• 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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제12권1호
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• pp.10-17
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• 2012

This paper presents a clock regenerator using two $2^{nd}$ order ${\sum}-{\Delta}$ (sigma-delta) modulators for wide range of dividing ratio as defined in HDMI standard. The proposed circuit adopts a fractional-N frequency synthesis architecture for PLL-based clock regeneration. By converting the integer and decimal part of the N and CTS values in HDMI format and processing separately at two different ${\sum}-{\Delta}$ modulators, the proposed circuit covers a very wide range of the dividing ratio as HDMI standard. The circuit is fabricated using 0.18 ${\mu}m$ CMOS and shows 13 mW power consumption with an on-chip loop filter implementation.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1991년도 하계학술대회 논문집
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• pp.861-865
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• 1991

Sigma delta modulation has been the preferred technique for oversampling conversion. In this paper we present the basic principles of oversampled sigma-delta Converters. Basic operation and theory behind sigma-delta modulation is reviewed. The different structures of the sigma-delta converters are described and the concepts of designing modulators and digital filters are discussed. The latest designs are also reviewed.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권4호
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• pp.707-714
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• 2012

1단 2차 다중 피드백 델타-시그마 변조기와 2단 2차 MASH 델타-시그마 변조기를 해석하였으며 Simulink와 Matlab을 사용한 시뮬레이션을 수행하여 동작 특성을 비교한 결과 다음과 같은 결과를 얻었다: 1) 두 델타-시그마 변조기는 군지연 왜곡을 일으키지 않는다. 2) 잡음 성형 성능은 거의 같으며 잡음 성형의 결과 전력 스펙트럼 밀도는 40 dB/dec의 기울기를 갖는다. 3) 스퓨리어스 톤은 없다. 4) 두 변조기의 입력 범위는 공통적으로 -1부터 1까지이다. 5) 2단 MASH 변조기는 출력이 2 비트(4 레벨)이어서 PLL의 주파수 분주기와 charge pump의 설계가 복잡해진다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제23권6호
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• pp.706-715
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• 2012

전자-광학 시그마-델타 변조기는 안테나로부터 수신된 광대역 초고주파 신호를 직접 디지털 신호로 변환하는 디지털 수신기의 핵심 구성품이다. 전자-광학 시그마-델타 변조기는 펄스 레이저와 두 개의 마하-젠더 간섭계(Mach-Zehnder Interferometer: MZI)를 통하여 입력 신호를 초과 샘플링하고, 격자 섬유 누적기(Fiber-Lattice Accumulator: FLA)를 통하여 잡음을 감소시킨다. 고해상도의 출력 신호를 얻기 위해 양자화기 출력에는 데시메이션 필터링 과정이 추가된다. 변조기 설계시 지터는 변조기 입력 신호를 원 신호로 복원하는데 큰 영향을 미치는 요소이다. 본 논문에서는 전자-광학 1차 단일 비트 시그마-델타 변조기의 구현 과정 및 성능을 시뮬레이션을 통하여 분석한다. 전자-광학 시그마-델타 변조기 입력 신호와 출력 신호를 시간 영역에서 분석하고, 복원된 신호에 대하여 비동기 스펙트럼 평균화 방식을 사용하여 주파수 영역의 성능을 분석한다. 지터(Jitter)가 있는 레이저 신호와 지터가 없는 레이저 신호에 대하여 시그마-델타 변조기의 성능을 비교 및 분석하여, 시간 지터가 변조기 성능에 영향을 미치는 지터값을 참고치(펄스 반복 주파수가 100 GHz인 경우, 시간 지터는 100 fs 이하)로서 제시한다. 이러한 지터값은 레이저 생성기 제작시나 변조기 설계시 참고 규격치로 이용된다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
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• pp.199-203
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• 2004

