대한전자공학회논문지SD (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea SD)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
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저전력 광대역 바이폴라 전류 콘베이어(CCII)와 이를 이용한 유니버셜 계측 증폭기의 설계

A Design of Low-Power Wideband Bipolar Current Conveyor (CCII) and Its Application to Universal Instrumentation Amplifiers

  • 발행 : 2004.05.01
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초록

새로운 구성의 저전력 광대역 바이폴라 전류 콘베이어(CCII)를 제안하고 이것을 이용한 유니버셜 계측 증폭기(UIA)를 설계하였다. 설계된 CCII는 정확한 전류 및 전압 전달특성과 낮은 전류 입력단자의 임피던스를 위해 종래의 AB급 CCII의 회로에 적응성 전류 바이어스 회로를 사용하였다. 설계된 UIA는 제안한 2개의 CCII와 4개의 저항기만으로 구성되며, 입력 신호의 선택과 저항기의 사용에 따라, 3가지 종류의 계측 증폭기를 실현할 수가 있다. 시뮬레이션 결과, 제안한 CCⅡ는 2.0Ω의 전류 입력 임피던스를 갖고, 이 CCII를 전압 증폭기로 응용할 때 0에서 50㎑까지의 주파수 범위에서 최대 60㏈의 이득을 갖고 있다는 것을 확인하였다. 또한, -100㎃에서 100㎃까지의 전류 범위에서도 우수한 전류 폴로워 특성을 갖고 있다는 것을 확인하였다. 설계된 UIA는 저항기의 정합에 관계없이 3가지 계측 기능을 갖고 있다는 것을 확인하였다. 완전-차동 전압 계측 증폭기로 사용할 때 0에서 100㎑까지의 주파수 범위에서 40㏈의 전압 이득을 갖고 있다. 공급 전압 ±2.5V에서 CCII와 UIA의 전력 소비는 각각 0.75㎽와 1.5㎽이다.

A novel low-power wideband bipolar second-generation current conveyors(CCIIs) and its application to universal instrumentation amplifier(UIA) were proposed. The CCII for accuracy voltage or current transfer characteristics and low current input impedance adopted adaptive current bias circuit into conventional class Ab CCII. The UIA consists of only two CCIIs and four resistors. Three instrumentation function of the UIA can be realized by selection of input signals and resistors. The simulation results show that the CCII has input impedance of 2.0$\Omega$ and the voltage gain of 60㏈ for frequency range from 0 to 50KHz when used as a voltage amplifier. The CCII has also good characteristics of current follower for current range from -100㎃ to ＋100㎃. The simulation results show that the UIA has three instrumentation amplifier functions without resistor matching. The UIA has the voltage gain of 40㏈ for frequency range from 0 to 100KHz when used as a fully-differential instrumentation amplifier. The power dissipations of the CCII and the UIA are 0.75㎽ and 1.5㎽ at supply voltage of $\pm$2.5V, respectively.

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참고문헌

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