Добавить новость
News in English

Новости сегодня на DirectAdvert

Новости сегодня от Adwile

Combating Fractional Spurs in Phase Locked Loops to Improve Wireless System Performance in Beyond 5G

Combating Fractional Spurs in Phase Locked Loops to Improve Wireless System Performance in Beyond 5G

Two innovative design techniques lead to substantial improvements in performance in fractional-N phase locked loops (PLLs), report scientists from Tokyo Tech. The proposed methods are aimed to minimize unwanted signals known as fractional spurs, which typically plague PLLs used in many modern radar systems and wireless transceivers. These efforts could open doors to technological improvements in wireless communication, autonomous vehicles, surveillance, and tracking systems in beyond 5G era.

Many emerging and evolving technologies, such as self-driving vehicles, target tracking systems, and remote sensors, rely on the high-speed and error-free operation of wireless data transceivers and radar systems. In these applications, phase locked loops (PLLs) are crucial components that help with the synthesis, modulation, and synchronization of oscillating signals. Thus, eliminating or minimizing sources of error in PLLs is essential to improve the overall performance of systems.

In fractional-N PLLs, a popular type of PLL with excellent resolution and flexible control of frequency, jitter and fractional spurs are mainstay enemies. "Jitter" refers to the overall deviation from the ideal timing of the synthesized oscillation. On the other hand, fractional spurs are unwanted signals that arise from the periodicity in the error. Components called digital-to-time converters (DTCs) are typically used in the digital PLLs to cancel the quantization error, but imperfections in DTCs due to so-called "integral non-linearities (INLs)" ultimately manifest as fractional spurs that degrade phase noise in the output of the PLL.

In a recent study, a research team from Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech), led by Professor Kenichi Okada, sought to address these problems through the development of two innovative design techniques leading to a low-spur fractional-N PLL. Their work has been published in the Proceeding of the 2024 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC).

The first proposed technique involves the use of a cascaded-fractional divider. This method involves splitting the frequency control word (FCW), an internal PLL signal that controls the output frequency, into two but in a way that both are far from an integer value. The logic underlying this is that for far-integer FCWs, fractional spurs appear in the PLL in higher frequencies, and high-frequency components are naturally filtered out by the inherent operations of the PLL (Figure 1). Notably, this approach does not involve digital pre-distortion (DPD), a technique that introduces complexity and causes slower phase locking.

Figure 1 Supression of fractional spurs. The proposed cascaded divider technique achieves a substantially improved PLL performance by minimizing fractional spurs.

Figure 1. Supression of fractional spurs.

The proposed cascaded divider technique achieves a substantially improved PLL performance by minimizing fractional spurs.

The second proposed technique revolves around a pseudo-differential DTC to avoid the pitfalls of standard DTC implementations (Figure 2). "In conventional DTC designs, there are stringent trade-offs between the DTC power, delay range, noise, and INL, limiting the minimum fractional-spur level achievable," explains Prof. Okada. To tackle this issue, the researchers noted that the non-linearities of DTCs contain even symmetric components. Accordingly, they implemented the function of a single DTC using two half-range DTCs with the same even-symmetric INLs in differential operation. As a result, these INLs were naturally cancelled out via subtraction at the PLL's phase detector.

Figure 2 Die micrograph of the proposed digital phase locked loop (PLL). The total power consumption of the proposed PLL is only 8.89 mW from a 1 V supply, which leads to a figure of merit of reference of -247.4 dB.

Figure 2. Die micrograph of the proposed digital phase locked loop (PLL).

The total power consumption of the proposed PLL is only 8.89 mW from a 1 V supply, which leads to a figure of merit of reference of -247.4 dB.

The team tested their ideas by implementing the proposed digital PLL using a 65 nm CMOS process, requiring an active circuit area of only 0.23 mm2. By comparing the performance of their device with other state-of-the-art designs, the researchers noted several advantages. "By suppressing fractional spurs, the integrated PLL jitter was reduced from 243.5 fs to 143.7 fs," highlights Prof. Okada. "Thanks to the proposed cascaded fractional divider and pseudo-differential DTC techniques, we achieved the lowest class of jitter without DPD technology."

With any luck, this innovative design will lead to technological improvements across many applications where fractional-N PLLs are a mainstay.

These research results were partially obtained from the commissioned research (No. JPJ012368C00801) by National Institute of Information and Communications Technology (NICT), Japan.

Reference

Conference :
Session :
Session 10 – Frequency Synthesis (February 20, 8:50AM, PST)
Session Title :
A 7GHz Digital PLL with Cascaded Fractional Divider and Pseudo-Differential DTC Achieving -62.1dBc Fractional Spur and 143.7fs Integrated Jitter
Journal :
Proceeding of the 2024 IEEE International Solid-State Circuits Conference (ISSCC)
Authors :
Dingxin Xu1, Zezheng Liu1, Yifeng Kuai1, Hongye Huang1, Yuncheng Zhang1, Zheng Sun1, Bangan Liu1, Wenqian Wang1, Yuang Xiong1, Junjun Qiu1, Waleed Madany1, Yi Zhang1, Ashbir Aviat Fadila1, Atsushi Shirane1, and Kenichi Okada1
Affiliations :
1Tokyo Institute of Technology, Japan

