• 제목/요약/키워드: Coarse-fine ADC

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이중 루프 Digital LDO Regulator 용 ADC 설계 (Design of ADC for Dual-loop Digital LDO Regulator)

  • 박상순;전정희;이재형;최중호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권3호
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    • pp.333-339
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    • 2023
  • 세계적으로 웨어러블 디바이스의 시장이 확장하고 있으며, 이를 위한 효율적인 PMIC의 수요 또한 늘어나고 있다. 웨어러블 디바이스용 PMIC 특성상 높은 에너지 효율과 작은 면적이 필요하다. 프로세스 기술의 발전으로 저전력 설계가 가능하지만, 기존의 아날로그 LDO 레귤레이터는 전원 전압이 낮아짐에 따라 설계의 어려움이 있다. 본 논문에서는 이중 루프 디지털 LDO용 coarse-fine ADC를 제안한다, ADC의 설계는 55 nm CMOS 공정으로 진행하였고 34.78 dB와 5.39 bits의 SNR과 ENOB를 갖는다.

투스텝 구조를 가진 10비트 40Msample/s 폴딩&인터폴레이팅 아날로그-디지털 변환기 (A 10-bit 40-Msample/s Folding & Interpolating A/D Converter with two-step Architecture)

  • 김수환;성준제;김태형;김석기;임신일
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.255-258
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    • 1999
  • This paper describes a 40-Msample/s 10-bit CMOS folding and interpolating analog-to-digital converter (ADC). A new 2-step architecture is proposed. The proposed architecture is composed of a coarse ADC bloch for the 6bits of MSBs and a fine ADC block for the remaining 4bits. The amplified folding analog signals in the coarse ADC are selectively chosen for the fine ADC. In the fine ADC, the bubble errors of the comparators are corrected by using the BGM(binary-gray-mixed) code[1] and extra two comparators are used to correct underflow and overflow errors. The proposed ADC was simulated using CMOS 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ parameters and occupies 1.0mm$\times$1.0mm. The power consumption is 48㎽ at 40MS/s with 2.5-V power supply. The INL is under $\pm$2.0LSB and the DNL. is under $\pm$1.0LSB by Matlab simulations.

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새로운 기준 전압 인가 방법을 사용하는 8b 200MHz 시간 공유 서브레인징 ADC (An 8b 200MHz Time-Interleaved Subranging ADC With a New Reference Voltage Switching Scheme)

  • 문정웅;양희석;이승훈
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제39권4호
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    • pp.25-35
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    • 2002
  • 본 논문에서는 단일 폴리 공정을 기반으로 하여 8b 해상도로 200MHz의 고속 동작을 하기 위해 최적화된 시간 공유 서브레인징 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 제안한다. 제안하는 ADC는 높은 정확도를 요구하는 하위 ADC에 이중 채널 구조를 적용하여 높은 샘플링 주파수를 보장하였고, 새로운 기준 전압 인가 방식을 적용하여 기준 전압의 빠른 정착 시간을 얻으면서 동시에 칩 면적을 크게 감소시켰다. 기준 전압을 생성하는 저항열에서는 선형성 및 속도 향상을 위해 기존의 인터메쉬드 구조를 보완한 새로운 저항열을 사용하였다. 8 비트 수준의 정밀도에서 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 공통 드레인(common- drain) 증폭기 구조를 사용하여 샘플-앤-홀드 증폭기(Sample-and-Hold Amplifier:SHA)를 설계하였으며, 입력단에 스위치와 캐패시터로 구성된 동적 공통 모드 궤환 회로(Dynamic Common Mode Feedback Circuit)를 사용하여 SHA의 동적 동작 범위(dynamic range)를 증가시켰다. 동시에 상위 ADC와 하위 ADC간의 신호 처리를 단순화시키기 위해 상위 ADC에 새로운 인코딩 회로를 제안하였다.

