KR101401504B1 - 멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 - Google Patents
멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101401504B1 KR101401504B1 KR1020120156583A KR20120156583A KR101401504B1 KR 101401504 B1 KR101401504 B1 KR 101401504B1 KR 1020120156583 A KR1020120156583 A KR 1020120156583A KR 20120156583 A KR20120156583 A KR 20120156583A KR 101401504 B1 KR101401504 B1 KR 101401504B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- current
- charge pump
- charge
- generating
- control
- Prior art date
Links
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 43
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 14
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 2
- 238000012886 linear function Methods 0.000 abstract description 8
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 101100365384 Mus musculus Eefsec gene Proteins 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012887 quadratic function Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/089—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses
- H03L7/0891—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal the phase or frequency detector generating up-down pulses the up-down pulses controlling source and sink current generators, e.g. a charge pump
- H03L7/0895—Details of the current generators
- H03L7/0898—Details of the current generators the source or sink current values being variable
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03C—MODULATION
- H03C3/00—Angle modulation
- H03C3/02—Details
- H03C3/09—Modifications of modulator for regulating the mean frequency
- H03C3/0908—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop
- H03C3/0975—Modifications of modulator for regulating the mean frequency using a phase locked loop applying frequency modulation in the phase locked loop at components other than the divider, the voltage controlled oscillator or the reference clock
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/08—Details of the phase-locked loop
- H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
- H03L7/093—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal using special filtering or amplification characteristics in the loop
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
- H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
- H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
- H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
- H03L7/197—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between numbers which are variable in time or the frequency divider dividing by a factor variable in time, e.g. for obtaining fractional frequency division
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L7/00—Arrangements for synchronising receiver with transmitter
- H04L7/02—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information
- H04L7/033—Speed or phase control by the received code signals, the signals containing no special synchronisation information using the transitions of the received signal to control the phase of the synchronising-signal-generating means, e.g. using a phase-locked loop
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
본 발명은 비선형함수인 허시-키스(Hershey-kiss) 변조를 두 개의 선형함수를 조합하여 간단하게 구현하고, 차지 펌프에서 출력되는 변조 전류의 전류값의 변화가 시간축상으로 좌우 대칭적으로 나타나는 변조기를 제공하여 EMI 감쇄능력 및 공간효율성을 높이고 전력소모량은 낮춘 확산 대역 클록 발생기를 제공한다.
Description
본 발명은 확산 대역 클록 발생기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 루프 필터(Loop Filter; LF)에 결합된 변조기(Modulator)를 사용하여 출력 신호의 주파수를 변조하는 확산 대역 클록 발생기에 관한 것이다.
최근 데이터 전송속도가 빨라짐에 따라 시스템 클럭의 주파수가 높아지고 있는 추세이다. 이의 주파수 스펙트럼을 보면 특정 고주파에서 에너지가 집중 되어있으며, 이는 전자기파 장애(Electronic Magnetic Interference; EMI) 현상을 일으킬 수 있다. 이를 완화시키려는 노력의 일환으로 특정 고주파에 밀집된 에너지를 주변 주파수로의 분산을 시켜주는 확산 대역 클록 발생기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG) 가 많이 연구되고 있다. 이는 출력신호를 특정 프로파일 함수를 사용하여 주파수를 변조하는 방식이며, 이때 변조 프로파일 함수에 따라 EMI가 감소되는 양이 달라지게 된다. 허시-키스(Hershey-kiss)함수를 이용한 변조방법이 EMI를 줄이는데 가장 효과가 크지만 변조 프로파일이 선형함수가 아니므로 구현에 어려움이 있다. 일반적으로 허쉬-키스 프로파일에 해당되는 룩업 테이블(Look-up table) 정보를 롬(ROM)에 저장하여 구현하고 있는데, 이는 면적이나 전력소모 측면에서 손실이 큰 문제가 있다. 따라서, 허쉬-키스 변조에 비해 EMI 감쇄능력은 약간 떨어지지만 구현이 간단한 선형변조 방법인 삼각변조방법이 일반적으로 가장 널리 사용되고 있다.
본 발명의 목적은 두 개의 선형함수를 조합함으로써 비선형함수인 허시-키스(Hershey-kiss) 변조를 간단하게 구현하기 위한 변조기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 상기 변조기를 이용하여 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator; VCO)에서 출력되는 변조 파형에 노이즈가 생기는 것을 방지하기 위한 확산 대역 클록 발생기를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 확산 대역 클록 발생기에 사용되는 변조기는, 복수의 차지 펌프-상기 복수의 차지 펌프는 각각 충전 전류를 생성하는 충전 전류 생성부 및 방전 전류를 생성하는 방전 전류 생성부를 포함함-를 포함하고 상기 확산 대역 클록 발생기의 루프 필터에 연결되어, 상기 루프 필터가 상기 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 변조전류를 생성하는 멀티플 차지 펌프와, 상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 복수의 차지 펌프 중 적어도 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 제공하는 카운터와, 상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 중 하나를 선택하기 위한 제어 클록을 제공하는 클록생성기를 포함하되, 상기 멀티플 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프가 출력할 전류의 기준이 되는 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성부 및 상기 기준 전류 생성부 및 상기 각각의 차지 펌프에 연결된 연산 증폭기(OP-Amp)를 더 포함하며, 상기 연산 증폭기가 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어함으로써 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성한다.
