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KR101070366B1 - Two step auto tuning circuit of Voltage Control Oscillator for wide-band - Google Patents

Two step auto tuning circuit of Voltage Control Oscillator for wide-band Download PDF

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KR101070366B1
KR101070366B1 KR1020090081424A KR20090081424A KR101070366B1 KR 101070366 B1 KR101070366 B1 KR 101070366B1 KR 1020090081424 A KR1020090081424 A KR 1020090081424A KR 20090081424 A KR20090081424 A KR 20090081424A KR 101070366 B1 KR101070366 B1 KR 101070366B1
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이강윤
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건국대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 PLL(위상동기루프)의 하위 블록 중의 하나인 전압제어발진기의 설계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 넓은 대역에서 주파수를 공급하기 위한 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기에 관한 것이다.The present invention relates to the design of a voltage controlled oscillator, which is one of the lower blocks of a phase locked loop (PLL), and more particularly, to a two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator for supplying a frequency in a wide band.

본 발명은 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기에 있어서, 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제1 기준전압(Gm_REF)에 도달하기 전까지 전압제어발진기의 트랜스컨덕턴스를 제어하여 이전 상태보다 더 큰 진폭으로 발진하도록 하는 제1 튜닝부와, 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제2 기준전압(V_REF)이 될 때까지 전압제어발진기의 전류를 제어하여 일정한 진폭의 주파수를 공급하도록 하는 제2 튜닝부와, 전압제어발진기로 바이어스전압을 입력하고, 제1 튜닝부로 제1 기준전압(Gm_REF)을 입력하며, 제2 튜닝부로 제2 기준전압(V_REF)을 입력하는 바이어스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, in the two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator, the transconductance of the voltage controlled oscillator is controlled until the output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator reaches the first reference voltage (Gm_REF). And controlling the current of the voltage controlled oscillator to supply a frequency having a constant amplitude until the first tuning unit for oscillating with a large amplitude and the output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator become the second reference voltage V_REF. And a bias unit configured to input a bias voltage to the voltage controlled oscillator, a first reference voltage Gm_REF to the first tuning unit, and a second reference voltage V_REF to the second tuning unit. It is characterized by.

광대역, 전압제어발진기, 튜닝 Broadband, Voltage Controlled Oscillators, Tuning

Description

2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기{Two step auto tuning circuit of Voltage Control Oscillator for wide-band}Two step auto tuning circuit of Voltage Control Oscillator for wide-band}

본 발명은 PLL(위상동기루프)의 하위 블록 중의 하나인 전압제어발진기의 설계에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 넓은 대역에서 주파수를 공급하기 위한 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기에 관한 것이다.The present invention relates to the design of a voltage controlled oscillator, which is one of the lower blocks of a phase locked loop (PLL), and more particularly, to a two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator for supplying a frequency in a wide band.

무선 통신용 송수신기에서, 광대역 특성을 가지는 전압제어발진기가 많이 요구되고 있으며, 일반적인 전압제어발진기는 고정된 LC 탱크를 사용하게 되면 협대역(Narrow bandwidth)특성을 가지므로, 광대역을 얻기 위해 LC 탱크를 구성하는 바랙터 다이오드를 크게 하면 되지만 그에 따른 이득(Kvco)이 커져서 발진기의 위상잡음 특성이 나빠지기 때문에 실제 적용하는데 문제점이 따르게 된다.In the wireless communication transceiver, a voltage controlled oscillator having a wide band characteristic is required, and since a general voltage controlled oscillator has a narrow bandwidth characteristic when a fixed LC tank is used, an LC tank is configured to obtain a wide bandwidth. The varactor diode can be made larger, but the gain (Kvco) is increased, resulting in worse phase noise characteristics of the oscillator.

이러한, 무선 통신용 수신기에서 주파수를 공급하는 위상동기루프의 하위블록 중의 하나인 전압제어 발진기는 위상동기루프 블록의 성능을 좌우한다. 광대역에서 발진해야 하는 다양한 응용분야(Digital TV, Ultra Wide Band, Clock and Data Recovery)에서 전압제어발진기의 발진주파수 영역이 넓어져야 한다. The voltage controlled oscillator, which is one of the sub-blocks of the phase-locked loop that supplies the frequency in the wireless communication receiver, determines the performance of the phase-locked loop block. The oscillation frequency range of the voltage controlled oscillator needs to be widened in various applications requiring wide oscillation (Digital TV, Ultra Wide Band, Clock and Data Recovery).

따라서 광대역을 위해 이전에는 2개 이상의 전압제어발진기를 사용하기도 하 였다. 이러한 광대역 전압제어발진기는 낮은 주파수대역과 높은 주파수대역에서 파라미터 값이 달라지는 점, 공정 변화를 극복하지 못하는 문제점이 있었다.Therefore, two or more voltage controlled oscillators were previously used for broadband. Such a wideband voltage controlled oscillator has a problem in that a parameter value is changed in a low frequency band and a high frequency band and a process change cannot be overcome.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 광대역에서 주파수를 공급하기 위한 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기를 제공함에 있다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator for supplying a frequency in a wide band.

또한, 본 발명의 다른 목적은 디지털 튜닝, 아날로그 튜닝을 결합한 2단계 튜닝을 통해 2개 이상의 전압제어발진기를 사용하지 않고도 광대역에서 발진할 수 있도록 함에도 있다.In addition, another object of the present invention is to enable the oscillation in a wide band without using two or more voltage controlled oscillator through two-step tuning combined with digital tuning, analog tuning.

그리고 본 발명의 다른 목적은 저주파수에서 발진하지 않는 경우의 수를 없애고, 위상 잡음을 최소화하여 일정한 진폭의 주파수를 공급하도록 함에 있다.In addition, another object of the present invention is to eliminate the number of cases that do not oscillate at a low frequency, to minimize the phase noise to supply a frequency of a constant amplitude.

본 발명은 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기에 있어서, 상기 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제1 기준전압(Gm_REF)에 도달하기 전까지 상기 전압제어발진기의 트랜스컨덕턴스를 제어하여 이전 상태보다 더 큰 진폭으로 발진하도록 하는 제1 튜닝부; 상기 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제2 기준전압(V_REF)이 될 때까지 상기 전압제어발진기의 전류를 제어하여 일정한 진폭의 주파수를 공급하도록 하는 제2 튜닝부; 및 상기 전압제어발진기로 바이어스전압을 입력하고, 상기 제1 튜닝부로 제1 기준전압(Gm_REF)을 입력하며, 상기 제2 튜닝부로 제2 기준전압(V_REF)을 입력하는 바이어스부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a two-stage automatic tuning wideband voltage controlled oscillator, the previous state by controlling the transconductance of the voltage controlled oscillator until the output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator reaches the first reference voltage (Gm_REF) A first tuning unit configured to oscillate with a larger amplitude; A second tuning unit controlling the current of the voltage controlled oscillator to supply a frequency having a constant amplitude until an output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator becomes a second reference voltage V_REF; And a bias unit for inputting a bias voltage to the voltage controlled oscillator, a first reference voltage Gm_REF to the first tuning unit, and a second reference voltage V_REF to the second tuning unit. Characterized in that it comprises a.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 디지털 튜닝, 아날로그 튜닝을 결합한 2단계 튜닝을 통해 2개 이상의 전압제어발진기를 사용하지 않고도 광대역에서 발진할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to oscillate in a wide band without using two or more voltage controlled oscillator through two-step tuning combined with digital tuning, analog tuning.

또한, 저주파수에서 발진하지 않거나 공정, 전압, 온도 변화에 의해 발진하지 않을 가능성을 없애는 효과가 있다.In addition, there is an effect that eliminates the possibility of not oscillating at a low frequency or oscillation by a process, voltage, temperature change.

그리고 광대역에서 진폭이 달라질 수 있는 가능성을 없애는 효과가 있다.It also has the effect of eliminating the possibility of varying amplitudes at broadband.

본 발명의 구체적 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.Specific features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. In the meantime, when it is determined that the detailed description of the known functions and configurations related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, it should be noted that the detailed description is omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기의 대략적인 블록도이다.1 is a schematic block diagram of a two-stage automatic tuning wideband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기는 전압제어발진기(100), 제1 튜닝부(200), 제2 튜닝부(300), 바이어스부(400)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention is a voltage controlled oscillator 100, a first tuning unit 200, a second tuning unit 300, and a bias unit. And 400.

본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기는 2번의 튜닝 루프를 거치게 되는데 첫 번째 튜닝은 디지털 자동튜닝 루프(Digital Automatic Gm Tuning Loop)이고, 두 번째 튜닝은 아날로그 자동 진폭조절 튜닝루 프(Analog Automatic Amplitude Control(AAC) Tuning Loop)이다.The two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention is subjected to two tuning loops. The first tuning is a digital automatic tuning loop and the second tuning is an analog automatic amplitude tuning. Loop (Analog Automatic Amplitude Control (AAC) Tuning Loop).

