KR20160076644A - 서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션 방법 - Google Patents

서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션 방법 Download PDF

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KR20160076644A KR1020140186913A KR20140186913A KR20160076644A KR 20160076644 A KR20160076644 A KR 20160076644A KR 1020140186913 A KR1020140186913 A KR 1020140186913A KR 20140186913 A KR20140186913 A KR 20140186913A KR 20160076644 A KR20160076644 A KR 20160076644A
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김철우
김경민
배상근
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고려대학교 산학협력단
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Abstract

확산 스펙트럼 클럭 발생기가 개시된다. 본 발명의 확산 스펙트럼 클럭 발생기는 전압 제어 발진기; 상기 전압 제어 발진기에서 일정한 주파수의 다중 위상 저 잡음 신호를 생성하도록 제어하는 서브 샘플링 위상 고정 루프; 상기 전압 제어 발진기 출력 신호의 스펙트럼을 확산시키기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하는 변조전하펌프부; 및 상기 전압 제어 발진기의 출력 단에 연결되어 상기 전압 제어발진기 출력 신호의 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하고, 검증 결과에 따라 상기 변조전하펌프부의 전류값을 조절하는 자동 캘리브레이션 처리부를 포함한다.

Description

서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션 방법{SPREAD SPECTRUM CLOCK GENERATOR BASED ON SUB-SAMPLING PHASE LOCKED LOOP AND AUTO-CALIBRATION METHOD USING THE SAME}
본 발명은 확산 스펙트럼 클럭 발생기에 관한 것으로서, 특히, 서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션(auto-calibration) 방법에 관한 것이다.
위상 고정 루프(Phase Locked Loops, PLL)는 외부로부터 입력되는 기준 클럭 신호에 응답하여 고정된 주파수를 갖는 발진 신호를 생성하며, 이 때 생성된 발진 신호는 상기 위상 고정 루프가 포함된 시스템의 동작 클럭으로 제공된다. 또한, 이 클럭의 내역 위상 잡음(in-band phase noise)과 지터(jitter)가 전체 시스템의 성능을 결정한다. 서브 샘플링 위상 고정 루프는 내부의 분주기(divider)가 노이즈를 더하고 또한 이를 증폭시킨다는 점에 주목하여 분주기를 제거해 낮은 위상 잡음과 지터의 성능을 얻은 회로이다.
하지만 신호의 스펙트럼 파워가 한 주파수 성분에만 집중되면 전자파 장해(Electro Magnetic Interference, EMI)를 발생시켜서, 주변의 다른 회로들에 영향을 미칠 수 있고, 더 나아가 시스템 전체에 장애가 발생할 수 있다. 즉, 높은 에너지를 가지는 고 주파수 신호(즉, 클럭 신호)가 주변의 시스템에 영향을 끼쳐 오동작을 야기하는 것이다. 이러한 영향을 감소시키기 위해 스펙트럼 파워를 주변의 주파수 성분으로 퍼뜨려 가장 높은 주파수 성분의 파워를 낮추는 방식이 확산 스펙트럼 발생기(Spread Spectrum Clock Generator)이다.
스펙트럼을 확산시키는 방식에는 여러 가지가 있는데 위상 고정 루프의 발진기(voltage controlled oscillator : VCO)를 직접 제어하거나 분주기의 분주비를 바꾸면서 디더링(dithering)시키는 방식 등이 있다.
