다양한 무선통신 방식이 출현함에 따라 배터리 수명과, 저전력 동작이 중요시되면서 무선 통신용 LSI는 SI circuit을 이용하는 analog current-mode signal processing을 주목하고 있다. 그러나 SI (Switched-Current) circuit을 구성하는 current memory는 clock-feedthrough의 문제점을 갖는다. 본 논문에서는 current memory의 문제점인 clock-feedthrough의 일반적인 해결방안으로 CMOS switch의 연결을 검토하고, current memory 성능 개선의 설계방안을 제안하기 위하여 CMOS switch 간의 width의 관계를 도출하고자 한다. Simulation 결과, memory MOS의 width가 20um, input current와 bias current의 ratio가 0.3, CMOS switch nMOS의 width가 2~6um일 경우에 CMOS switch 간의 width는 $W_{Mp}=5.62W_{Mn}+1.6$의 관계로 정의되고, CMOS switch nMOS의 width가 6~10um일 경우에 CMOS switch 간의 width는 $W_{Mp}=2.05W_{Mn}+23$의 관계로 정의되는 것을 확인하였다. 이 때 정의된 MOS transistor의 관계는 memory MOS의 성능향상을 위한 설계에 유용한 지침이 될 것으로 기대된다.
다양한 물리적 신호를 디지털 신호 영역에서 처리하기 위해서 센서의 출력을 디지털로 변환하는 아날로그-디지털 변환기 (ADC)는 시스템 구성에 있어 매우 중요한 구성 블록이다. 센서 신호 처리를 위한 아날로그 회로의 역할을 디지털로 변환하는 추세에 따라 이러한 ADC의 해상도는 높아지는 추세이다. 또한 ADC는 모바일 기기의 배터리 효율 증대를 위해서 저전력 성능이 요구된다. 기존 integrating 시그마-델타 ADC의 경우 고해상도를 가지는 특징이 있지만, 저전압 조건과 미세화 공정으로 인해 적분기의 연산증폭기 이득 오차가 증가해 정확도가 낮아지게 된다. 이득 오차를 최소화하기 위해 버퍼 보상 기법을 적용할 수 있지만 버퍼의 전류가 추가된다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 보완하고자 버퍼를 스위칭하며 전류를 최소화시키고, 하이패스 바이어스 회로를 통해 settling time을 향상시켜 기존과 동일한 해상도를 갖는 ADC를 설계하였다.
자동차용 ABS/TCS 시스템의 기존 개별소자 회로를 시험하고, 시스템의 문제점을 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석하였다. ABS/TCS 시스템의 성능을 개선하기 위해 에러 보상회로, 비교기 및 UVLO 회로를 가진 인터페이스 IC를 설계하고, 전기적 특성을 조사하였다. 전압 조절기는 자동차 환경에 견디기 위해 $-20^{\circ}C$에서 $120^{\circ}C$ 사이의 온도 범위에서 온도변화를 보상하도록 하였고, ABS와 브레이크는 같은 주파수와 다른 주파수의 듀티 계수를 사용하여 분리하였다. UVLO 회로와 정전압 회로는 잡음을 제거하기 위해 적용하였고, 과도 전류를 제한하기 위해 보호회로를 사용하였다. ABS/TCS 시스템의 전기적 성능을 향상시키기 위해 IC 제조를 위한 레이아웃을 설계하였다. 제작된 마스크 패턴은 11개로 구성하였으며, 전류 손실을 줄이기 위해 8개의 패드를 유효하게 배치하였다. 브레드보드 시험치와 레이아웃을 설계한 후 시뮬레이션의 시험치를 비교한 결과 시뮬레이션과 브레드보드 실험치가 거의 일치하거나 우수한 결과를 가짐을 알 수 있었다.
A new signal processing system for real time displacement measurement in sinusoidal phase modulating interferometry is described. Although sinusoidal phase modulating interferometry is effective in measuring with high accuracy the displacement of an object, conventional signal processing takes a long time. In this method, detection of the object's displacement is easily achieved by sampling the interference signal at those times that satisfy certain conditions and by processing the sampled signals with electric circuits in real time. The delay time of this signal processing system is < 45${\mu}$s. Specially in this paper we describe all electronic circuit and optical system design
This paper presents a development of the multi-channel data acquisition/logging system for a sensor signal processing and a method of the evaluation and a temperature compensation for the A/D converters with the specific analog and digital circuit including the software. Also, we have designed a hardware and a software filters with smart algorithm for better signal processing of the proposed system. Software approach was adopted to obtain the stable data from A/D converter.
