Design and Fabrication of 0.5~4 GHz Low Phase Noise Frequency Synthesizer

본 논문에서는 0.5~4 GHz 주파수 범위에서 낮은 위상잡음 특성을 갖는 광대역 고속 주파수 합성기 구조를 제안하였다. 광대역에서 빠른 동조 속도를 얻기 위해 DDS(Direct Digital Synthesizer)와 아날로그 직접 주파수 합성 기술을 적용하여 주파수 합성기의 출력을 합성하였다. 특히 낮은 위상잡음 특성을 확보하기 위해 DDS 구동에 필요한 2.4 GHz 클럭신호는 SPD(Sample Phase Detector)를 통해 100 MHz 기준 발진기 신호에 위상 고정된 2.4 GHz VCO(Voltage Controlled Oscillator)를 이용하여 발생시켰다. 그리고 광대역 주파수 합성기의 위상잡음 특성을 이론적으로 예측하고, 이를 측정결과와 비교하였다. 제작된 주파수 합성기의 위상잡음은 최고 주파수에서 -121 dBc @ 100 kHz 이하를 갖는다. In this paper, a 0.5~4 GHz frequency synthesizer having good phase noise performance is proposed. Wideband output frequencies of the synthesizer were synthesized using DDS(Direct Digital Synthesizer) and analog direct frequency synthesis technology in order to obtain fast settling time. Also in order to get good phase noise performance, 2.4 GHz DDS clock was generated by VCO(Voltage Controlled Oscillator) which was locked by the 100 MHz reference oscillator using SPD(Sample Phase Detector). The phase noise performance of wideband frequency synthesizer was estimated and the results were compared with the measured ones. The measured phase noise of the frequency synthesizer was less then -121 dBc @ 100 kHz at 4 GHz.