• 제목/요약/키워드: Circuit design

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최적 전송 선로를 이용한 고효율 분산형 증폭기의 설계 (A Design of High Efficiency Distributed Amplifier Using Optimum Transmission Line)

  • 최흥재;유남식;정용채;김철동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.15-22
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    • 2008
  • 본 논문에서는 전송 선로 이론을 기반으로 분산형 증폭기의 역방향 전류 성분을 수식적으로 분석하고, 역방향 전류 성분을 상쇄시켜 최소화하기 위한 최적의 전송 선로의 길이를 구하는 방법을 제시하였다. 기존의 설계방법에서는 역방향 전류 성분을 종단 부하를 통해 단순히 소모시키는 형태이므로 게이트와 드레인 전송 선로의 길이 결정 기준이 설계상에서 뚜렷하게 주어져 있지 않았지만, 제안하는 방법에서는 역방향 전류 성분들이 서로 상쇄가 일어나도록 하는 전송 선로의 길이를 결정하는 이론적 바탕을 제시함으로써 좀 더 체계적인 설계 방법을 제시하고 있다. 제안하는 이론의 검증을 위하여 회로 시뮬레이션을 수행하였고, pHEMT 트랜지스터를 이용하여 차단 주파수가 3.6 GHz인 최적 전송 선로를 이용한 분산형 증폭기를 제작하였다. 측정을 통해 얻은 결과로서 동작 주파수 범위 내에서 최대 이득은 14.5 dB, 최소 이득은 12.8 dB로 측정되었다. 또한, 제안하는 분산형 증폭기의 측정된 효율은 3 GHz에서 25.6 %로 기존의 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 7.6 % 개선되었다. 출력 전력은 일반적인 분산형 증폭기에 비해 약 1.7dB 개선된 10.9 dBm을 얻었다. 이러한 성능 개선은 역방향 전류의 상쇄로 인한 것으로 분석된다.

제어 가능한 전송 영점을 이용한 광대역 차단 특성을 갖는 저역 통과 필터 (Low-Pass Filter with Wide Stop-Band Characteristics Using Controllable Transmission Zeros)

  • 이건천;김유선;김경근;이태성;나현식;임영석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.887-894
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    • 2007
  • 본 논문에서는 전기 결합 구조와 추가된 개방 스터브를 이용해 제이 가능한 4개의 전송 영점을 갖는 저역 통과 필터를 설계 및 제작하였다. 필터의 통과 대역은 GSM 대역이며, 전기 결합에 의해 WiBro 및 위성 DMB 대역에서 전송 영점이 각각 발생한다. 또한, 임의의 상측 주파수에서 개방 스터브에 의해 추가적인 2개의 전송 영점이 발생하는 구조이다. 적은 기생 성분을 갖는 준집중 소자를 이용해 필터를 구현함으로써 차단 대역의 고조파 성분을 억제하였다. 유한 전송 영점의 제어를 위한 등가 회로의 전기 결합 성분인 $C_M$은 필터 구조의 개방 스터브 간 간격 조절을 통해 구현하였다. 유전율 2.6인 테프론 기판을 사용하여 제작된 필터의 전체 크기는 급전선로를 포함하여 $38{\times}20{\times}0.79mm^3$이다. 측정된 3dB 차단 주파수는 1.55GHz이며, 전송 영점의 위치는 각각 2.20, 2.43, 4.11 및 6.84 GHz이다.

13.56 MHz, 300 Watt 고효율 Class E 전력 송신기 설계 (Highly Efficient 13.56 MHz, 300 Watt Class E Power Transmitter)

  • 전정배;서민철;김형철;김민수;정인오;최진성;양영구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권8호
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    • pp.805-808
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    • 2011
  • 본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 MHz의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 Hz의 가정용 전원을 공급 받아서 약 290 V의 DC 전압을 출력한다. 이때, AC-DC 변환기는 98.03 %의 매우 높은 변환 효율을 가진다. 변환 효율을 최대로 하기 위하여 별도의 DC-DC 변환기를 사용하지 않고, AC-DC 변환기의 출력 전압을 주 전력 증폭기의 드레인 바이어스 전압으로 사용하였다. 또한, class E 전력 증폭기의 전력손실을 최소화하기 위해 high-Q 인덕터를 제작하였다. 측정 결과, 13.56 MHz에서 동작하는 class E 전력 증폭기는 최대 출력 전력 323.6 Watt에서 84.2 %의 PAE(Power-Added Efficiency)를 가진다. AC-DC 변환기를 포함한 class E 전력 송신기는 323.6 Watt에서 82.87 %의 매우 높은 효율 특성을 나타낸다.