상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부는 각각 상기 각각의 차지 펌프의 선택을 제어하는 제 1 제어부 및 상기 각각의 차지 펌프에 흐르는 전류의 세기를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 연산 증폭기가 상기 변조 전류를 출력하는 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압과 상기 기준 전류 생성부의 출력 전압을 비교함으로써 상기 제 2 제어부를 제어하여 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어하여 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성할 수 있다.
상기 제 1 제어부는 상기 카운터의 제어 신호에 응답하여 상기 멀티플 전하펌프에서 선택되는 차지 펌프의 수를 순차적으로 증가시키고 감소시키는 것을 반복적으로 수행할 수 있다.
상기 각각의 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 내에 상기 제 1 제어부 및 제 2 제어부에 직렬로 연결되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택하는 제 3 제어부를 더 포함하되, 상기 제 3 제어부가 상기 클록 생성기의 제어 클록에 응답하여 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택함으로써 상기 멀티플 차지 펌프의 동작을 제어할 수 있다.
또한, 상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 확산 대역 클록 발생기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG)는 기준 주파수 신호 및 피드백 신호를 수신하고, 상기 기준 주파수 신호 및 상기 피드백 신호 사이의 위상 및 주파수 차이에 대응되는 신호를 발생시키는 위상 및 주파수 검출부(PFD)와, 상기 위상 및 주파수 검출부에서 출력된 신호에 응답하여 전하를 펌핑처리하여 제어전류를 생성하는 제어 차지 펌프(Control Charge Pump)와, 변조전류를 생성하는 변조기(Modulator)와, 상기 제어전류 및 변조전류를 합산 및 필터링하여 제어전압을 출력하는 루프필터(LF)와, 상기 루프필터에서 출력된 제어전압에 응답하여 상기 제어전압에 대응되는 주파수를 갖는 신호를 출력하는 전압 제어 오실레이터(VCO)와 상기 전압 제어 오실레이터에서 출력된 상기 스프레드 스펙트럼 클록 신호를 분주하여 소정의 값으로 분주시킨 상기 피드백 신호를 출력하는 디바이더(Divider)를 포함하되, 상기 루프필터에서 상기 변조기에서 생성되는 변조전류를 사용하여 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하고, 상기 변조기에서는 V파형 및 위상 반전된 V파형이 반복되며 연속되는 파형을 가지는 변조 전류를 생성하며, 상기 V파형은 상기 V파형의 저점을 기준으로 좌우가 대칭인 형상을 가지고, 상기 위상반전된 V 파형은 상기 위상 반전된 V파형의 고점을 기준으로 좌우 대칭인 형상을 가진다.
상기 변조기는, 복수의 차지 펌프-상기 복수의 차지 펌프는 각각 충전 전류를 생성하는 충전 전류 생성부 및 방전 전류를 생성하는 방전 전류 생성부를 포함함-를 포함하고 상기 확산 대역 클록 발생기의 루프 필터에 연결되어, 상기 루프 필터가 상기 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 변조전류를 생성하는 멀티플 차지 펌프; 상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 복수의 차지 펌프 중 적어도 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 제공하는 카운터; 및 상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 중 하나를 선택하기 위한 제어 클록을 제공하는 클록생성기를 포함하되, 상기 멀티플 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프가 출력할 전류의 기준이 되는 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성부 및 상기 기준 전류 생성부 및 상기 각각의 차지 펌프에 연결된 연산 증폭기(OP-Amp)를 더 포함하며, 상기 연산 증폭기가 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어함으로써 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성할 수 있다.
상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부는 각각 상기 각각의 차지 펌프의 선택을 제어하는 제 1 제어부 및 상기 각각의 차지 펌프에 흐르는 전류의 세기를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 연산 증폭기가 상기 변조 전류를 출력하는 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압과 상기 기준 전류 생성부의 출력 전압을 비교함으로써 상기 제 2 제어부를 제어하여 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어하여 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성할 수 있다.
상기 제 1 제어부는 상기 카운터의 제어 신호에 응답하여 상기 멀티플 전하 펌프에서 선택되는 차지 펌프의 수를 순차적으로 증가시키고 감소시키는 것을 반복적으로 수행할 수 있다.
상기 각각의 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 내에 상기 제 1 제어부 및 제 2 제어부에 직렬로 연결되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택하는 제 3 제어부를 더 포함하되, 상기 제 3 제어부가 상기 클록 생성기의 제어 클록에 응답하여 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택함으로써 상기 멀티플 차지 펌프의 동작을 제어할 수 있다.
전술한 본 발명의 실시예들에 따른 변조기 및 이를 포함하는 확산 대역 클록 발생기에 따르면, 차지 펌프에 연산 증폭기를 부가하여 사용하여 변조기에서 출력되는 변조 전류의 전류값의 변화가 시간축상으로 좌우 대칭적으로 나타나게 함으로써 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator; VCO)에서 출력되는 변조 파형에 노이즈가 생기는 것을 방지하여 EMI를 효과적으로 완화시킬 수 있다.
또한, 변조 프로파일을 선형함수로 구현한 허시-키스(Hershey-kiss) 근사 함수를 이용하여 확산 대역 클록 발생기의 설계를 간단하게 하여 확산 대역 클록 발생기의 사용 면적 및 전력 소모를 줄일 수 있다.
