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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 염경환
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 충남대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수6
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전압제어발진기(VCO : Voltage Controlled Oscillator)의 위상잡음(phase noise)은 발진 신호의 위상 흔들림을 나타내는 척도이며, 통신시스템 및 레이더 시스템의 성능을 결정짓는 중요한 파라미터 중 하나이다. 최근, 발진기의 위상잡음 성능을 개선하기 위해 공진기의 공진주파수를 기준주파수로 활용하는 주파수잠금회로(FLL : Frequency Locked Loop)가 연구되었다. 제시된 주파수잠금회로는 발진기의 위상잡음을 상당히 개선하였지만, 별도의 주파수검출기(FD : Frequency Detector)를 설계해야하고, 다른 구성품을 필요로 하여 설계가 다소 복잡하고, 완성품의 크기가 컸다.
이와 같은 구조를 개선하기 위해 상용 위상주파수검출기(PFD : Phase Frequency Detector) 칩(chip)을 활용한 간단한 구조의 주파수잠금회로를 제안한다. 이는 주파수검출기를 설계하지 않고, 상용 위상주파수검출기를 사용하기 때문에 설계가 편리하다. 또 기존의 주파수잠금회로는 전압제어발진기와 주파수검출기에 지그(jig) 사용되어 부피가 컸지만, 제안되는 주파수잠금회로는 별도의 지그를 사용하지 않기 때문에 부피를 줄일 수 있다.
제안된 주파수잠금회로의 작동은, 전압제어발진기의 발진주파수를 분배하여, 하나는 공진기를 통과한 후 위상주파수검출기로 들어가는 기준주파수가 되고, 다른 하나는 바로 위상주파수검출기로 들어가는 비교주파수가 된다. 기준주파수와 비교주파수는 공진기의 공진주파수에 의해 위상차가 발생하게 된다. 이 위상차에 따라 위상주파수검출기와 루프필터는 전압제어발진기의 발진주파수를 조정하게 된다. 여기서 공진주파수를 기준으로 발생한 위상 차이가 없으면, 발진기의 발진주파수는 공진주파수에 잠금이 되게 된다.
본 논문에서는 위상주파수검출기 칩을 사용하여 공진기의 중심주파수 근처에서 잠금이 일어나는 것을 확인하였다. 제안된 주파수잠금회로는 선행연구와 동일한 구조이지만, 간단한 설계를 목적으로 하였다. 현재 위상 잡음이 개선되지는 않았지만, 이는 루프필터의 명확한 설계로 해결 할 수 있다.
이와 같은 구조를 개선하기 위해 상용 위상주파수검출기(PFD : Phase Frequency Detector) 칩(chip)을 활용한 간단한 구조의 주파수잠금회로를 제안한다. 이는 주파수검출기를 설계하지 않고, 상용 위상주파수검출기를 사용하기 때문에 설계가 편리하다. 또 기존의 주파수잠금회로는 전압제어발진기와 주파수검출기에 지그(jig) 사용되어 부피가 컸지만, 제안되는 주파수잠금회로는 별도의 지그를 사용하지 않기 때문에 부피를 줄일 수 있다.
제안된 주파수잠금회로의 작동은, 전압제어발진기의 발진주파수를 분배하여, 하나는 공진기를 통과한 후 위상주파수검출기로 들어가는 기준주파수가 되고, 다른 하나는 바로 위상주파수검출기로 들어가는 비교주파수가 된다. 기준주파수와 비교주파수는 공진기의 공진주파수에 의해 위상차가 발생하게 된다. 이 위상차에 따라 위상주파수검출기와 루프필터는 전압제어발진기의 발진주파수를 조정하게 된다. 여기서 공진주파수를 기준으로 발생한 위상 차이가 없으면, 발진기의 발진주파수는 공진주파수에 잠금이 되게 된다.
본 논문에서는 위상주파수검출기 칩을 사용하여 공진기의 중심주파수 근처에서 잠금이 일어나는 것을 확인하였다. 제안된 주파수잠금회로는 선행연구와 동일한 구조이지만, 간단한 설계를 목적으로 하였다. 현재 위상 잡음이 개선되지는 않았지만, 이는 루프필터의 명확한 설계로 해결 할 수 있다.
목차
목 차제 1 장 서 론 1제 1 절 주파수잠금회로 2제 2 장 주파수잠금회로의 설계과정 5제 1 절 주파수잠금회로의 구조 5제 2 절 공진기 7제 1 항 설계 및 제작 7제 2 항 측정 결과 8제 3 항 위상 추가 부분 9제 3 절 위상천이기 11제 1 항 설계 및 제작 11제 2 항 측정 결과 15제 4 절 위상주파수검출기 17제 1 항 설계 이론 17제 2 항 위상주파수검출기 평가 보드 19제 3 항 저주파 측정 결과 21제 4 항 고주파 측정 결과 23제 5 항 전압제어발진기에 따른 측정 결과 26제 5 절 루프 필터 28제 1 항 설계 이론 28제 2 항 측정 결과 29제 3 항 전위변환기 30제 3 장 주파수잠금회로의 제작 및 측정 결과 32제 1 절 구성 및 제작 32제 2 절 측정 결과 34제 4 장 결론 및 향후과제 35참고문헌 36
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