본 논문에서는 고속 동작을 위한 다중 SHA(sample and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기(analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 하는 다중 SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다.
This paper is writing about developing magnet power supply. It is very important for power supply to obtain output current in high precision and high stability. As a switching noise and a power noise are the cause of disrupting the stability of output current, to remove these at the front end, low pass filter with 300Hz cutoff frequency is designed and placed. And also to minimize switching noise of the current into magnet and to stop abrupt fluctuations, output filter should be designed, when doing this, we design it by considering load has high value inductance. As power supply demands the stability of less than 5ppm, high precision 24bit(300nV/bit) analog digital converter is needed. As resolving power of 24bit(300nV/bit) analog digital converter is high, it is also very important to design the input stage of analog digital converter. To remove input noise, 4th order low pass filter is composed. Due to the limitation of clock, to minimize quantization error between 15bit DPWM and output of ADC having 24bit resolving power, ${\Sigma}-{\Delta}$ modulation is used and bit contracted DPWM is constituted. And before implementing, to maximize efficiency, simulink is used.
본 논문에서는 다양한 해상도의 신호 입력을 지원하는 고품위급 모니터의 디지털 신호처리 회로를 제안한다. 기존의 디지털 회로에서 ADC(Analog to Digital Convertor)와 VDP(Video Display Processor)로부터 발생하는 내부 디지털 PLL(Phase-locked Loop)의 낮은 성능과 IC의 내부 편차문제, 모듈간의 상이한 전압 차이 때문에, 다양한 입력 신호에서 안정된 동기신호 처리를 할 수 없는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해서 다양한 해상도의 신호 입력으로부터 동기 신호들의 규칙성을 이용하여 동기 신호를 관리하면서 시스템의 간섭을 최소화하는 동기신호 최적화 기법을 제안하였다. 제안한 방법을 적용한 결과 다양한 해상도에서 안정적으로 동기신호를 처리함으로써 여러 모드의 입력신호에 대응할 수 있었다.
32비트 RISC 프로세서인 PXA255기반 보드에 임베디드 리눅스 운영체제와 HTTP(Hyperfext Transfer Protocol) 웹서버를 포팅하여 사용자의 웹 브라우져 상에서 원격지 가택에 대한 실시간 감시가 가능한 시스템을 구현하였다. 웹 서버는 GoAhead 웹 서버2.1 버전을 교차 컴파일하여 사용하였으며 가택감시를 위한 아날로그 신호에 대한 입력을 프로세서가 받기 위해 ADC(Analog to Digital Convertor)칩인 ADC0809를 사용하였다 ADC를 위한 디바이스 드라이버를 작성하였으며 이를 웹 브라우져 상에서 실시간적으로 변하는 데이터를 모니터링하기위해 클라이언트 풀(Clieilt Pull)방식을 사용한 CGI-C 응용프로그램을 개발하였다. 감시가 가능한 요소로는 온도, 조도 그리고 가스 유출여부이며 가스 밸브와 현관문의 개폐상태를 확인할 수 있게 하였고 긴급 상황 발생시 경고음을 발생하도록 하였다 최근 홈 디지털 서비스 중에 사용자가 가장 필요로 하는 긴급 상황에 대한 감시 요구를 내장형 시스템을 사용하여 보다 적은비용으로 구현하였다.
In this paper, the pipelined A/D converter with multi S/H stage structure is proposed for high resolution and high-speed data conversion rate. In order to improve a resolution and operational speed, the proposed structure increased the sampling time that is sampled input signal. In order to verify the operation characteristics, 20MS/s pipelined A/D converter is designed with two S/H stage. The simulation result shows that INL and DNL are $0.52LSB\~-0.63LSB$ and $0.53LSB\~-0.56LSB$, respectively. Also, the designed Analog-to-Digital converter has the SNR of 43dB and power consumption is 18.5mW.