-전압제어발진기(100)-Voltage controlled oscillator (100)

본 발명의 일실시예에 따른 전압제어발진기(100)의 VCO 코어(120)는 도 2에 도시된 바와 같이, 2개의 인버터가 상호 결합(Cross coupled)되어 Negative Gm을 제공하므로 전압제어발진기(VCO)가 발진할 수 있도록 하며, 발진 주파수는 인덕터와 유효 커패시턴스 값에 의해 결정된다. VCO 코어의 소비전류는 코어 바이어스(CORE_BIAS)로 조절되는 정전류원에 의해 결정된다. 종래(A)에는 4비트의 Cap Bank로 구성되어 24(=16)가지의 KVCO 커브(발진이득)를 만들 수 있다. 본 실시예에 따른 VCO 코어(120)는 보다 많은 KVCO 커브로 더 넓은 튜닝범위를 구현하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이 Cap Bank는 8비트로 구현된다.In the VCO core 120 of the voltage controlled oscillator 100 according to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, two inverters are cross coupled to provide a negative Gm, thereby providing a voltage controlled oscillator (VCO). The oscillation frequency is determined by the inductor and the effective capacitance value. The current consumption of the VCO core is determined by a constant current source controlled by the core bias (CORE_BIAS). Conventionally (A) is composed of a 4-bit Cap Bank can create 2 4 (= 16) K VCO curve (oscillation gain). In the VCO core 120 according to the present embodiment, the cap bank is implemented with 8 bits as shown in FIG. 2 to implement a wider tuning range with more K VCO curves.

또한 저전력을 구현하기 위해 Adaptive Body Biasing(ABB)회로가 추가되어 있다. 이러한 ABB회로는 VTH(Threshold voltage)를 작게 하여 VCO가 더 적은 전류로 발진할 수 있도록 돕는다.In addition, an adaptive body biasing (ABB) circuit is added to realize low power. This ABB circuit reduces the threshold voltage (V TH ), helping the VCO to oscillate with less current.

도 3은 본 발명의 전압제어발진기(VCO)의 입출력 특성 그래프이다. 도 3에 도시된 바와 같이 제어전압(V_CTRL)이 증가할수록 발진주파수는 커지게 되는데, 이는 Varactor(Variable Capacitor)가 제어전압(V_CTRL)이 커질수록 유효 커패시턴스가 작아지기 때문이다. C_CONT<n:0>에 의해 조절되는 Cap_bank에 의해 전압제어발진기(VCO)는 2n개의 KVCO 커브(발진이득)를 가지게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이 Cap_bank의 개수를 많이 쓸수록 더 넓은 튜닝범위(tuning range)를 갖게 된다.3 is a graph of input and output characteristics of the voltage controlled oscillator (VCO) of the present invention. As shown in FIG. 3, the oscillation frequency increases as the control voltage V_CTRL increases, because the effective capacitance of the Varactor (Variable Capacitor) decreases as the control voltage V_CTRL increases. By the Cap_bank controlled by C_CONT <n: 0>, the voltage controlled oscillator VCO has 2 n K VCO curves (oscillation gain). As shown in FIG. 3, the larger the number of Cap_banks, the wider the tuning range.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네거티브 Gm뱅크(110)의 회로도이다. 여기서, 네거티브 Gm뱅크는 4개의 네거티브 Gm 셀(Negative Gm Cell)로 구성된다. 도 4의 A는 간략화된 전압제어발진기(VCO)의 네거티브 Gm뱅크 회로도이고, B는 전압제어발진기(VCO)의 네거티브 Gm뱅크 중 하나의 Gm셀을 나타낸 회로도이다. 도 4의 A의 LC-Tank와 네거티브 Gm만 있으면 전압제어발진기(VCO)는 발진할 수 있는데, 여기에 추가적으로 연결된 네거티브 Gm뱅크(110)가 존재한다. 도 4의 B를 자세히 살펴보면, 도 4의 B와 비슷하지만 LC-Tank가 빠져있는 대신, 네거티브 Gm을 On/Off할 수 있는 스위치가 추가되어 있다. 따라서 도 1의 Gm_enable = '1'일 때 네거티브 Gm이 형성된다. 네거티브 Gm뱅크는 기존 네거티브 Gm에 병렬로 연결되어 네거티브 Gm셀 유닛을 하나씩 켤 때마다 전압제어발진기(VCO)의 전체 네거티브 Gm이 커져서 더 큰 진폭으로 발진할 수 있도록 한다. 이때, Gm_enable 신호는 Gm 튜닝 디지털모듈(Gm Tuning Digital Block:230)에 의해 제어된다.4 is a circuit diagram of a negative Gm bank 110 according to an embodiment of the present invention. Here, the negative Gm bank is composed of four negative Gm cells. 4A is a circuit diagram of a negative Gm bank of a simplified voltage controlled oscillator (VCO), and B is a circuit diagram of one Gm cell of a negative Gm bank of a voltage controlled oscillator (VCO). If only the LC-Tank and negative Gm of FIG. 4A can oscillate the voltage controlled oscillator VCO, there is a negative Gm bank 110 connected thereto. Looking at B of FIG. 4 in detail, it is similar to B of FIG. 4 but instead of the LC-Tank is missing, a switch for turning on / off the negative Gm is added. Therefore, negative Gm is formed when Gm_enable = '1' of FIG. 1. Negative Gmbanks are connected in parallel to the existing negative Gm so that each time the negative Gm cell unit is turned on one by one, the total negative Gm of the voltage-controlled oscillator (VCO) is increased to oscillate at a larger amplitude. At this time, the Gm_enable signal is controlled by the Gm Tuning Digital Block 230.

참고로, 본 실시예에 따른 전압제어발진기는 VCO코어와 네거티브 Gm뱅크를 포함하여 구성된다.For reference, the voltage controlled oscillator according to the present embodiment includes a VCO core and a negative Gm bank.

VCO코어는 게이트단자로 바이어스 전압을 입력받고, 소스단자가 전원(VDD)에 연결되는 제1 트랜지스터(1)로 이루어진 전원공급부와, 공진주파수를 발생하는 LC탱크부와, 상기 전원공급부와 상기 LC탱크부와 연결되어 상기 LC탱크부에 의해 결정된 공진 주파수를 가진 출력이 생성되도록 하는 제1 능동부를 포함한다.The VCO core receives a bias voltage as a gate terminal, a power supply consisting of a first transistor 1 having a source terminal connected to a power supply VDD, an LC tank for generating a resonance frequency, the power supply and the LC And a first active portion connected to the tank portion to produce an output having a resonance frequency determined by the LC tank portion.

여기서, 제1 능동부는 제1 능동모듈과 제2 능동모듈을 포함하는데, 제1 능동 모듈은 소스단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 게이트단자가 제3 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며 바디단자가 제3 트랜지스터의 바디단자와 연결되는 제2 트랜지스터(2)와, 소스단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 게이트단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제3 트랜지스터(3)로 구성된다.Here, the first active unit includes a first active module and a second active module, wherein the first active module has a source terminal connected to the drain terminal of the first transistor, a gate terminal connected to the drain terminal of the third transistor, and a body A second transistor 2 having a terminal connected to a body terminal of a third transistor, a third transistor 3 having a source terminal connected to a drain terminal of the first transistor and a gate terminal connected to a drain terminal of the second transistor 3 It is composed of

제2 능동모듈은 드레인단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자와 연결되고 바디단자가 제5 트랜지스터의 바디단자와 연결되며 게이트단자가 제5 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 소스단자가 접지연결되는 제4 트랜지스터(4)와, 드레인단자가 상기 제3 트랜지스터의 드레인단자와 연결되고 게이트단자가 제4 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며 소스단자가 접지연결되는 제5 트랜지스터(5)로 이루어진다.The second active module has a fourth terminal in which a drain terminal is connected to the drain terminal of the second transistor, a body terminal is connected to the body terminal of the fifth transistor, a gate terminal is connected to the drain terminal of the fifth transistor, and a source terminal is grounded. The transistor 4 and the drain terminal are connected to the drain terminal of the third transistor, the gate terminal is connected to the drain terminal of the fourth transistor, and the source terminal is composed of a fifth transistor 5 connected to ground.

또한 LC탱크부는, 2개의 인버터가 상호 결합되어 네거티브 Gm을 형성하여 인덕터와 유효 커패시턴스값에 의해 결정되는 공진주파수를 발생하고, 8비트의 Cap_Bank로 구성된 것을 특징으로 한다.In addition, the LC tank unit, the two inverters are coupled to each other to form a negative Gm to generate a resonant frequency determined by the inductor and the effective capacitance value, characterized in that composed of Cap_Bank of 8 bits.

또한 VCO코어는 문턱전압(VTH)을 작게 하여 저전력으로 발진하도록 하는 ABB회로를 포함하는 것을 특징으로 하는데, 이러한 ABB회로는 제1 ABB모듈과 제2 ABB모듈로 구성된다. In addition, the VCO core is characterized in that it comprises an ABB circuit for oscillating at low power by reducing the threshold voltage (V TH ), this ABB circuit is composed of a first ABB module and a second ABB module.

제1 ABB모듈은 제6 트랜지스터(6) 및 제7 트랜지스터(7)의 소스단자와 바디단자가 상기 제1 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자와 제7 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단 자가 제7 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제3 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제6 트랜지스터(6)와, 드레인단자가 상기 제3 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제6 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제6 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제7 트랜지스터(7)로 구성된다.The first ABB module has a source terminal and a body terminal of the sixth and sixth transistors 6 and 7 connected to a common body terminal of the first active module, and a drain terminal of the sixth transistor 6 and the seventh transistor 7, A sixth transistor 6 connected between the gate terminal of the seventh transistor and a gate terminal of the seventh transistor connected to a drain terminal of the third transistor through a drain terminal of the seventh transistor; and a drain terminal of the sixth transistor connected to a drain terminal of the third transistor. The seventh transistor 7 is connected between the gate terminals of the sixth transistor, and the gate terminal is connected to the drain terminal of the second transistor through the drain terminal of the sixth transistor.