도 1은 기존의 삼각파형 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 2는 기존의 확산 대역 클록 발생기에서 삼각 변조 파형을 생성하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기에서 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 파형을 생성하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 합성기의 입출력 파형을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도계 업/다운 카운터의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프의 기능적 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프의 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 6의 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기가 생성한 변조전류와 변조전압의 파형이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 스펙트럼 출력파형이 도시된 도이다.
도 2는 기존의 확산 대역 클록 발생기에서 삼각 변조 파형을 생성하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기에서 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 파형을 생성하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 합성기의 입출력 파형을 나타낸 개념도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도계 업/다운 카운터의 회로도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프의 기능적 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프의 회로도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 6의 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기가 생성한 변조전류와 변조전압의 파형이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 스펙트럼 출력파형이 도시된 도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 기존의 삼각파형 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이 기존의 확산 대역 클록 발생기(spread spectrum clock generator; SSCG)는 위상 고정 루프(Phase locked loop; PLL)(70)의 루프필터(Loop Filter; LF)(30)에 적절한 프로파일의 전류(Imod)(61)를 인가하여 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator, VCO)(40)의 입력전압(Vcont)을 변조시킨다. 루프필터(30)의 입력전류(61)와 출력전압(31)간의 전달함수는 다음 수학식 1과 같으며 이는 단순히 적분기와 같다.
이때, 도 2 에 도시된 바와 같이 사각파 형태의 전류(Imod)(61)를 루프 필터(30)에 인가하면 VCO의 입력전압(Vcont)(31)에 삼각파 형태의 변조를 구현할 수 있다. 본 발명은 루프필터(30)의 입력전류(61)와 출력전압(31)간의 전달함수 특성을 응용하여, 루프필터(30)의 출력전압(31)이 허시-키스 변조 특성을 가지도록 입력전류(61)를 생성한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산 대역 클록 발생기의 위상 고정 루프(100)의 구조를 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산 대역 클록 발생기는 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator; VCO)(140), 분주기(Divider)(150), 위상 주파수 검출부(Phase Frequency Detector; PFD)(110), 제어 차지 펌프(Control Charge Pump; CCP)(120), 루프필터(Loop Filter; LF)(130) 및 변조기(Modulator)(160)를 포함한다.
전압 제어 오실레이터(140)는 입력전압(104)에 대응되는 특정한 주파수를 갖는 신호(141)를 출력한다. VCO(140)에서 출력되는 신호(141)의 주파수는 온도나 주변전자파환경 등 주변 영향을 많이 받아 불안정한 특성을 띈다.
분주기(150)는 VCO(140)에서 출력된 신호(141)를 분주하여 소정의 값으로 분주시킨 피드백 신호(151)를 생성한다. 분주기(150)는 VCO(140)의 출력주파수를 기준주파수와 비교하기 위하여, 높은 출력 주파수를 적절한 비율로 나누어 비교하기 좋은 주파수로 만든다.
위상 주파수 검출부(110)는 기준 주파수 신호(101) 및 VCO(140) 출력인 피드백 신호(151)를 수신하고, 기준주파수 신호(101)와 피드백 신호(151) 사이의 위상 및 주파수 차이에 대응되는 신호(111)를 발생시킨다.
제어 차지 펌프(120)는 PFD(110)의 출력인 펄스폭에 비례하는 전류(111)를 펄스 부호에 따라 밀거나 당겨 펄스를 전류(121)로 변환한다.
루프 필터(104)는 저역통과여파기(Low-Pass Filter; LPF)구조로 구성된 필터로, 루프 동작 중에 발생하는 불필요한 주파수들을 걸러내고, 캐패시터를 이용하여 축적된 전하량 변화를 통해 VCO(140) 조절단자의 전압(104)을 가변하는 역할을 한다.
변조기(160)는 변조전류(103)를 생성한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 변조기(160)는 도 3에 도시된 바와 같이 사각파 생성기(161), 삼각파 생성기(162) 및 전류합성기(163)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 변조기(160)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 복수의 차지 펌프(266)와 상기 복수의 차지 펌프에 연결된 클록생성기(261) 및 카운터(262)를 포함하도록 구성될 수 있다.
사각파 생성기(161)는 도 6에 도시된 바와 같이 클록생성기(Clock Generator)(261) 및 차지 펌프(Charge Pump)(266)로 구현될 수 있다. 사각파 생성기(161)는 클록생성기(261)에서 생성된 클록을 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부에 인가하여 충전 전류를 생성하고 방전 전류를 생성하는 것으로 사각파 전류(105)를 생성할 수 있다. 삼각파 생성기(162)는 도 6에 도시된 바와 같이 온도계 업/다운 카운터(Thermometer UP/DN Counter)(262) 및 다수의 차지 펌프(Charge Pump)(266)로 구현될 수 있다. 온도계 업/다운 카운터(262)는 선택된 차지 펌프의 개수를 조절함으로써 삼각파 전류(106)를 생성할 수 있다. 전류 합성기(163)는 사각파 생성기(161)에서 생성된 사각파 전류(105)와 삼각파 생성기(162)에서 생성된 삼각파 전류(106)를 합성하여 특정한 파형을 가지는 변조전류(103)를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기에서 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 파형을 생성하는 과정을 나타낸 개념도이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에서 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 얻는 방법을 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에서는 변조기(160)에서 출력되는 변조전류(Imod)(103)와 VCO(140)에 입력되는 입력전압(Vcont)(104)간의 전달함수를 응용하여 허시-키스 프로파일을 간단한 구성으로 생성한다. 우선, VCO(140)의 입력 전압(104)을 허시-키스 프로파일에 근사한 2차 함수로 모델링한다. 그리고 변조전류(103)를 2차 함수로 모델링한 입력전압(104)의 도함수인 1차함수로 생성하여 루프 필터(130)의 입력(130)으로 넣음으로써 허시-키스 변조를 간단히 구현할 수 있다. 이때, 변조전류(103)는 도 5 와 같이 전류 합성기(163)를 이용하여 사각파 전류(105)와 삼각파 전류(106)의 두 선형함수의 곱으로 구현하여 생성할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전류 합성기(163)의 입출력 파형을 나타낸 개념도이다.
