융합신호처리학회논문지 (Journal of the Institute of Convergence Signal Processing)

한국융합신호처리학회 (The Korea Institute of Convergence Signal Processing)
권호 표지

이동형 초음파시스템에 적합한 다중 입력방식의 저전력 혼성 저잡음 증폭기 설계

Design of Low-Power Hybrid LNA with Multi-Input for Mobile Ultrasound System

  • 투고 : 2014.03.04
  • 심사 : 2014.05.02
  • 발행 : 2014.04.30
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초록

초음파(Ultrasound) 시스템은 진단의학분야, 수중통신, 센서네트워크 등 현대산업분야에 광범위하게 사용되는 복잡한 무선 신호처리 시스템 중 하나이다. 최근에는 초음파 시스템의 소형화가 본격화 되고 있다. 본 논문에서는 소형화되고, 모바일화 되는 진단 초음파시스템에 적합한 혼성 저잡음증폭기(Low Noise Amplifier, LNA)를 개발 하였다. 제안된 LNA는 5dB이하의 낮은 잡음특성을 가지고, 다양한 초음파 변환기(Transducer)의 임피던스매칭을 위해 피드백 저항값들을 전기적으로 조정할 수 있도록 설계하였다. 주파수는 10kHz에서 150MHz까지 초음파주파수 전 대역을 지원할 수 있고, 슬립모드를 지원한다. 시스템의 특성에 맞춰 각각의 변환기를 통해 -17.8dB-29.5dB의 이득을 갖는다. 기존의 LNA와 비교해서 비슷한 성능에 소모전력은 최대 90%를 줄일 수 있었다.

Ultrasound system is one of the complex wireless signal processing systems that are widely used in the fields of modern industry such as medical diagnostics, underwater communications, and sensor-networks. Miniaturization of ultrasound system has been raging recently. In this paper, a hybrid LNA that is suitable for miniaturization and mobile diagnostic ultrasound system has been developed. The proposed LNA has low noise figure of less than 5dB, and the feedback resistor is designed to be electrically adjusted in order to attain the impedance-matching for various ultrasound transducers. It supports the whole ultrasound frequencies from 10KHz to 150MHz frequency band and also provides sleep modes. A gain from -18.8 to -29.5 dB is achieved by adjusting each transducer to fit the system character. Power consumption can be reduced up to 90% in similar performance as compared to the existing LNA.

키워드

참고문헌

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