• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권12호
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• pp.53-60
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• 2005

본 논문에서는 저 전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MS/s $1.4\;mm^2$ CMOS A/D 변환기(ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 기존의 다단 구조가 아닌 2단 파이프라인 구조를 사용하였다. 그리고 10 비트 해상도에서 1.2 Vp-p의 단일 및 차동 입력 신호 처리 대역폭을 넓히기 위해 입력 샘플-앤-홀드 증폭기에는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하며, 6 비트 해상도를 필요로 하는 두 번째 단의 flash ADC에는 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였다. 또한 커패시터 등 소자 부정합에 의해 해상도에 크게 영향을 줄 수 있는 MDAC의 커패시터에는 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 제안하였다. 기준 전류/전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음 에너지를 줄였으며, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가하도록 설계하였다. 제안하는 10b 시제품 ADC는 0.18 um CMOS 공정으로 제작되었고, 측정된 DNL 및 INL은 각각 0.59 LSB, 0.77 LSB 수준을 보여준다. 또한 100 MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 54 dB, 62 dB 수준을 보였으며, 전력 소모는 56 mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권10호
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• pp.70-78
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• 2009

본 논문에서는 고속 저전압 차동 신호(Low-Voltage Differential Signaling, LVDS) 전송방식의 응용을 위한 전송선 분석 및 설계 최적화 방법을 제안한다. 차동 전송 경로 및 저전압 스윙 방법의 발전으로 인해 저전압 차동 신호 전송방식은 데이터 통신 분야, 고 해상도 디스플레이 분야, 평판 디스플레이 분야에서 매우 적은 소비전력, 개선된 잡음 특성 및 고속 데이터 전송률을 제공한다. 본 논문은 차동 유연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB) 전송선에서 선 폭, 선 두께 및 선간격과 같은 전송선 설계 변수들의 최적화 기법을 이용하여 직렬 접속된 전송선에서 발생하는 임피던스 부정합과 신호 왜곡을 감소시키기 위해 개선 모델과 개발된 수식을 제안한다. 이러한 차동 FPCB 전송선의 고주파 특성을 평가하기 위해 주파수 영역에서 전파(full-wave) 전자기 시뮬레이션 및 시간 영역 시뮬레이션을 각각 수행하였다. 본 논문에서 제안하는 방법은 저전압 차동 신호 방식의 응용을 위한 고속 차동 FPCB 전송선을 최적화하는데 매우 도움이 되리라 믿는다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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• pp.761-764
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• 2007

본 논문은 저전압 차동 신호 방식 (Low-Voltage Differential Signaling, LVDS)의 응용을 위한 차동 전송 접속 경로의 분석 및 설계 최적화 방법을 제안한다. 차동 전송 경로 및 저전압 스윙 방법의 발전으로 인해 LVDS 방식은 데이터 통신 분야, 고 해상도 디스플레이 분야, 평판 디스플레이 분야에서 매우 적은 소비전력, 개선된 잡음 특성 및 고속 데이터 전송률을 제공한다. 본 논문은 차동 flexible printed circuit board (FPCB) 전송선에서 선 폭, 선 두께 및 선 간격과 같은 전송선 설계 변수들의 최적화 기법을 이용하여 직렬 접속된 전송선들에서 발생하는 임피던스 부정합과 신호 왜곡을 감소시키기 위해 개선 모델과 새로이 개발된 수식을 제안한다. 이러한 차동 FPCB 전송선의 고주파 특성을 평가하기 위해 주파수 영역에서 full-wave 전자기 시뮬레이션, 시간 영역 시뮬레이션 및 S 파라미터 시뮬레이션을 각각 수행하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권1호
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• pp.137-147
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• 2013