도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 변조전류(103)의 생성과정을 보다 상세히 설명한다. 도 5를 참조하면, 사각파 전류(105), 삼각파 전류(106) 및 변조전류(103)가 도시되어 있다. 특정 주기에 따라 사각파 전류(105)는 도 5에 도시된 바와 같이 전류값의 변화가 반복적으로 일어난다. 삼각파 전류(106) 또한 특정 주기에 따라 전류의 값이 도 5에 도시된 바와 같이 경사면을 가지며 반복되는 파형을 가진다. 전류 합성기(163)는 이러한 두 파형의 전류를 곱함으로써, 브이(V) 파형과 상하 반전된 브이 파형이 반복되는 변조전류(103)를 출력한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 블록도이다.
도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스 변조기의 구현 예를 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스 변조기는 클록생성기(Clock Generator)(261), 온도계 업/다운 카운터(Thermometer UP/DN Counter)(262) 및 N개-예를 들어 16개-의 차지 펌프(266)로 구성되어있다. 클록생성기(261)에서 출력된 클록은 차지 펌프(266)의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부에 인가됨으로써 사각파 전류(105)가 생성된다. 온도계 업/다운 카운터(262)가 선택된 차지 펌프의 개수를 조절함으로써 삼각파 전류(106)가 생성된다. 이때, 온도계 업/다운 카운터(262)가 사각파 전류(105)를 생성하는 차지 펌프의 수를 선택함으로써 삼각파 전류와 사각파 전류의 곱셈기능을 구현한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 온도계 업/다운 카운터(262)의 세부 회로도가 도 7에, 멀티플 차지 펌프(266)의 개념도가 도 8에, 멀티플 차지 펌프(266)의 세부 회로도가 도 9에 각각 도시되어 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따라 사용되는 온도계 업/다운 카운터(262)의 회로도이다.
도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 카운터(262)를 보다 상세히 설명한다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 카운터(262)는 온도계 업/다운 카운터(262)로 구현될 수 있다. 도 7에 온도계 업/다운 카운터(262)가 도시되어 있다. 카운터는 16개의 차지 펌프로 구성된 멀티플 차지 펌프(266)를 제어하기 위한 제어 신호로 셀렉트 신호(SEL)(265)를 제공할 수 있다. 온도계 업/다운 카운터(300)는 하나의 낸드 게이트(Nand-gate)(310)와 예를 들어 16개의 플립플롭(Flip-Flop)(320, 330)으로 구성될 수 있다. 낸드 게이트(310)는 제어신호(SSON)(301) 및 온도계 업/다운 카운터(262)의 마지막번째 플립플롭(330)의 출력(331)을 입력으로 가지고, 낸드 게이트(310)의 출력(311)은 첫번째 플립플롭(320)의 입력단으로 인가되며, 첫번째 플립플롭(320)의 출력(321)은 다음 플립플롭의 입력단으로 인가된다. 같은 방법으로 마지막번째 플립플롭(330)을 제외한 다른 플립플롭들의 출력(321)은 다음 플립플롭의 입력단으로 인가된다. 그리고 마지막번째 플립플롭(330)의 출력(331)은 낸드 게이트(310)의 입력단으로 인가된다.
각 플립플롭은 자신에 저장하고 있는 값에 따라 멀티플 차지 펌프(266)에서 제어 신호로 사용되는 셀렉트 신호(SEL)(322, 332)를 출력한다. 첫번째 플립플롭(320)인 제 1 플립 플롭(320)은 제 1 셀렉트 신호(SEL<1>)(322)를 가지고 마지막번째 플립플롭(330)인 제 16 플립 플롭(330)을 비롯한 다른 플립플롭도 같은 방식으로 셀렉트 신호를 가진다. 본 발명의 일 실시 예에서는, 제어신호(SSON)(301)를 조정하여 각 플립플롭에서 발생되는 셀렉트 신호(SEL)를 연쇄적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 카운터(262)의 작동을 설명한다. 초기상태에 모든 플립플롭(320, 330)은 0을 저장하고 있다. 본 발명의 일 실시 예에서 제어신호(SSON)(301)는 항상 1의 값을 가지도록 설정된다. 제어신호(301)가 1을 낸드 게이트(310)에 인가하면, 낸드게이트(310)는 제 16번째 플립 플롭(330)으로부터 인가 받은 입력 값(331)인 0과 함께 연산하여 출력으로 1을 출력(311)한다. 제 1 플립플롭(320)은 1을 입력으로 받고, 1을 다음 플립플롭으로의 출력(321)과 SEL<1>의 출력(322)으로 출력한다. 순차적으로 모든 플립플롭이 1을 출력할 때까지 진행하면, 진행과정에서 셀렉트 신호는 SEL<1>(322)부터 SEL<16>(332)까지 연쇄적으로 1을 출력으로 가진다. 마지막 플립플롭(330)인 제 16 플립플롭(330)이 1의 값을 출력하면, 낸드 게이트(310)는 제 16 플립플롭(330)의 출력 값(331)과 제어신호(301)의 값과의 연산에 의해 0을 출력(311)으로 가진다. 전술한 방법으로 모든 플립플롭이 저장하는 값은 다시 0 으로 연쇄적으로 변하고, 마지막 플립플롭(330)이 0의 값을 가지면, 다시 모든 플립플롭은 1의 값으로 연쇄적으로 변경된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프(266)의 개념도이고, 도 9는 도 8의 멀티플 차지 펌프(266)의 회로도이다.