제2 ABB모듈은, 제8 트랜지스터(8) 및 제9 트랜지스터(9)의 소스단자와 바디단자가 상기 제2 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제4 트랜지스터의 드레인단자와 제9 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제9 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제5 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제8 트랜지스터(8)와, 드레인단자가 상기 제5 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제8 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제8 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제4 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제9 트랜지스터(9)로 구성된다.In the second ABB module, source terminals and body terminals of the eighth transistor 8 and the ninth transistor 9 are connected to the common body terminal of the second active module, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the fourth transistor. An eighth transistor 8 connected between the gate terminals of the ninth transistor, the gate terminal of which is connected to the drain terminal of the fifth transistor through a drain terminal of the ninth transistor, and the drain terminal of the fifth transistor; And a ninth transistor 9 connected between the gate terminal of the eighth transistor and a gate terminal connected to the drain terminal of the fourth transistor through the drain terminal of the eighth transistor.

한편, 네거티브 Gm뱅크는 VCO코어와 병렬로 연결되어 상기 제1 튜닝부의 제어신호에 따라 더 큰 진폭으로 발진하도록 한다.On the other hand, the negative Gm bank is connected in parallel with the VCO core to oscillate with a larger amplitude in accordance with the control signal of the first tuning unit.

이러한 네거티브 Gm뱅크는 게이트단자로 바이어스 전압(Gm_BIAS)을 입력받고, 소스단자가 전원(VDD)에 연결되는 제11 트랜지스터(11)로 이루어진 제2 전원공급부와, 상기 제1 튜닝부의 제어신호(Gm_enable)를 입력받아 On/Off하는 스위치부와, 상기 전원공급부와 상기 스위치부에 연결되어 상기 스위치부에 의해 결정되는 진폭으로 발진하도록 하는 제2 능동부를 포함하는 네거티브 Gm셀이 하나 이상 포함 하여 각각 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.The negative Gm bank receives a bias voltage Gm_BIAS as a gate terminal, and includes a second power supply unit including an eleventh transistor 11 having a source terminal connected to a power supply VDD, and a control signal Gm_enable of the first tuning unit. At least one negative Gm cell including at least one negative Gm cell including a switch unit for receiving on / off and a second active unit connected to the power supply unit and the switch unit to oscillate with an amplitude determined by the switch unit, respectively Characterized in that connected to.

여기서, 제2 능동부는 제11 능동모듈과, 제12 능동모듈을 포함하여 구성되는데, 제11 능동모듈은 제12 트랜지스터(12) 및 제13 트랜지스터(13)의 소스단자가 상기 제11 트랜지스터의 공통 드레인단자에 연결되고, 게이트단자가 상기 스위치부의 제2 스위치단자(17)를 통해 제14 트랜지스터(14)의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)의 VCO_OUT출력단자를 통해 제14 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며, 바디단자가 제13 트랜지스터(13)의 바디단자에 연결되는 제12 트랜지스터(12)와, 게이트단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)를 통해 제15 트랜지스터(15)의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 스위치부의 VCO_OUTB 출력단자를 통해 제15 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제13 트랜지스터(13)로 구성된다.Here, the second active part includes an eleventh active module and a twelfth active module, wherein the source terminals of the twelfth transistor 12 and the thirteenth transistor 13 have a common source of the eleventh transistor. Is connected to the drain terminal, the gate terminal is connected to the gate terminal of the fourteenth transistor 14 through the second switch terminal 17 of the switch unit, the drain terminal of the VCO_OUT output of the first switch terminal 16 of the switch unit A twelfth transistor 12 having a terminal connected to the drain terminal of the fourteenth transistor, a body terminal connected to a body terminal of the thirteenth transistor 13, and a gate terminal connecting the first switch terminal 16 of the switch unit; The thirteenth transistor 13 is connected to the gate terminal of the fifteenth transistor 15 and the drain terminal thereof is connected to the drain terminal of the fifteenth transistor through the VCO_OUTB output terminal of the switch unit.

제12 능동모듈은 제14 트랜지스터(14) 및 제15 트랜지스터(15)의 소스단자가 접지연결되고, 게이트단자가 상기 스위치부의 제2 스위치단자(17)를 통해 제12 트랜지스터의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제1 스위치단자(16)의 VCO_OUT 출력단자를 통해 제12 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며, 바디단자가 제15 트랜지스터(15)의 바디단자에 연결되는 제14 트랜지스터(14)와, 게이트단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)를 통해 제13 트랜지스터의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제2 스위치단자(17)의 VCO_OUTB 출력단자를 통해 제13 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제15 트랜지스터(15)로 구성된다.In the twelfth active module, source terminals of the fourteenth transistor 14 and the fifteenth transistor 15 are grounded, and a gate terminal thereof is connected to the gate terminal of the twelfth transistor through the second switch terminal 17 of the switch unit. A drain terminal connected to the drain terminal of the twelfth transistor through the VCO_OUT output terminal of the first switch terminal 16, and a fourteenth transistor 14 having a body terminal connected to the body terminal of the fifteenth transistor 15; The gate terminal is connected to the gate terminal of the thirteenth transistor through the first switch terminal 16 of the switch unit, and the drain terminal is connected to the drain terminal of the thirteenth transistor through the VCO_OUTB output terminal of the second switch terminal 17. It consists of a fifteenth transistor 15 to be connected.

또한, 본 실시예에 따른 네거티브 Gm셀은, 문턱전압(VTH)을 작게 하여 저전력으로 발진하도록 하는 ABB회로를 포함하여 구성된다. 이러한 ABB회로는, 제3 ABB모듈과 제4 ABB모듈을 포함하여 구성되는데, 제3 ABB모듈은 제21 트랜지스터(21) 및 제22 트랜지스터(22)의 소스단자와 바디단자가 상기 제11 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제12 트랜지스터의 드레인단자와 제22 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제22 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제13 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제21 트랜지스터(21)와, 드레인단자가 상기 제13 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제21 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제21 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제12 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제22 트랜지스터(22)로 구성된다.In addition, the negative Gm cell according to the present embodiment is configured to include an ABB circuit which makes the threshold voltage V TH small and oscillates at low power. The ABB circuit includes a third ABB module and a fourth ABB module. The third ABB module includes source and body terminals of the twenty-first transistor 21 and the twenty-second transistor 22 and the eleventh active module. A drain terminal is connected between the drain terminal of the twelfth transistor and the gate terminal of the twenty-second transistor, and the gate terminal is connected to the drain terminal of the thirteenth transistor through the drain terminal of the twenty-second transistor; A twenty-first transistor 21 and a drain terminal are connected between the drain terminal of the thirteenth transistor and the gate terminal of the twenty-first transistor, and the gate terminal is connected to the drain terminal of the twelfth transistor through the drain terminal of the twenty-first transistor. It consists of a twenty-second transistor 22 connected to.

제4 ABB모듈은 제23 트랜지스터(23) 및 제24 트랜지스터(24)의 소스단자와 바디단자가 상기 제12 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제14 트랜지스터의 드레인단자와 제24 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제24 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제15 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제23 트랜지스터(23)와, 드레인단자가 상기 제15 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제23 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제23 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제14 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제24 트랜지스터(24)로 구성된다.In the fourth ABB module, source terminals and body terminals of the twenty-third transistor 23 and the twenty-fourth transistor 24 are connected to the common body terminal of the twelfth active module, and the drain terminal of the fourth ABB module is formed of the drain terminal of the fourteenth transistor. A twenty-third transistor 23 connected between a gate terminal of a twenty-fourth transistor, a gate terminal of which is connected to a drain terminal of the fifteenth transistor through a drain terminal of the twenty-fourth transistor, and a drain terminal of which is connected to a drain terminal of the fifteenth transistor; The twenty-fourth transistor 24 is connected between the gate terminals of the twenty-third transistor, and the gate terminal is connected to the drain terminal of the fourteenth transistor through the drain terminal of the twenty-third transistor.

-제1 튜닝부(200)-First tuning unit 200

제1 튜닝부(200)는 디지털적으로 튜닝하는 구성으로, 전압제어발진기의 피크값을 감지하여 이를 기준 전압과 비교한 후 발진한 전압의 피크값이 작을 경우, 전압제어발진기의 트랜스컨덕턴스를 크게 하여 더 큰 진폭으로 발진하도록 처리한다.The first tuning unit 200 is configured to digitally tune. When the peak value of the oscillated voltage is small after detecting the peak value of the voltage controlled oscillator and comparing it with a reference voltage, the transconductance of the voltage controlled oscillator is greatly increased. To oscillate with greater amplitude.

이러한 기능을 수행하는 제1 튜닝부(200)는 제1 피크 감지기(210), 래치(latch)비교기(220), Gm 튜닝 디지털 모듈(230)을 포함하여 구성된다.The first tuning unit 200 performing this function includes a first peak detector 210, a latch comparator 220, and a Gm tuning digital module 230.

제1 피크 감지기(210)는 전압제어발진기(VCO)출력의 Positive Peak의 DC값을 감지하는 구성요소이다. 여기서, 감지된 DC값은 PEAK_A이다.The first peak detector 210 is a component that senses the DC value of the positive peak of the voltage controlled oscillator (VCO) output. Here, the detected DC value is PEAK_A.