10-bit Two-Step Single Slope A/D 변환기를 이용한 고속 CMOS Image Sensor의 설계 (Design of a CMOS Image Sensor Based on a 10-bit Two-Step Single-Slope ADC)

  • 황인경;김대윤;송민규
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권11호
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    • pp.64-69
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    • 2013
  • 본 논문에서는 10-bit 해상도의 Two-Step Single-Slope A/D 변환기를 이용한 고속 CMOS Image Sensor(CIS)를 제안하였다. 제안하는 A/D 변환기는 5-bit coarse ADC 와 6-bit fine ADC 로 구성되어 있으며, 기존의 Single-Slope A/D 변환기보다 10배 이상의 변환속도를 나타내었다. 또한 고속 동작에서 적은 노이즈 특성을 갖기 위해 Digital Correlated Double Sampling(D-CDS) 회로를 제안하였다. 설계된 A/D 변환기는 0.13um 1-poly 4-metal CIS 공정으로 제작되었으며 QVGA($320{\times}240$)급 해상도를 갖는다. 제작된 칩의 유효면적은 $5mm{\times}3mm$ 이며 3.3V 전원전압에서 약 35mW의 전력소모를 나타내었다. 변환속도는 10us 이었으며, 프레임율은 220 frames/s으로 측정되었다.

Design of a CMOS Image Sensor Based on a 10-bit Two-Step Single-Slope ADC

  • Hwang, Yeonseong;Song, Minkyu
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권2호
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    • pp.246-251
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    • 2014
  • In this paper, a high-speed CMOS Image Sensor (CIS) based on a 10-bit two step Single Slope A/D Converter (SS-ADC) is proposed. The A/D converter is composed of both 5-bit coarse ADC and a 6-bit fine ADC, and the conversion speed is 10 times faster than that of the single-slope A/D convertor. In order to reduce the pixel noise, further, a Hybrid Correlated Double Sampling (H-CDS) is also discussed. The proposed A/D converter has been fabricated with 0.13um 1-poly 4-metal CIS process, and it has a QVGA ($320{\times}240$) resolution. The fabricated chip size is $5mm{\times}3mm$, and the power consumption is about 35 mW at 3.3 V supply voltage. The measured conversion speed is 10 us, and the frame rate is 220 frames/s.

A 8-bit Variable Gain Single-slope ADC for CMOS Image Sensor

  • 박수양;손상희;정원섭
    • 전기전자학회논문지
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    • 제11권1호통권20호
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    • pp.38-45
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    • 2007
  • A new 8-bit single-slope ADC using analog RAMP generator with digitally controllable dynamic range has been proposed and simulated for column level or per-pixel CMOS image sensor application. The conversion gain of ADC can he controlled easily by using frequency divider with digitally controllable diviber ratio, coarse/fine RAMP with class-AB op-amp, resistor strings, decoder, comparator, and etc. The chip area and power consumption can be decreased by simplified analog circuits and passive components. Proposed frequency divider has been implemented and verified with 0.65um, 2-poly, 2-metal standard CMOS process. And the functional verification has been simulated and accomplished in a 0.35$\mu$m standard CMOS process.

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새로운 리플 아날로그-디지털 변환기 (A New Ripple Analog-to-Digital Converter)

  • 차형우;정원섭
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제27권8호
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    • pp.1255-1259
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    • 1990
  • A new ripple analog-to-digital converter (ADC) has been developed. It consists of two parallel ADCs and a switching network. The circuit operates on the analog input signal in two serial steps. First, a coarse conversion is made to determine the most significant bits by the first parallel ADC. The resultant bits control the switching network to connect a series resistor segment, within which the analog signal is contained, to the second parallel ADC. At second step, a fine conversion is made to determine the least significant bits by the second parallel ADC. The circuit requires 2(2\ulcorner\ulcorner1) comparators, 2(2\ulcorner\ulcorner resistors, and 2(2\ulcorner\ulcorner swithches for N-bit resolution.

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새로운 리플 아나로그-디지틀 변환기 (A New Ripple Analog - to - Digital Converter)

  • 정원섭
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1988년도 전기.전자공학 학술대회 논문집
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    • pp.571-573
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    • 1988
  • A new ripple analog-to-digital converter(ADC) has been developed. It consists of two parallel ADCs and a switching network. The circuit operates on the input signal in two serial steps. First a coarse conversion is made to determine the most significant bits by the first parallel ADC. The results control a switching network to connect the series resistor segment, the analog signal is contained within, to the second parallel ADC. At second step, a fine conversion is made to determine the least signification bits by the second parallel ADC. The circuit requires 2(2$\frac{N}{2}$) comparators, 2(2$\frac{N}{2}$) resistors, and 2(2$\frac{N}{2}$) switches for N-bit resolution.