도 8 및 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프(266)를 보다 상세히 설명한다.
도 8을 참조하면, 멀티플 차지 펌프(266)는 충전 전류(charging current) 생성부(410) 및 방전 전류(discharging current) 생성부(460)를 포함하고, 출력으로 변조 전류(Imod)(450)를 제공한다. 충전 전류 생성부(410)는 기준전류(420), 셀렉트 스위치(430) 및 반전 클록 스위치(440)로 구성된다. 방전 전류 생성부(460)는 기준전류(490), 셀렉트 스위치(480) 및 클록 스위치(470)로 구성된다.
셀렉트 스위치(430)는 카운터(262)가 제공하는 제어 신호인 셀렉트 신호(265)에 응답하여 멀티플 차지 펌프(266)에서 차지 펌프를 선택한다. 반전 클록 스위치(440) 및 클록 스위치(470)는 클록 생성기(261)가 제공하는 클록 신호(264)에 응답하여 멀티플 차지 펌프(266)에서 충전 전류 생성부(410) 및 방전 전류 생성부(460)을 선택한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프(266)의 충전 전류 생성부(410)는 기준전류(420)에 직렬로 반전 클록 스위치(440) 및 셀렉트 스위치(430)를 연결하고, 방전 전류 생성부(460)도 기준전류(420)에 직렬로 클록 스위치(470) 및 셀렉트 스위치(480)를 연결하여 사각파와 삼각파의 합성을 구현한다.
이하 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프의 작동을 설명한다. 초기상태에서 모든 셀렉트 스위치(430, 480) 및 클록 스위치(470)는 열려있고, 반전 클록 스위치(440)는 닫혀있다. 셀렉트 스위치(430, 480)는 제 1 셀렉트 스위치(SEL<1>)부터 제 16 셀렉트 스위치(SEL<16>)까지 오름차순으로 순차적으로 닫힌다. 닫혀지는 셀렉트 스위치(430, 480)의 수에 비례하여 변조 전류(450)의 세기는 양의 값으로 증가한다. 모든 셀렉트 스위치(430, 480)가 닫히면, 반전 클록 스위치(440)는 열리고 클록 스위치(470)가 닫힌다. 이에 따라 변조 전류(450) 값은 음으로 반전된다. 그리고 제 16 셀렉트 스위치로부터 제 1 셀렉트 스위치로 내림차순으로 순차적으로 셀렉트 스위치(430, 480)가 열리면서 음의 전류 값의 절대적인 크기는 0으로 단계적으로 감소된다.
그 후 전술한 방법과 같이 클록 스위치(470)가 닫힌 상태에서 셀렉트 스위치(430, 480)가 연쇄적으로 닫힌다. 변조 전류(450)의 음의 전류 값의 절대적인 크기는 단계적으로 증가된다. 모든 셀렉트 스위치(430, 480)가 닫힌 후, 클록 스위치(470)가 열리고 반전 클록 스위치(440)가 닫힘으로써 음의 값을 가지는 전류는 양의 값을 가지도록 반전된다. 그리고 전술한 방법으로 모든 셀렉트 스위치(430, 480)가 단계적으로 열림으로써 출력되는 변조 전류(450)는 단계적으로 0으로 변경되고 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프(400)는 초기상태로 회귀한다.
도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 멀티플 차지 펌프(266)의 구현 예를 설명한다. 도 9는 도 8에 도시된 멀티플 차지 펌프가 구현된 회로도의 일예이다. 도 8의 멀티플 차지 펌프(266)의 셀렉트 스위치(430, 480)는 도 9의 멀티플 차지 펌프(266)의 회로도에서 각 셀렉트 신호(SELb<1>, ..., SELb<16>, SEL<1>, ..., SEL<16>)를 게이트 입력으로 가지는 트랜지스터(530, 580)로 구성되고, 반전 클록 스위치(440)는 클록(Vclk)을 게이트 입력으로 가지는 트랜지스터(540)로 구성된다. 본 발명의 일 실시 예에서 클록 스위치(470)는 클록(Vclk)을 게이트 입력으로 가지는 NMOS(N-channel Metal Oxide Semiconducto) 트랜지스터(570)로 구성된다. 반전 클록 스위치(440)는 클록(Vclk)을 게이트 입력으로 가지는 PMOS(P-channel Metal Oxide Semiconductor) 트랜지스터(540)로 구성된다.
기준전류(420, 490)는 바이어스 회로(Bias)(501), 하나의 복제된 차지 펌프 회로(Replica CP)(502) 및 연산 증폭기(OP-AMP)(503)로 구성된다.