참고적으로, 피크 감지기는 전압제어발진기(VCO) 출력스윙의 Positive Peak의 DC값(VMAX)을 출력에 전달하는데 정확한 식은 다음과 같다.For reference, the peak detector delivers the DC value (V MAX ) of the positive peak of the voltage-controlled oscillator (VCO) output swing to the output.

[수학식1][Equation 1]

V(PEAK_A or PEAK_B) = VMAX - VTH V (PEAK_A or PEAK_B) = V MAX -V TH

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 피크 감지기를 나타낸 회로도이다. 여기서, 커패시터 C1은 AC성분을 줄여주는 로우 패스 필터의 역할을 한다.5 is a circuit diagram illustrating a peak detector according to an embodiment of the present invention. Here, the capacitor C 1 serves as a low pass filter to reduce the AC component.

래치 비교기(220)는 제1 피크 감지기로부터 입력받는 출력(PEAK_A)과 바이어스부로부터 입력받는 기준값(Gm_REF)를 비교하는 구성요소이다. 이러한, 래치 비교기는 제1 피크 감지기의 출력(PEAK_A)과 바이어스부의 기준값(Gm_REF)를 입력받고, 제1 피크 감지기의 출력인 PEAK_A와 바이어스부의 기준값인 Gm_REF을 비교하는데 기준값인 Gm_REF보다 PEAK_A가 작으면 Gm_updown = "0"을 출력한다.The latch comparator 220 is a component that compares the output PEAK_A received from the first peak detector with the reference value Gm_REF received from the bias unit. The latch comparator receives the output PEAK_A of the first peak detector and the reference value Gm_REF of the bias unit, and compares PEAK_A, which is the output of the first peak detector, with Gm_REF, which is a reference value of the bias unit. Output Gm_updown = "0".

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 래치 비교기를 나타낸 회로도이다. 이러 한 래치 비교기는 기준값인 Gm_REF와 비교하여 PEAK_A가 크면 Gm_updown은 '1'이 되고, PEAK_A가 작으면 Gm_updown은 '0'이 된다.6 is a circuit diagram illustrating a latch comparator according to an embodiment of the present invention. This latch comparator compares with Gm_REF, which is a reference value, when GAK_A is large, Gm_updown becomes '1', and when PEAK_A is small, Gm_updown becomes '0'.

Gm 튜닝 디지털 모듈(230)은 래치 비교기의 출력을 입력받아 전압제어발진기의 4개 Negative Gm Cell을 제어하는 구성요소이다. 이때, 래치 비교기에서 Gm_updown = '0'이 출력되면 Gm 튜닝 디지털 모듈(230)의 출력이 Gm_enable<3:0> = "0000"->"1000"으로 변하여 전압제어발진기(100)의 4개 Negative Gm Cell(110) 중 하나를 켜게 된다. Negative Gm Cell이 켜진 전압제어발진기는 이전 상태보다 더 큰 진폭으로 발진한다.The Gm tuning digital module 230 receives the output of the latch comparator and controls four negative gm cells of the voltage controlled oscillator. At this time, when Gm_updown = '0' is output from the latch comparator, the output of the Gm tuning digital module 230 is changed to Gm_enable <3: 0> = "0000"-> "1000", so that four negatives of the voltage controlled oscillator 100 are generated. One of the Gm Cells 110 is turned on. A voltage controlled oscillator with a negative Gm Cell turned on oscillates with a larger amplitude than its previous state.

여기서, 제1 피크 감지기(210)가 더 큰 DC값을 감지하여 PEAK_A는 더 커지게 되는데 PEAK_A가 Gm_REF보다 커질 때까지 Gm 튜닝 디지털 모듈이 Gm_enable<3:0>에서 1의 개수를 증가시킨다.Here, the first peak detector 210 detects a larger DC value, so that PEAK_A becomes larger. The Gm tuning digital module increases the number of 1 in Gm_enable <3: 0> until PEAK_A becomes larger than Gm_REF.

이때, 첫 번째 튜닝루프(Digital Automatic Gm Tuning Loop)는 래치 비교기의 출력(Gm_updown)이 '1'이 되거나 Gm_enable<3:0> = "1111"이 되어 모든 Negative Gm cell이 켜지면 끝나게 된다. 이러한 첫 번째 튜닝 루프가 끝나면 Gm 튜닝 디지털 모듈(230)이 Gm_lock = '1'을 출력한다.At this time, the first automatic loop (Digital Automatic Gm Tuning Loop) ends when the output of the latch comparator (Gm_updown) becomes '1' or Gm_enable <3: 0> = "1111" and all negative Gm cells are turned on. After this first tuning loop, the Gm tuning digital module 230 outputs Gm_lock = '1'.

본 발명의 일실시예에 따른 Gm 튜닝 디지털 모듈은 도 14에 도시된 바와 같이, READY 상태에서 Gm_lock = '0', Gm_enable = "0000"이다. Gm_lock을 '0'으로 설정해야 하는 이유는 Gm_lock이 '0'이어야 AAC Tuning loop가 형성되지 않기 때문이다. 전체 파워 On/Off 신호인 Chip_enable이 '1'이 되면 COMPARE상태로 들어간다. As shown in FIG. 14, the Gm tuning digital module according to an embodiment of the present invention has Gm_lock = '0' and Gm_enable = "0000" in the READY state. The reason why Gm_lock should be set to '0' is because AAC Tuning loop is not formed when Gm_lock is '0'. When Chip_enable, the total power on / off signal, becomes '1', it enters COMPARE state.

전압제어발진기(VCO)출력 진폭이 커서 Gm_updown이 1이면 바로 FINAL 상태로 들어가서 디지털 튜닝루프가 마무리되어 Gm_lock은 '1'이 되고, Gm_enable은 이전 상태를 계속 유지한다. 만약 전압제어발진기가 발진하지 않거나 작은 진폭으로 발진하여 Gm_updown이 '0'이 되면, UP 상태로 들어가서 Gm_enable<3:0>를 "0000"에서 "1000"으로 바꾼다. If the voltage-controlled oscillator (VCO) output amplitude is large and Gm_updown is 1, it immediately enters the FINAL state, and the digital tuning loop is completed. If the voltage-controlled oscillator does not oscillate or oscillates with a small amplitude and Gm_updown becomes '0', it enters the UP state and changes Gm_enable <3: 0> from "0000" to "1000".

Gm cell이 한 개 켜지고 다시 VCO의 출력 진폭을 감지하여 Gm_updown이 전달되는데 Gm_updown이 '1'이 되거나 모든 Gm_cell이 켜진 상태인 Gm_enable이 "1111"일 때까지 계속 Gm Cell을 하나씩 더 동작시키게 된다. One Gm cell is turned on and the output amplitude of the VCO is sensed again, and Gm_updown is delivered. Gm Cells are operated one by one until Gm_updown is '1' or Gm_enable is '1111' with all Gm_cells turned on.

최종 FINAL 상태에 도달하면 Gm_lock은 '1'이 되고 두 번째 아날로그 AAC 튜닝루프(Analog AAC Tuning loop)가 시작된다.When the final FINAL state is reached, Gm_lock becomes '1' and the second analog AAC tuning loop begins.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기의 튜닝회로 중에서 제1 튜닝부(200)만을 간략히 한 회로도이다. LC-탱크(LC-Tank)와 네거티브 Gm(Negative Gm)에 의해 발진한 전압제어발진기의 출력 DC값이 제1 피크 감지기와 래치 비교기를 통해 Gm 디지털 튜닝모듈에 전달된다.FIG. 7 is a circuit diagram briefly illustrating only the first tuning unit 200 among tuning circuits of a two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention. The output DC value of the voltage controlled oscillator oscillated by LC-tank and negative Gm is transmitted to the Gm digital tuning module through the first peak detector and the latch comparator.

여기서, 전압제어발진기(VCO)가 발진하지 않거나 발진한 진폭이 작으면 Gm_updown은 '0'이고, VCO가 충분히 큰 진폭으로 발진하거나 Gm_enable<3:0>이 "1111"이면 Gm_updown은 '1'이다. Here, if the voltage controlled oscillator (VCO) does not oscillate or the oscillation amplitude is small, Gm_updown is '0', and if the VCO oscillates with a sufficiently large amplitude or Gm_enable <3: 0> is "1111", Gm_updown is '1'. .

일반적으로 낮은 주파수(C_CONT<n:0>의 1의 개수가 많을 때)로 설정한 경우일 때, VCO는 작은 진폭으로 발진할 수 있으며, PVT(공정(Process), 파워서플라이 전압(Voltage), 온도(Temperature)) 변화가 발생하여 VCO가 발진하지 않을 수 있 다. 이러한 경우에 대해서 Gm 튜닝루프는 네거티브 Gm셀을 켜주어 VCO가 충분히 큰 진폭으로 발진할 수 있도록 한다.In general, when the frequency is set to a low frequency (when the number of 1s of C_CONT <n: 0> is large), the VCO can be oscillated with a small amplitude, and the PVT (Process, Power Supply Voltage, Temperature variations may occur and the VCO may not oscillate. In this case, the Gm tuning loop turns on the negative Gm cell, allowing the VCO to oscillate with a sufficiently large amplitude.

