본 논문에서는 RF 전력 증폭기의 메모리 효과 모델링의 정확성을 향상시키기 위한 확장된 메모리 다항식 모델을 제안하고 검증하였다. 볼테라 커널 중에서 대각행렬의 성분만을 고려하는 기본적인 메모리 다항식 기반의 모델의 정확성을 향상시키기 위하여 지연차수가 다른 성분들에 의한 교차항을 추가하여 확장 모델을 구성하였다. 제안된 확장 메모리 다항식의 복잡성을 메모리리스 모델, 메모리 다항식 모델과 비교하였다. 확장된 모델을 이용하여 비선형 관계식을 행렬식으로 표현한 후, 최소 자승법(least square method)을 이용하여 변수를 추출하는 모델링 기법을 제시하였다. 또한, 제안된 기법과 간접 학습 방식을 이용하여 디지털 사전 왜곡기를 구현하기 위한 디지털 사전 왜곡부 구현 방안 및 디지털 신호 처리(DSP) 방식을 제시하였다. 제안된 모델의 성능을 검증하기 위하여 2.3 GHz 대역의 WiBro 신호를 인가한 10 W급 GaN HEMT 전력 증폭기와 30W급 LDMOS 전력 증폭기에 대하여 모델의 정확도를 비교 검토하였으며, 10W GaN HEMT 전력 증폭기에 대하여 제안된 모델을 이용하는 간접 학습 방식에 기반한 디지털 사전 왜곡기를 적용하여 인접 채널 간섭비(ACPR) 성능을 검증하였다. 제안한 모델은 메모리 다항식에 비하여 모델의 정확성을 향상시키고 10 W GaN HEMT에 대하여 디지털 사전 왜곡기 적용시 기존 방식에 비하여 3차 비선형 영역에서 평균 3 dB의 ACPR 성능 향상을 보여주었다.
WiBro radio frequency (RF) repeater is used for solving the problem of partial shadow areas in the wireless communication field that uses time-division duplexing (TDD) mode. In this paper, a method to efficiently generate TDD signals for WiBro RF repeater is proposed and its digital circuit is implemented. A TDD signal is detected from RF signals transmitted/received to/from RF repeater and then inputted again into the RF repeater, so that it can operate normally. First, the envelope of downlink signals is detected and then clamped to extract the basic form of a TDD signal using an operational amplifier circuit. Next, the TDD signal is generated by restoring and filtering the shape which has been distorted by the wireless channel. The algorithm and system to acquire TDD signal are developed with a goal to have simple but powerful functions with as little cost as possible. The proposed method is implemented as an RF-digital integrated system and verified through the experiments under the same condition as actual WiBro service environment.
A strain gauge weight measuring instrumentation system was designed with RF sensor network facilities. In the sensor module system data conversion and a series of signal processing were totally equipped. 16 strain gauges are incoming sensors and each output of the strain gauge was amplified and filtered for proper analog signal processing. Several measuring instrumentation OP amps and general purposed OP amps were used. 12 bits A/D converters converted analog signals to digital bits and a PIC microprocessor controlled the 16 channels of strain gauges. RF RS232 modules were used for wireless communication between the PIC microprocessor and an Ethernet host far a remote sensor monitoring system development.
Before some experiments were carried out with analog bandpass filter which used for filtering the noise included in sound source signal. And this filter was constituted by condenser, register and operational amplifier. Hut these elements made the phase characteristics to differentiate in each sensing channel and cause a little of measurement error. We made new measurement system that was substituted digital filter for the analog filter in order to develop the optimal system which could find the time delay between each sensors with high accuracy. This paper describes the new system's constitution and the function of each parts. Specially three digital filters were designed and applied to the digital signal processing Part. And a series of experiments were carried out with the source's distance 9.53meters and the random bearing interval within the limits of $0^{\circ}$ ~ $180^{\circ}$. As a result, we have recognized that the accuracy of measurements were differentiated by the methods what kind of digital filter were adopted. And we have confirmed the facts that IIR LPF was suitable for sound source's bearing measurement and FIR LPF reduced the range measurement error.