즉, 충전 전류 생성부(510)에서 클록(Vclk)이 인가되는 트랜지스터들(540)로 사각파 전류가 구현되고, 제어 신호인 셀렉트 신호(SELb<1>, ... , SELb<16>)가 인가되는 트랜지스터들 (530)로 작동되는 차지 펌프(500)의 수를 제어하여 삼각파 전류를 구현한다. 마찬가지로 방전 전류 생성부(560)에서 클록(Vclk)이 인가되는 트랜지스터들(570)로 사각파 전류가 구현되고, 제어 신호인 셀렉트 신호(SEL<1> SEL<16>)가 인가되는 트랜지스터들(580)로 작동되는 차지 펌프(500)의 수를 제어하여 삼각파 전류를 구현한다. 그리고 각 트랜지스터들(530 및 540, 570 및 580)이 직렬로 연결되어 사각파와 삼각파의 합성을 구현한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 충전 전류 생성부(510)는 충전 전류(420)의 제어를 위해 차지 펌프가 출력할 전류의 기준이 되는 전류를 출력하는 기준 전류 생성부인 복제된 하나의 차지 펌프 회로(502)로부터 제공되는 전압(504)을 충전 전류 제어 트랜지스터(520)의 바이어스 전압으로 사용한다. 방전 전류 생성부(560)는 방전 전류(490)의 제어를 위해 바이어스 회로(501)로부터 제공되는 전압(507)을 방전 전류 제어 트랜지스터(590)의 바이어스 전압으로 사용한다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면 도 9에 도시된 바와 같이 연산 증폭기(OP-AMP, 503)를 사용하여, 연산 증폭기(503)는 복제된 차지 펌프 회로(502)로부터 제공되는 전류(504)의 전압과 멀티플 차지 펌프(266)의 출력 전류인 변조 전류(505)의 전압을 각각 (+), (-) 입력단으로 입력받아, 그 비교 값에 따른 출력 전압(506)으로 충전 전류 생성부(510)에 결합되어있는 충전 전류 제어 트랜지스터(520)를 제어하여 충전 전류 생성부(510)에 흐르는 전류의 세기를 조절할 수 있다. 연산 증폭기(503)는 충전 전류 생성부(510) 및 방전 전류 생성부(560)에 흐르는 전류의 세기를 멀티플 차지 펌프(266)의 출력인 변조 전류(550)의 전압에 비례하여 조절하는 것으로 일치시킴으로써 차지 펌프의 출력전류인 변조 전류(550)에 지터(jitter)현상이 생기는 것을 방지하여 VCO(240)에서 출력되는 변조파형에 노이즈가 생성되지 않도록 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 도 6의 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기가 생성한 변조전류와 변조전압의 파형을 나타낸 파형도이다. 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스(Hershey-Kiss) 변조 확산 대역 클록 발생기의 스펙트럼 출력파형이 도시된 파형도이다. 도 10 및 도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 클록 발생기의 확산 대역 클록 발생기의 실제 구현 예에 따른 결과 데이터이다 표 1에는 클록발생기의 스펙이 도시되어 있다.
| 변조 주파수 | 5MHz |
| 확산율 | 0.5% 이상 |
| 변조 프로파일 | 허시-키스 변조 |
| 변조 방법 | VCO 전압제어 |
| 확산 방식 | 중심부 확산 |
| 작동 주파수 | 1.28GHz |
| 위상 고정 루프 대역폭 | 1MHz |
| 기준 주파수 | 10MHz |
도 11에는 상기 본 발명의 일실시 예에 따른 확산 대역 클록 발생기의 스펙트럼 분석 결과가 도시되어있다. 도 11을 참조하면, 변조 신호가 인가되지 않았을 경우(1101), 삼각 변조 신호가 가해졌을 경우(1102) 및 본 발명의 일 실시 예에 따른 허시-키스 변조 신호가 가해졌을 경우(1103)의 스펙트럼 분석 결과가 나타나 있다. 본 발명의 일실시예에 따른 변조에 의해 6.4GHz대역에 집중된 에너지가 주변 주파수 대역으로 분산되어 EMI 감쇄가 효과적으로 이루어짐을 알 수 있다.
110 : 위상 주파수 검출부(Phase Frequency Detector; PFD)
120 : 제어 차지 펌프(Control Charge Pump; CCP)
130 : 루프필터(Loop Filter; LF)
140 : 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator; VCO)
150 : 분주기(Divider)
160 : 변조기(Modulator)
161 : 사각파 생성기
162 : 삼각파 생성기
163 : 전류 합성기
120 : 제어 차지 펌프(Control Charge Pump; CCP)
130 : 루프필터(Loop Filter; LF)
140 : 전압 제어 오실레이터(Voltage Controlled Oscillator; VCO)
150 : 분주기(Divider)
160 : 변조기(Modulator)
161 : 사각파 생성기
162 : 삼각파 생성기
163 : 전류 합성기
Claims (9)
- 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 확산 대역 클록 발생기에 사용되는 변조기에 있어서,
복수의 차지 펌프-상기 복수의 차지 펌프는 각각 충전 전류를 생성하는 충전 전류 생성부 및 방전 전류를 생성하는 방전 전류 생성부를 포함함-를 포함하고 상기 확산 대역 클록 발생기의 루프 필터에 연결되어, 상기 루프 필터가 상기 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 변조전류를 생성하는 멀티플 차지 펌프;
상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 복수의 차지 펌프 중 적어도 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 제공하는 카운터; 및
상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 중 하나를 선택하기 위한 제어 클록을 제공하는 클록생성기를 포함하되,
상기 멀티플 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프가 출력할 전류의 기준이 되는 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성부 및
상기 기준 전류 생성부 및 상기 각각의 차지 펌프에 연결된 연산 증폭기(OP-Amp)를 더 포함하며,
상기 연산 증폭기가 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어함으로써 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 변조기. - 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부는 각각 상기 각각의 차지 펌프의 선택을 제어하는 제 1 제어부 및 상기 각각의 차지 펌프에 흐르는 전류의 세기를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 연산 증폭기가 상기 변조 전류를 출력하는 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압과 상기 기준 전류 생성부의 출력 전압을 비교함으로써 상기 제 2 제어부를 제어하여 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어하여 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 변조기.