도 8은 본 발명의 제1 튜닝부(200)로 인한 효과를 설명하기 위한 그래프이다.8 is a graph for explaining the effect of the first tuning unit 200 of the present invention.

도 8의 A는 Gm 튜닝 이전의 VCO 특성곡선(주파수 변화에 대한 VCO출력스윙의 진폭)을 나타낸 것이고, 도 8의 B는 Gm 튜닝 이후의 VCO 특성곡선을 나타낸 것이다. 도 8의 A에 도시된 바와 같이, 낮은 주파수 영역에서 VCO의 동작 조건이 가장 안 좋은 상태(SS, 1.0V, 100℃)일 경우, 영역2(Region 2)와 같이 발진하지 못할 수 있는데, 첫 번째 디지털 Gm 튜닝루프(Digital Automatic Gm Tuning Loop)에 의해 네거티브 Gm(Negative Gm)이 커지게 되면 VCO는 도 8의 B와 같이, 더 큰 진폭으로 발진하게 된다. 따라서 Gm 튜닝루프에 의해서 VCO는 공정, 전압, 온도변화에 대해 덜 민감하게 동작하며 VCO가 항상 발진할 수 있도록 하는 작용효과가 있다.FIG. 8A shows the VCO characteristic curve before the Gm tuning (the amplitude of the VCO output swing with respect to the frequency change), and FIG. 8B shows the VCO characteristic curve after the Gm tuning. As shown in A of FIG. 8, when the operating condition of the VCO is the worst state (SS, 1.0V, 100 ° C.) in the low frequency region, oscillation may not be performed as in Region 2, but first When the negative Gm becomes large due to the first digital Gm tuning loop, the VCO oscillates with a larger amplitude as shown in B of FIG. 8. Therefore, the Gm tuning loop makes the VCO less sensitive to process, voltage, and temperature changes and has the effect of ensuring that the VCO always oscillates.

-제2 튜닝부(300)-Second tuning unit 300

제2 튜닝부(300)는 아날로그적으로 튜닝하는 구성으로, 전압제어발진기의 피크값을 감지하여 이를 기준 전압과 비교한 후 원하는 피크값이 될 때까지 전압제어발진기의 전류를 바꾸어 주는 부궤환 회로를 적용하여 일정한 진폭의 주파수를 공급하도록 한다. 즉, 제2 튜닝부는 전압제어발진기의 출력스윙을 미세하게 조절하는 기능을 수행한다.The second tuning unit 300 is an analog tuning structure, which detects the peak value of the voltage controlled oscillator, compares it with a reference voltage, and changes the current of the voltage controlled oscillator until the desired peak value is changed. Apply to supply a frequency of constant amplitude. That is, the second tuning unit finely adjusts the output swing of the voltage controlled oscillator.

이러한 기능을 수행하는 제2 튜닝부(300)는 아날로그 먹스(Analog MUX)(310), 제2 피크 감지기(320), 비교기(Opamp)(330)를 포함하여 구성된다.The second tuning unit 300 performing this function is configured to include an analog MUX 310, a second peak detector 320, and a comparator 330.

아날로그 먹스(Analog MUX)(310)는 초기엔 바이어스부로부터 Gm_BIAS를 입력받아 전압제어발진기로 입력하고, 첫 번째 튜닝 루프가 끝나면 Gm 튜닝 디지털 모듈(230)의 출력인 Gm_lock = '1'을 입력받아 AAC_OUT 노드와 연결된다.The analog mux 310 initially receives Gm_BIAS from the bias unit and inputs it to the voltage controlled oscillator.After the first tuning loop, the analog mux 310 receives Gm_lock = '1', which is the output of the Gm tuning digital module 230. Connected to the AAC_OUT node.

여기서, 아날로그 먹스는 바이어스부로부터 Gm_BIAS 전압을 입력받는데, 이 전압은 전압제어발진기(100)의 VCO 코어(120) 정전류원의 전류량을 결정하고, VCO 코어의 전류와 Negative Gm Cell이 켜진 개수만큼의 전류가 더해짐에 따라 전압제어발진기가 발진을 한다. 이때, VCO 코어 정전류원의 전류량은 Negative Gm에 비례한다.Here, the analog mux receives the Gm_BIAS voltage from the bias unit, which determines the amount of current in the constant current source of the VCO core 120 of the voltage controlled oscillator 100, and the current of the VCO core and the number of negative Gm cells turned on. As the current is added, the voltage-controlled oscillator oscillates. At this time, the current amount of the VCO core constant current source is proportional to the negative Gm.

제2 피크 감지기(320)는 전압제어발진기(VCO)의 출력 Positive Peak를 감지하여 비교기(330)의 입력으로 연결되는 구성요소이다. 여기서, 감지된 피크값은 PEAK_B이다.The second peak detector 320 detects an output positive peak of the voltage controlled oscillator (VCO) and is a component connected to the input of the comparator 330. Here, the detected peak value is PEAK_B.

비교기(330)는 도 9에 도시된 바와 같이 Opamp를 사용하여 제2 피크 감지기로부터 입력받는 출력(PEAK_B)과 바이어스부로부터 입력받는 기준값(V_REF)를 비교하는 구성요소이다. 이러한, 비교기(320)는 제2 피크 감지기의 출력(PEAK_B)과 바이어스부의 기준값(V_REF)를 입력받고, 제2 피크 감지기의 출력인 PEAK_B와 바이어스부의 기준값인 V_REF을 비교하는데, 만약 PEAK_B가 기준값인 V_REF보다 작으면 출력AAC_OUT(초기값은 0V)은 커지게 된다.As shown in FIG. 9, the comparator 330 compares the output PEAK_B received from the second peak detector with the reference value V_REF received from the bias unit using an opamp. The comparator 320 receives the output PEAK_B of the second peak detector and the reference value V_REF of the bias unit, and compares PEAK_B, which is the output of the second peak detector, with V_REF, which is a reference value of the bias unit, if PEAK_B is the reference value. If it is less than V_REF, the output AAC_OUT (initial value is 0V) becomes large.

여기서, 비교기(330)의 출력(AAC_OUT)이 커질수록 전압제어발진기(VCO_CORE)의 네거티브 Gm값이 커져 전압제어발진기(VCO)는 더 큰 진폭으로 발진하게 된다. 따라서, PEAK_B를 계속 커지게 되어 AAC_OUT노드의 DC값이 커지게 된다. PEAK_B가 V_REF와 같아질 때까지 두 번째 튜닝루프(2nd Analog AAC Tuning Loop)는 계속 동작하여 최종적으로 AAC_OUT이 일정해지면 두 번째 튜닝루프가 끝나게 된다. Here, as the output AAC_OUT of the comparator 330 increases, the negative Gm value of the voltage controlled oscillator VCO_CORE increases, so that the voltage controlled oscillator VCO oscillates with a larger amplitude. Therefore, PEAK_B continues to increase and the DC value of the AAC_OUT node increases. The second tuning loop continues to operate until PEAK_B is equal to V_REF, and the second tuning loop ends when AAC_OUT is constant.

이때, 바이어스부의 출력인 V_REF값은 V_REF_CONT<2:0>의 3비트 입력값으로 컨트롤하여 전압제어발진기(VCO)의 출력 스윙을 조절할 수 있다.In this case, the output V_REF value of the bias unit may be controlled by a 3-bit input value of V_REF_CONT <2: 0> to adjust the output swing of the voltage controlled oscillator VCO.

본 발명의 일실시예에 따른 비교기(330)는 기준값인 V_REF와 비교하여 PEAK_B가 크면 AAC_OUT의 전압값은 더 커지고, PEAK_B가 작으면 AAC_OUT의 전압값은 더 작아진다. 피드백 루프의 안정성은 Opamp의 Gain과 두 번째 튜닝루프(2nd Analog AAC Tuning Loop)의 Cc값(도 1)을 조절하여 피드백 루프의 안정성을 조절한다. 일반적으로 Cc값이 클수록 피드백 루프의 안정성이 향상되는 방향으로 변한다.Comparator 330 according to an embodiment of the present invention has a larger value of AAC_OUT when PEAK_B is larger than V_REF, which is a reference value, and a smaller value of AAC_OUT when PEAK_B is small. The stability of the feedback loop is controlled by adjusting the gain of the opamp and the Cc value of the second tuning loop (2nd Analog AAC Tuning Loop) (Fig. 1). In general, the larger the Cc value, the more the direction changes to improve the stability of the feedback loop.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기의 튜닝회로 중에서 제2 튜닝부(300)만을 간략히 한 회로도이다. 첫 번째 디지털 Gm 튜닝이 끝나면 Gm_lock은 '1'이 되므로 두 번째 아날로그 AAC 튜닝루프가 구성된다.FIG. 10 is a circuit diagram briefly illustrating only the second tuning unit 300 among tuning circuits of a two-step automatic tuning wideband voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention. After the first digital Gm tuning, Gm_lock becomes '1', so a second analog AAC tuning loop is constructed.

