• 제목/요약/키워드: Sigma-Delta

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개선된 DWA 구조를 갖는 3차 3-비트 SC Sigma-Delta Modulator (A $3^{rd}$ order 3-bit Sigma-Delta Modulator with Improved DWA Structure)

  • 김동균;조성익
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권5호
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    • pp.18-24
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    • 2011
  • DEM(Dynamic Element Matching) 기법중의 하나인 DWA(Data Weighted Averaging)는 멀티비트 Sigma-Delta Modulator에서 피드백 DAC의 단위요소 커패시터 부정합으로 인한 비선형성을 제거하기 위하여 널리 이용된다. 본 논문에서는 기존 DWA 구조에서 적용된 클록 타이밍을 조정하여 양자화기 데이터 코드 출력을 Latch 하는 $2^n$ Register 블록을 $2^n$ S-R latch 블록으로 대체하여 MOS Tr.를 줄임과 더불어 여분의 클록을 제거하였고, n-bit 데이터 코드를 지연시키기 위해 사용되는 2개의 n-비트 Register 블록을 1개의 n-비트 Register 블록으로 감소시켰다. 개선된 DWA 구조를 이용하여 3차 3-비트 SC(Switched Capacitor) Sigma-Delta Modulator를 설계한 후, 입력 주파수 20kHz, 샘플링 주파수 2.56MHz에서 0.1% DAC 단위 요소 커패시터 부정합을 갖도록 하여 시뮬레이션 한 결과 기존의 구조와 동일한 해상도를 얻을 수 있었고, 222개의 MOS Tr. 수를 줄일 수 있었다.

Elimination of Idle Tones by a 2-Bit Adaptive Sigma-Delta Modulation System

  • Prosalentis, Evangelos;Tombras, George S.
    • ETRI Journal
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    • 제31권4호
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    • pp.393-398
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    • 2009
  • The operation of a first-order 2-bit adaptive sigma-delta modulation system is described and discussed in this paper. The system operation is based on the combination of both "memory" and "look-ahead" estimation in the employed step-size adaptation algorithm of the basic quantizer. In comparison to simple systems and other adaptive sigma-delta systems, computer simulation results show that these features of the described system are responsible for the high SNR values and the extended dynamic range achieved for AC signals as well as the noise power reduction of almost 10 dB and the complete elimination of the idle tones for DC signals. However, such an advantageous performance requires the least possible multiplicative error accumulation, and this cannot be achieved without analog circuits of the highest possible accuracy.

14 비트 분해능을 갖는 2차 Sigma-Delta 변조기 설계 및 검증 (Design and Simulation of a Second Order Sigma-Delta Modulator with 14-bit Resolution)

  • 조병욱;최평;손병기
    • 전자공학회논문지S
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    • 제36S권5호
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    • pp.122-131
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    • 1999
  • 저주파의 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하기 위해 sigma-delta 아날로그-디지털 변환기의 이용이 용이하다. 이 변환기는 변조기와 디지털 필터로 구성되는데 본 논문에서는 변조기에 대해서만 언급한다. 모델링을 통해 14비트 분해능을 갖는 2차 sigma-delta 변조기를 설계하기 위한 변조기의 구성요소 즉 연산 증폭기, 적분기, 내부 ADC 및 DAC의 최대 허용 에러 범위를 규정하였으며, 이를 토대로 연산증폭기, 2비트 ADC 및 DAC 등을 설계·검증하고, 이들을 서로 연결하여 2차 sigma-delta 변조기를 구성하였다. 3비트 ADC의 기준전압을 조절하여 변조기 성능 향상을 도모하였으며, 내부 DAC를 축전기 및 간단한 제어회로로 구성하여 비선형성 에러를 최소화하였다. 설계된 각각의 구성요소들은 모델링에서 정의된 에러 범위를 모두 만족하였으며, 전체 변조기는87㏈의 입력범위와 87㏈의 최대 신호 대 잡음 비를 가졌다.

