본 논문에서는 아날로그 및 디지털 집적시스템에서 사용될 수 있는 온도변화에 무관한 파워-업 검출기 회로를 제안하였다. 제안된 파워-업 검출기는 트랜지스터의 문턱전압과 이동도의 상호 온도보상 기술을 이용하여 nMOS 분압기와 pMOS 분압기의 출력 전압이 온도에 무관한 특성을 갖도록 하여 온도 변화에 따른 파워-업 전압의 변화량을 최소화하였다. 68-nm CMOS 공정을 이용한 시뮬레이션 결과, 제안된 파워-업 검출기는 파워-업 전압 1.0V 기준으로 $-30^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$의 온도변화 조건에서 4 mV의 매우 작은 파워-업 감지 전압 변화량을 갖는 출력 특성을 보였고, 기존 회로에 비해 92.6%의 파워-업 감지 전압 변화량 감소를 확인하였다.
본 논문에서는 0.25-$\mu$m 디지털 CMOS공정으로 제작된 UHF대역 RFID를 위한 무선통신용 쿼드러처(Quadrature) 출력이 가능한 Integer-N방식의 PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하여 측정하였다. Integer-N 방식의 주파수 합성기의 주요 블록인 쿼드러처 전압제어 발진기(Voltage Controeld Oscillator, VCO)와 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD), 차지 펌프(Charge Pump, CP)를 설계하고 제작하였다. 전압제어발진기는 우수한 위상노이즈 특성과 저전력 특성을 얻기 위해 LC 공진기를 사용하였으며 전압제어 가변 캐패시터는 P-channel MOSFET의 소스와 드레인 다이오드를 이용하여 설계되었으며 쿼드러처 출력을 위해 두 개의 전압제어발진기를 서로 90도 위상차를 가지도록 설계하였다. 주파수 분주기는 프리스케일러(Pre-scaler)와 아날로그 디바이스사의 칩 ADF4111을 사용하였으며 루프 필터는 3차 RC필터로 설계하여 측정하였다. 측정결과 주파수 합성기의 RF 출력 전력은 50옴 부하에서 -13dBm이고, 위상 잡음은 100KHz offset 주파수에서 -91.33dBc/Hz 이었으며, 동작 주파수영역은 최소 930MHz에서 최대 970MHz이고 고착시간은 약 600$\mu$s이다.
본 논문에서는 선택적으로 클럭 신호를 입력하는 저 전력 전류구동 10비트 D/A 변환기 회로를 제안하였다. 제안된 DAC에서는 데이터가 변하지 않는 전류원 셀에 클럭 신호를 제한하여 클럭 전력 소모를 줄였다. 제안된 DAC는 1.2V 0.13${\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 제작되었으며, DAC 칩 면적은 0.21$mm^2$였다. 200MHz 샘플링 주파수와 1MHz 입력 신호 주파수에서, 제안된 DAC의 전력 소모량은 4.46mW였다. 클럭 신호에서 소모되는 전력은 입력 주파수가 1.25MHz와 10MHz일 때 각각 30.9%와 36.2%로 감소되었다. 측정된 SFDR은 입력주파수가 1MHz와 50MHz일 때 각각 72.8dB와 56.1dB였다.
Oversampling 기법을 사용한 analog-to-digital (A/D) 컨버터에서 샘플링 된 신호의 signal bandwidth를 낮추어 주기 위해 데시메이션 필터가 사용된다. 본 논문은 sigma-delta ADC에 사용될 수 있는 저전력 4 단 32 bit 데시메이터 필터 디자인을 제안한다. 디지털 데시메이션 필터는 CIC(cascaded integrator-comb) filter와 세 개의 half-band FIR filter로 이루어져 있다. 전력소모를 최소화하기 위하여 CIC filter에는 pipeline구조가 사용되었고, FIR 필터의 multiplier 구조를 최적화하기 위하여 Canonic Signed Digit (CSD) 코드가 사용되었다. 130nm CMOS 공정으로 설계 자동화 CAD 도구를 사용하여 타이밍, 면적, 전력소모를 최적화하여 98.304 MHz 주파수에서 697 uW의 전력을 소모면서 32 bit, 192 kHz 아웃풋을 낼 수 있다.
본 논문에서는 클록 손실 측정 기법을 이용한 디지털 디스플레이 인터페이스(Digital Display Interface: DDI)용 이퀄라이저를 제안한다. 제안하는 클록 손실 측정 기법은 최저 전압 유지 회로를 사용하여서 채널의 손실 정보를 추출한다. 추출된 손실 정보는 이퀄라이저 필터에 인가되며, 시스템의 안정도를 증가시키기 위해 제안된 이퀄라이저는 피드포워드 구조(Feedforward Loop)로 구현된다. 제안된 이퀄라이저는 0.18um CMOS 공정으로 제작되었으며, 실험 결과 채널 손실이 -33dB인 경우에 1.65Gbps의 신호들이 최소 0.7UI의 Eye Width를 가지게 된다. 또한 최대 10mW 이하의 전력을 소모하며, $0.127mm^2$ 의 유효면적을 차지한다.