아날로그 먹스(Analog MUX)에 의해 Gm_BIAS전압이 연결되었으므로, 아날로그 먹스의 초기 출력은 Gm_BIAS전압이다. 이 전압은 VCO코어의 정전류원의 전류량을 결정하는데(전류량은 Negative Gm에 비례한다.) VCO코어의 전류와 네거티브 Gm셀이 켜진 개수만큼의 전류가 더해져서 VCO는 발진을 한다. VCO의 출력인 VCO_OUT, VCO_OUTB가 제2 피크 감지기에 연결되어 있어, 제2 피크 감지기는 VCO출력 DC를 감지하여 PEAK_B값을 비교기에 전달한다. Since the Gm_BIAS voltage is connected by the analog mux, the initial output of the analog mux is the Gm_BIAS voltage. This voltage determines the amount of current in the constant current source of the VCO core (the amount of current is proportional to the negative Gm). The VCO oscillates by adding the current of the VCO core and the number of negative Gm cells turned on. The outputs of VCO, VCO_OUT and VCO_OUTB, are connected to the second peak detector, which senses the VCO output DC and passes the PEAK_B value to the comparator.

이때, 비교기는 전달된 PEAK_B값을 바이어스부로부터 입력받는 V_REF와 비교 하여 AAC_OUT으로 돌려주는데, 비교기의 동작은 다음과 같다. 만약 비교값인 V_REF보다 PEAK_B가 작으면 AAC_OUT의 전압은 낮아지고, 비교값인 V_REF보다 PEAK_B가 크면 AAC_OUT의 전압은 커진다. PEAK_B가 V_REF보다 작아서 AAC_OUT의 전압이 낮아지면 정전류원은 더 큰 전류를 흐르게 한다. 따라서 VCO는 더 큰 진폭으로 발진하게 된다. At this time, the comparator compares the transferred PEAK_B value with V_REF received from the bias unit and returns it to AAC_OUT. The operation of the comparator is as follows. If PEAK_B is smaller than the comparison value V_REF, the voltage of AAC_OUT is lower. If PEAK_B is greater than the comparison value V_REF, the voltage of AAC_OUT is larger. If PEAK_B is smaller than V_REF, and the voltage at AAC_OUT is lowered, the constant current source causes a larger current to flow. Thus, the VCO will oscillate at a larger amplitude.

두 번째 아날로그 AAC 튜닝루프는 부궤환 회로이므로 다시 VCO의 출력 DC값이 제2 피크 감지기에 전달되고 AAC_OUT의 전압을 높이거나 낮추어 최종적으로 PEAK_B값이 V_REF값과 동일해 질 때까지 아날로그 AAC 튜닝루프가 동작한다.Since the second analog AAC tuning loop is a negative feedback circuit, the analog AAC tuning loop is again applied until the output DC value of the VCO is transferred to the second peak detector and the voltage of AAC_OUT is raised or lowered until the PEAK_B value is finally equal to the V_REF value. It works.

AAC_OUT값이 일정해지면 VCO의 진폭은 일정해지고, 주파수 설정은 AAC 튜닝루프에 관계가 없으므로 광대역에서 일정한 진폭을 공급할 수 있다. 그리고 V_REF값은 바이어스부에서 V_REF_CONT<2:0>에 의해 8가지 경우(=23)를 조절할 수 있어 VCO출력 진폭을 설계자가 원하는 설정을 할 수 있는 효과가 있다.If the AAC_OUT value is constant, the amplitude of the VCO is constant, and the frequency setting is independent of the AAC tuning loop, so that a constant amplitude can be supplied over a wide band. The V_REF value can be adjusted in eight cases (= 2 3 ) by V_REF_CONT <2: 0> in the bias section, so that the VCO output amplitude can be set by the designer.

도 11은 본 발명의 제2 튜닝부(300)로 인한 효과를 설명하기 위한 그래프이다. 도 11의 A는 AAC 튜닝 이전의 VCO 특성곡선(주파수 변화에 대한 VCO출력스윙의 진폭)을 그린 것이고, 도 11의 B는 AAC 튜닝 이후의 VCO 특성곡선을 나타낸 것이다. 도 12의 A에서와 같이 높은 주파수 영역에서 VCO의 동작조건이 가장 안 좋은 상태(FF, 1.4V, -40℃)일 경우, 영역1(Region 1)과 같이 풀 스윙(Full Swing)으로 인해 위상잡음(Phase Noise)이 커지고 Harmonic 성분이 증가한다.11 is a graph for explaining the effect of the second tuning unit 300 of the present invention. Fig. 11A shows the VCO characteristic curve before AAC tuning (the amplitude of the VCO output swing with respect to the frequency change), and Fig. 11B shows the VCO characteristic curve after AAC tuning. If the operating condition of the VCO is the worst condition (FF, 1.4V, -40 ° C.) in the high frequency region as shown in FIG. 12A, the phase may be due to full swing as in Region 1 (Region 1). Phase Noise increases and the Harmonic component increases.

또한 일정 진폭 이상으로 VCO를 발진시키는 것은 전류를 과도하게 많이 사용 하는 경우이므로 아날로그 AAC 튜닝루프가 필요하다. 도 11의 B에 도시된 바와 같이, 아날로그 AAC 튜닝루프를 거치게 된 후 넓은 주파수 범위에 대해서 VCO는 항상 일정한 진폭을 공급하게 되며 큰 공정, 전압, 온도변화를 극복하는 작용효과가 있다.Also, oscillating the VCO above a certain amplitude is an excessive current draw and requires an analog AAC tuning loop. As shown in B of FIG. 11, after passing through the analog AAC tuning loop, the VCO always supplies a constant amplitude over a wide frequency range and has an effect of overcoming a large process, voltage, and temperature change.

-바이어스부(400)-Bias part 400

바이어스부(400)는 V_REF_CONT<2:0>에 의해 8가지 경우(23)의 입력데이터를 입력받고, Gm_BIAS전압을 출력하여 전압제어발진기로 입력하고, Gm_REF기준전압을 출력하여 제1 튜닝부(200)의 래치 비교기로 입력하며, V_REF기준전압을 출력하여 제2 튜닝부(300)의 비교기로 입력하는 구성요소이다.The bias unit 400 receives input data of eight cases (2 3 ) by V_REF_CONT <2: 0>, outputs a Gm_BIAS voltage, inputs it to a voltage controlled oscillator, and outputs a Gm_REF reference voltage to the first tuning unit. Input to the latch comparator of (200), and outputs the V_REF reference voltage to the comparator of the second tuning unit 300.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 바이어스부의 회로도를 나타낸 것이다. 본 실시예에 따른 Gm_REF의 전압값은 다음 식과 같다.12 is a circuit diagram of a bias unit according to an embodiment of the present invention. The voltage value of Gm_REF according to the present embodiment is as follows.

[수학식2]&Quot; (2) &quot;

Gm_REF = VDD × R2/(R1+R2)Gm_REF = V DD × R 2 / (R 1 + R 2 )

V_REF의 전압은 VCO의 출력 진폭크기를 결정하므로, 여러 가지로 선택할 수 있도록 설계해야 한다. 따라서 3비트로 제어할 수 있으므로 총 8가지 경우의 전압값을 만들 수 있는데 0V부터 공급전압(VDD)까지 선형적으로 전압을 생성할 수 있도록 저항분배 회로를 사용하고 출력전압을 버퍼를 통해 전달된다.Since the voltage of V_REF determines the output amplitude magnitude of the VCO, it must be designed for a variety of choices. Therefore, it can be controlled in 3 bits, so a total of 8 cases of voltage value can be made. The resistor distribution circuit is used to generate the voltage linearly from 0V to the supply voltage (V DD ) and the output voltage is transferred through the buffer. .

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 바이어스부에 입력되는 V_REF_CONT<2:0>의 설정에 따른 출력 전압의 그래프이다. 도 13에 도시된 바와 같이, 전압 설정이 한 비트씩 증가할 때마다 출력전압은 선형적으로 증가한다.13 is a graph of an output voltage according to setting of V_REF_CONT <2: 0> input to a bias unit according to an embodiment of the present invention. As shown in Fig. 13, each time the voltage setting increases by one bit, the output voltage increases linearly.

상기와 같은 본 발명에 따르면, 디지털 튜닝, 아날로그 튜닝을 결합한 2단계 튜닝을 통해 2개 이상의 전압제어발진기를 사용하지 않고도 광대역에서 발진할 수 있도록 하는 효과가 있다.According to the present invention as described above, it is possible to oscillate in a wide band without using two or more voltage controlled oscillator through two-step tuning combined with digital tuning, analog tuning.

또한, 저주파수에서 발진하지 않거나 공정, 전압, 온도 변화에 의해 발진하지 않을 가능성을 없애는 효과가 있다.In addition, there is an effect that eliminates the possibility of not oscillating at a low frequency or oscillation by a process, voltage, temperature change.

그리고, 광대역에서 진폭이 달라질 수 있는 가능성을 없애는 효과가 있다.And, there is an effect of eliminating the possibility that the amplitude can be changed in a wide band.

이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.As described above and described with reference to a preferred embodiment for illustrating the technical idea of the present invention, the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as described above, it is a deviation from the scope of the technical idea It will be understood by those skilled in the art that many modifications and variations can be made to the invention without departing from the scope of the invention. Accordingly, all such suitable changes and modifications and equivalents should be considered to be within the scope of the present invention.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기의 대략적인 블록도.1 is a schematic block diagram of a two stage autotuning wideband voltage controlled oscillator in accordance with one embodiment of the present invention;

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전압제어발진기의 VCO코어를 나타내는 회로도.2 is a circuit diagram showing a VCO core of a voltage controlled oscillator according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전압제어발진기(VCO)의 입출력 특성 그래프.3 is a graph of input and output characteristics of a voltage controlled oscillator (VCO) according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 네거티브 Gm뱅크의 회로도.4 is a circuit diagram of a negative Gm bank according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 피크 감지기를 나타낸 회로도.5 is a circuit diagram illustrating a peak detector according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 래치 비교기를 나타낸 회로도.6 is a circuit diagram illustrating a latch comparator according to an embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 튜닝부를 간략히 한 회로도.7 is a circuit diagram briefly illustrating a first tuning unit according to an embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 제1 튜닝부로 인한 효과를 설명하기 위한 그래프.8 is a graph for explaining the effect of the first tuning unit of the present invention.

