기존에 ADPLL(All Digital Phase Locked Loop)에서는 DCO(Digitally Controlled Oscillator)의 해상도를 향상시키기 위해 주로 디더링(dithering) 기법이 사용되었다. 본 논문에서는 디더링 방식에서 발생하는 문제점을 보안하고자 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 이용한 DCO의 해상도 확보 방법을 제안하였다. 주파수 컨트롤은 coarse와 fine 바랙터(varactor) bank 그리고 DAC 바랙터에 의해서 이루어지며, coarse와 fine bank는 PMOS 바랙터로, DAC 바랙터는 NMOS 바랙터로 구현하였다. 각 바랙터 bank는 8비트의 디지털 입력으로 컨트롤된다. $0.13{mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계된 DCO는 약 2.8GHz~3.5GHz의 주파수 범위에서 발진하며 660MHz의 대역폭을 갖는다. DCO의 출력 주파수를 측정한 결과 해상도는 2.8GHz대역에서 73Hz이다. 설계된 DCO는 1M 옵셋(offset)에서 -119dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보이며, 1.2V 전원에서 4.2mA의 전류를 소모한다. 칩 면적은 PAD를 포함하여 $1.3mm{ imes}1.3mm$이다.
Dithering scheme has been widely used to improve the resolution of DCO(Digitally Controlled Oscillator) in conventional ADPLLs(All Digital Phase Locked Loop). In this paper a new resolution improvement scheme is proposed where a simple DAC(Digital-to-Analog Converter) is employed to overcome the problems of dithering scheme. The frequencies are controled by varactors in coarse, fine, and DAC bank. The DAC bank consists of an inversion mode NMOS varactor. The other varactor banks consist of PMOS varactors. Each varactor bank is controlled by 8bit digital signal. The proposed DCO has been designed in a $0.13{mu}m$ CMOS process. Measurement results shows that the designed DCO oscillates in 2.8GHz~3.5GHz and has a frequency tuning range of 660MHz and a resolution of 73Hz at 2.8GHz band. The designed DCO exhibits a phase noise of -119dBc/Hz at lMHz frequency offset. The DCO core consumes 4.2mA from l.2V supply. The chip area is $1.3mm{ imes}1.3mm$ including pads.
