• 제목/요약/키워드: 적분동작

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전력절감용 재구성 연산증폭기를 사용한 4차 델타-시그마 변조기 설계 (Design of 4th Order ΣΔ modulator employing a low power reconfigurable operational amplifier)

  • 이동현;윤광섭
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.1025-1030
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    • 2018
  • 제안하는 4차 델타-시그마 변조기는 1개의 연산증폭기를 시분할 기법을 이용하여 4차 델타시그마 변조기를 구현한 구조를 이용하여 설계하였다. KT/C 잡음의 영향을 줄이기 위하여 첫 번째와 두 번째로 재사용하는 적분기의 적분 커패시터 사이즈를 크게 설계하였으며, 세 번째와 네 번째로 재사용하는 적분기의 적분 커패시터 사이즈는 작게 설계하였다. 다른 커패시터 용량을 한 개의 연산증폭기가 로드하기 때문에 안정도 문제를 해결하기 위하여 연산증폭기 단을 가변 하는 방법을 이용하였다. 전력을 절감하기 위하여, 1단으로 연산증폭기가 동작할 때 사용되고 있지 않는 2단을 구성하고 있는 CS증폭기와, 그 출력단에 붙어있는 연속모드 공통모드피드백회로 의 전류원을 차단하는 방법을 이용함으로써, 아이디어 적용전과 비교하였을 때, 15%의 전력 절감 효과를 얻었다. 제안한 변조기는 TSMC 0.18um CMOS N-well 1 poly 6 metal 공정을 이용하여 제작되었으며, 1.8V의 공급전압에서 305.55uW의 전력을 소모하였다. 256kHz의 샘플링 주파수, OSR 128, 1.024MHz의 클럭주파수, 250Hz 의 입력 싸인 파형을 공급하였을 때, 최대 SNDR은 66.3dB, 유효비트수는 10.6bits, DR은 83dB로 측정되었다. Fom(Walden)은 98.4pJ/step, Fom(Schreier)는 142.8dB 로 측정되었다.

초점면 배열 원적외선 검출기의 동작범위 향상을 위한 리셋 조정 회로 (Design of Readout Circuit With Smart Reset Control for Improving Dynamic Range of LWIR FPAs)

  • 우두형
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권1호
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    • pp.38-45
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    • 2010
  • 초점면 배열 원적외선 검출기를 위한 새로운 신호취득 회로를 연구하였다. 각 픽셀 감지소자에 흐르는 전류에 따라, 각 픽셀 회로의 적분시간이 능동적으로 최적화될 수 있도록 리셋 신호를 조정하는 방식이다. 따라서, 제안하는 신호취득 회로는 넓은 동작 범위와 뛰어난 신호 대 잡음 비 특성을 동시에 가질 수 있다. 회로 제작에 사용한 공정은 $0.35{\mu}m$ 2-poly 4-metal CMOS 공정이다. 원적외선 감지소자로서 HgCdTe 다이오드를 사용했고, 배열의 크기는 $128{\times}128$이며, 단위 픽셀의 크기는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$이다. 기존에 제안한 이 단계 암전류 억제 방식과 더불어 본 논문에서 제안하는 리셋 조정 회로를 함께 사용할 경우, 신호 대 잡음 비와 동작 범위를 각각 87dB와 95.8dB 까지 향상시킬 수 있다.

51-위상 출력 클록을 가지는 CMOS 위상 고정 루프 (A CMOS Phase-Locked Loop with 51-Phase Output Clock)

