• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.414-422
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• 2013

본 논문은 분할-커패시터 기반의 차동 디지털-아날로그 변환기 (DAC: digital-to-analog converter)를 이용하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 (SAR: successive approximation register) 아날로그-디지털 변환기 (ADC: analog-to-digital converter)를 제안한다. 샘플링 주파수를 증가시키기 위해 SAR 로직과 비교기는 비동기로 동작을 한다. 또한 높은 해상도를 구현하기 위해 오프셋 보정기법이 적용된 시간-도메인 비교기를 사용한다. 제안하는 10-bit 10-MS/s 비동기 축차근사형 아날로그-디지털 변환기는 0.18-${\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되며 면적은 $140{\times}420{\mu}m^2$이다. 1.8 V의 공급전압에서 전력소모는 1.19 mW이다. 101 kHz 아날로그 입력신호에 대해 측정된 SNDR은 49.95 dB이며, DNL과 INL은 각각 +0.57/-0.67, +1.73/-1.58이다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제25권11호
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• pp.1619-1626
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• 2021

증분형 아날로그 디지털 변환기는 전통적인 델타 시그마 아날로그 디지털 컨버터와 달리 리셋 동작을 통한 입력과 출력의 1:1 매핑이 가능하며 이는 멀티플렉싱에 매우 용이하게 사용될 수 있다. 또한, 증분형 아날로그 디지털 변화기는 전통적인 델타 시그마 변환기에 비해 간단한 디지털 필터 설계가 가능하다. 따라서, 본 논문에서는 아날로그 디지털 컨버터 설계에 기본이 되는 딜레이가 있는 적분기와 딜레이가 없는 적분기의 시간 영역에서의 분석을 시작으로 2차 입력 피드 포워드, 확장된 카운팅, 2+1 매쉬, 2+2 매쉬 구조를 갖는 증분형 아날로그 디지털 변환기의 설계 방정식을 유도한다. 이를 통해 설계 이전에 증분형 아날로그 디지털 변환기의 성능을 예측할 수 있을 뿐만 아니라 각각의 아날로그 디지털 변화기에 적합한 디지털 필터를 설계할 수 있다. 또한, 아날로그 디지털 변환기의 정확도를 향상 시키기 위한 확장된 카운팅, MASH의 설계 기술들을 제안하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권2호
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• pp.122-133
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• 2013

올-디지털 위상 고정 루프에 사용되는 고해상도 위상-디지털 변환기 설계에 있어서, 위상-주파수 검출기와 시간-디지털 변환기로 이루어진 위상-디지털 변환기에 활용될 수 있는 간단한 구조의 아비터 기반 위상 결정 회로를 제안한다. 제안한 위상 결정 회로는 기존에 개발된 위상 결정 회로보다 적은 전력소모와 보다 작은 입력-출력 지연 시간을 가지면서도 두 펄스 사이의 매우 작은 위상 차이도 구별할 수 있다. 제안한 위상 결정 회로는 130um CMOS 공정을 사용하여 구현되었고, 트랜지스터 레벨에서 시뮬레이션으로 검증되었다. 제안한 위상 결정 회로를 이용한 오프셋과 데드존이 없는 5비트의 위상-디지털 변환기도 검증되었다. 또한 배수주기 고정 문제가 없고 위상 오프셋이 매우 적은 지연 고정 루프를 제안하였다. 제안한 지연 고정 루프는 위상-디지털 변환기의 해상도를 PVT 변화에 무관하게 항상 원하는 대로 정확히 고정시키는 용도로 활용된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.166-171
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• 2004

본 논문은 두 신호의 시간 차이를 디지털 신호로 변환하는 시간디지털변환기(Time to Digital Converter) 변환기에 대해서 서술하였다. 시간 차이를 측정하는 방법에는 여러 가지가 있으나 변환시간이나 저해상도의 단점을 가지고 있으며 또한 복잡한 구조를 가지는 문제점이 있다. 그러나 본 논문에서 제안한 시간디지털변환기회로는 고속 디지털 샘플러를 사용함으로써 단순한 구조로 높은 해상도(25ps)를 실현할 수 있었다. 입력신호가 시간디지털변환기의 입력으로 들어오면 샘플러가 신호를 검출해내고 레지스터에 의해 처리된 후 코딩블럭에 의해서 코딩되게 된다. 또한 25ps의 해상도를 얻기 위해서 본 논문에서는 다중위상클록발생기를 구현하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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• pp.587-588
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• 2008

Digital PLL을 위한 높은 해상도를 갖는 TDC(Time to Digital Converter)를 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였다. 2단 구조를 갖는 TDC를 제안하였고 이를 Cadence Spectre를 이용하여 검증하였다. TDC는 Difference pulse generator, coarse 변환기와 fine 변환기로 구성된다. 그리고, 2단 변환기와 Thermometer decoder를 이용하여 delay cell의 수를 적게 유지하면서도 높은 해상도를 얻을 수 있었다.