본 논문에서는 Perfect Shuffle 기법과 Kronecker 곱에 의한 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결에 대하여 논하였고, 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법을 이용하여 유한체 GF$(p^m)$상에서 다치 신호처리가 용이한 다치 Reed-Muller 전개식의 회로설계 방법을 제시하였다. 제시된 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법은 모듈구조를 기반으로 하여 행렬변환을 이용하면 회로의 가산게이트와 승산게이트를 줄이는데 매우 효과적임을 보인다. GF$(p^m)$상에서 다치 Reed-Muller 전개식에 대한 다치 신호처리회로의 설계는 GF(3)상의 기본 게이트들을 이용하여 다치 Reed-Muller 전개식의 변환행렬과 역변환행렬을 실행하는 기본 셀을 설계하였고, 다치 신호처리회로의 입출력 상호연결 방법을 이용하여 기본 셀들을 상호연결하여 실현하였다. 제안된 다치 신호처리회로는 회선경로 선택의 규칙성, 간단성, 배열의 모듈성과 병렬동작의 특징을 가지므로 VLSI 화에 적합하다
Journal of information and communication convergence engineering
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제6권3호
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pp.270-274
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2008
This paper proposes an advanced signal processing circuit for a fingerprint sensor based on ridge resistivity. A novel fingerprint integrated sensor using ridge resistivity variation resulting from ridges and valleys on the fingertip is presented. The pixel level simple detection circuit converts from a small and variable sensing current to binary voltage out effectively. The sensor circuit blocks were designed and simulated in a standard CMOS 0.35 ${\mu}m$ process.
We propose the digitized pressure sensor and the interface circuit to read directly the pressure signal in the digital form. The interface circuit has the control clock, comparator, and bit value decision circuit. The digitized sensor and interface circuit are integrated on the one chip using the post processing after IC fabrication. The dimension of the fabricated digitized pressure sensor is $3{\times}6{\times}1mm^3$.
본 논문은 디지털 오디오 신호처리의 고속 및 저전력 동작을 구현하기 위한 전류모드 신호처리의 고성능 회로에 관하여 설계방안을 제시한다. 디지털 오디오 프로세서는 FFT(fast Fourier transform)와 같은 디지털 연산 동작이 필요하며, FFT 프로세서는 그 설정 포인트에 따라, 전력이 많이 필요하게 되며, 또한 고속 동작의 요구에 따라, 전력의 부담은 증대되고 있다. 따라서, 디지털 오디오 프로세서에 SI(switched current) circuit을 이용하는 analog current-mode 신호처리의 응용이 적용되게 되었다. 그러나 SI circuit을 구성하는 current memory는 clock-feedthrough의 문제점을 갖기 때문에, 전류 전달 특성에 있어서 오차를 발생시킨다. 본 논문에서는 current memory의 문제점인 clock- feedthrough의 해결방안으로 switch MOS에 dummy MOS의 연결을 검토하고, 0.25um process로 제작하기 위하여 switch MOS와 dummy MOS의 width의 관계를 도출하고자 한다. 시뮬레이션 결과, memory MOS의 width가 20um, 입력전류와 바이어스전류의 비가 0.3, switch MOS의 width가 2~5um일 경우에 switch MOS와 dummy MOS의 width는 $W_{M4}=1.95W_{M3}+1.2$의 관계로 정의되고, switch MOS의 width가 5~10um일 경우에 width는 $W_{M4}=0.92W_{M3}+6.3$의 관계로 정의되는 것을 확인하였다. 이 때, 정의된 MOS transistor의 width관계는 memory MOS의 설계에 유용한 지침이 될 것이며, 저전력 고속 동작의 디지털 오디오 프로세서의 적용에 매우 유용할 것으로 기대된다.
실리콘 PIN 다이오드 검출기를 이용하여 전자선량계(PED)를 설계 및 제작하고, 전자신호회로의 성능과 방사선 검출 반응특성을 평가하였다. 전자회로의 성능검사에서는 방사선에 의한 검출기의 신호가 신호처리회로에서 양호하게 출력되었으며, $^{137}Cs$ 감마 방사선을 이용한 방사선조사 시험결과 선량계의 반응도 및 분산계수는 각각 1.85 cps/$Gy{\cdot}h^{-1}$ 및 19.3%로 측정되어 전자선량제의 성능기준을 만족하는 것으로 나타났다. 본 전자선량계의 시작품은 향후 전자회로의 성능향상과 작동 프로그램을 보완 및 개선함으로써 개인 방사선 모니터링에 활용될 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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