• 전자공학회논문지
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• 제53권7호
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• pp.17-26
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• 2016

본 논문에서는 무선 통신 시스템 및 휴대용 비디오 처리 시스템과 같은 다양한 시스템 반도체 응용을 위한 12비트 60MS/s 0.18um CMOS Flash-SAR ADC를 제안한다. 제안하는 Flash-SAR ADC는 고속으로 동작하는 flash ADC의 장점을 이용하여 우선 상위 4비트를 결정한 후, 적은 전력 소모를 갖는 SAR ADC의 장점을 이용하여 하위 9비트를 결정함으로써 해상도가 증가함에 따라 동작 속도가 제한이 되는 전형적인 SAR ADC의 문제를 줄였다. 제안하는 ADC는 전형적인 Flash-SAR ADC에서 고속 동작 시 제한이 되는 입력 단 트랙-앤-홀드 회로를 사용하지 않는 대신 SAR ADC의 C-R DAC를 단일 샘플링-네트워크로 사용하여 입력 샘플링 부정합 문제를 제거하였다. 한편, flash ADC에는 인터폴레이션 기법을 적용하여 사용되는 프리앰프의 수를 절반 수준으로 줄이는 동시에 SAR 동작 시 flash ADC에서 불필요하게 소모되는 전력을 최소화하기 위해 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하였다. 또한 고속 동작을 위해 SAR 논리회로는 TSPC 기반의 D 플립플롭으로 구성하여 범용 D 플립플롭 대비 논리회로 게이트 지연시간을 55% 감소시킴과 동시에 사용되는 트랜지스터의 수를 절반 수준으로 줄였다. 시제품 ADC는 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 12비트 해상도에서 각각 최대 1.33LSB, 1.90LSB이며, 60MS/s 동작 속도에서 동적성능은 최대 58.27dB의 SNDR 및 69.29dB의 SFDR 성능을 보인다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.54mm^2$이며, 1.8V 전원전압에서 5.4mW의 전력을 소모한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권8호
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• pp.117-124
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• 2009

본 논문에서는 UWB용 송수신기에서 LO 주파수를 생성해주는 주파수 합성기의 설계 결과를 보여주고 있다. 빠른 채널 스위칭 시간을 만족하기 위해서 1개의 PLL 과 여러 개의 분주기들과 SSB 믹서를 이용한 Sub-Band Generator로 구성하였으며, 전류 소모 및 면적을 최소화 하도록 설계하였다. 또한, 효과적인 주파수 플래닝을 통하여, 1개의 PLL로부터 생성된 636 MHz의 단일 주파수를 입력으로 받아 UWB Band Group 1 에 해당하는 3432 MHz, 3960 MHz, 4488 MHz의 중심 주파수를 발생시키는 Sub-Band Generator를 설계하였다. VCO의 튜닝 범위를 넓히면서도, 해상도를 높이기 위하여 MIM 커패시터, Varactor, DAC를 이용한 새로운 고 해상도 VCO 튜닝 기법을 제안하였다. 또한 본 논문에서 제안한 주파수 합성기의 구조는 기저 대역 모뎀의 ADC를 위한 클록을 공급하기 때문에 모뎀에서 ADC에 클록을 공급하기 위한 PLL을 제거할 수 있는 장점이 있다. VCO의 튜닝 범위는 1.2 GHz이며, 6336 MHz의 출력 주파수에서의 위상 잡음은 1 MHz 옵셋에서 -112 dBc/Hz 로 측정 되었다. UWB용 PLL 및 Sub-Band Generator는 0.13 ${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계하였으며, 전체 Chip 면적은 2 ${\times}$ 2 mm2 이다. 전력 소모는 1.2 V 의 공급 전원에서 60 mW이다.

• 전자공학회논문지
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• 제51권8호
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• pp.38-48
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• 2014