In this paper, we only describe the digital block of two-channel 18-bit analog-to-digital (A/D) converter employing sigma-delta method and xl28 decimation. The device contains two fourth comb filters with 1-bit input from sigma­delta modulator. each followed by a digital half band FIR(Finite Impulse Response) filters. The external analog sigma-delta modulators are sampled at 6.144MHz and the digital words are output at 48kHz. The fourth-order comb filter has designed 3 types of ways for optimal power consumption and signal-to-noise ratio. The following 3 digital filters are designed with 12tap, 22tap and 116tap to meet the specification. These filters eliminate images of the base band audio signal that exist at multiples of the input sample rate. We also designed these filters with 8bit and 16bit filter coefficient to analysis signal-to-noise ratio and hardware complexity. It also included digital output interface block for I2S serial data protocol, test circuit and internal input vector generator. It is fabricated with 0.35um HYNIX standard CMOS cell library with 3.3V supply voltage and the chip size is 2000um by 2000um. The function and the performance have been verified using Verilog XL logic simulator and Matlab tool.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(2)
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• pp.152-155
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• 2000

Oversampling modulators based on high-order sigma-delta modulation provide an effective means of achieving high-resolution A/D conversion in a VLSI technology. Because high-order noise shaping great]y reduces the quantization noise in the signal band. This paper introduces a third-order cascaded sigma-delta modulator that is stable for large input level. Modulator was simulated 3.3V single power supply voltage in 0.65$\mu\textrm{m}$ CMOS technology. It achieves 80㏈ SNR for a 20㎑ input signal bandwidth. A lock frequency is 3㎒ that is 80 oversampling ratio.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.319-329
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• 2016

High-level design aids are mandatory for design of a continuous-time delta-sigma modulator (CTDSM). This paper proposes a top-down methodology design to generate a noise transfer function (NTF) which is compensated for excess loop delay (ELD). This method is applicable to low pass loop-filter topologies. Non-ideal effects including ELD, integrator scaling issue, finite op-amp performance, clock jitter and DAC inaccuracies are explicitly represented in a behavioral simulation of a CTDSM. Mathematical modeling using MATLAB is supplemented with circuit-level simulation using Verilog-A blocks. Behavioral simulation and circuit-level simulation using Verilog-A blocks are used to validate our approach.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권3호
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• pp.51-59
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• 2009

본 논문에서는 어쿠스틱 센서 IC 용 연속 시간 시그마-델타 모듈레이터를 구현하였다. 모듈레이터의 전력 소모를 최소화하기 위해 summing 단의 필요성을 제거한 피드-포워드 (feed-forward) 구조로 설계 하였으며, 해상도를 높이기 위해 선형성이 우수한 active-RC 필터를 사용하여 설계 하였다. 또한 초과 루프 지연 시간 (excess loop delay)에 의한 성능 저하를 방지하기 위한 회로 기법을 제안 하였다. 저 전압, 고 해상도의 4차 단일 비트 연속 시간 시그마-델타 모듈레이터는 $0.13{\mu}m$ 1 poly 8 metal CMOS 표준 공정으로 제작하였으며 코어 크기는 $0.58\;mm^2$ 이다 시뮬레이션 결과 25 kHz 의 신호 대역 내에서 91.3 dB의 SNR(signal to noise ratio)을 얻었고 전체 전력 소모는 $290{\mu}W$ 임을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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• pp.967-970
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• 2003

A new adder-and-accumulator (A$^2$C) adapted to pipelined Δ$\Sigma$ modulators is proposed in this paper. With the viewpoint of area consumption, registers are removed in the existing pipelined Δ$\Sigma$ modulator, and then adder and accumulator are merged. In order to optimize area consumption, speed and power consumption, dynamic carry look-ahead adder (CLA) is adopted in $A^2$C. Moreover, a guideline for the transistor sizing in CLA with regard to the minimization of the energy-delay-area product (EDAP) is proposed[1]. The proposed $A^2$C has been verified by HSPICE simulations.