도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 비교기를 나타낸 회로도.9 is a circuit diagram illustrating a comparator according to an embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 제2 튜닝부를 간략히 한 회로도.10 is a circuit diagram briefly illustrating a second tuning unit according to an embodiment of the present invention.

도 11은 본 발명의 제2 튜닝부로 인한 효과를 설명하기 위한 그래프.11 is a graph for explaining the effect of the second tuning unit of the present invention.

도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 바이어스부의 회로도.12 is a circuit diagram of a bias unit according to an embodiment of the present invention.

도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 바이어스부에 입력되는 V_REF_CONT<2:0>의 설정에 따른 출력 전압의 그래프.13 is a graph of output voltage according to setting of V_REF_CONT <2: 0> input to a bias unit according to an embodiment of the present invention.

도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 제1튜닝부의 상태 다이어그램.14 is a state diagram of a first tuning unit according to an embodiment of the present invention.

**도면 부호에 대한 설명**** Description of Drawing Symbols **

100 : 전압제어발진기 110 : 네거티브 Gm뱅크100: voltage controlled oscillator 110: negative Gm bank

120 : VCO코어 200 : 제1 튜닝부120: VCO core 200: first tuning unit

210 : 제1 피크 감지기 220 : 래치 비교기210: first peak detector 220: latch comparator

230 : Gm튜닝 디지털 모듈 300 : 제2 튜닝부230: Gm tuning digital module 300: the second tuning unit

310 : 아날로그 먹스 320 : 제2 피크 감지기310: analog mux 320: second peak detector

330 : 비교기(opamp) 400 : 바이어스부330: comparator 400: bias portion

Claims (14)