본 연구는 디지털위성중계기용 전원공급기의 설계 및 구현에 대해 기술하였다. 위성버스의 PLDIU(: Payload Distribution and Interface Unit)와 전원공급기의 인터페이스를 제시하였고, 우주환경에 대한 WCA(: Worst Case Analysis)를 통하여 ESD(: Electro Static Discharge) 등의 발생에 대한 회로 오동작 가능성을 최소화 시켰다. 발사환경 시 발생하는 진동 및 우주 방사능에 의한 TID(: Total Ionizing Dose)에 대한 시뮬레이션을 통해 신뢰성 있는 전원공급기를 설계하였으며, 제작 후 우주환경시험을 통하여 기능 및 성능에 문제없음을 확인하였다.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제12권1호
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pp.1-9
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2012
A 10-b 500 MS/s A/D converter (ADC) with a hybrid calibration and error correction logic is described. The ADC employs a single-channel cascaded folding-interpolating architecture whose folding rate (FR) is 25 and interpolation rate (IR) is 8. To overcome the disadvantage of an offset error, we propose a hybrid self-calibration circuit at the open-loop amplifier. Further, a novel prevision digital error correction logic (DCL) for the folding ADC is also proposed. The ADC prototype using a 130 nm 1P6M CMOS has a DNL of ${\pm}0.8$ LSB and an INL of ${\pm}1.0$ LSB. The measured SNDR is 52.34-dB and SFDR is 62.04-dBc when the input frequency is 78.15 MHz at 500 MS/s conversion rate. The SNDR of the ADC is 7-dB higher than the same circuit without the proposed calibration. The effective chip area is $1.55mm^2$, and the power dissipates 300 mW including peripheral circuits, at a 1.2/1.5 V power supply.
페라이트, 비정질 코아등의 고주파 연자성재료의 고주파 자기특성 데이터를 디지타이징 방법으로 얻고, 철손 및 B-H 곡선, 투자율을 자동적으로 측정할 수 있는 고주파 자기특성측정장치를 제작하였다. 본 시스템은 교류 인가를 위한 신호발생기와 전력증폭기, 인가자장을 게측하기 위한 전류측정용 저항, H 및 B 신호를 디지타이징 (digitizing)하기 위한 대역폭 500 MHz, 샘플링속도 1 Gs/s의 디지털 오실로스코프, 시스템 제어에 사용되는 GPIB 케이블 및 퍼스널 컴퓨터로 구성되었다. 자계 H 계측을 위한 전류센서로서 저항기(resistor)와 Rogowski 코일을 비교 검토한 결과 고주파 변류기 (current transformer : 이하 CT)가 주파수 특성과 노이즈 억제효과에서 보다 우수하였다. 측정시스템에 동작자속밀도 설정, 비대칭 B-H 곡선의 보정, 구형파등의 다양한 파형지원등의 기능을 부가하였다.
본 연구에서 매우 정밀한 샘플링을 필요로 하는 고해상도 비디오 응용면을 위하여 병렬 파이프라인 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 설계하였다. 본 ADC의 구조는 4 채널의 10-비트 파이프라인 ADC를 병력 time-interleave로 구성한 구조로서 이 구조에서 채널 당 샘플링 속도의 4배인 200MS/s의 샘플링 속도를 얻을 수 있었다. 변환기에서 핵심이 되는 구성요소는 Sample and Hold 증폭기(SHA), 비교기와 연산증폭기이며 먼저 SHA를 전단에 설치하여 시스템 타이밍 요구를 완화시키고 고속변환과 고속 입력신호의 처리론 가능하게 하였다. ADC 내부 단들의 1-비트 DAC, 비교기 및 2-이득 증폭기는 한 개의 switched 캐패시터 회로로 통합하여 고속동작은 물론 저 전력소비가 가능한 특성을 갖도록 하였다. 본 연구의 연산증폭기는 2단 차동구조에 부저항소자를 사용하여 높은 DC 이득을 갖도록 보강하였다. 본 설계에서 각 단에 D-플립플롭(D-FF)을 사용한 지연회로를 구성하여 변환시 각 비트신호를 정렬시켜 타이밍 오차를 최소화하였다. 된 변환기는 3.3V 공급전압에서 280㎽의 전력소비를 갖고 DNL과 INL은 각각 +0.7/-0.6LSB, +0.9/-0.3LSB이다.
인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.
The battery's State of Health (SOH) is a critical parameter in the process of battery use, as it represents the Remaining Useful Life (RUL) of the battery. Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) is a widely used technique in observing the state of the battery. The measured impedance at certain frequencies can be used to evaluate the state of the battery, as it is intimately tied to the underlying chemical reactions. In this work, a low-cost portable EIS instrument is developed on the basis of the ARM Cortex-M4 Microcontroller Unit (MCU) for measuring the impedance spectrum of Li-ion battery packs. The MCU uses a built-in DAC module to generate the sinusoidal sweep perturbation signal. Moreover, it performs the dual-channel acquisition of voltage and current signals, calculates impedance using a Digital Lock-in Amplifier (DLA), and transmits the result to a PC. By using LabVIEW, an interface was developed with the real-time display of the EIS information. The developed instrument was suitable for measuring the impedance spectrum of the battery pack up to 1000 V. The measurement frequency range of the instrument was from 1 hz to 1 Khz. Then, to prove the performance of the developed system, the impedance of a Samsung SM3 battery pack and a Bexel pouch module were measured and compared with those obtained by the commercial instrument.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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