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A 1.2-V 0.18-${\mu}m$ Sigma-Delta A/D Converter for 3G wireless Applications

  • Kim, Hyun-Joong;Jung, Tae-Sung;Yoo, Chang-sik
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.627-628
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    • 2006
  • A low-voltage switched-capacitor $2^{nd}$-order $\Sigma\Delta$ modulator using full feed-forward is introduced. It has two advantages: the unity signal transfer function and reduced signal swings inside the $\Sigma\Delta$ loop. These features greatly relax the DC gain and output swing requirements for Op-Amp in the low-voltage $\Sigma\Delta$ modulator. Implemented by a 0.18-${\mu}m$ CMOS technology, the $\Sigma\Delta$ modulator satisfies performance requirements for WCDMA and CDMA2000 standards.

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Systematic Design of High-Resolution High-Frequency Cascade Continuous-Time Sigma-Delta Modulators

  • Tortosa, Ramon;Castro-Lopez, Rafael;De La Rosa, J.M.;Roca, Elisenda;Rodriguez-Vazquez, Angel;Fernandez, F.V.
    • ETRI Journal
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    • 제30권4호
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    • pp.535-545
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    • 2008
  • This paper introduces a systematic top-down and bottom-up design methodology to assist the designer in the implementation of continuous-time (CT) cascade sigma-delta (${\Sigma}{\Delta}$) modulators. The salient features of this methodology are (a) flexible behavioral modeling for optimum accuracy-efficiency trade-offs at different stages of the top-down synthesis process, (b) direct synthesis in the continuous-time domain for minimum circuit complexity and sensitivity, (c) mixed knowledge-based and optimization-based architectural exploration and specification transmission for enhanced circuit performance, and (d) use of Pareto-optimal fronts of building blocks to reduce re-design iterations. The applicability of this methodology will be illustrated via the design of a 12-bit 20 MHz CT ${\Sigma}{\Delta}$ modulator in a 1.2 V 130 nm CMOS technology.

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CONSTANT-SIGN SOLUTIONS OF p-LAPLACIAN TYPE OPERATORS ON TIME SCALES VIA VARIATIONAL METHODS

  • Zhang, Li;Ge, Weigao
    • 대한수학회보
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    • 제49권6호
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    • pp.1131-1145
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    • 2012
  • The purpose of this paper is to use an appropriate variational framework to discuss the boundary value problem with p-Laplacian type operators $$\{({\alpha}(t,x^{\Delta}(t)))^{\Delta}-a(t){\phi}_p(x^{\sigma}(t))+f({\sigma}(t),x^{\sigma}(t))=0,\;{\Delta}-a.e.\;t{\in}I\\x^{\sigma}(0)=0,\\{\beta}_1x^{\sigma}(1)+{\beta}_2x^{\Delta}({\sigma}(1))=0,$$ where ${\beta}_1$, ${\beta}_2$ > 0, $I=[0,1]^{k^2}$, ${\alpha}({\cdot},x({\cdot}))$ is an operator of $p$-Laplacian type, $\mathbb{T}$ is a time scale. Some sufficient conditions for the existence of constant-sign solutions are obtained.

WCDMA용 67-dB DR, 1.2-V, $0.18-{\mu}m$ 시그마-델타 모듈레이터 설계 (A 67dB DR, 1.2-V, $0.18-{\mu}m$ Sigma-Delta Modulator for WCDMA Application)

  • 김현중;유창식
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권6호
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    • pp.50-59
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    • 2007
  • [ $0.18-{\mu}m$ ] CMOS 공정에서 1.2-V 2차 Full-Feedforward 구조의 ${\Sigma}{\Delta}$ 모듈레이터를 설계하였다. Full-Feedforward 구조는 Op-Amp의 성능 요구치를 크게 경감시키기 때문에 저전압 저전력 ${\Sigma}{\Delta}$ 모듈레이터를 만들기에 적합한 구조로 세계적으로 많이 채택되고 있는 추세이다. 그리고, Top-Down 설계 기법을 적용하여 ${\Sigma}{\Delta}$ 모듈레이터를 설계하였는데, 이를 위하여 Op-Amp의 유한한 DC-Gain과 Bandwidth 등 여러 가지 비이상적 효과들을 모델링하여 전달함수를 유도하였다.

