04-22 Agere Systems Inc. VCO gain self-calibration for low voltage phase lock-loop applications
US6683502B1 (en) * 2002-03-12 2004-01-27 Xilinx, Inc. Process compensated phase locked loop
US7230505B2 (en) * 2005-04-04 2007-06-12 Freescale Semiconductor, Inc. Voltage controlled oscillator with gain control

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000004156A (ja) 1998-06-12 2000-01-07 Mitsubishi Electric Corp Ｖｃｏ特性自動可変ｐｌｌ回路
KR20030084739A (ko) * 2002-04-26 2003-11-01 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 통신용반도체집적회로 및 무선통신시스템
WO2004004126A1 (en) 2002-06-28 2004-01-08 Advanced Micro Devices, Inc. Phase-locked loop with automatic frequency tuning
JP2005064896A (ja) 2003-08-13 2005-03-10 Renesas Technology Corp 同期クロック発生回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101209030B1 (ko) 2010-05-18 2012-12-06 광운대학교 산학협력단 주파수합성기 및 이를 위한 고속 자동 보정장치
US9413367B2 (en) 2014-04-07 2016-08-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and apparatus for calibrating output frequency of oscillator

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