본 논문에서는 기존의 방법과는 달리 4 단계의 보정 기법을 적용하여 미세한 적외선 (infrared : IR) 신호를 검출해내는 비냉각 적외선 센서 어레이를 위한 CMOS 신호 검출회로를 제안한다. 제안하는 신호 검출회로는 11 비트의 A/D 변환기 (analog-to digital converter : ADC)와 7 비트의 D/A 변환기(digital to-analog converter : DAC), 그리고 자동 이득 조절 회로 (automatic gain control circuit : AGC)로 구성되며, 비냉각 센서 어레이를 동작시키는 DC 바이어스 전류 성분, 화소간의 특성 차이에 의한 변화 성분과 자체 발열 (self-heating)에 의한 변화 성분을 포함하는 적외선 센서 어레이의 출력 신호로부터 미세한 적외선 신호 성분만을 선택적으로 얻어낸다. 제안하는 A/D 변환기에서는 병합 캐패시터 스위칭(merged-capacitor switching : MCS) 기법을 적용하여 면적 및 전력 소모를 최소화하였으며, D/A 변환기에서는 출력단에 높은 선형성을 가지는 전류 반복기를 사용하여 화소간의 특성 차이에 의한 변화 성분과 자체 발열에 의한 변화 성분을 보정할 수 있도록 하였다. 시제품으로 제작된 신호 검출회로는 1.2 um double-poly double-metal CMOS 공정을 사용하였으며, 4.5 V 전원전압에서 110 ㎽의 전력을 소모한다. 제작된 시제품으로부터 측정된 검출회로의 differential nonlinearity (DNL)와 integral nonlinearity (INL)는 A/D 변환기의 경우 11 비트의 해상도에서 ±0.9 LSB와 ±1.8 LSB이며, D/A 변환기의 경우 7비트의 해상도에서 ±0.1 LSB와 ±0.1 LSB이다.
M채널 NPR(Near-Perfect Reconstruction) pseudo-QMF(Quadrature Mirror Filter) 뱅크의 설계는 일반적으로 SF(Spectral Factorization) 접근 방식을 혼합하여 많이 사용하며, 분리와 합성 필터들은 프로토타입 저역통과 필터(prototype lowpass filter : p-LPF)를 코사인 변조하여 사용한다. 그러나 이 방식은 $2M^{-th}$ 대역 필터 $G(z)=z^{-(N-1)}H(z^{-1})H(z)$의 SF 방식에 의해 p-LPF H(z)을 설계하기 때문에 p-LPF가 선형위상을 갖지 못할 뿐만 아니라 진폭왜곡이 최적화되지도 않았다. 따라서 대부분의 방법들이 재생 진폭왜곡 보다는 중첩상쇄왜곡을 줄이기 위한 p-LPF 설계를 제안하였다. 본 논문에서는 NPR pseudo-QMF 뱅크 구현에 필요한 p-LPF 설계를 위해 폐쇄형전달함수를 갖는 선형위상의 Maxflat(maximally flat) FIR 필터를 이용하는 새로운 방식을 제안하였다. 또한 폐쇄형주파수함수를 이용하여 $2M^{-th}$ 대역 필터 $G(z)=H^2(z)$로 표현되는 2M개 채널들의 전체진폭응답이 단일응답을 갖도록 p-LPF H(z)을 최적화하는 방법이 제안되었다. 실험 결과 시스템 최대진폭 왜곡이 $3.5{\times}10^{-4}\;({\simeq}-70dB)$보다 적고 각 분리 및 합성 필터들의 저지대역 감쇠가 -100dB 이상의 매우 뛰어난 NPR pseudo-QMF 뱅크 설계가 가능함이 증명되었다.
