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선형적으로 용량을 주파수로 변환하는 용량-주파수 변환기(Capacitance Frequency Converter); 및 상기 용량-주파수 변환기의 출력 주파수를 기준주파수로 하여 2N배 분주시켜 분해능을 2N배 높이는 위상동기루프(Phase Locked Loop, PLL);로 구성되며,상기 용량-주파수 변환기는, 단일전원 쌍안정 멀티바이브레이터 회로로 구성되고,상기 PLL은, 상기 기준주파수의 위상과 상기 기준주파수를 2N배한 분주된 출력신호의 위상이 같아질 때까지, 상기 기준주파수 및 상기 분주된 출력신호의 위상차를 비교하여 검출하는 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD)와, 상기 PFD에서 검출된 위상차만큼 전압을 업(up) 또는 다운(down)시켜 직류전압으로 변환하는 루프 필터(Loop Filter)와, 상기 루프 필터에서 변환된 직류전압에 대응하는 주파수를 발진시키는 전압제어발진기(Voltage Control Oscillator, VCO) 및 상기 VCO의 출력 주파수를 2N배 분주시켜 상기 PFD에 인가하는 분주기(Divider)를 포함하여 구성되며,상기 VCO는, 제어전압에 대하여 선형전류출력을 갖는 선형전압-전류 변환기(Linear Voltage to current converter)와, 상기 선형전압-전류 변환기에서 출력되는 선형전류를 스위칭하는 제1스위치 및 제2스위치와, 상기 제1스위치가 온(ON)될 때 슈미트 트리거(Schmitt trigger)의 최대문턱전압까지 상기 선형전압-전류 변환기에서 출력되는 선형전류를 충전하고, 상기 제1스위치가 오프(OFF)될 때 슈미트 트리거의 최저문턱전압까지 방전하는 커패시터 및 상기 커패시터의 충방전을 제어하는 전압을 출력하는 슈미트 트리거로 구성되며,상기 선형전압-전류 변환기는,제어전압을 (-)단자로 입력받는 제1OTA(Operational Trans-conductance Amplifire) 및 제2OTA가 레일투레일(rail-to-rail) 구조로 연결되고, 상기 제1OTA의 출력을 게이트입력으로 하는 제1pMOS트랜지스터 및 상기 제1pMOS트랜지스터의 드레인 단자에 직렬로 연결된 제3저항으로 구성되어 넓은 스윙 범위를 갖는 전압-전류 변환기와,상기 제1pMOS트랜지스터의 드레인 전압을 (-)단자의 입력으로 하는 제2OTA의 출력을 게이트입력으로 하는 제2pMOS트랜지스터 및 상기 제2pMOS트랜지스터의 드레인 단자와 상기 제2OTA의 (+)단자 사이에 연결된 제1저항 및 상기 제2OTA (+)단자에 상기 제1저항과 병렬로 연결된 제2저항으로 구성되어 출력전압을 감쇄시키는 전압감쇄기 및상기 출력전압을 안정시키는 MOS 커패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 고분해능 CMOS 용량-주파수 변환장치
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