본 논문에서는 휴대기기에 적합한 모드 전환 제어 가능한 듀얼 모드 벅 변환기를 제안한다. 기존의 모드 제어 회로는 부하의 변동이 급격하거나 천천히 변동하거나 둘 중 하나의 조건에서만 모드 전환이 이루어지는 문제점을 슬로우 클럭을 이용한 모드 제어 회로 기법으로 해결하였다. 그리고 PFM(Pulse Frequency Modulation) 모드에서 PWM(Pulse Width Modulation) 벅 변환기로 전환할 때에도 카운터를 사용하여 고부하를 감지할 수 있도록 하였으며 3비트의 디지털 신호로 20mA~90mA내에서 모드 전환 시점을 선택할 수 있도록 설계하였다. 이 회로는 BCDMOS 0.18um 2-poly 3-metal 공정으로 제작되었으며, 측정 결과 입력전압 3.7V, 출력전압 1.2V 부하 전류 10uA~500mA 범위에서 32mV 이하의 출력 전압 리플을 가지며 86%의 최대 전력 변환 효율을 나타내었다.
본 논문에서는 저전력 센서용 아날로그-디지털 변환기를 위한 cascade of integrator feedback (CIFB) 구조의 3차 시그마-델타 아날로그 모듈레이터가 제안된다. 제안된 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 gain-enhanced current-mirror 기반 증폭기를 사용하는 3개의 스위치 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 그리고 비중첩 클럭 발생기로 구성된다. 160의 오버 샘플링 비율과 90.45dB의 신호 대 잡음비를 가지는 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 1.2V 공급 전압의 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되며, $0.145mm^2$의 면적과 $341{\mu}W$의 전력을 소모한다.
본 논문에서는 모바일 RFID 시스템 환경을 제시하였고, 그 환경에 적합한 저 잡음 차동 콜피츠 전압 제어 발진기를 구현하였다. 밀집 리더 환경에 맞춘 전압 제어 발진기는 $0.35{\mu}m$ 공정을 사용하였고, 주파수 범위는 RFID 주파수 범위인 $860{\sim}960 MHz$를 포함시킬 수 있도록 $1.55{sim}2.053 GHz$로 설계하였다. 2분주기 출력에서 측정한 위상 잡음은 오프셋 주파수가 40 kHz일 때 -106 dBc/Hz로 측정되었고, 1MHz일 때에는 -135 dBc/Hz로 측정되었다. 5 비트의 디지털 튜닝을 이용하여 낮은 발진기 이득(<45 MHz/V)을 갖게 하여 주파수 합성기에서의 위상 잡음 특성을 좋게 하였다. 설계한 차동 콜피츠 발진기의 FOM은 1.93 dB로 타 2 GHz 대역의 발진기들 보다 높게 측정되었다.
본 논문에서는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용한 저 전력 고 이득 주파수 상향변환기를 이용하여 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 직접 변환 송신기를 제안 및 설계한다. 설계된 RF 직접 변환 송신기는 차동입력 디지털-아날로그 변환기, 수동 저역통과 필터, 가변이득 증폭기, Quadrature 주파수 상향 변환기 그리고 차동 출력 구동증폭기로 구성되어 있다. 제안하는 직접변환 송신기에서 핵심적인 부분은 2.4 GHz Zigbee 규격을 저 전력으로 구동하는데 있다. 특히 Quadrature 주파수 상향변환기는 이득 Boosting을 통하여 적은 전류 소모로도 충분한 이득과 선형성을 보이고 있다. 측정결과, 공급전압 1.2 V에서 송신기의 총 소모 전류는 7.8 mA이고, 최대 출력 전력은 0 dBm 이상 그리고 -30 dBc의 ACPR(Adjacent Channel Power Ratio)을 나타내고 있다.
3D 애니메이션의 화면에서 전해지는 분위기는 대부분 3D CG 라이팅의 설정에 따라 좌우 된다고 해도 과언이 아니다. 컴퓨터 그래픽의 맥락에서 라이팅은 예술적이고 기술적인 방법으로 디지털 씬(Scene)들을 비추는(밝히는) 과정이다. 그래서 관객은 화면에서 적절한 명쾌함과 분위기로 나타내고자 하는 감독의 의도가 무엇인지를 인지 할 수 있는 것이다. Lighting은 인간에 의해 창조 및 조작되는 빛과 색채의 미학으로서 장면들을 아름답고 조화롭게 만드는 역할을 한다. 또한 전달하고자하는 이야기와 표현하고자 하는 분위기를 상징적이고 은유적 기법으로 스타일화 한다. 그러므로 라이팅 스타일의 컨셉은 애니메이션의 특정한 상황이나 환경 그리고 아트 디렉션 밀접하게 연관되어진다. 그러나 불행히도 장면을 라이팅하는 작업공정에는 쉽게 할 수 있는 정해진 규칙이나 공식은 없다. 요컨대, 라이팅은 위치, 컬러, 농도, 그림자 영역과 범위를 포함하는 라이팅 셋업의 조건적 요소들로 애니메이션에서 보여 주고자하는 장면의 스타일을 결정짓는 데에 기여하지만, 그와 동시에 서정드라마냐 서스펜스냐 하이 드라마냐 와 같은 애니메이션의 장르와 장면의 스타일과 같은 전체적인 무드를 제시하는 예술적 측면을 간과해서는 않될 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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