School of Engineering

School of Engineering
—Creating New Industries and Advancing Civilization—

Information on School of Engineering inaugurated in April 2016

School of Engineering

Schools, Departments, and Institute for Liberal Artsouter

Further Information

Professor Kenichi Okada

School of Engineering, Tokyo Institute of Technology

Email okada@ee.e.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-3764

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975

Читайте на 123ru.net

Другие проекты от 123ru.net



Архангельск

Архангелогородцев приглашают на субботник в рамках Всероссийской акции «Вода России»



Здоровье

Корпоративные активности: нужны ли и как влияют на коллектив




Українські новини

Робота водієм у Таксі 571 (Київ)



Новости 24 часа

Состоялась церемония вручения премии Men Today Trends



Game News

Dustborn let me smash fascists and flirt with my situationship on a road trip across America



Москва

Вебкам-студия MONTANA в Санкт-Петербурге



News Every Day

Rashan Gary Showed No Concern When Asked About Caleb Williams



Происшествия

В Подмосковье сотрудники Росгвардии задержали гражданина, объявленного в федеральный розыск



Москва

Путин: геополитические риски и угрозы требуют от России укрепления ВС и ВМФ



Рэпер ST

Свобода - не вседозволенность: Рэпер ST о самоцензуре и свободе слова



Москва

В Подмосковье увеличат ответственность владельцев за нападение собак



Новак Джокович

Джокович прилетел из Лондона на игру сборной Сербии с датчанами



Москва

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие



Ким Чен Ын

Ким Чен Ын приедет в Россию. Когда и при каких условиях - сообщили в МИД



Симферополь

Удивительно, но факт: в Симферополе снять квартиру дороже, чем в Севастополе



Москва

Преимущества карты строек жилых и промышленных объектов в России



Москва

Мэр: 29 и 30 июня в Москве пройдет масштабное празднование Дня молодежи



Москва

Состоялась церемония вручения премии Men Today Trends



103news.com — быстрее, чем Я..., самые свежие и актуальные новости Вашего города — каждый день, каждый час с ежеминутным обновлением! Мгновенная публикация на языке оригинала, без модерации и без купюр в разделе Пользователи сайта 103news.com.

Как добавить свои новости в наши трансляции? Очень просто. Достаточно отправить заявку на наш электронный адрес mail@29ru.net с указанием адреса Вашей ленты новостей в формате RSS или подать заявку на включение Вашего сайта в наш каталог через форму. После модерации заявки в течении 24 часов Ваша лента новостей начнёт транслироваться в разделе Вашего города. Все новости в нашей ленте новостей отсортированы поминутно по времени публикации, которое указано напротив каждой новости справа также как и прямая ссылка на источник информации. Если у Вас есть интересные фото Вашего города или других населённых пунктов Вашего региона мы также готовы опубликовать их в разделе Вашего города в нашем каталоге региональных сайтов, который на сегодняшний день является самым большим региональным ресурсом, охватывающим все города не только России и Украины, но ещё и Белоруссии и Абхазии. Прислать фото можно здесь. Оперативно разместить свою новость в Вашем городе можно самостоятельно через форму.

Другие популярные новости дня сегодня


Новости 24/7 Все города России





Топ 10 новостей последнего часа




Новости России

Вебкам-студия MONTANA в Санкт-Петербурге

Против товарищей. В Боливии хотят свергнуть дружественного РФ президента

"Шаболды со скальпелями": Милонов призвал контролировать увеличение губ

Два пассажира пропали после аварии с поездом Воркута — Новороссийск


Москва

Как выбрать лучший строительный субподряд






Rss.plus

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: Родители 240,5 тыс. детей в Московской области получают единое пособие

Филиал № 4 ОСФР по Москве и Московской области информирует: В Московском регионе более 62 тысяч семей распорядились материнским капиталом через банки

Состоялась церемония вручения премии Men Today Trends

Вебкам-студия MONTANA в Санкт-Петербурге

Moscow.media
Москва

Собянин рассказал о масштабной программе празднования Дня молодежи в Москве



103news.comмеждународная интерактивная информационная сеть (ежеминутные новости с ежедневным интелектуальным архивом). Только у нас — все главные новости дня без политической цензуры. "103 Новости" — абсолютно все точки зрения, трезвая аналитика, цивилизованные споры и обсуждения без взаимных обвинений и оскорблений. Помните, что не у всех точка зрения совпадает с Вашей. Уважайте мнение других, даже если Вы отстаиваете свой взгляд и свою позицию. 103news.com — облегчённая версия старейшего обозревателя новостей 123ru.net.

Мы не навязываем Вам своё видение, мы даём Вам объективный срез событий дня без цензуры и без купюр. Новости, какие они есть — онлайн (с поминутным архивом по всем городам и регионам России, Украины, Белоруссии и Абхазии).

103news.com — живые новости в прямом эфире!

В любую минуту Вы можете добавить свою новость мгновенно — здесь.

Музыкальные новости

Певец

Певец Шарлот анонсировал из СИЗО гастрольный тур на июль




Спорт в России и мире

Алексей Смирнов – актер, которого, надеюсь, еще не забыли

В Димитровграде проводят чемпионат России по парусному спорту в классе «микро»

Детская зона «ЯРКО» – на Летней Спартакиаде «Газпром-Медиа Холдинга»

Hisense запустила рекламную кампанию «Ставшие легендой»


Уимблдон

Российские теннисисты подпишут декларацию о нейтралитете для участия в Уимблдоне



Новости Крыма на Sevpoisk.ru


Москва

Около 1,3 тыс. случаев коронавируса выявили в Москве за неделю



Частные объявления в Вашем городе, в Вашем регионе и в России