• 제목/요약/키워드: Nonlinear analog-to-digital converter

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비선형 단일 기울기 ADC를 사용하여 아날로그 감마 보정을 적용한 CMOS 이미지 센서 (A CMOS Image Sensor with Analog Gamma Correction using a Nonlinear Single Slope ADC)

  • 함석헌;한건희
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권1호
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    • pp.65-70
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    • 2006
  • 인간의 눈은 넓은 영역의 빛의 밝기를 받아들이기 위해 log 응답 특성을 갖는 반면 이미지 센서는 제한된 dynamic range를 갖는다. 선형 ADC(analog-to-digital converter)를 적용한 일반적인 CMOS 이미지 센서는 이미지의 어두운 부분을 확실하게 나타나게 하기 위하여 이득을 높이며 일부 밝은 부분의 포화 현상을 막을 수는 없다. 감마 보정은 인간의 눈의 반응에 맞추는 본질적인 방법이다. 그러나 디지털 감마 보정은 ADC 해상도와 센서 자체의 dynamic range의 한계 때문에 이미지의 질을 떨어뜨린다. 본 논문은 아날로그 감마 보정을 수행하는 비선형 ADC를 사용한 CMOS 이미지 센서를 제안한다. 제안된 비선형 ADC를 적용한 CMOS 이미지 센서는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하였다. 제안된 비선형 ADC CIS를 적용한 아날로그 감마 보정이 기존의 디지털 감마 보정 방법에 비해 질적으로 향상된 이미지를 보였는데 수치적으로 200mV 미만 픽셀 출력으로 이루어진 저조도 이미지에서의 peak-signal-to-noise ratio (PSNR)는 제안된 아날로그 감마 보정이 27.8dB, 디지털 감마 보정이 25.6dB로 측정되어 아날로그 감마 보정이 디지털 감마 보정에 비해 저조도 양자화 잡음을 $28.8\%$ 개선되었음을 확인하였다.

상관(Correlation) LMS 적응 기법을 이용한 비선형 반향신호 제거에 관한 연구 (Nonlinear Echo Cancellation using a Correlation LMS Adaptation Scheme)

  • 박홍원;안규영;송진영;남상원
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.882-885
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    • 2003
  • In this paper, nonlinear echo cancellation using a correlation LMS (CLMS) algorithm is proposed to cancel the undesired nonlinear echo signals generated in the hybrid system of the telephone network. In the telephone network, the echo signals may result the degradation of the network performance. Furthermore, digital to analog converter (DAC) and analog to digital converter (ADC) may be the source of the nonlinear distortion in the hybrid system. The adaptive filtering technique based on the nonlinear Volterra filter has been the general technique to cancel such a nonlinear echo signals in the telephone network. But in the presence of the double-talk situation, the error signal for tap adaptations will be greatly larger, and the near-end signal can cause any fluctuation of tap coefficients, and they may diverge greatly. To solve a such problem, the correlation LMS (CLMS) algorithm can be applied as the nonlinear adaptive echo cancellation algorithm. The CLMS algorithm utilizes the fact that the far-end signal is not correlated with a near-end signal. Accordingly, the residual error for the tap adaptation is relatively small, when compared to that of the conventional normalized LMS algorithm. To demonstrate the performance of the proposed algorithm, the DAC of hybrid system of the telephone network is considered. The simulation results show that the proposed algorithm can cancel the nonlinear echo signals effectively and show robustness under the double-talk situations.

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다단 12-비트 고속 파이프라인 A/D 변환기의 구조 설계 (An Architecture Design of a Multi-Stage 12-bit High-Speed Pipelined A/D Converter)

  • 임신일;이승훈
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권12호
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    • pp.220-228
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    • 1995
  • An optimized 4-stage 12-bit pipelined CMOS analog-to-digital converter (ADC) architecture is proposed to obtain high linearity and high yield. The ADC based on a multiplying digital-to-analog converter (MDAC) selectively employs a binary-weighted-capacitor (BWC) array in the front-end stage and a unit-capacitor (UC) array in the back-end stages to improve integral nonlinearity (INL) and differential nonlinearity (DNL) simultaneously whil maintaining high yield. A digital-domain nonlinear error calibration technique is applied in the first stage of the ADC to improve its accuracy to 12-bit level. The largest DNL error in the mid-point code of the ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is reduced by avoiding a code-error symmetry observed in a conventional digitally calibrated ADC is simulated to prove the effectiveness of the proposed ADC architecture.