한편, 서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기를 구현하기 위해서는, 분주비를 바꿀 수 없으므로, 전하 펌프를 하나 추가하여 발진기의 제어 전압을 조절하는 방식이 사용되어 왔다. 그런데, 이 때 부 전하 펌프의 전류나 발진기의 이득, 루프 필터 등이 반도체 공정과 동작 전압, 동작 온도에 민감하여 스펙트럼의 확산이 제대로 이루어지지 않는 경우 클럭에 너무 큰 지터를 유발할 수 있는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 반도체 공정과 동작 전압, 동작 온도에 둔감한 서브 샘플링 위상 고정 루프를 기반으로 한 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션(auto-calibration) 방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명은 디지털 논리 회로를 이용하여 스펙트럼의 확산이 제대로 이루어졌는지 비교하고, 그 차이에 따라 부 전하 펌프의 전류 값을 조절하는 확산 스펙트럼 클럭 발생기 및 그의 자동 캘리브레이션 방법을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 스펙트럼 클럭 발생기는 전압 제어 발진기; 상기 전압 제어 발진기에서 일정한 주파수의 다중 위상 저 잡음 신호를 생성하도록 제어하는 서브 샘플링 위상 고정 루프; 상기 전압 제어 발진기 출력 신호의 스펙트럼을 확산시키기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하는 변조전하펌프부; 및 상기 전압 제어 발진기의 출력 단에 연결되어 상기 전압 제어발진기 출력 신호의 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하고, 검증 결과에 따라 상기 변조전하펌프부의 전류값을 조절하는 자동 캘리브레이션 처리부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 서브 샘플링 위상 고정 루프는 주파수를 고정시키는 주파수 고정 루프; 및 위상을 고정시키는 위상 고정 루프를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 주파수 고정 루프는 입력 신호와 피드백 신호의 위상차에 기초하여 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 생성하는 위상 주파수 검출기; 상기 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)에 기초하여 전하 펌프 출력 신호를 생성하는 전하펌프; 및 상기 위상 주파수 검출기의 출력단과 상기 전하펌프의 입력단에 연결되어, 상기 위상 주파수 검출기에서 생성된 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 상기 전하펌프로 전달할지 여부를 결정하는 데드존 생성기를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 데드존 생성기는 상기 업 신호(UP)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정하는 제1 먹스; 상기 다운 신호(DOWN)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정하는 제2 먹스; 및 상기 전압 제어 발진기의 출력신호와 기준 전압을 입력으로 받아 락을 검출하고 그 결과에 의거하여 상기 제1 및 제2 먹스의 동작을 제어하는 락 검출기를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 위상 고정 루프는 입력신호와 피드백 신호 및 반전 피드백 신호에 기초하여, 빠른 속도의 발진기 출력 신호를 느린 입력 신호로 샘플링한 후 상기 입력신호와의 위상 차이를 직류값으로 산출하는 서브 샘플링 위상 검출기; 상기 서브 샘플링 위상 검출기에서 산출된 직류의 위상차를 변환하여 상기 전압 제어 발진기로 전달하는 서브 샘플링 전하펌프; 및 루프 이득을 조절하기 위해 상기 서브 샘플링 전하펌프의 작동 시간을 제어하는 펄서를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 서브 샘플링 전하펌프는 위상 차이에 따른 직류 전압값을 서로 다른 전류값으로 변환시키기 위한 다수의 트랜지스터들; 전하 공유를 방지하기 위한 제1 피드백 증폭기; 및 업 신호(UP)와 다운 신호(DOWN) 각각의 전류(iUP, iDN)차이를 줄이기 위한 제2 피드백 증폭기를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 변조 전하 펌프부는 입력되는 기준 주파수를 낮은 주파수로 분주하여 출력하는 제1 주파수 분배기; 및 상기 제1 주파수 분배기의 출력 신호와 상기 미리 설정된 자동 캘리브레이션 테이블 정보에 기초하여 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하는 변조전하펌프를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 자동 캘리브레이션 처리부는 상기 전압 제어 발진기의 출력 신호를 낮은 주파수로 분주하여 출력하는 제2 주파수 분배기; 4주기 동안 상기 제2 주파수 분배기의 출력 신호의 펄스수와 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하고 그 차이값을 획득하는 카운터부; 및 상기 차이값에 따른 상기 변조 전하 펌프의 전류값들을 저장한 자동 캘리브레이션 테이블을 포함할 수 있다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법은 전압 제어 발진기의 출력 신호를 수신하는 단계; 4주기 동안 상기 전압 제어 발진기 출력 신호의 펄스수와 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하고 그 차이값에 따라 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하는 단계; 및 상기 차이값에 따라 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하기 위한 전류값을 자동 조절하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 전류값 자동 조절 단계는 상기 차이값에 따른 전류값들을 미리 저장한 자동 캘리브레이션 테이블을 참조하여 실시할 수 있다.
