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DDS를 이용한 주파수 합성기 설계 및 그 성능평가에 관한 연구
A Study on the Frequency Synthesizer using the DDS and its Performance Evaluation 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.7 no.2, 2012년, pp.333 - 339  

이헌택 (인천대학교 정보통신공학과)

초록
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통신의 세계적 흐름은 고속화와 디지털화 그리고 대용량화의 추세로 흐르고 있다. 또한 한정된 자원인 주파수를 효율적으로 이용하기 위하여 대역확산 방식이 대표하여 그 주를 이루고 있다. 주파수 합성기로서 통신시스템에 많이 이용되고 있는 PLL(Phase Lock Loop)은 위상잡음 등 여러 가지 문제점을 가지고 있기 때문에, 이러한 문제점을 최소화 할 수 있는 디지털 소자인 직접디지털 합성기(DDS : Direct Digital Synthesis)를 이용하여 고속주파수도약 시스템을 설계하기위한 성능평가에 대하여 연구하여, 오율 개선의 해석과 고속 주파수 도약이 가능한 시스템을 설계하고 그 성능을 평가 하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Global flow of communication is a trend of high speed, digitalization, and high-capacity. Furthermore, spread spectrum method has been dominantly utilized to efficiently use the frequency which is the scarce resource. The PLL (Phase Lock Loop) which is a widely used frequency synthesizer in communic...

주제어

#무선통신   #스펙트럼   #주파수   #혼신  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 종래의 위상동기루프(PLL)의 아날로그 방식은 고속화에 따른 많은 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 DDS를 이용하여 주파수합성기를 제작 및 성능평가를 하였다. 먼저 선형 쉬프트 레지스터를 사용하여 213의 PN 코드 발생기를 만들었고, 사용하고자하는 주파수대역과주파수 간격을 4개의 8bit ROM에 프로그래밍 하였다.

가설 설정

  • 2) DDS는 매우 정밀한 주파수 스텝을 제공한다. 누적기의 워드길이를 증가하여 위상증가의 상대 값을 줄일 수는 있으나, 복잡함에 따라 가격도 증가하게 되는 단점이 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 위상동기루프와 비교하였을 때 직접 디지털 합성기가 가지는 장점에는 무엇이 있는가? 1) 아날로그 VCO을 사용하지 않고서, DDS는 매우 낮은 위상잡음 - 거의 클럭의 위상잡음과 동일한 위상잡음을 구현할 수 있다. 클럭 주파수는 고정이므로, 광대역 위상동기루프를 사용하여 발진 클럭을 얻을 수 있다. 따라서, 클럭의 위상 잡음은 매우 낮게 얻을 수 있다. 2) DDS는 매우 정밀한 주파수 스텝을 제공한다. 누적기의 워드길이를 증가하여 위상증가의 상대 값을 줄일 수는 있으나, 복잡함에 따라 가격도 증가하게 되는 단점이 있다. 3) DDS는 PLL에서와 같이 아날로그 궤환 루프가 아니므로 매우 빠른 채널전환 특성을 나타낸다. 4) DDS는 출력에서 연속적인 위상변화에 의한 채널전환이 가능하므로, 변조기에 따른 중요한 특성을 나타낸다. 5) DDS는 디지털영역에서 출력신호의 직접변조가 가능하다.
주파수 합성기란? 전 세계적인 통신의 추세는 디지털화와 더불어 서비스의 다양화, 그리고 대용량화를 요구하고, 무선통신의 기술은 휴대폰, 노트북등 많은 분야에서 점차 확대되어지고 요구되어 가고 있다. 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)는 안정도가 높은 기준 주파수 발진기로부터 제어워드에 의해 원하는 주파수를 발생하는 회로를 의미하며, 통신시스템에서 채널을 결정하는 발진기를 비롯하여 다양하게 사용되고 있다. 주파수 합성기의 주요 성능은 주파수의 안정도, 정확도, 위상잡음, 주파수 도약(스위칭) 등이다.
주파수 합성기의 주요 성능에는 무엇이 있는가? 주파수 합성기(Frequency Synthesizer)는 안정도가 높은 기준 주파수 발진기로부터 제어워드에 의해 원하는 주파수를 발생하는 회로를 의미하며, 통신시스템에서 채널을 결정하는 발진기를 비롯하여 다양하게 사용되고 있다. 주파수 합성기의 주요 성능은 주파수의 안정도, 정확도, 위상잡음, 주파수 도약(스위칭) 등이다. 주파수 합성기는 주파수 합성방식에 따라 DDFS(Direct Digital Frequency Synthesizer) 채배기를 이용한 주파수 합성, 직접아날로그 합성방식(Direct Analog Synthesis), 간접합성방식인 위상동기루프(Phase Lock Loop), 그리고 직접디지털합성(Direct Digital Synthesizer)방식 등 여러 종류가 있다.
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참고문헌 (11)

  1. B. Sklar, Digital Communications. Prentice Hall, 1988. 

  2. M. K. Simon, J. K. Omura, R. A. Scholtz and B. K. Levitt, Spread Spectrum Communications, Computer Science Press, 1985. 

  3. R. C. Dixon, Spread Spectrum Systems. New York : John Wiley & Sons, Inc., 1984. 

  4. W. C. Y. Lee, "Overview of Cellular CDMA", IEEE Trans. Vehic. Technol., Vol. VT-40, No. 2, pp. 291-302, 1991. 

  5. M. V. Hegde and W. E. Stark, "Capacity of Frequency-Hop Spread-Spectrum Multiple-Access Communication Systems", IEEE Trans. Commun., Vol. 38, No. 7, pp. 1050-1059, 1990. 

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  6. R. Agusti, "On the Performance Analysis of Asynchronous FH-SSMA Communications", IEEE Trans. Commun., Vol. 37, No. 5, pp. 488-499, 1989. 

    상세보기

  7. E. A. Geraniotis, "Noncoherent Hybrid DS/SFH Spread-Spectrum Multiple-Access Communications", IEEE Trans. Commun., Vol. COM-34, No. 9, pp. 862-872, 1986. 

  8. R. H. Muammar and S. C. Gupta, "Spectrum Efficiency of a Frequency-Hopped MFSK Spread Spectrum Mobile Radio System", IEEE Trans. Vehic. technol., Vol. VT-31, No. 2, pp. 66-69, 1982. 

  9. Analog Device, AD9762 DATA SHEET, Analog Device Inc.., 1999 

  10. 윤형득, 강창훈, 길동욱 "한국의 해양정보통합시스템 구축에 관한 연구", 한국전자통신학회논문지, 1권, 1호, pp. 87-92, 2006. 

  11. 이영선, 정재진, 신현식, "해저광케이블 수리를 위한 효율적인 탐지 및 측정 기법", 한국전자통신학회논문지, 3권, 1호, pp. 1-7, 2008. 

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