본 논문은 Piezo Resistive Type(PRT) 압력 센서용 신호 처리 아날로그 전단부 IC 설계를 주제로 한다. 센서의 출력 전압을 개선을 하기 위해 센서의 전류를 보상하는 Gauge Factor Calibration 회로, 같은 센서와의 오차가 있더라도 적용이 가능하도록 설계한 Programmable Gain Amplifier (PGA), 클록 생성기에서 발생하는 EMI를 감소시키기 위한 확산 스펙트럼 클록 생성기, 압력 센서의 분해능을 향상시키기 위한 10Bit ADC와 14Bit DAC 그리고 기존 아날로그 방식으로 처리하던 방식과는 달리 디지털 신호처리 방식을 이용한 Calibration Microcontroller (CMC)를 설계하였다. $0.35{\mu}m$ CMOS Process를 이용하여 설계 하였으며, 설계된 IC의 공급 전압은 5V와 3.3V의 전원 분리를 통하여 아날로그 회로는 5V를 사용하고 디지털 회로는 LDO로부터 3.3V를 공급 받도록 구성하였다. Gauge Factor Calibration 회로는 3.75uA부터 120uA까지 보상이 가능하며 PGA는 30dB부터 45dB까지 제어가 가능하고 확산 스펙트럼 클록 생성기는 2.13dB에서 -5.94dB로의 EMI를 감소시킬 수 있다. 공급전압에 대한 ASIC 보호 회로는 800mV부터 6.4V를 제외한 나머지 전압은 차단이 가능하고 14Bit DAC는 0.305mV의 해상도를 가지고 있다. 총 전류 5.32mA를 소모하고 있으며, Die 크기는 $1.94mm{\times}1.94mm$의 면적을 갖는다.

• 한국전자거래학회지
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• 제20권4호
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• pp.1-17
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• 2015

낙동강 하굿둑의 주요 기능인 염수피해 방지와 홍수 배제를 효과적으로 수행하기 위하여, 주요 지점의 하천 수위 변화를 감시하여 하굿둑 수문(水門) 운영에 신속히 반영할 수 있도록 하천수위감시시스템을 구축하였다. 하굿둑 운영에 직접 영향을 미치는 낙동강 본류 3개 지점에 PLC와 공중통신망을 이용하여 시스템을 구축하고, 하굿둑 통합운영시스템과 연계하였다. PLC를 활용하여 안정성과 범용성을 확보하고 유지관리의 편의성을 제고할 수 있었다. 전원 제어장치를 설치하여 경고장 발생 시 원격에서 신속히 조치를 취한 뒤, 초기화할 수 있도록하여 현장까지의 출동 횟수를 대폭 감소시킬 수 있었다. 현장 데이터 저장 기능을 추가하여, 통신망 이상 등으로 데이터가 센터로 전송되지 못할 경우를 대비하였으며, 통신망은 공중통신망인 ADSL(FTTH)을 이용하여 경제성을 고려하였고, CDMA(M2M)를 보조망으로 구성하여 이중화하였다. 공중통신망의 보안 취약성을 보완하기 위하여 전용망과 같은 효과를 볼 수 있도록 VPN을 각각 설치하고, 가상사설망을 통하여 센터와 관측국이 통신하도록 하였다. 일반적으로 하천 수위관측국에는 목적에 따라 전용의 원격터미널을 이용하고 있으나, 본 사례는 범용적인 PLC를 이용하여 개방적 구조의 시스템을 구축함으로써, 향후 유역통합물관리에 대비하여 여러시스템간의 인터페이스와 유지관리의 용이성, 보안성, 경제성을 고려한 모델이라는 점에 의의가 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제31권3호
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• pp.63-72
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• 2017

본 논문에서는 저압용 10회로 분전반을 전기공업협동조합(KEMC) 2102-610 규정에 근거하여 제작하였다. 또한, 개발된 10회로 분전반의 특성 평가를 실시하여 안전성을 확보하고자 한다. 개발된 10회로 분전반은 내식성, 절연 재료의 특성, 자외선 복사의 내성, 기계적 충격 등에 적합하도록 설계되었다. 개발된 분전반은 외함의 보호 등급, 감전방지와 보호회로, 개폐 장치와 구성품, 내부 전기 회로와 연결부, 외부 도체의 단자, 절연 특성, 온도 상승 시험, 열저항 등이 적합하도록 제작하였다. 개발된 10회로 분전반은 단상 회로와 3상 회로 등으로 구분되어 있다. 분기된 각각의 차단기 부하측에 센서 모듈을 설치하여 부하의 전선로에서 발생되는 누설전류의 크기를 실시간 측정할 수 있다. 그리고 부하의 용도 및 목적 등에 따라 회로를 증설할 수 있고, 각각의 부하 상태 역시 실시간 부하 관리 및 점검이 가능하다. 개발된 10회로 분전반의 온도 상승 시험을 실시한 곳은 인입 접속부, 주회로 및 분기회로 모선, 모선지지물 등 18 개소이다. 온도가 가장 높게 측정된 곳은 분기회로 모선용 MCCB 전원측 접속부의 R-phase으로 $65.3^{\circ}C$, 부하측은 T-phase으로 $61.6^{\circ}C$로 기록되었다. 그리고 내열 실험 장치를 이용하여 MCCB를 $180^{\circ}C$에서 6시간 동안 열적 스트레스를 인가하였을 때 작동 손잡이의 변형이 확인되었고, 트립 상태로 이동한 것이 확인되었다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2017년도 춘계공동학술대회
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• pp.15-15
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• 2017