2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기에 있어서,In the two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator, 상기 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제1 기준전압(Gm_REF)에 도달하기 전까지 상기 전압제어발진기의 트랜스컨덕턴스를 제어하여 이전 상태보다 더 큰 진폭으로 발진하도록 하는 제1 튜닝부;A first tuning unit configured to control the transconductance of the voltage controlled oscillator to oscillate with a larger amplitude than the previous state until the output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator reaches a first reference voltage Gm_REF; 상기 전압제어발진기의 출력으로부터 감지하는 출력 피크값이 제2 기준전압(V_REF)이 될 때까지 상기 전압제어발진기의 전류를 제어하여 일정한 진폭의 주파수를 공급하도록 하는 제2 튜닝부; 및A second tuning unit controlling the current of the voltage controlled oscillator to supply a frequency having a constant amplitude until an output peak value detected from the output of the voltage controlled oscillator becomes a second reference voltage V_REF; And 상기 전압제어발진기로 바이어스전압을 입력하고, 상기 제1 튜닝부로 제1 기준전압(Gm_REF)을 입력하며, 상기 제2 튜닝부로 제2 기준전압(V_REF)을 입력하는 바이어스부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A bias unit for inputting a bias voltage to the voltage controlled oscillator, a first reference voltage Gm_REF to the first tuning unit, and a second reference voltage V_REF to the second tuning unit; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 튜닝부는,The first tuning unit, 상기 전압제어발진기의 출력 피크값(PEAK_A)을 감지하는 제1 피크 감지기;A first peak detector configured to sense an output peak value PEAK_A of the voltage controlled oscillator; 상기 제1 피크 감지기로부터 출력 피크값을 입력받고, 상기 바이어스부로부터 입력받는 기준값(Gm_REF)을 비교하는 래치 비교기; 및A latch comparator receiving an output peak value from the first peak detector and comparing a reference value Gm_REF received from the bias unit; And 상기 래치 비교기의 출력을 입력받아 상기 전압제어발진기를 제어하는 Gm튜 닝 디지털 모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A Gm tuning digital module that receives the output of the latch comparator and controls the voltage controlled oscillator; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 튜닝부는,The first tuning unit, 상기 전압제어발진기로부터 감지하는 출력 피크값이 상기 바이어스부로부터 입력받는 제1 기준전압(Gm_REF)에 도달한 경우, 1차 튜닝루프를 종료하는 Gm_lock='1'신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.When the output peak value sensed by the voltage controlled oscillator reaches the first reference voltage Gm_REF received from the bias unit, Gm_lock = '1' signal for terminating the first tuning loop is output. Phase autotuning broadband voltage controlled oscillator. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 튜닝부는,The second tuning unit, 상기 전압제어발진기의 출력 피크값(PEAK_B)을 감지하는 제2 피크 감지기;A second peak detector configured to sense an output peak value PEAK_B of the voltage controlled oscillator; 상기 제2 피크 감지기로부터 출력 피크값을 입력받고, 상기 바이어스부로부터 입력받는 기준값(V_REF)을 비교하는 비교기; 및A comparator for receiving an output peak value from the second peak detector and comparing a reference value V_REF received from the bias unit; And 상기 바이어스부로부터 바이어스전압을 입력받아 상기 전압제어발진기로 입력하고, 상기 제1 튜닝부의 출력 피크값이 상기 바이어스부로부터 입력받는 제1 기준전압(Gm_REF)에 도달한 경우, 상기 비교기와 연결하여 비교기의 출력을 상기 전압제어발진기로 입력하는 아날로그 먹스; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.When the bias voltage is received from the bias unit and input to the voltage controlled oscillator, and the output peak value of the first tuning unit reaches the first reference voltage Gm_REF received from the bias unit, the comparator is connected to the comparator. An analog mux for inputting the output of the signal to the voltage controlled oscillator; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 바이어스부는,The bias unit, 외부로부터 입력받는 3비트 입력값에 따라 상기 제2 튜닝부로 입력하는 기준전압(V_REF)을 가변시키는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.And a reference voltage (V_REF) input to the second tuning unit according to a 3-bit input value received from an external device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 전압제어발진기는,The voltage controlled oscillator, 게이트단자로 바이어스 전압을 입력받고, 소스단자가 전원(VDD)에 연결되는 제1 트랜지스터(1)로 이루어진 전원공급부와, 공진주파수를 발생하는 LC탱크부와, 상기 전원공급부와 상기 LC탱크부와 연결되어 상기 LC탱크부에 의해 결정된 공진 주파수를 가진 출력이 생성되도록 하는 제1 능동부를 포함하는 VCO코어; 및A power supply unit comprising a first transistor 1 having a bias voltage input to a gate terminal and a source terminal connected to a power supply VDD, an LC tank unit generating a resonance frequency, the power supply unit and the LC tank unit; A VCO core connected to include a first active part to generate an output having a resonance frequency determined by the LC tank part; And 상기 VCO코어와 병렬로 연결되어, 상기 제1 튜닝부의 제어신호에 따라 더 큰 진폭으로 발진하도록 하는 네거티브 Gm뱅크; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A negative Gm bank connected in parallel with the VCO core to oscillate with a larger amplitude according to a control signal of the first tuning unit; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 VCO코어의 제1 능동부는,The first active portion of the VCO core, 소스단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 게이트단자가 제3 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며 바디단자가 제3 트랜지스터의 바디단자와 연결되는 제2 트랜지스터(2)와, 소스단자가 상기 제1 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 게이트단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제3 트랜지스터(3)로 구성된 제1 능동모듈; 및A second transistor 2 having a source terminal connected to the drain terminal of the first transistor, a gate terminal connected to the drain terminal of the third transistor, and a body terminal connected to the body terminal of the third transistor; A first active module comprising a third transistor 3 connected to the drain terminal of the first transistor and the gate terminal connected to the drain terminal of the second transistor; And 드레인단자가 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자와 연결되고 바디단자가 제5 트랜지스터의 바디단자와 연결되며 게이트단자가 제5 트랜지스터의 드레인단자에 연결되고 소스단자가 접지연결되는 제4 트랜지스터(4)와, 드레인단자가 상기 제3 트랜지스터의 드레인단자와 연결되고 게이트단자가 제4 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며 소스단자가 접지연결되는 제5 트랜지스터(5)로 이루어진 제2 능동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A fourth transistor 4 having a drain terminal connected to the drain terminal of the second transistor, a body terminal connected to the body terminal of the fifth transistor, a gate terminal connected to the drain terminal of the fifth transistor, and a source terminal connected to ground; And a second active module including a fifth transistor 5 having a drain terminal connected to the drain terminal of the third transistor, a gate terminal connected to the drain terminal of the fourth transistor, and a source terminal connected to the ground. Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 LC탱크부는,The LC tank unit, 2개의 인버터가 상호 결합되어 네거티브 Gm을 형성하여 인덕터와 유효 커패시턴스값에 의해 결정되는 공진주파수를 발생하고, 8비트의 Cap_Bank로 구성된 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A two-stage automatic tuning wideband voltage controlled oscillator comprising two inverters coupled to each other to form a negative Gm to generate a resonant frequency determined by an inductor and an effective capacitance value, and composed of 8 bits of Cap_Bank. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 VCO코어는,The VCO core, 문턱전압(VTH)을 작게 하여 저전력으로 발진하도록 하는 ABB회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.And an ABB circuit for lowering the threshold voltage (V TH ) to oscillate at low power. 제 9 항에 있어서,The method of claim 9, 상기 ABB회로는,The ABB circuit, 제6 트랜지스터(6) 및 제7 트랜지스터(7)의 소스단자와 바디단자가 제1 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, Source terminals and body terminals of the sixth transistor 6 and the seventh transistor 7 are connected to the common body terminal of the first active module, 드레인단자가 제2 트랜지스터의 드레인단자와 제7 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제7 트랜지스터의 드레인단자를 통해 제3 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제6 트랜지스터(6)와, A sixth transistor 6 having a drain terminal connected between the drain terminal of the second transistor and the gate terminal of the seventh transistor, the gate terminal of which is connected to the drain terminal of the third transistor through the drain terminal of the seventh transistor; 드레인단자가 상기 제3 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제6 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제6 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제2 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제7 트랜지스터(7)로 구성된 제1 ABB모듈; 및A seventh transistor 7 having a drain terminal connected between a drain terminal of the third transistor and a gate terminal of the sixth transistor, and a gate terminal of which is connected to a drain terminal of the second transistor through a drain terminal of the sixth transistor The first ABB module consisting of; And 제8 트랜지스터(8) 및 제9 트랜지스터(9)의 소스단자와 바디단자가 제2 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, Source terminals and body terminals of the eighth transistor 8 and the ninth transistor 9 are connected to the common body terminal of the second active module, 드레인단자가 제4 트랜지스터의 드레인단자와 제9 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제9 트랜지스터의 드레인단자를 통해 제5 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제8 트랜지스터(8)와, An eighth transistor 8 having a drain terminal connected between a drain terminal of the fourth transistor and a gate terminal of the ninth transistor, the gate terminal of which is connected to the drain terminal of the fifth transistor through a drain terminal of the ninth transistor; 드레인단자가 상기 제5 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제8 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제8 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제4 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제9 트랜지스터(9)로 구성된 제2 ABB모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A ninth transistor 9 having a drain terminal connected between a drain terminal of the fifth transistor and a gate terminal of the eighth transistor, and a gate terminal of which is connected to the drain terminal of the fourth transistor through a drain terminal of the eighth transistor; A second ABB module consisting of; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a. 제 6 항에 있어서,The method of claim 6, 상기 네거티브 Gm뱅크는,The negative Gm bank, 게이트단자로 바이어스 전압(Gm_BIAS)을 입력받고, 소스단자가 전원(VDD)에 연결되는 제11 트랜지스터(11)로 이루어진 제2 전원공급부와,A second power supply unit comprising an eleventh transistor 11 receiving a bias voltage Gm_BIAS as a gate terminal and a source terminal connected to a power supply VDD; 상기 제1 튜닝부의 제어신호(Gm_enable)를 입력받아 On/Off하는 스위치부와,A switch unit configured to receive on / off the control signal Gm_enable of the first tuning unit; 상기 전원공급부와 상기 스위치부에 연결되어 상기 스위치부에 의해 결정되는 진폭으로 발진하도록 하는 제2 능동부를 포함하는 네거티브 Gm셀;이 하나 이상 포함하여 각각 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A two-stage automatic tuning comprising: at least one negative Gm cell connected to the power supply unit and the switch unit and including a second active unit to oscillate at an amplitude determined by the switch unit; Broadband Voltage Controlled Oscillator. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제2 능동부는,The second active portion, 제12 트랜지스터(12) 및 제13 트랜지스터(13)의 소스단자가 상기 제11 트랜지스터의 공통 드레인단자에 연결되고, Source terminals of the twelfth transistor 12 and the thirteenth transistor 13 are connected to the common drain terminal of the eleventh transistor, 게이트단자가 상기 스위치부의 제2 스위치단자(17)를 통해 제14 트랜지스 터(14)의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)의 VCO_OUT출력단자를 통해 제14 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며, 바디단자가 제13 트랜지스터(13)의 바디단자에 연결되는 제12 트랜지스터(12)와,The gate terminal is connected to the gate terminal of the fourteenth transistor 14 through the second switch terminal 17 of the switch unit, and the drain terminal is formed through the VCO_OUT output terminal of the first switch terminal 16 of the switch unit. A twelfth transistor 12 connected to the drain terminal of the fourteenth transistor and a body terminal of the fourteenth transistor connected to a body terminal of the thirteenth transistor 13; 게이트단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)를 통해 제15 트랜지스터(15)의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 스위치부의 VCO_OUTB 출력단자를 통해 제15 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제13 트랜지스터(13)로 구성된 제11 능동모듈; 및A thirteenth gate terminal connected to the gate terminal of the fifteenth transistor 15 through the first switch terminal 16 of the switch unit, and a drain terminal connected to the drain terminal of the fifteenth transistor through the VCO_OUTB output terminal of the switch unit; An eleventh active module composed of a transistor 13; And 제14 트랜지스터(14) 및 제15 트랜지스터(15)의 소스단자가 접지연결되고, Source terminals of the fourteenth transistor 14 and the fifteenth transistor 15 are grounded, 게이트단자가 상기 스위치부의 제2 스위치단자(17)를 통해 제12 트랜지스터의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제1 스위치단자(16)의 VCO_OUT 출력단자를 통해 제12 트랜지스터의 드레인단자에 연결되며, 바디단자가 제15 트랜지스터(15)의 바디단자에 연결되는 제14 트랜지스터(14)와,A gate terminal is connected to the gate terminal of the twelfth transistor through the second switch terminal 17 of the switch unit, and a drain terminal is connected to the drain terminal of the twelfth transistor through the VCO_OUT output terminal of the first switch terminal 16. A fourteenth transistor 14 having a body terminal connected to a body terminal of the fifteenth transistor 15, 게이트단자가 상기 스위치부의 제1 스위치단자(16)를 통해 제13 트랜지스터의 게이트단자에 연결되고, 드레인단자가 상기 제2 스위치단자(17)의 VCO_OUTB 출력단자를 통해 제13 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제15 트랜지스터(15)로 구성된 제12 능동모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A gate terminal is connected to the gate terminal of the thirteenth transistor through the first switch terminal 16 of the switch unit, and a drain terminal is connected to the drain terminal of the thirteenth transistor through the VCO_OUTB output terminal of the second switch terminal 17. And a twelfth active module comprising a fifteenth transistor (15). 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 네거티브 Gm셀은,The negative Gm cell, 문턱전압(VTH)을 작게 하여 저전력으로 발진하도록 하는 ABB회로;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.And an ABB circuit for lowering the threshold voltage (V TH ) to oscillate at low power. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 ABB회로는,The ABB circuit, 제21 트랜지스터(21) 및 제22 트랜지스터(22)의 소스단자와 바디단자가 제11 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, Source terminals and body terminals of the twenty-first transistor 21 and the twenty-second transistor 22 are connected to the common body terminal of the eleventh active module, 드레인단자가 제12 트랜지스터의 드레인단자와 제22 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제22 트랜지스터의 드레인단자를 통해 제13 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제21 트랜지스터(21)와, A twenty-first transistor 21 having a drain terminal connected between a drain terminal of the twelfth transistor and a gate terminal of the twenty-second transistor, and a gate terminal thereof connected to the drain terminal of the thirteenth transistor through a drain terminal of the twenty-second transistor; 드레인단자가 상기 제13 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제21 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제21 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제12 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제22 트랜지스터(22)로 구성된 제3 ABB모듈; 및A twenty-second transistor 22 having a drain terminal connected between a drain terminal of the thirteenth transistor and a gate terminal of the twenty-first transistor, and a gate terminal of which is connected to the drain terminal of the twelfth transistor through the drain terminal of the twenty-first transistor; A third ABB module consisting of; And 제23 트랜지스터(23) 및 제24 트랜지스터(24)의 소스단자와 바디단자가 제12 능동모듈의 공통 바디단자에 연결되고, Source terminals and body terminals of the twenty-third transistor 23 and the twenty-fourth transistor 24 are connected to the common body terminal of the twelfth active module, 드레인단자가 제14 트랜지스터의 드레인단자와 제24 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트단자가 제24 트랜지스터의 드레인단자를 통해 제15 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제23 트랜지스터(23)와, A twenty-third transistor 23 having a drain terminal connected between the drain terminal of the fourteenth transistor and the gate terminal of the twenty-fourth transistor, the gate terminal of which is connected to the drain terminal of the fifteenth transistor through the drain terminal of the twenty-fourth transistor; 드레인단자가 상기 제15 트랜지스터의 드레인단자와 상기 제23 트랜지스터의 게이트단자 사이에 연결되며, 게이트 단자가 제23 트랜지스터의 드레인단자를 통해 상기 제14 트랜지스터의 드레인단자에 연결되는 제24 트랜지스터(24)로 구성된 제4 ABB모듈; 을 포함하는 것을 특징으로 하는 2단계 자동튜닝 광대역 전압제어발진기.A twenty-fourth transistor 24 having a drain terminal connected between a drain terminal of the fifteenth transistor and a gate terminal of the twenty-third transistor, and a gate terminal of which is connected to the drain terminal of the fourteenth transistor through a drain terminal of the twenty-third transistor A fourth ABB module consisting of; Two-stage automatic tuning broadband voltage controlled oscillator comprising a.
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