초광대역 위상 역전 전이 구조를 이용한 소형화된 링 하이브리드 결합기 및 주파수 체배기 응용 (Size-Reduced Ring-Hybrid Coupler Using Phase-Inverting Ultra-Wideband Transitions and Its Frequency Doubler Application)

  • 송선영;김영곤;박진현;김강욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권9호
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    • pp.1037-1044
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    • 2010
  • 본 논문에서는 한 쌍의 동위상 및 역위상 전이 구조로 이루어진 초광대역 위상 역전 전이 구조를 이용하여 소형화된 크기와 광대역 특성을 갖는 새로운 구조의 링 하이브리드를 제안하고, 그 응용의 예로서, 단일 평형 주파수 체배기를 구현한 예를 보여주고 있다. 제안된 링 하이브리드는 기존의 링 하이브리드 대비 65 % 축소된 크기를 가지며, $\sum$ 단자와 $\Delta$ 단자에서 각각 92.5 %와 81.3 %의 대역폭을 갖는다. 또한, 동작 주파수 대역에서 균일한 크기 및 위상의 평형도를 가지므로, 다양한 평형 소자에 응용될 수 있다. 새로운 구조의 링 하이브리드를 이용하여 제작된 주파수 체배기는 회로 시뮬레이션 결과와 유사한 특성을 가지며, 15 dBm의 입력 신호를 인가 할 경우 4~12 GHz 대역에서 평균 10.5 dB 변환 손실과 28 dB 이상의 입력 주파수 신호 억압도를 나타낸다.

De-Embedding 기술을 이용한 IC 내부의 전원분배망 추출에 관한 연구 (Novel Extraction Method for Unknown Chip PDN Using De-Embedding Technique)

  • 김종민;이인우;김성준;김소영;나완수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.633-643
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    • 2013
  • IC 내부의 전원분배망(PDN: Power Delivery Network) 회로를 분석하기 위해서는 IC의 디자인 정보가 담긴 파일이 필요하지만, 상용 IC(Commercial IC)의 경우 보안상의 이유로 디자인 정보를 제공하지 않고 있다. 하지만 온-칩 전원분배망(On-chip PDN) 특성이 포함된 경우에는 PCB와 패키지의 특성만으로는 정확한 해석이 어려우므로 본 연구에서는 IC 내부의 정보가 제공하지 않는 전원분배망(PDN) 회로의 추출에 관하여 연구를 하였다. IC 내부의 전원분배망(PDN)의 주파수에 대한 특성을 추출하기 위하여, IEC62014-3에서 제안하고 있는 추출용 보드를 제작하였고, 추출용 보드를 구성하고 있는 SMA 커넥터, 패드, 전송 선로, 그리고 QFN 패키지의 주파수에 대한 특성들을 분석하였다. 추출된 결과들은 디임베딩(de-embedding) 기술에 적용하여 IC 내부의 전원분배망(PDN) 회로를 S-parameter 기반으로 모델을 추출하였고, 평가용 보드의 전원분배망 결합회로(PDN Co-simulation)모델에 적용하여 측정과 비교한 결과, ~4 GHz까지 잘 일치하였다.

24 GHz 1Tx 2Rx FMCW 송수신기 설계 (Design of 24-GHz 1Tx 2Rx FMCW Transceiver)

  • 김태현;권오윤;김준성;박재현;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권10호
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    • pp.758-765
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    • 2018
  • 본 논문은 65-nm Complemetary Metal-Oxide-Semiconductor(CMOS) 공정으로 설계한 송신 1채널, 수신 2채널을 내장한 24 GHz 송수신 칩과 이 칩을 이용하여 제작한 24 GHz Frequency Modulated Continuous Wave(FMCW) 레이다 모듈을 제시한다. CMOS 송수신 칩은 14체배기, 저잡음 증폭기, 하향 변환 믹서, 전력 증폭기를 포함하고 있다. 송신 출력은 23.8~24.36 GHz 대역에서 10 dBm 이상이며, 위상 잡음은 1 MHz 오프셋에서 -97.3 dBc/Hz이다. 수신기는 25.2 dB의 변환 이득과 -31.7 dBm의 $P_{1dB}$를 갖는다. 송수신 칩은 모두 합해 295 mW를 소모하고 $1.63{\times}1.6mm^2$의 면적을 차지한다. 레이다 시스템은 FR4 기판과 저손실 듀로이드 기판을 적층하여, 저손실 기판위에 칩과 안테나 및 고주파 전송선을 배치하고, 바이어스 회로와 이득 블록, FMCW 신호 발생 블록은 FR4 기판에 집적하여 하나의 레이다 모듈을 구성하였다. 안테나는 패치 형태로 송신 안테나는 $4{\times}4$ 패치 안테나로 14.76 dBi의 안테나 이득을 수신 안테나는 $4{\times}2$ 패치 안테나로 11.77 dBi의 안테나 이득을 구현하였다. 코너 리플렉터를 사용하여 거리 및 방위각 탐지 실험을 수행하였고, 정상 동작을 확인하였다.