- 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 제어부가 상기 카운터의 제어 신호에 응답하여 상기 멀티플 전하펌프에서 선택되는 차지 펌프의 수를 순차적으로 증가시키고 감소시키는 것을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 변조기.
- 제 3 항에 있어서, 상기 각각의 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 내에 상기 제 1 제어부 및 제 2 제어부에 직렬로 연결되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택하는 제 3 제어부를 더 포함하되,
상기 제 3 제어부가 상기 클록 생성기의 제어 클록에 응답하여 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택함으로써 상기 멀티플 차지 펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 변조기. - 확산 대역 클록 발생기(Spread Spectrum Clock Generator; SSCG)에 있어서,
기준 주파수 신호 및 피드백 신호를 수신하고, 상기 기준 주파수 신호 및 상기 피드백 신호 사이의 위상 및 주파수 차이에 대응되는 신호를 발생시키는 위상 및 주파수 검출부(PFD);
상기 위상 및 주파수 검출부에서 출력된 신호에 응답하여 전하를 펌핑처리하여 제어전류를 생성하는 제어 차지 펌프(Control Charge Pump);
변조전류를 생성하는 변조기(Modulator);
상기 제어전류 및 변조전류를 합산 및 필터링하여 제어전압을 출력하는 루프필터(LF);
상기 루프필터에서 출력된 제어전압에 응답하여 상기 제어전압에 대응되는 주파수를 갖는 신호를 출력하는 전압 제어 오실레이터(VCO) 및
상기 전압 제어 오실레이터에서 출력된 스프레드 스펙트럼 클록 신호를 분주하여 소정의 값으로 분주시킨 상기 피드백 신호를 출력하는 디바이더(Divider)를 포함하되,
상기 루프필터에서 상기 변조기에서 생성되는 변조전류를 사용하여 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하고,
상기 변조기에서는 V파형 및 위상 반전된 V파형이 반복되며 연속되는 파형을 가지는 변조 전류를 생성하며, 상기 V파형은 상기 V파형의 저점을 기준으로 좌우가 대칭인 형상을 가지고, 상기 위상반전된 V 파형은 상기 위상 반전된 V파형의 고점을 기준으로 좌우 대칭인 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 확산 대역 클록 발생기. - 제 5 항에 있어서, 상기 변조기는,
복수의 차지 펌프-상기 복수의 차지 펌프는 각각 충전 전류를 생성하는 충전 전류 생성부 및 방전 전류를 생성하는 방전 전류 생성부를 포함함-를 포함하고 상기 확산 대역 클록 발생기의 루프 필터에 연결되어, 상기 루프 필터가 상기 허시-키스 프로파일(Hershey-Kiss Profile)을 생성하기 위한 변조전류를 생성하는 멀티플 차지 펌프;
상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 복수의 차지 펌프 중 적어도 하나를 선택하기 위한 제어 신호를 제공하는 카운터; 및
상기 멀티플 차지 펌프에 결합되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 중 하나를 선택하기 위한 제어 클록을 제공하는 클록생성기를 포함하되,
상기 멀티플 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프가 출력할 전류의 기준이 되는 기준 전류를 생성하는 기준 전류 생성부 및
상기 기준 전류 생성부 및 상기 각각의 차지 펌프에 연결된 연산 증폭기(OP-Amp)를 더 포함하며,
상기 연산 증폭기가 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어함으로써 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성하도록 하는 것을 특징으로 하는 확산 대역 클록 발생기. - 제 6 항에 있어서, 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부는 각각 상기 각각의 차지 펌프의 선택을 제어하는 제 1 제어부 및 상기 각각의 차지 펌프에 흐르는 전류의 세기를 제어하는 제 2 제어부를 포함하고, 상기 연산 증폭기가 상기 변조 전류를 출력하는 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압과 상기 기준 전류 생성부의 출력 전압을 비교함으로써 상기 제 2 제어부를 제어하여 상기 각각의 차지 펌프에서 출력되는 전류의 세기를 상기 멀티플 차지 펌프의 출력 전압에 비례하도록 제어하여 상기 멀티플 전하 펌프가 시간축상으로 대칭적으로 변화하는 전류값을 가지는 변조 전류를 생성하는 것을 특징으로 하는 확산 대역 클록 발생기.
- 제 7 항에 있어서, 상기 제 1 제어부가 상기 카운터의 제어 신호에 응답하여 상기 멀티플 전하 펌프에서 선택되는 차지 펌프의 수를 순차적으로 증가시키고 감소시키는 것을 반복적으로 수행하는 것을 특징으로 하는 확산 대역 클록 발생기.