  • 이필호;장영찬
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.408-414
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    • 2014
  • 본 논문에서는 125 MHz 목표 주파수의 51-위상 출력 클록을 가지는 전하 펌프 위상 고정 루프(PLL)를 제안한다. 제안된 위상 고정 루프는 51-위상 클록을 출력하면서 최대 동작 주파수를 확보하기 위해 세 개의 전압 제어 발진기(VCO)를 사용한다. 17 단의 지연 소자는 각각의 전압 제어 발진기를 구성하며, 51-위상 클록 사이의 위상 오차를 줄이는 저항 평준화 구조는 세 개의 전압 제어 발진기를 결합시킨다. 제안된 위상 고정 루프는 공급전압 1.0 V의 65 nm 1-poly 9-metal CMOS 공정을 사용한다. 동작 주파수 125 MHz에서 시뮬레이션된 출력 클록의 peak-to-peak 지터는 0.82 ps이다. 51-위상 출력 클록의 차동 비선형성(DNL)과 적분 비선형성(INL)은 각각 -0.013/+0.012 LSB와 -0.033/+0.041 LSB이다. 동작 주파수 범위는 15 ~ 210 MHz이다. 구현된 위상 고정 루프의 면적과 전력 소모는 각각 $580{\times}160{\mu}m^2$과 3.48 mW이다.

본드그래프모델링 방식을 이용한 직류전동기의 속도응답개선에 관한 연구 (Improvement on the Speed-Response of DC Motor Using Bond Graph Modeling Method)

  • 신위재;하홍곤
    • 한국통신학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.309-318
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    • 1991
  • 본 논문에서는 기준신호와 응답의 편차를 억제하기 위해서 이용하는 적분기와 직류전동기를 본드그래프로 구성하여 직류전동기의 속도 제어계에서 관성이나 외란 그리고 부하변동에 의한 파라미터나 응답변동에 대해서 높은 적응성을 갖는 모델추종형 servo 제어기를 본드그래프로 설계하였으며 이 본드그래프 모델링기법이 제어기의 동작 해석 및 설계에 유효함을 확인하였다.

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장기 전압 안정도 시모의를 위한 프로그램 개발 연구 (Study on the development of Long-Term Voltage Stability Simulation Progrma)

  • 김지훈;이병준;송화창;김태균;신정훈;남수철
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.193_194
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    • 2009
  • 본 논문은 장기 전압 안정도 분석을 위한 프로그램 개발을 목적으로 한다. 장기 전압 불안정 현상은 전력 계통에 투입되어 있는 무효전력과 관련된 제어기 중에서 그 동작특성이 수 분에서 수십 분에 이르는 제어기에 의해 발생한다. 기존에 장기 전압 안정도 분석에는 상용툴의 Full-time Domain 알고리즘을 이용하였다. 하지만 기존의 Full-time Domain 알고리즘에 의해 장기 전압 안정도 분석을 하게 되면 그 연산 시간이 매우 오래 걸릴 뿐만 아니라, 시적분에 의한 수치 에러로 인하여 정확성을 보장할 수 없다. 본 논문에서는 장기 전압안정도 분석을 하기 위해 준동적 시모의 알고리즘(Quasi-Steady-State Algorithm)을 도입하였다. 준동적 시모의 알고리즘을 적용한 프로그램을 보이고, 이에 따fms 모의를 한구전력계통에 적용하였다.

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Engineering Model 급 Ka 대역 입력 Demultiplexer 용의 진폭 및 군지연 등화된 협대역 여파기의 개발 (Development of an Externally Amplitude-and-Delay Equalized Narrow-Bandpass Filter for the Engineering Model Level Ka-band Input Demultiplexer)

  • 강승택;엄만석;이주섭;염인복;이성팔
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.347-351
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    • 2002
  • 본 논문에서는, 위성 중계기 Engineering Model(EM)급 Ka 대역 입력 Demultiplexer (IMUX)의 진폭 및 군지연 등화된 채널 협대역 여파기의 개발/결과가 제시된다. 여파기는 큰 선택성(selectivity)과 작은 대역내 손실로써 동작하기 위해, 8차의 타원적분형 응답특성의 이중모드 결합구조의 특성을 가진다. 그리고 여파기 출력이 가지는 급한 변화의 군지연과 대역내 진폭은 2극(Pole) 등화기에 의해 평탄하게 된다. 튜닝 및 측정 결과는 요구규격사항을 잘 만족함을 보여준다.