본 발명의 확산 스펙트럼 클럭 발생기는 디지털 논리 회로를 이용하여 스펙트럼의 확산이 제대로 이루어졌는지 비교하고, 그 차이에 따라 부 전하 펌프의 전류 값을 조절함으로써, 반도체 공정과 동작 전압, 동작 온도에 둔감한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기에 대한 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 전하 펌프에 대한 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데드존 생성기에 대한 개략적인 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 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. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 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 실시예를 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 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기에 대한 개략적인 블록도이다. 도 1을 참조하면 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기(100)는 전압 제어 발진기(140)와, 서브 샘플링 위상 고정 루프(110)와, 변조전하펌프부(130)와, 자동 캘리브레이션 처리부(120)를 포함한다.
서브 샘플링 위상 고정 루프(110)는 전압 제어 발진기(140)에서 일정한 주파수의 다중 위상 저 잡음 신호를 생성하도록 제어한다. 이를 위해, 서브 샘플링 위상 고정 루프(110)는 주파수 분배기(111), 주파수 고정루프(FLL: Frequency Locked Loop) 회로(112), 서브 샘플링 위상 검출기(SSPD: Sub Sampling Phase Detector)(113), 펄서(PULSER)(114), 서브 샘플링 전하 펌프(SSCP: Sub Sampling Charge Pump)(115) 및 전압 분배부(116)를 포함한다. 주파수 분배기(111)는 입력되는 신호의 주파수를 낮춰서 출력한다. 예를 들어, 250MHz의 기준 전압 주파수를 50MHz로 낮춰서 출력한다. 주파수 고정루프(FLL: Frequency Locked Loop) 회로(112)는 입력 주파수를 고정시킨다. 예를 들어, 주파수 분배기(111)에서 출력된 50MHz의 주파수 또는 전압 제어 발진기(140)에서 출력되는 5GHz의 신호주파수를 고정시킨다. 이를 위해, 주파수 고정 루프(112)는 입력 신호와 피드백 신호의 위상차에 기초하여 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 생성하는 위상 주파수 검출기(미도시), 상기 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)에 기초하여 전하 펌프 출력 신호를 생성하는 전하펌프(미도시) 및 상기 위상 주파수 검출기의 출력단과 상기 전하펌프의 입력단에 연결되어, 상기 위상 주파수 검출기에서 생성된 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 상기 전하펌프로 전달할지 여부를 결정하는 데드존 생성기(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 데드존 생성기는 도 3을 참조하여 보다 상세히 설명할 것이다. 한편, 서브 샘플링 위상 검출기(SSPD: Sub Sampling Phase Detector)(113), 펄서(PULSER)(114) 및 서브 샘플링 전하 펌프(SSCP: Sub Sampling Charge Pump)(115)는 위상을 고정시키는 위상 고정 루프로 동작하며, 이를 위해, SSPD(113)는 입력신호와 피드백 신호 및 반전 피드백 신호에 기초하여, 빠른 속도의 발진기 출력 신호를 느린 입력 신호로 샘플링한 후 상기 입력신호와의 위상 차이를 직류값으로 산출하고, SSCP(115)는 SSPD(113)에서 산출된 직류의 위상차를 변환하여 전압 제어 발진기(140)로 전달한다. 한편, 펄서(114)는 루프 이득을 조절하기 위해 SSCP(115)의 작동 시간을 제어한다.
변조전하펌프부(130)는 전압 제어 발진기(140) 출력 신호의 스펙트럼을 확산시키기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절한다. 이를 위해, 변조전하펌프부(130)는 주파수 분배기(131) 및 변조 전하 펌프(132)를 포함한다. 주파수 분배기(131)는 입력되는 기준 주파수를 낮은 주파수로 분주하여 출력한다. 예를 들어, 250MHz의 기준 전압 주파수를 61kHz로 낮춰서 출력한다. 변조 전하 펌프(132)는 주파수 분배기(131)의 출력 신호와 미리 설정된 자동 캘리브레이션 테이블 정보(123)에 기초하여 전압 제어 발진기(140)의 제어 전압을 조절한다.