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D/A 젼환기의 비선형왜곡을 보상하는 Echo Canceller (Echo canceller compensating a nonlinear distortion of D/A converter)

  • Jeong, Gi-Seog
    • 전자공학회논문지A
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    • 제32A권3호
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    • pp.10-17
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    • 1995
  • this thesis proposes a new echo canceller that can be used in a fulll-duplex digital subscriber loopmodem. The modem suffers from nonlinear distortion such as transmitted pulse asymmetry, saturation in transformers, and nonlinearity of data converters. The proposed nonlinear echo canceller can compensate the nolinear distortion by using a nonlinear digital filter based on canonical pieceewise-linear (CPWL) function. Numerical results based on computer simulation are given in this paper. It is shown that the convergence characteristics depend on the initial values of weights of linear filters with absoluters and that the nonlinearity in digital-to-analog(D/A) converter can be compensated by a relatively small number linear filters with absoluters. It is also shown that the proposed algorithm has a faster convergence rate in comparison with Voterra algorithm.

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Efficient Signature-Driven Self-Test for Differential Mixed-Signal Circuits

  • Kim, Byoungho
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권5호
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    • pp.713-718
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    • 2016
  • Predicting precise specifications of differential mixed-signal circuits is a difficult problem, because analytically derived correlation between process variations and conventional specifications exhibits the limited prediction accuracy due to the phase unbalance, for most self-tests. This paper proposes an efficient prediction technique to provide accurate specifications of differential mixed-signal circuits in a system-on-chip (SoC) based on a nonlinear statistical nonlinear regression technique. A spectrally pure sinusoidal signal is applied to a differential DUT, and its output is fed into another differential DUT through a weighting circuitry in the loopback configuration. The weighting circuitry, which is employed from the previous work [3], efficiently produces different weights on the harmonics of the loopback responses, i.e., the signatures. The correlation models, which map the signatures to the conventional specifications, are built based on the statistical nonlinear regression technique, in order to predict accurate nonlinearities of individual DUTs. In production testing, once the efficient signatures are measured, and plugged into the obtained correlation models, the harmonic coefficients of DUTs are readily identified. This work provides a practical test solution to overcome the serious test issue of differential mixed-signal circuits; the low accuracy of analytically derived model is much lower by the errors from the unbalance. Hardware measurement results showed less than 1.0 dB of the prediction error, validating that this approach can be used as production test.

FMCW 레이저 거리 측정기의 비선형성 보정 방법 (Nonlinearity Correction Method in FMCW Laser Range Finder)

  • 정수용;이성로;정민아;박창수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제38C권4호
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    • pp.351-358
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    • 2013
  • 본 논문에서는 연속파 주파수 변조(FMCW) 레이저 거리 측정기에서 주파수 변화의 비선형성을 보정하는 기술을 제안하였다. FMCW 기반의 레이저 거리측정기는 높은 거리 분해능을 위해 주파수 변화의 선형성이 요구되며, 비선형성이 존재할 경우 비트 신호의 주파수가 일정하지 않아 거리 측정 성능에 심각한 영향을 미치게 된다. 하지만 일반적으로 주파수 변조를 위해 사용하는 VCO(Voltage Controlled Oscillator)의 출력은 비선형적인 특성을 가지게 된다. 이와 같은 주파수 변화의 비선형성을 보정하기 위하여 본 논문에서는 보조 딜레이 구조를 사용하였다. 보조 딜레이 구조에서 생성되는 신호는 거리 정보를 가진 비트 신호와 동일한 변화율을 가지며, ADC(Analog to Digital Converter)의 Trigger 신호로 사용된다. 즉, 비트 신호의 주파수와 동일한 변화율을 가지는 신호를 Trigger로 사용하여 비트 신호를 샘플링 함으로 비선형성이 보정되어 일정한 비트 주파수를 얻을 수 있고, 따라서 정확한 거리 측정을 할 수 있게 된다. 이에 대한 성능을 검증하기 위해 실험을 수행하여 그 결과를 제시하였다. 제안한 방식에 의해 비성형성으로 인한 FMCW 레이저 거리 측정기의 측정 오차를 개선하여 시스템의 성능이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

비행시험을 통한 항공기의 비선형 실속 운동시의 매개변수 추정 (Parameter identification of the nonlinear stall motion from flight test data)

  • 전일환;황명신;이정훈
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1996년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); 포항공과대학교, 포항; 24-26 Oct. 1996
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    • pp.199-202
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    • 1996
  • In this paper, we used the maximum likelihood method for 2-point aerodynamic model to determine the parameters of the ChangGong-91. Since the estimation from the flight test of real aircraft is the most reliable, we performed the flight test of ChangGong-91 to get the parameters such as velocity, height, 3 axis acceleration, 3 axis angular rate, pitch angle, angle of attack, temperature and so on. We recorded the flight test data in S-VHS tapes and stored them to personal computer using A/D(analog to digital) converter. Flight test was done in stall motion, and the acquired data was be processed with parameter identification method.