Data Weighted Averaging을 이용한 3차 멀티비트 Sigma-Delta 변조기 (The Third-Order Multibit Sigma-Delta Modulator with Data Weighted Averaging)

  • 김선홍;최석우;조성익;김동용
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권9호
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    • pp.107-114
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    • 2004
  • 본 논문에서는 DWA(Data Weighted Averaging) 방식의 sigma-delta 변조기에서 피드백 지연시간을 최적화 할 수 있는 DWA 구조의 블록도 및 타이밍도를 제안한다. 변조기 설계를 위하여 MATLAB 모델링으로 적분기의 최적 계수를 설정한 후 변조기의 비이상성을 고려하여 완전 차동 SC 적분기, 피드백 DAC, 9-레벨 양자화기, DWA를 설계하였다. 각 블록을 이용하여 실현된 3차 멀티비트 sigma-delta 변조기는 0.35㎛ CMOS 공정으로 칩으로 제작하였고, 동작 특성은 1.2Vp-p 825kHz의 입력 신호, 샘플링 주파수 52.8MHz에서 75dB의 SNR과 74dB의 DR을 가진다.

Binary Power Amplifier with 2-Bit Sigma-Delta Modulation Method for EER Transmitter

  • Lim, Ji-Youn;Cheon, Sang-Hoon;Kim, Kyeong-Hak;Hong, Song-Cheol;Kim, Dong-Wook
    • ETRI Journal
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    • 제30권3호
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    • pp.377-382
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    • 2008
  • A novel power amplifier for a polar transmitter is proposed to achieve better spectral performance for a wideband envelope signal. In the proposed scheme, 2-bit sigma-delta (${\Sigma}{\Delta}$) modulation of the envelope signal is introduced, and the power amplifier configuration is modified in a binary form to accommodate the 2-bit digitized envelope signals. The 2-bit ${\Sigma}{\Delta}$ modulator lowers the noise of the envelope signal by fine quantization and thus enhances the spectral property of the RF signal. The Ptolemy simulation results of the proposed structure show that the spectral noise is reduced by 10 dB in a full transmit band of the EDGE system. The dynamic range is also enhanced. Since the performance is improved without increasing the over-sampling ratio, this technique is best suited for wireless communication with high data rates.

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Sigma-Delta A/D 변환기의 새로운 이득 최적화 방식 (New Gain Optimization Method for Sigma-Delta A/D Convertors)

  • 정요성;장영범
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권9호
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    • pp.31-38
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    • 2009
  • 이 논문에서는 Sigma-Delta A/D 변환기의 새로운 이득 최적화 방식을 제안한다. 제안된 방식은 변조기의 SNR을 최대화하는 상위 10개의 이득 값 후보군을 선정한 후에 데시메이션 필터를 통과시켜 가장 작은 MSE를 보이는 이득 값을 최적의 이득으로 결정하는 방식이다. 1차의 단일 비트 변조기의 실험 모델을 통하여 변조기의 후보군 중 6위를 보인 이득 값이 가장 작은 MSE를 보였다. 제안된 방식은 변조기의 SNR을 최대화하는 기존의 아이디어와 데시메이션 필터로 사용되는 CIC 필터의 샘플합 특성을 이용하여 최적의 이득 값을 결정하는 장점을 갖는다. 이 논문에서 제안한 이득 최적화 방식은 변조기의 실험을 통하여 더 많은 후보군을 선정하여 CIC 필터를 시뮬레이션하면 더 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.