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새로운 방법의 채널 시간 공유 Subraning ADC 8bit 80MS/s 0.18um CMOS (A Novel Method for Time-Interleaved Subranging ADC 8bit 80MS/s in 0.18um CMOS)

  • 박기철;김강직;조성익
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제46권1호
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    • pp.76-81
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    • 2009
  • 본 논문에서는 새로운 방법의 채널 시간 공유 Subranging ADC를 제안한다. 기존 Subranging ADC의 경우, 상위 비교기 블록과 하위 비교기 블록이 각각 존재 하여 면적과 파워소비가 단점을 지니고 있다. 제안하는 Subrangin ADC는 기존 Subranging ADC와 비슷하나 가장 큰 특징은 하위 ADC의 비교기가 존재하지 않는다. 하위 ADC의 비교기가 존재하지 않는 대신에 Control Switch(CS)를 사용하여 상위 ADC의 비교기를 시간차이를 두고 공유하는 형식을 보여주고 있다. 제안하는 ADC는 하위단의 비교기 블록을 제거하고 상위단의 비교기 블록과 공유하므로 기존 Subranging ADC보다 컴페레이터 숫자를 반으로 줄이며 따라서 칩 전체 면적을 40% 가량 줄인다. 동작 특성을 확인하기 위하여 $0.18{\mu}m$ 1P6M Technology 이용하여 제안된 방법으로 8bit ADC를 설계하였다. 시뮬레이션 결과, 전원전압 1.8V에서 8bit 80MS/s 특성 그리고 10mW의 낮은 전력 소모의 특성을 나타내었다.

서남해안(西南海岸) 간석지토양(干潟地土壤)의 특성(特性)에 관(關)한 조사연구(調査硏究) (A Study on the Characteristics of Fluvio Marine Soils developed in the West South Coastal area)

  • 심재환;정정화;안열
    • 한국토양비료학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.280-284
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    • 1989
  • 서남해안(西南海岸)에 분포(分布)되어 있는 간척가능지(干拓可能地) 442,000ha에 대(對)한 토성별(土性別) 분포현황(分布現況)과 물리화학적(物理化學的) 특성(特性)을 조사(調査) 분석(分析)하고 토양(土壤) 성숙(成熟)에 따라 일어나는 상상(像想) 침하량(沈下量)에 대(對)하여 연구(硏究)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 기존간척지(旣存干拓地) 257,000ha의 토성별(土性別) 분포면적(分布面積)은 미사식양질(微砂埴壤質) 53.0%, 미사사양질(微砂砂壤質) 36.0%, 사질(砂質) 6.0%, 사양질(砂壤質) 5.0% 이다. 2. 간척가능지(干拓可能地) 442,000ha의 토성별(土性別) 분포면적(分布面積)은 미사식양질(微砂埴壤質) 51.0%, 사질(砂質) 20.0%, 사양질(砂壤質) 15.0%, 징사식양질(徵砂埴壤質) 14.0%이며 지역별(地域別) 분포(分布)는 경기(京機)와 전남(全南)은 미사질계토양(微砂質系土壤), 전북(全北)은 조립질토양(粗粒質土壤), 충남지역(忠南地域)은 각종토성(各種土性)이 고르게 분포(分布)되어 있다. 3. 간척가능지토양(干拓可能地土壤)은 염도(鹽度)(EC) 46~51mmhos/cm, E.S.P 25~60%, pH 7.5~8.0으로 U.S.Salinity Lab의 염류토양(鹽類土壤) 분류(分類)로 함염(含鹽)Alkali토와(土) 유사(類似)하다. 4. 간척가능지(干拓可能地)를 농경지(農耕地)로 개발(開發)할때 예상(豫想)되는 침하량(沈下量)은 미사질양토(微砂質壤土) 18.0%, 치사질식양토(徵砂質埴壤土) 21.0%이다.

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