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엔진발전기와 연계된 BESS의 무순단 모드 전환 기법 (Seamless Transfer Method of BESS connected by Engine Generator)

  • 신은석;김현준;한병문
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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    • pp.942-943
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    • 2015
  • 독립지역에서는 발전기의 전력공급한계에 대비한 백업전원으로써 BESS의 역할이 점점 커지고 있다. 또한 독립지역에서 발전기의 고장 또는 사고가 발생하면 BESS는 단독으로 부하에 전력을 공급하기 위해 연계모드에서 독립모드로 전환되어 동작되어야 한다. BESS의 운전모드가 전환되면 과도 시 독립지역의 전력공급이 불안정해지기 때문에 BESS의 무순단 모드 전환 기법이 필수적이다. 본 논문에서는 기존의 전압제어기법을 유지하면서 모드 전환 직후 제어기의 초기 적분값을 적용하여 과도 시간을 감소시키는 무순단 모드 전환 기법을 제안한다.

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오버슈트 없는 고속 디지털 전류제어기 설계 (Design of Fast and Overshoot Free Digital Current Controller)

  • 이진우
    • 전력전자학회논문지
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    • 제5권2호
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    • pp.163-169
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    • 2000
  • 전력변환시스템의 경제적인 설계를 위해서는 전력용 반도체소자의 전류정격을 모든 동작조건에서 최대한 이용하는 것이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 제안전압 한계의 변화, 연산지연시간, 시스템의 불확실성에 대해서도 오버슈트 없는 고속 전류제어 응답을 얻는 실용적인 디지털 전류제어기의 설계방법을 제안한다. 제안한 전류제어기는 수정된 시간지연보상기와 조건부 적분기를 갖는 고이득 PI제어기로 구성되어 있다. 제시된 시뮬레이션 및 실험 결과는 제안한 방법의 유효성을 보여준다.

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슬라이딩 모드 제어기와 관측기를 이용한 제어기 설계 기술 동향

  • 김인혁;손영익
    • 제어로봇시스템학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.34-41
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    • 2016
  • 슬라이딩 모드 기법을 실제 적용하는데 있어서 고려해야 할 중요한 문제 중 하나는 스위칭 동작에 의한 채터링 현상이다. 본 논문은 슬라이딩 모드 제어기 및 관측기의 게인을 줄임으로써 채터링을 완화하기 위한 방법으로 슬라이딩 모드 외란 관측기와 적분 제어를 포함하는 슬라이딩 모드 제어 기법에 대해 소개한다. 슬라이딩 모드 외란 관측기는 시스템 불확실성에 의해 발생하는 등가 외란의 상대적으로 느리게 변하는 부분을 추정하도록 설계한다. 슬라이딩 모드 관측기로 추정된 불확실성을 슬라이딩 모드 제어 입력에 결합함으로써 제안하는 관측기 기반 제어기는 상대적으로 낮은 게인을 사용하여 제어 목표를 달성할 수 있다. 본 논문에서 제안하는 제어기의 성능을 기존 방법과 비교하기 위해 DC 모터 전류 제어 모의실험을 수행한다. 모의실험 결과를 통해 제안하는 슬라이딩 모드 외란 관측기 기반 제어기는 낮은 게인으로 강인한 성능을 달성하고 전류 맥동을 줄일 수 있음을 확인할 수 있다.

작업좌표에서 로보트 매니퓰레어터에 대한 극점배치 자기동조 제어 (Pole-Placement Self-Tuning Control for Robot Manipulators in Task Coordinates)

  • 양태규;이상효
    • 대한전기학회논문지
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    • 제38권3호
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    • pp.247-255
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    • 1989
  • 본 논문에서는 작업좌표에서 로보트 매니퓰레이터에 대해 적분 동작을 갖는 오차 모델과 극점배치 자기동조제어기를 제안하였다. 이 제어기는 로보트 동력학의 자세한 표현없이 부하 외란에 의한 자류편차를 제거할 수 있다. 오차 모델 배개변수는 반복 최소 자승 알고리즘에 의해 추정되고, 제어기 매개 변수는 극점 배치 방법에 의해 결정된다. 작업좌표에서 제안된 제어 계통의 성능을 평가하기 위하여 부하를 갖는 3개 관절 2개 링크의 공간 로보트 매니퓰레이터에 의해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다.