자동 캘리브레이션 처리부(120)는 전압 제어 발진기(140)의 출력 단에 연결되어 전압 제어발진기(140) 출력 신호의 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하고, 검증 결과에 따라 변조전하펌프부(130)의 전류값을 조절한다. 이를 위해, 자동 캘리브레이션 처리부(120)는 주파수 분배기(121), 카운터부(122) 및 자동 캘리브레이션 테이블(123)을 포함한다. 주파수 분배기(121)는 입력되는 기준 주파수를 낮은 주파수로 분주하여 출력한다. 예를 들어, 5GHz의 전압 제어 발진기(140) 출력 주파수를 500MHz로 낮춰서 출력한다. 카운터부(122)는, 4주기(4 period) 동안, 주파수 분배기(121)의 출력 신호의 펄스수와 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하고 그 차이값을 획득한다. 자동 캘리브레이션 테이블(123)은 상기 차이값에 따른 상기 변조 전하 펌프(132)의 전류값들을 저장한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 전하 펌프에 대한 개략적인 회로도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 서브 샘플링 전하 펌프(SSCP)(115)는 위상 차이에 따른 직류 전압값을 서로 다른 전류값으로 변환시키기 위한 다수의 트랜지스터들과, 제1 및 제2 피드백 증폭기(10, 20)를 포함한다.
제1 피드백 증폭기(10)는 전하 공유를 방지하고, 제2 피드백 증폭기(20)는 SSPD(113)에서 출력된 업 신호(UP)와 다운 신호(DOWN) 각각의 전류(iUP, iDN)차이를 줄이는 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 데드존 생성기에 대한 개략적인 회로도이다. 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 데드존 생성기는 주파수 고정 루프 회로(112)에 포함되며, 락 검출기(Lock Detector)(30)와, 제1 및 제2 먹스(MUX)(40, 50)를 포함한다. 제1 먹스(40)는 SSPD(113)에서 출력된 업 신호(UP)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정하고, 제2 먹스(50)는 SSPD(113)에서 출력된 다운 신호(DOWN)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정한다. 한편, 락 검출기(30)는 전압 제어 발진기(도 1의 140)의 출력신(VCO)호와 기준 전압(REF)을 입력으로 받아 락을 검출하고 그 결과에 의거하여, 제1 및 제2 먹스(40, 50)의 동작을 제어한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법에 대한 개략적인 처리 흐름도이다. 도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법은 다음과 같다.
먼저, S110 단계에서는, 자동 캘리브레이션 처리부(120)가 전압 제어 발진기(140)의 출력 신호를 수신한다. 특히, 자동 캘리브레이션 처리부(120)의 주파수 분배기(121)가 5GHz의 전압 제어 발진기(140) 출력 신호를 수신하여 500MHz로 낮춰서 출력한다.
S120 단계에서는, 자동 캘리브레이션 처리부(120)가 전압 제어 발진기(140) 출력 신호의 스펙트럼 확산의 정확도를 검증한다. 이를 위해, 자동 캘리브레이션 처리부(120) 내의 카운터부(122)는 상기 500MHz로 주파수 분배된 전압 제어 발진기(140) 출력 신호의 펄스수와, 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하되, 4주기 동안 비교한다. 그리고 그 차이값에 따라 스펙트럼 확산 여부를 검증한다.
S130 단계에서는, 자동 캘리브레이션 처리부(120)가 상기 차이값에 따라 전압 제어 발진기(140)의 제어 전압을 조절하기 위한 변조 전하 펌프(132)의 전류값을 자동 조절한다. 이를 위해, 자동 캘리브레이션 처리부(120)는 상기 차이값에 따른 전류값들을 미리 저장한 자동 캘리브레이션 테이블(123)을 참조한다.
한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다.
상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 플로피 디스크, 하드디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등) 를 포함한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 확산 스펙트럼 클럭 발생기에 있어서,
    전압 제어 발진기;
    상기 전압 제어 발진기에서 일정한 주파수의 다중 위상 저 잡음 신호를 생성하도록 제어하는 서브 샘플링 위상 고정 루프;
    상기 전압 제어 발진기 출력 신호의 스펙트럼을 확산시키기 위해, 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하는 변조전하펌프부; 및
    상기 전압 제어 발진기의 출력 단에 연결되어 상기 전압 제어발진기 출력 신호의 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하고, 검증 결과에 따라 상기 변조전하펌프부의 전류값을 조절하는 자동 캘리브레이션 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 서브 샘플링 위상 고정 루프는
    주파수를 고정시키는 주파수 고정 루프; 및
    위상을 고정시키는 위상 고정 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 주파수 고정 루프는
    입력 신호와 피드백 신호의 위상차에 기초하여 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 생성하는 위상 주파수 검출기;
    상기 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)에 기초하여 전하 펌프 출력 신호를 생성하는 전하펌프; 및
    상기 위상 주파수 검출기의 출력단과 상기 전하펌프의 입력단에 연결되어, 상기 위상 주파수 검출기에서 생성된 업 신호(UP) 및 다운 신호(DOWN)를 상기 전하펌프로 전달할지 여부를 결정하는 데드존 생성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 데드존 생성기는
    상기 업 신호(UP)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정하는 제1 먹스;
    상기 다운 신호(DOWN)를 다음 단으로 전달할지 여부를 결정하는 제2 먹스; 및
    상기 전압 제어 발진기의 출력신호와 기준 전압을 입력으로 받아 락을 검출하고 그 결과에 의거하여 상기 제1 및 제2 먹스의 동작을 제어하는 락 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 위상 고정 루프는
    입력신호와 피드백 신호 및 반전 피드백 신호에 기초하여, 빠른 속도의 발진기 출력 신호를 느린 입력 신호로 샘플링한 후 상기 입력신호와의 위상 차이를 직류값으로 산출하는 서브 샘플링 위상 검출기;
    상기 서브 샘플링 위상 검출기에서 산출된 직류의 위상차를 변환하여 상기 전압 제어 발진기로 전달하는 서브 샘플링 전하펌프; 및
    루프 이득을 조절하기 위해 상기 서브 샘플링 전하펌프의 작동 시간을 제어하는 펄서를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 서브 샘플링 전하펌프는
    위상 차이에 따른 직류 전압값을 서로 다른 전류값으로 변환시키기 위한 다수의 트랜지스터들;
    전하 공유를 방지하기 위한 제1 피드백 증폭기; 및
    업 신호(UP)와 다운 신호(DOWN) 각각의 전류(iUP, iDN)차이를 줄이기 위한 제2 피드백 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 변조 전하 펌프부는
    입력되는 기준 주파수를 낮은 주파수로 분주하여 출력하는 제1 주파수 분배기; 및
    상기 제1 주파수 분배기의 출력 신호와 상기 미리 설정된 자동 캘리브레이션 테이블 정보에 기초하여 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하는 변조전하펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 자동 캘리브레이션 처리부는
    상기 전압 제어 발진기의 출력 신호를 낮은 주파수로 분주하여 출력하는 제2 주파수 분배기;
    4주기 동안 상기 제2 주파수 분배기의 출력 신호의 펄스수와 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하고 그 차이값을 획득하는 카운터부; 및
    상기 차이값에 따른 상기 변조 전하 펌프의 전류값들을 저장한 자동 캘리브레이션 테이블을 포함하는 것을 특징으로 하는 서브 샘플링 위상 고정 루프 기반 확산 스펙트럼 클럭 발생기.
  9. 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법에 있어서,
    전압 제어 발진기의 출력 신호를 수신하는 단계;
    4주기 동안 상기 전압 제어 발진기 출력 신호의 펄스수와 정확히 변조된 신호의 펄스수를 비교하고 그 차이값에 따라 스펙트럼 확산의 정확도를 검증하는 단계; 및
    상기 차이값에 따라 상기 전압 제어 발진기의 제어 전압을 조절하기 위한 전류값을 자동 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 전류값 자동 조절 단계는
    상기 차이값에 따른 전류값들을 미리 저장한 자동 캘리브레이션 테이블을 참조하여 실시하는 것을 특징으로 하는 확산 스펙트럼 클럭 발생기의 자동 캘리브레이션 방법.

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CN106788417A (zh) * 2016-11-22 2017-05-31 中国科学技术大学 采用亚采样技术的低噪声锁相环电路
KR20220000500A (ko) * 2020-06-26 2022-01-04 한국과학기술원 서브-샘플링 위상 고정 루프, 이를 포함하는 무선 통신 장치 및 이의 동작 방법

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