메타버스 내 가상세계는 가상적으로 확장된 물리적 현실과 물리적으로 영구화된 가상공간이 융합(convergence)되어 나타난 문명의 장이다. 컴퓨터 인터페이스의 기능과 역할이 확대 및 발전되고 가상에 대한 패러다임이 전환됨에 따라, 가상은 현실을 복제하는 단계를 넘어서서 상상력을 통해 독자적인 '가상 세계(Virtual World)'를 구현하기에 이른다. 가상세계는 크게 환상성, 유희성, 게임성이 강조된 '유희적가상세계(The Ludic Virtual World)'와 실재성, 효율성, 네트워크성이 강조된 '사회적 가상세계(The Social Virtual Reality)'로 분류할 수 있다. 북미의 경우 사회적 가상세계가 중시되는 반면, 유독 한국에서는 허구적 세계관에 입각한 유희적 가상세계가 각광받고 있다. 한국 가상세계의 발전방향은 반현실에 대한 욕망과 허구적 상상력을 극대화할 수 있는 장으로서 유희적 가상세계에 놓여있다.
This paper presents a design and fabrication of 0.5 V two stage operational amplifier. The proposed operational amplifier utilizes body-driven differential input stage and self-cascode current mirror structure. Cadence Virtuoso is used for layout and the layout data is verified by LVS through Mentor Calibre. The proposed two stage operational amplifier is fabricated using $0.13{\mu}m$ CMOS process and operation at 0.5 V is confirmed. Measured low frequency small signal gain of operational amplifier is 50 dB, power consumption is $29{\mu}W$ and chip area is $75{\mu}m{\times}90{\mu}m$.
A modified silicon direct bonding method has been developed alloying an intimate contact between grooved and smooth mirror-polished oxide-free silicon wafers. A regular set of grooves was formed during preparation of heavily doped $p^+$-type grid network by oxide-masking und boron diffusion. Void-free bonded interfaces with filing of the grooves were observed by x-ray diffraction topography, infrared, optical. and scanning electron microscope techniques. The presence of regularly formed grooves in bending plane results in the substantial decrease of dislocation over large areas near the interface. Moreover two strongly misoriented waters could be successfully bonded by new technique. Diodes with bonded a pn-junction yielded a value of the ideality factor n about 1.5 and the uniform distribution of series resistance over the whole area of horded pn-structure. The suitability of the modified technique was confirmed by I - V characteristics of power diodes and reversly switched-on dynistor(RSD) with a working area about $12cm^2$. Both devices demonstrated breakdown voltages close to the calculation values.
현재의 인터넷과 같은 전자 통신망과 멀티미디어 시스템의 발달은 고속의 대용량 데이터 전송을 필요로 한다. 초고속 통신 시스템에서의 고속 데이터 전송은 주로 광섬유를 사용하는 광통신으로 이루어지고 있다. FTTH(Fiber To The Home)와 같은 광통신 시스템은 멀티미디어 커뮤니케이션을 위해 필요한 큰 데이터 전송률을 제공할 수 있기 때문에 더욱 더 중요성이 높아지고 있으며 이러한 광통신 시스템에서는 통신환경의 영향을 적게 받고 외부 조절이나 부품이 필요하지 않는 수신기 IC 의 개발이 요구되고 있다. 일반적으로 광통신 수신기에는 고속 동작에 적합한 특성을 가진 GaAs-MESFET 가 사용되고 있으나, 본 논문에서는 0.35um CMOS 2-poly 4-metal 공정을 이용하여 5Gbps 광수신기를 설계하였다. 설계된 수신기는 Preamplifier, Main amplifier, ABC 회로로 구성되어 있다. Transimpedance amplifier 형태의 Preamplifier 는 광검출기에 의해 생성된 전류 신호를 전압 신호로 변환한다. ABC 회로는 Peak_Hold 회로와 Bottom_Hold 회로로 구성되어 있다. 기존의 Peak_Hold 회로에서는 다이오드와 hold capacitor 를 이용하여 peak 값을 검출하도록 되어 있는데, 다이오드를 이용하는 경우 작은 입력 신호전압의 Peak 값을 검출하는 데 한계가 있다. 이러한 단점을 보완하고자 전류 거울형태의 Peak_Hold 회로를 설계하였다. 전류거울(current mirror)형태의 출력 신호의 duty error 를 줄이고 비트 에러율(Bit Error Rate)을 개선하는데 효과적이었다. 설계된 광수신기는 30dB 의 입력 dynamic range 와 입력 capacitance 3pF 에서 80MHz 의 대역폭을 가진다. 전력 소비량은 3.3V 전원 전압이 인가된 경우 약 150mW 정도이다.