• 전자공학회논문지 IE
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• 제49권1호
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• pp.1-6
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• 2012

본 논문에서는 시간-디지털 변환기의 성능 개선을 위하여, 높은 해상도의 2단 시간-디지털 변환기(TDC)를 설계하였다. TDC 중간에 2단 버니어 시간 증폭기(2-S VTA)를 사용하여 2단 구조를 갖도록 하였다. 2단 버니어 시간 증폭기는 기존의 시간 증폭기에 비해 이득이 64 이상으로 매우 크기 때문에 전체 2단 TDC의 해상도를 높인다. TDC는 버니어 구조를 사용하였기 때문에 고급 공정에 제한받지 않고, 높은 해상도를 얻을 수 있다. 제안하는 2단 TDC는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였고, 전원 전압은 1.8V로 모의실험 하였다. 전체 입력 범위는 512ps이고 전체 해상도는 0.125ps이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.156-164
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• 2014

Field programmable gate array 기반 시간-디지털 변환기(Time to Digital Converter)로 가장 널리 사용되는 딜레이 라인(tapped delay line) 방식은 딜레이 라인의 길이가 길어지면 정확도가 떨어지는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 동일한 시간 해상도를 가지면서 딜레이 라인의 길이를 줄일 수 있도록 4 위상 클럭을 사용하고 이중 상태 판별 제어부를 가지는 시간-디지털 변환기 구조를 제안한다. 4 위상 클럭 별로 딜레이 라인 구성 시 발생하는 라인 간 딜레이 오차를 줄이기 위해 입력신호와 가장 가까운 클럭과의 시간 차이만 하나의 딜레이 라인으로 측정하고 어떤 위상 클럭이 사용되었는지를 판별하는 구조를 가졌다. 또한 싱크로나이저 대신 이중 상태 측정 state machine을 이용하여 메타스태이블을 판별함으로써, 싱크로나이저로 인한 딜레이 라인의 증가를 억제하였다. 제안한 시간-디지털 변환기(TDC)의 성능 측정 결과 1 ms의 측정 시간 범위에 대해 평균 분해능 22 ps, 최대 표준편차 90 ps을 가지며 비선형성은 25 ps였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.75-76
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• 2008

이산시간 모델로부터 시간응답 설계 명세를 만족시키도록 직접 디지털 제어기를 설계하는 새로운 방법을 제시한다 R-S-T형의 고정된 제어기 구조에서 폐루프 전달함수가 원하는 기준전달함수와 일치하도록 제어기 이득을 구한다. 시간 응답을 만족시키는 목표전달함수는 w-영역에서 CRA를 이용하여 선택되며 이 함수를 z-영역으로 변환시켜 얻는다. 예제를 통해 제시한 방법의 유용성을 보이고 극배치 방식과 비교한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.322-327
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• 2012

본 논문은 이진 위상-주파수 검출기와 카운터를 사용한 새로운 위상-디지털 변환기 구조의 디지털 위상 고정 루프 회로를 제안하였다. 제안한 디지털 위상 고정 루프 회로는 위상-디지털 변환기, 디지털 루프, 디지털 제어 발진기(DCO)로 구성되어 있다. 제안된 위상-디지털 변환기 구조는 일반적인 시간-디지털 변환기(TDC)를 사용하지 않고, 이진 위상 주파수 검출기와 카운터를 사용함으로써 단순한 구조와 적은 면적으로 소비전력을 감소하는 장점을 갖는다. CMOS 0.18um 공정을 사용하여 1.0GHz에서 2.2GHz에 동작하는 디지털 위상 고정 루프 회로를 설계하였고 칩 면적은 $0.096mm^2$을 차지한다. 시뮬레이션 결과 전력소비는 1.65GHz 동작시 16.2mW로 나타났다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.799-804
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• 2012

시간 정보를 디지털 정보로 변환하기 위한 아날로그 지연소자를 사용하는 시간-디지털 변환회로를 설계하였다. 설계된 회로는 동작 온도가 변화하더라도 안정된 출력을 얻을 수 있도록 설계하였으며, HSPICE 시뮬레이션을 통하여 동적을 확인하였다. 설계된 지연소자는 온도가 $-20^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지 변화할 때 상온에 비해 -0.18%-0.126%의 지연시간 변화율을 보였다. 그리고 이를 이용하는 시간-디지털 변환회로에서 온도가 $-20^{\circ}C$에서 $70^{\circ}C$까지 변화하고 디지털 출력 값이 15가 되었을 때의 시간을 비교하면, 상온에 비하여 -0.18%에서 0.12%의 시간차를 보였다. 그러나 온도 변화에 안정화되지 않은 시간-디지털 변환회로의 경우 상온에 비하여 -1.09%에서 1.28%의 시간차를 보였다.