본 논문에서는 폴딩 구조에 저항열 인터폴레이션 기법을 적용한 1.2V 8b 1GS/s CMOS folding-interpolation A/D 변환기(ADC)에 대해 논한다. 기존 폴딩 ADC가 갖는 경계조건 비대칭 오차를 최소화하기 위해 홀수개의 폴딩 블록과 프랙셔널 폴딩 비율(fractional folding rate)을 사용하는 구조를 제안한다. 또한, 프랙셔널 폴딩기법을 구현하기 위해 덧셈기를 사용하는 새로운 디지털 인코딩기법도 제안한다. 그리고 iterating offset self-calibration 기법과 디지털 오차 보정 회로를 적용하여 소자 부정합과 외부 요인에 의한 노이즈 발생을 최소화하였다. 제안하는 A/D 변환기는 1.2V 0.13um 1-poly 6-metal CMOS 공정을 사용하여 설계 되었으며 $2.1mm^2$ 유효 칩 면적과(A/D 변환기 core : $1.4mm^2$, calibration engine : $0.7mm^2$), 350mW의 전력 소모를 나타내었다. 측정결과 변환속도 1GS/s에서 SNDR 46.22dB의 특성을 나타내었다. INL 과 DNL 은 자체보정회로를 통해 모두 1LSB 이내로 측정되었다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권5호
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• pp.54-63
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• 2006

본 논문에서는 4세대 이동 통신 시스템에서 요구되는 사양을 위해, 해상도, 동작속도, 칩 면적 및 소모 전력을 최적화한 14b 100MS/s 0.18um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 동작 모델 시뮬레이션을 통해 최적화된 구조를 분석 및 검증하여 3단 파이프라인 구조로 설계하였으며, Nyquist 입력에서도 14 비트 수준의 유효비트 수를 가지는 광대역 저잡음 SHA 회로를 기반으로 하고, MDAC에 사용되는 커패시터의 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위하여 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 적용하였다. 또한, 100MS/s의 동작 속도에서 6 비트의 해상도와 소면적을 필요로 하는 최종단의 flash ADC는 오픈 루프 오프셋 샘플링 및 인터폴레이션 기법을 사용하였다. 제안하는 시제품 ADC는 SMIC 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 14비트 해상도에서 각각 1.03LSB, 5.47LSB 수준을 보이며, 100MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 59dB, 72dB의 동적 성능을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.4mm^2$이며 소모 전력은 1.8V 전원전압에서 145mW이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.37-47
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• 2006

본 논문에서는 Digital Video Broadcasting (DVB), Digital Audio Broadcasting (DAB) 및 Digital Multimedia Broadcasting (DMB) 등과 같이 저전압, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 무선 통신 시스템을 위한 10b 25MS/s $0.8mm^2$ 4.8mW 0.13um CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서 동시에 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 2단 파이프라인 구조를 사용하였으며, 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법(switched-bias power reduction technique)을 적용하여 전체 전력 소모를 최소화하였다. 입력단 샘플-앤-홀드 증폭기는 낮은 문턱전압을 가진 트랜지스터로 구성된 CMOS 샘플링 스위치를 사용하여 10비트 이상의 해상도를 유지하면서, Nyquist rate의 4배 이상인 60MHz의 높은 입력 신호 대역폭을 얻었으며, 전력소모를 최소화하기 위해 1단 증폭기를 사용하였다. 또한, Multiplying D/A 변환기의 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 커패시터 레이아웃 기법을 제안하며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 사용하여 바이어스 전류를 제어함으로써 10비트의 해상도에서 응용 분야에 따라서 25MS/s 뿐만 아니라 10MS/s의 동작 속도에서 더 낮은 전력 사용이 가능하도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며 측정된 최대 DNL 및 INL은 각각 0.42LSB 및 0.91LSB 수준을 보인다. 또한, 25MS/s 및 10MS/s의 동작 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR이 각각 56dB, 65dB이고, 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 각각 4.8mW, 2.4mW이며 제작된 ADC의 칩 면적은 $0.8mm^2$이다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.48-57
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• 2006

본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.136-146
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• 2013