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DBNS 변환오차를 고려한 비선형 ADC 엔코더 설계 (Design of a nonlinear ADC encoder to reduce the conversion errors in DBNS)

  • 우경행;최원호;김종수;최재하
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.249-254
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    • 2013
  • 아날로그 신호를 입력받아서 실시간으로 처리하기 위해서는 빠른 곱셈 연산회로와 고속 ADC(A/D converter) 회로가 필요하며 이를 위하여 Double-base Number System(DBNS)이 효과적인 것으로 알려져 있다. DBNS는 2와 3을 밑수로 이용하는 시스템으로서 이진 곱셈기와 비교할 때 곱셈 처리가 매우 빠르며, 칩 면적을 감소시킬 수 있으며, 저소비전력의 장점을 갖고 있다. 그러나 DBNS의 고유특성 때문에 변환오차가 발생하며, 디지털 필터의 구조로 인하여 오차가 연산결과에 누적되어 기존에 사용하던 2진수 방식에 비하여 차단 주파수의 S/N 특성이 저하되는 단점이 있다. 본 논문에서는 필터 계수에 대한 오차를 분석하여 ADC의 엔코더를 비선형으로 설계함으로써 DBNS의 누적오차를 상쇄시키는 방법을 제안하였다. 제안된 시스템은 엔코더 회로만이 수정되었으므로 DBNS의 장점은 그대로 유지된다. 제안한 ADC 엔코더가 비선형임에도 불구하고 -70dB의 차단 주파수 특성을 갖도록 설계한 FIR 필터와 비교하면, 기존의 DBNS 엔코더의 결과는 -35dB를 얻을 수 있었지만, 본 연구에서 제안된 비선형 DBNS 엔코더는 -45dB의 S/N로 -10dB의 향상을 이룰 수 있었다.

ADC 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득 설정 방법 (Receiver Gain of Active Phased Array Radar-Dependence on ADC Characteristic)

  • 김태환;최병관;이희영;조춘식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권1호
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    • pp.52-59
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    • 2009
  • 현대의 레이더는 큰 클러터 환경에서 동작하기 위해 넓은 동적 영역을 요구한다. ADC(Analog-to-Digital Converter)가 발생시키는 스퓨리어스(spurious) 신호는 넓은 동적 영역을 구현하는데 걸림돌이 되고 있다. 본 논문에서는 ADC의 비선형 특성에 따른 능동 위상 배열 레이더 수신기의 이득을 분석하였다. ADC SFDR(Spurious Free Dynamic Range)은 시스템이 요구하는 동적 영역을 한정하고, 제한된 영역내에서 ADC SNR(Signal-to-Noise Ratio) 손실을 고려하여 ADC 동적 영역을 설정하였다. 그리고 계산된 능동 위상 배열 레이더의 안테나단 출력 잡음 전압과 ADC 입력 잡음 전압을 비교하여 수신기의 이득을 구하였다. 끝으로 응용 예제를 통한 전체적인 내용을 살펴보았다.

밀리미터파 탐색기를 위한 Ka-대역 수신기 모듈의 설계 및 제작 (Design and Fabrication of the Ka-Band Receive Module for Millimeter Wave Seeker)

  • 양승식;임주현;송성찬
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권1호
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    • pp.78-84
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    • 2012
  • 본 논문에서는 밀리미터파 탐색기에 사용되는 Ka-대역 수신기 모듈 설계 및 제작 기법을 제시하였다. 수신기 모듈은 안테나 연결을 위한 도파관, 순환기(Circulator) 및 모드 변환기, 수신기 보호를 위한 리미터 및 이득 제어 증폭기를 포함한다. 또한 모노 펄스 수신을 위한 합, 고각 및 방위각 채널로 구성되며 재밍 신호 확인을 위한 SLB(Sidelobe Blankin) 채널로 구성된다. 본 논문에서는 ADC(Analog to Digital Converter)의 비선형 특성에 따른 수신기 이득 및 이득 제어 범위를 분석하고, 넓은 수신기 동작 영역을 가지도록 설계되었다. 제작된 Ka-대역 수신기 측정 결과, 주파수 대역은 1 GHz, 잡음 지수는 8.2 dB 이하, 이득은 $56{\pm}2dB$, 동적 영역은 135 dB, 이득 제어 86 dB 이상, 채널간 격리도 35 dB 이상이다.