본 논문은 10비트 비동기 SAR ADC에 사용되는 CDAC의 선형성을 개선하기 위한 커패시터 자체 보정 기법을 제안한다. 제안된 커패시터 자체 보정 기법은 10비트 CDAC의 상위 5비트의 각각의 커패시터의 값이 하위 커패시터의 값들의 합과 같아지도록 수행된다. Behavioral 시뮬레이션의 결과에 의하면, CDAC의 커패시터의 최대 부정합 오류가 4%일 때, 제안한 커패시터 자체 보정 기법은 DNL과 INL를 각각 -0.810/+0.194LSB와 -0.832/+0.832LSB에서 -0.235/+0.178LSB와 -0.227/ +0.227LSB로 개선시킨다. 1.2V 공급전압과 110nm CMOS 공정을 이용하여 제작된 10비트 비동기 SAR ADC의 면적과 전력소모는 각각 $0.205mm^2$와 1.25mW이다. 20MS/s의 샘플율과 96.13kHz 입력 주파수에 대해 제안한 10비트 비동기 SAR ADC의 측정된 ENOB는 9.194비트이다.
Abbasizadeh, Hamed;Rikan, Behnam Samadpoor;Lee, Dong-Soo;Hayder, Abbas Syed;Lee, Kang-Yoon
IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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제3권6호
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pp.416-424
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2014
This paper presents an 8-bit pipelined analog-to-digital converter. The supply voltage applied for comparators and other sub-blocks of the ADC were 0.7V and 0.5V, respectively. This low power ADC utilizes the capacitive charge pump technique combined with a source-follower and calibration to resolve the need for the opamp. The differential charge pump technique does not require any common mode feedback circuit. The entire structure of the ADC is based on fully dynamic circuits that enable the design of a very low power ADC. The ADC was designed to operate at 1MS/s in 90nm CMOS process, where simulated results using ADS2011 show the peak SNDR and SFDR of the ADC to be 47.8 dB (7.64 ENOB) and 59 dB respectively. The ADC consumes less than 1mW for all active dynamic and digital circuitries.
본 논문은 센서 노드 응용을 위한 1MS/s의 샘플링 속도를 가지는 저전력 8비트 비동기 축차근사형(successive approximation register, SAR) 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)를 제안한다. 이 ADC는 선형성을 개선하기 위해 부트스트랩 스위치를 사용하며, 공통모드 전압(Common-mode voltage, VCM) 기반의 커패시터 디지털-아날로그 변환기 (capacitor digital-to-analog converter, CDAC) 스위칭 기법을 적용하여 DAC의 전력 소모와 면적을 줄인다. 외부 클럭에 동기화해서 동작하는 기존 동기 방식의 SAR ADC는 샘플링 속도보다 빠른 클럭의 사용으로 인해 전력 소비가 커지는 단점을 가지며 이는 내부 비교를 비동기 방식으로 처리하는 비동기 SAR ADC 구조를 사용하여 해결할 수 있다. 또한, 낮은 해상도의 설계에서 발생하는 큰 디지털 전력 소모를 줄이기 위해 동적 논리 회로를 사용하여 SAR 로직를 설계하였다. 제안된 회로는 180nm CMOS 공정으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 1.8V 전원전압과 1MS/s의 샘플링 속도에서 46.06𝜇W의 전력을 소비하고, 49.76dB의 신호 대 잡음 및 왜곡 비율(signal-to-noise and distortion ratio, SNDR)과 7.9738bit의 유효 비트 수(effective number of bits, ENOB)를 달성하였으며 183.2fJ/conv-step의 성능 지수(figure-of-merit, FoM)를 얻었다. 시뮬레이션으로 측정된 차동 비선형성(differential non-linearity, DNL)과 적분 비선형성(integral non-linearity, INL)은 각각 +0.186/-0.157 LSB와 +0.111/-0.169 LSB이다.
An extended-counting analog to digital converter (ADC) is designed to have a high resolution(14bit) with low power consumption and small dia area. First order sigma-delta modulator with a simple counter for incremental operation eliminates the need of big decimation filter in conventional sigma-delta type ADC. To improve the accuracy and linearity, extended mode of successive approximation is followed. For 14-bit conversion operation, total 263 clocks(1 clock for reset, 256 clocks for incremental operation and extended 6 clocks for successive approximation operation) are needed with the sampling rate of 10 Ms/s This ADC is implemented in a 0.6um standard CMOS technology with a die area of 1 mm ${\times}$ 0.75 mm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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