본 연구는 필드 작업 시 작업조건에 따른 정식기의 PTO 부하를 측정하고, 이를 이용하여 작업조건에 따른 안전율 시뮬레이션을 목적으로 수행하였다. 부하 계측 시스템은 PTO 축의 부하를 측정하기 위한 토크 센서, 토크 센서에서 발생한 신호를 수집하기 위한 데이터 수집장치, 노트북에 전원을 공급하기 위한 파워 컨트롤러로 구성하였다. 토크센서에서 입력된 부하 데이터를 처리하기 위한 소프트웨어는 Labview(Version 2011, National Instrument, USA)를 사용하였다. 포장시험은 유사한 토양 조건에서 4회 반복 시험을 수행하였으며, 작업속도 고속 조건에서 4개의 주간거리(26, 35, 43, 80cm)와 3개의 식부깊이 (85, 105, 136mm)에 대하여 수행하였다. 안전율 시뮬레이션을 위한 소프트웨어는 KISSsoft(Version 2016, Kissling & Co. AG, Switzerland)를 사용하였다. 식부깊이 85mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업시 각각 굽힘 안전율은 2.2874, 2.4507, 2.7139, 2.8064로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1787, 1.2799, 1.3205, 1.3275로 나타났다. 식부깊이 105mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.1261, 2.2781, 2.4879, 2.5866로 나타났으며 접촉 안전율은 1.1296, 1.1425, 1.2710, 1.2507로 나타났다. 식부깊이 136mm에서 주간거리 26, 35, 43, 80cm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 1.6587, 1.6651, 1.7824, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.0030, 1.0104, 1.0450, 1.1931로 나타났다. 주간거리에 따른 식부깊이의 굽힘 안전율과 접촉 안전율은 가장 차이가 큰 주간거리 80cm에서 식부깊이가 85, 105, 136mm일 때 작업 시 각각 굽힘 안전율은 2.8064, 2.5866, 2.2198로 나타났으며 접촉 안전율은 1.3275, 1.2507, 1.1931로 나타났다. 시뮬레이션 결과 정식기 베벨기어의 안전율은 주간거리가 짧을수록, 식부깊이가 깊을수록 더 낮게 나타났다. 그러므로 정식 작업 시 정식기의 부하와 내구성을 고려하여 적절한 작업조건을 선정해야 함을 알 수 있다. 또한 향후 다양한 토양 조건 및 작업 단수 등에 따른 포장시험을 추가로 진행하여 여러 조건에서의 안전율 시뮬레이션을 수행할 예정이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.8306-8313
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• 2015

개방형 전류측정기는 DC 모터 콘트롤러, AC 가변 콘트롤러, UPS(Uninterruptible Power System)에 주로 사용되며 최근 신재생 에너지의 성장과 전력망의 스마트 그리드화로 인하여 활용성이 점차 확대되고 있다. 이러한 신재생 에너지의 성장으로 관련 핵심기술의 보유여부가 중요해지고 있으며 대부분 수입에 의존하고 있는 개방형 전류측정기의 국산화 및 관련 기술의 확보를 필요로 한다. 본 논문에서는 일반 산업용 개방형 전류측정기의 제작과정과 특성을 측정한 결과를 기술하였다. 개방형 전류측정기를 구성하는 C형 철심의 공극자장분포 해석 및 형상 설계, 홀센서의 선정 및 특성시험, 정전류 전원공급회로와 신호처리회로의 회로설계 과정을 기술하며 DIP(Dual In-line Package) type과 SMD (Surface Mount Device) type의 100A급 개방형 전류측정기를 제작하고 특성을 측정했다. 제작된 전류측정기로 0~100A 범위에서 통전 실험을 실시한 했고 직류전류와 60Hz의 교류전류에서 특성을 측정한 결과 정밀도 오차 2% 이내, 선형도 오차 2% 이내의 성능을 만족하였다. 또한 부 특성 온도계수를 갖는 NTC(Negative Temperature Coefficient) 서미스터를 이용한 온도보상회로를 사용하여 $-35{\sim}100^{\circ}C$의 범위에서 온도보상 효과를 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권7호
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• pp.694-705
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• 2006