- 제 8 항에 있어서, 상기 각각의 차지 펌프는 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부 내에 상기 제 1 제어부 및 제 2 제어부에 직렬로 연결되어 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택하는 제 3 제어부를 더 포함하되,
상기 제 3 제어부가 상기 클록 생성기의 제어 클록에 응답하여 상기 각각의 차지 펌프의 충전 전류 생성부 및 방전 전류 생성부를 선택함으로써 상기 멀티플 차지 펌프의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 확산 대역 클록 발생기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120156583A KR101401504B1 (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120156583A KR101401504B1 (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101401504B1 true KR101401504B1 (ko) | 2014-06-11 |
Family
ID=51131335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120156583A KR101401504B1 (ko) | 2012-12-28 | 2012-12-28 | 멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101401504B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101780630B1 (ko) | 2015-12-11 | 2017-10-23 | 고려대학교 산학협력단 | 서브 샘플링 위상 고정 루프 회로 기반의 스프레드 스펙트럼 클록 발생기 및 그 방법 |
| US10256826B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-04-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-linear spread spectrum profile generator using linear combination |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100778374B1 (ko) | 2007-02-16 | 2007-11-22 | 인하대학교 산학협력단 | 확산비율 조절가능 대역 확산 클록 발생기 |
| KR101002244B1 (ko) | 2010-05-11 | 2010-12-20 | 인하대학교 산학협력단 | 듀얼 델타-시그마 모듈레이터를 이용한 허쉬-키스 변조 파형의 대역 확산 클록 발생기 |
| KR20120002210A (ko) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 고려대학교 산학협력단 | 변조 프로파일 생성기 및 이를 구비한 확산 스펙트럼 클럭 생성기 |
-
2012
- 2012-12-28 KR KR1020120156583A patent/KR101401504B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100778374B1 (ko) | 2007-02-16 | 2007-11-22 | 인하대학교 산학협력단 | 확산비율 조절가능 대역 확산 클록 발생기 |
| KR101002244B1 (ko) | 2010-05-11 | 2010-12-20 | 인하대학교 산학협력단 | 듀얼 델타-시그마 모듈레이터를 이용한 허쉬-키스 변조 파형의 대역 확산 클록 발생기 |
| KR20120002210A (ko) * | 2010-06-30 | 2012-01-05 | 고려대학교 산학협력단 | 변조 프로파일 생성기 및 이를 구비한 확산 스펙트럼 클럭 생성기 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10256826B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-04-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-linear spread spectrum profile generator using linear combination |
| US10804907B2 (en) | 2015-09-24 | 2020-10-13 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Non-linear spread spectrum profile generator using linear combination |
| KR101780630B1 (ko) | 2015-12-11 | 2017-10-23 | 고려대학교 산학협력단 | 서브 샘플링 위상 고정 루프 회로 기반의 스프레드 스펙트럼 클록 발생기 및 그 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7508278B2 (en) | Asymmetry triangular frequency modulation profiles for spread spectrum clock generations | |
| CN101102108B (zh) | 时钟信号产生方法以及系统以及锁相电路 | |
| US7482885B2 (en) | Method of frequency synthesis for fast switching | |
| Lee et al. | The design and analysis of a DLL-based frequency synthesizer for UWB application | |
| Moon et al. | A 0.4-V, 90$\sim $350-MHz PLL With an Active Loop-Filter Charge Pump | |
| US20080284531A1 (en) | Fractional-n synthesized chirp generator | |
| TWI403091B (zh) | 洋蔥波形產生器與使用洋蔥波形產生器的展頻時脈產生器 | |
| Sotiriadis et al. | Direct all-digital frequency synthesis techniques, spurs suppression, and deterministic jitter correction | |
| EP1359670B1 (en) | Analog implementation of spread spectrum frequency modulation in a programmable phase locked loop (PLL) system | |
| Hedayati et al. | Closed-loop nonlinear modeling of wideband $ SigmaDelta $ fractional-$ N $ frequency synthesizers | |
| US6943598B2 (en) | Reduced-size integrated phase-locked loop | |
| KR101401504B1 (ko) | 멀티플 차지 펌프를 사용하는 허쉬-키스 변조 확산 대역 클록 발생기 | |
| US8319537B2 (en) | Modulation profile generator and spread spectrum clock generator including the same | |
| US7579916B1 (en) | Low noise frequency synthesizer | |
| EP1916768A1 (en) | Device and method for generating a signal with predefined transient at start-up | |
| US9244484B2 (en) | Fractional-N spread spectrum state machine | |
| US5945881A (en) | PLL frequency synthesizer with K multiplication in addition to division for subtraction of phase noise | |
| EP1624574A1 (en) | Digital spread spectrum clock signal generation | |
| US6590458B2 (en) | Clock generator circuit with a PLL having an output frequency cycled in a range to reduce unwanted radiation | |
| BALCIOĞLU et al. | A 0.65-1.35 GHz synthesizable all-digital phase locked loop with quantization noise suppressing time-to-digital converter | |
| KR20020074980A (ko) | 전자기적 간섭이 감소된 확산 스펙트럼 주파수 변조 클럭펄스 발생장치 | |
| US20100176888A1 (en) | Voltage-controlled oscillator, frequency synthesizer, and oscillation frequency control method | |
| Hsieh et al. | A spread-spectrum clock generator using fractional-N PLL with an extended range ΣΔ modulator | |
| Ryu et al. | A spread spectrum clock generator using a programmable linear frequency modulator for multipurpose electronic devices | |
| TWI552532B (zh) | 展頻時脈產生器與展頻時脈信號產生方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170329 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180508 Year of fee payment: 5 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |