본 논문에서는 신호감지회로(Signal Sensing Circuit : SSC)를 추가하여 2개의 루프로 구성된 단일 커패시터 루프필터를 가진 극소형 위상고정루프(Phase Locked Loop : PLL)를 제안하였다. 위상고정루프 크기를 극단적으로 줄이기 위하여 가장 많은 면적을 차지하는 수동소자 루프필터를 극소형 단일 커패시터(2pF)로 설계하였다. 신호감지회로가 포함된 내부 부궤환 루프 출력이 외부 부궤환 루프의 단일 커패시터 루프필터 출력에 부궤환 역할을 하여 제안한 극소형 위상고정루프가 안정적으로 동작하도록 설계하였다. 위상고정루프 출력 신호 변화를 감지하는 신호 감지 회로는 루프필터의 커패시턴스 전하량을 조절하여 위상고정루프 출력 주파수의 초과 위상변이를 줄였다. 제안된 구조는 기존 구조에 비해 1/78 정도의 작은 커패시터를 가짐에도 불구하고 지터 크기는 10% 정도 차이가 난다. 본 논문의 위상고정루프는 1.8V 180nm 공정을 사용하였고, Spice를 통해 안정하게 동작하는 시뮬레이션 결과를 보여주었다.
In this paper, an ultra small phase locked loop (PLL) with a single capacitor loop filter has been proposed by adding a signal sensing circuit (SSC). In order to extremely reduce the size of the PLL, the passive element loop filter, which occupies the largest area, is designed with a very small single capacitor (2pF). The proposed PLL is designed to operate stably by the output of the internal negative feedback loop including the SSC acting as a negative feedback to the output of the single capacitor loop filter of the external negative feedback loop. The SSC that detects the PLL output signal change reduces the excess phase shift of the PLL output frequency by adjusting the capacitance charge of the loop filter. Although the proposed structure has a capacitor that is 1/78 smaller than that of the existing structure, the jitter size differs by about 10%. The PLL is designed using a 1.8V 180nm CMOS process and the Spice simulation results show that it works stably.