Digital image-projection and several modifications are the classical applications of Digital Micromirror Devices (DMD), however further applications in the field of optical metrology are also available. Operated with certain patterns, a DMD can function, for instance, as an array of pinholes that may substitute the Galvanic mirror or the stage scanning system presently used for 2 dimensional scanning in confocal microscopes. The various process parameters that influence the result of measurement (e.g. pinhole size, lateral scanning pitch and the number of pinholes used simultaneously, etc.) should be configured precisely for individual measurements by appropriately operating the DMD. This paper presents suitable conditions for the diffraction limited analysis between DMD-optics-CCD to achieve the best performance. Also sampling theorem that is necessary for the image acquisition by scanning system is simulated with OPTISCAN which is the simulator based on the diffraction theory.
To realize uniform side pumping of solar lasers and improve their output power, a solar concentrating system based on off-axis parabolic mirrors is proposed. Four identical off-axis parabolic mirrors with focal length of 1,000 mm are toroidally arranged as the primary concentrator. Four two-dimensional compound parabolic concentrators (2D-CPCs) are designed as a secondary concentrator to further compress the focused spot induced by the parabolic mirrors, and the focused light is then homogenized by four rectangular diffusers and provides uniform pumping for a laser-crystal rod to achieve solar laser emission. Simulation results show that the solar power received by the laser rod, uniformity of the light spot, and output power of the solar laser are 7,872.7 W, 98%, and 351.8 W respectively. This uniform pumping configuration and concentrator design thus provide a new means for developing high-power side-pumped solid-state solar lasers.
JPEG2000 국제표준에서는 QMF 왜곡을 갖지 않는 2가지 필터 쌍(pare)을 제시하였다. 그러나 사용된 QMF 필터들은 완만한 롤오프율을 갖을 뿐만 아니라 통과대역에서 리플(ripple)이 존재하고 비동등대역분할 구조를 갖는 치명적인 단점이 있다. 따라서 본 논문에서는 최대평탄 및 가파른 롤오프율(roll-off rate) 응답특성을 갖는 일반화된 폐쇠형 공식을 이용하여 하프대역 이득의 최대평탄 QMF 필터들을 제시하였다. 기존의 JPEG2000의 QMF 필터들과 제안된 최대평탄 QMF 필터들의 주파수 응답을 비교한 결과 제안된 QMF 필터들은 통과대역에서 리플이 없고, 개선된 롤오프율(roll-off rate) 및 중첩대역폭을 갖는 것을 확인하였다. 더욱이 제안된 최대 평탄 QMF 필터들은 저지대역 감쇠가 최대 200dB를 초과하는 응답 특성을 나타내었다.
생산방식의 변화에 따라 3차원 형상을 신속하고 정확하게 측정하는 것이 중요해졌다. 가장 훌륭한 비접촉 3차원 측정방법인 모아레 방법 중 잡음신호를 효과적으로 제거할 수 있는 위상천이 방법을 구현함에 있어 DMD를 이용하여 격자를 생성하고 이송하는 효과를 발생하도록 하였다. 컴퓨터에서 격자를 이송하고 위상천이를 발생하므로 기계적 이송으로 인한 잡음신호의 발생 가능성을 배제할 수 있으며 광학렌즈와의 적절한 조합을 통해 쉽게 분해능을 변화하며 3차원 정보 획득이 가능하다. 근본적인 $2\pi$ 모호성문제를 극복하기 위하여 2차원 위상정력을 실시하였다. 이 방법을 적용하여 3차원 형상의 측정을 수행하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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