본 논문에서는 FX 형식의 한일상관기(Korea-Japan Joint VLBI Correlator, KJJVC)의 잔차 지연 보정 알고리즘을 제안하였다. KJJVC의 초기 잔차 지연보정 알고리즘에는 연산의 고속화를 위해 정수 연산과 위상보정 계수를 위한 cos/sin table을 도입하였다. 그리고 잔차 지연 알고리즘의 초기설계에서 데이터의 타이밍과 잔차 지연 위상의 불일치와 비트쉬프트와 잔차 지연 위상의 불일치 문제를 해결하였다. VCS의 잔차 지연 알고리즘의 최종 설계에서는 잔차 지연보정된 값을 FFT segment에 적용할 때 잔차 지연 보정 회전 메모리가 초기화 되지 않는 것을 수정하였다. 제안한 잔치 지연 보정 알고리즘을 이용하여, 교차 전력 스펙트럼의 대역폭 모양이 모든 대역폭에 대해서 손실이 없이 평탄한 것을 확인하였다. 제안한 잔차 지연보정 알고리즘의 유효성을 확인하기 위해 시뮬레이터와 KJJVC를 이용하여 실제 관측데이터를 대상으로 상관처리 시험을 수행하였다. 실험결과를 통하여 제안한 잔차 지연 보정 알고리즘이 KJJVC에 잘 적용되고 있으며, 신호대 잡음비가 약 8% 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제12권5호
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• pp.879-886
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• 2008

본 논문에서는 저전압 차동 신호(Low-Voltage Differential Signaling, LVDS) 전송방식의 응용을 위한 차동 전송 접속 경로의 분석 및 설계 최적화 방법을 제안한다. 차동 전송 경로 및 저전압 스윙 방법의 발전으로 인해 LVDS 방식은 데이터 통신 분야, 고해상도 디스플레이 분야, 평판 디스플레이 분야에서 매우 적은 소비전력, 개선된 잡음 특성 및 고속 데이터 전송률을 제공한다. 본 논문은 차동 유연성 인쇄회로 보드(flexible printed circuit board, FPCB) 전송선에서 선폭, 선두께 및 선 간격과 같은 전송선 설계 변수들의 최적화 기법을 이용하여 직렬 접속된 전송선에서 발생하는 임피던스 부정합과 신호왜곡을 감소시키기 위해 개선 모델과 새로이 개발된 수식을 제안한다. 이러한 차동 FPCB 전송선의 고주파 특성을 평가하기 위해 주파수 영역에서 전파(full-wave) 전자기 시뮬레이션, 시간영역 시뮬레이션 및 S 파라미터 시뮬레이션을 각각 수행하였다. $17.5{\mu}m$과 $35{\mu}m$의 전송선의 경우, 전극 폭에서의 약 10% 변화가 차동 임피던스에서의 약 6%와 5.6%의 변화를 각각 보였으나, 전송선 간 간격은 차동 및 특성 임피던스에서의 영향을 주지 않음을 확인하였다. 또한 전송선 간격이 증가할수록 상호 인덕턴스 및 커패시턴스가 감소하기 때문에 누화 잡음을 감소시키기 위해 신호 전송선간의 간격을 $180{\mu}m$ 이상 유지 해야함을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제43권11호
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• pp.58-68
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• 2006

본 논문에서는 차세대 디지털 TV 및 무선 랜 등과 같이 고속에서 저전압, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템을 위한 10b 250MS/s $1.8mm^2$ 85mW 0.13um CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 10b 해상도에서 250MS/s의 아주 빠른 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 3단 파이프라인 구조를 사용하였다. 입력단 SHA 회로는 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 기법을 적용한 샘플링 스위치 혹은 CMOS 샘플링스위치 등 어떤 형태를 사용할 경우에도 10비트 이상의 해상도를 유지하도록 하였으며, SHA 및 두개의 MDAC에 사용되는 증폭기는 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용함으로써 10비트에서 요구되는 DC 전압 이득과 250MS/s에서 요구되는 대역폭을 얻음과 동시에 필요한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, 2개의 MDAC의 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접신호에 덜 민감한 향상된 3차원 완전 대칭 구조의 커패시터 레이아웃 기법을 제안하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩 RC 필터를 사용하여 잡음을 최소화하고, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um 1P8M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.24LSB, 0.35LSB 수준을 보여준다. 또한, 동적 성능으로는 200MS/s와 250MS/s의 동작 속도에서 각각 최대 54dB, 48dB의 SNDR과 67dB, 61dB의 SFDR을 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $1.8mm^2$이며 전력 소모는 1.2V 전원 전압에서 최대 동작 속도인 250MS/s일 때 85mW이다.