Monte Carlo N-Particle Extended 코드를 이용한 연X선 정전기제거장치의 최적설계에 관한 연구 (A Study on the Optimal Design of Soft X-ray Ionizer using the Monte Carlo N-Particle Extended Code)

  • 정필훈;이동훈
    • 한국안전학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.34-37
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    • 2017
  • In recent emerging industry, Display field becomes bigger and bigger, and also semiconductor technology becomes high density integration. In Flat Panel Display, there is an issue that electrostatic phenomenon results in fine dust adsorption as electrostatic capacity increases due to bigger size. Destruction of high integrated circuit and pattern deterioration occur in semiconductor and this causes the problem of weakening of thermal resistance. In order to solve this sort of electrostatic failure in this process, Soft X-ray ionizer is mainly used. Soft X-ray Ionizer does not only generate electrical noise and minute particle but also is efficient to remove electrostatic as it has a wide range of ionization. X-ray Generating efficiency has an effect on soft X-ray Ionizer affects neutralizing performance. There exist variable factors such as type of anode, thickness, tube voltage etc., and it takes a lot of time and financial resource to find optimal performance by manufacturing with actual X-ray tube source. MCNPX (Monte Carlo N-Particle Extended) is used for simulation to solve this kind of problem, and optimum efficiency of X-ray generation is anticipated. In this study, X-ray generation efficiency was measured according to target material thickness using MCNPX under the conditions that tube voltage is 5 keV, 10 keV, 15 keV and the target Material is Tungsten(W), Gold(Au), Silver(Ag). At the result, Gold(Au) shows optimum efficiency. In Tube voltage 5 keV, optimal target thickness is $0.05{\mu}m$ and Largest energy of Light flux appears $2.22{\times}10^8$ x-ray flux. In Tube voltage 10 keV, optimal target Thickness is $0.18{\mu}m$ and Largest energy of Light flux appears $1.97{\times}10^9$ x-ray flux. In Tube voltage 15 keV, optimal target Thickness is $0.29{\mu}m$ and Largest energy of Light flux appears $4.59{\times}10^9$ x-ray flux.

Effect of condensed tannins from Ficus infectoria and Psidium guajava leaf meal mixture on nutrient metabolism, methane emission and performance of lambs

  • Pathak, A.K.;Dutta, Narayan;Pattanaik, A.K.;Chaturvedi, V.B.;Sharma, K.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제30권12호
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    • pp.1702-1710
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    • 2017
  • Objective: The study examined the effect of condensed tannins (CT) containing Ficus infectoria and Psidium guajava leaf meal mixture (LMM) supplementation on nutrient metabolism, methane emission and performance of lambs. Methods: Twenty four lambs of ~6 months age (average body weight $10.1{\pm}0.60kg$) were randomly divided into 4 dietary treatments (CT-0, CT-1, CT-1.5, and CT-2 containing 0, 1.0, 1.5, and 2.0 percent CT through LMM, respectively) consisting of 6 lambs each in a completely randomized design. All the lambs were offered a basal diet of wheat straw ad libitum, oat hay (100 g/d) along with required amount of concentrate mixture to meet their nutrient requirements for a period of 6 months. After 3 months of experimental feeding, a metabolism trial of 6 days duration was conducted on all 24 lambs to determine nutrient digestibility and nitrogen balance. Urinary excretion of purine derivatives and microbial protein synthesis were determined using high performance liquid chromatography. Respiration chamber study was started at the mid of 5th month of experimental feeding trial. Whole energy balance trials were conducted on individual lamb one after the other, in an open circuit respiration calorimeter. Results: Intake of dry matter and organic matter (g/d) was significantly (p<0.05) higher in CT-1.5 than control. Digestibility of various nutrients did not differ irrespective of treatments. Nitrogen retention and microbial nitrogen synthesis (g/d) was significantly (p<0.01) higher in CT-1.5 and CT-2 groups relative to CT-0.Total body weight gain (kg) and average daily gain (g) were significantly (linear, p<0.01) higher in CT-1.5 followed by CT-1 and CT-0, respectively. Feed conversion ratio (FCR) by lambs was significantly (linear, p<0.01) better in CT-1.5 followed by CT-2 and CT-0, respectively. Total wool yield (g; g/d) was linearly (p<0.05) higher for CT-1.5 than CT-0. Methane emission was linearly decreased (p<0.05) in CT groups and reduction was highest (p<0.01) in CT-2 followed by CT-1.5 and CT-1. Methane energy (kcal/d) was linearly decreased (p<0.05) in CT groups. Conclusion: The CT supplementation at 1% to 2% of the diet through Ficus infectoria and Psidium guajava LMM significantly improved nitrogen metabolism, growth performance, wool yield, FCR and reduced methane emission by lambs.