본 논문은 Ku 위성 방송 대역에서 동작하는 선형 능동 위상 배열 안테나 시스템의 설계 및 실험에 관한 것으로, 안테나 시스템은 16개의 방사 능동 채널 및 16 채널 입력의 윌킨슨 전력 결합기 그리고 안정화 직류 전원 및 위상 제어 보드로 구성된다. 각 능동 채널 내에는 3-비트 디지털 위상 천이기가 존재하여 제어부로부터 위상을 제어 받아 전자적인 안테나 빔을 형성할 수 있다. 측정된 각 능동 채널간의 진폭 및 위상 편차는 각각 ${\pm}0.8dB$ 이하 및 ${\pm}15^{\circ}$ 이하였으며, 각 능동 채널의 잡음 지수는 동작 대역 내에서 1.2 dB 이하의 성능을 갖는다. 전체 안테나 시스템의 측정 성능은 동작 대역 내에서 23.07 dBi 이상의 안테나 이득과 - 11.17 dBc 이하의 사이드로브 레벨 그리고 정방향에서 -12.75 dBc 이하의 교차 편파 레벨을 보여 주었다. 또한, 능동 채널내 위상 제어를 통해 $10^{\circ},\;20^{\circ},\;30^{\circ}$의 빔 스캔 방사 패턴이 측정되었으며, 이때, 각각 1.1 dB, 2.5 dB, 3.6 dB의 빔 스캔 손실 성능을 보여 주었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권4호
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• pp.13-20
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• 2008

본 논문에서는 무선 통신 응용 시스템에 적합하도록 슈도-세그멘테이션 기법을 이용하여 저 전력 12비트 80MHz D/A 변환기를 CMOS 0.18um n-well 1-Poly/6-Metal 공정으로 설계하였다. 슈도-세그멘테이션 기법은 간단한 병렬 버퍼로 구성된 이진 디코더를 사용함으로써 구조적으로 간단해지며 저 전력으로 구현이 가능하다. 또한, 스위칭 코어 회로에 글리치 억제 회로와 입력신호의 스윙을 감소시키는 구동 회로를 설계함으로써 추가적인 스위칭 잡음을 줄일 수 있었다. 측정 결과 제안한 저 전력 12bit 80MHz CMOS D/A 변환기는 샘플링 주파수 80MHz일 때, 입력 주파수 1MHz에서 SFDR은 66.01dBc, 유효비트수는 10.67비트를 보여주었다. INL/DNL은 ${\pm}1.6LSB/{\pm}1.2LSB$로 측정되었으며, 글리치 에너지는 $49pV{\cdot}s$로 나타났다. 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 최대 속도인 80MHz일 때 46.8mW로 측정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권11호
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• pp.239-249
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• 2019

최근, 정부는 신재생에너지전원을 확대하는 정책을 시행하고 있으며, 이에 따라 다수의 대용량 태양광전원이 배전계통에 활발하게 연계되고 있는 실정이다. 하지만, 이러한 태양광전원이 배전계통에 연계되는 경우, 역조류 현상에 의하여 수용가 전압이 규정전압범위를 벗어날 가능성이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 배전계통에서 태양광전원의 수용성을 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 선로절체에 의한 태양광전원의 수용성 향상을 위하여, 배전계통 상용해석 프로그램인 PSCAD/EMTDC를 이용하여, 3분할 3연계로 구성된 배전계통의 모델링을 제시하고, 태양광전원을 최대한 수용할 수 있는 선로절체 평가알고리즘을 제시한다. 또한, 배전선로 절체 구간 및 태양광전원 연계 용량 등의 다양한 운용 시나리오에 기반하여, 변압기 2차측 직하 수용가전압을 규정전압범위 이내로 유지하는 최대 태양광전원 용량을 산정하기 위하여 최적의 선로절체 구간을 산정한다. 제안한 배전계통의 수용성 평가알고리즘과 모델링을 바탕으로 수용가전압 특성을 분석한 결과, 대용량 태양광전원이 연계된 배전선로를 용량의 여유가 남아있는 선로와 절체하여 재구성하게 되면, 더 많은 용량의 태양광전원의 연계가 가능하여, 본 논문의 유용성을 확인하였다.