DGPS 보정신호 전송을 위한 휴대전화 인터페이스 모듈의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Mobile Phone Interface Module for DGPS Correction Message Transmission)

  • 이재훈;김창수;정성훈;이태오;윤희철;임재홍
    • 한국항해항만학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.419-426
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    • 2002
  • 기존 RTK-GPS(Real Time Kinematic-Global Positioning System)는 고가의 장비인 RF(Radio Frequency) 방식의 무선 모뎀을 사용하므로 사용자의 무선국 허가, 전파의 지리적 장애물에 의한 영향, 전송거리의 제한, 주파수 혼신, 주파수 자원의 유한성 등의 문제점이 있다. 본 논문에서는 이런 문제점을 해결하기 위해서 RTK-GPS 수신기의 무선 모뎀을 대체할 수 있는 방법으로 휴대전화를 이용한 DGPS 수신기와의 보정신호 전송기법을 설계하고, RTK-GPS 수신기와 휴대전화간의 연동을 위한 인터페이스 모듈의 설계 및 PIC(Programmable Integrated Circuit)를 이용한 하드웨어 모듈을 구현하였다. 그 결과 인터페이스 모듈은 GPS 수신기와 휴대전화간의 인터페이스 모듈로서 RS-232C와 통신 제어를 통한 보정신호의 전송을 가능함과 이동국에서는 송신 및 수신 된 보정신호 데이터를 이용하여 상대 측위를 통한 정밀한 측위가 이루어짐을 얻었다. 기준국과 이동국의 휴대전화를 연동한 인터페이스 모듈 시스템은 기존의 RF 방식의 무선 모뎀 시스템과 비교하여 거의 동일한 정밀도를 얻을 수 있었다.

2.9V~5.6V의 넓은 입력 전압 범위를 가지는 웨어러블 AMOLED용 2-채널 DC-DC 변환기 설계 (Design of 2-Ch DC-DC Converter with Wide-Input Voltage Range of 2.9V~5.6 V for Wearable AMOLED Display)

  • 이희진;김학윤;최호용
    • 전기전자학회논문지
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    • 제24권3호
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    • pp.859-866
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    • 2020
  • 본 논문에서는 2.9 V ~ 5.6V의 넓은 입력 전압 범위를 가지는 웨어러블 AMOLED용 2-채널 DC-DC 변환기를 설계한다. 양전압 VPOS는 과도한 입력전압이 인가된다 하더라도 정상 출력 전압을 생성되는 OPC를 내장하고, 경부하 효율을 제고하기 위한 SPWM-PWM 듀얼모드 및 파워 트랜지스터 3-분할을 적용한 부스트 변환기로 설계한다. 음전압 VNEG는 전력 효율을 높이기 위해 0.5x 인버팅 차지펌프를 이용해 설계한다. 제안된 DC-DC 변환기는 0.18-㎛ BCDMOS 공정으로 설계하였다. DC-DC 변환기는 2.9V~5.6V의 입력 전압에 대해 4.6V의VPOS와 -0.6V~-2.3V의 VNEG 전압을 생성한다. 또한 1mA~70mA 부하전류에서 49%~92%의 전력효율과 최대 20mV의 출력 리플을 가졌다.