• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.378-384
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• 2013

본 논문에서는 칩 내부의 온도를 측정하기 위한 CMOS 온도 센서가 제안된다. 제안하는 온도 센서는 칩 내부의 온도에 비례하는 전압을 생성하는 proportional-to-absolute-temperature (PTAT) 회로와 디지털 인터페이스를 위한 4-비트 아날로그-디지털 변환기로 구성된다. 소면적을 가지는 PTAT 회로는 CMOS 공정에서 vertical PNP 구조를 이용하여 설계된다. 온도변화에 둔감한 저전력 4-비트 아날로그-디지털 변환기를 구현하기 위해 아날로그 회로를 최소로 사용하는 축차근사형 아날로그-디지털 변환기가 이용되며, 이를 위해 커패시터-기반 디지털-아날로그 변환기와 시간-도메인 비교기를 이용한다. 제안된 온도 센서는 2.5V $0.25{\mu}m$ 1-poly 6-metal CMOS 공정에서 제작되었고, $50{\sim}150^{\circ}C$ 온도 범위에서 동작한다. 구현된 온도 센서의 면적과 전력 소모는 각각 $130{\times}390{\mu}m^2$과 $868{\mu}W$이다.

• 융합정보논문지
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• 제11권9호
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• pp.124-129
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• 2021

본 연구는 시간-보간법을 적용한 FLASH analog-to-digital converter (ADC)에 관한 것이다. 시간-보간법은 기존의 FLASH ADC에서 요구되는 전압영역 비교기의 개수를 줄일 수 있으며 이 따른 전력 소모 및 칩 면적의 절약을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 5-bit, 즉 31개의 양자화 레벨을 갖는 ADC를 설계 및 구현하였으며, 16개의 양자화 레벨은 기존의 전압영역 비교기 방식을 유지하고, 나머지 15개의 양자화 레벨은 시간영역 비교기를 통하여 처리되도록 구성하여, 기존 5-bit FLASH ADC 대비 전압영역 비교기의 숫자를 48.4% 줄일 수 있었다. 시제품은 14 nm Fin Field-effect transistor (FinFET) 공정으로 제작되었으며 구현면적은 0.0024 mm², 전력소모는 0.8 V 전원전압에서 0.82 mW로 측정되었으며, 400 MS/s의 변환속도 21 MHz 정현파 입력에 대하여 ADC는 28.03 dB의 신호-대-잡음비 (SNDR), 즉 4.36 유효비트(ENOB)의 성능을 보였다.

• 로봇학회논문지
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• 제2권3호
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• pp.205-211
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• 2007

In this paper, the prototype of surface EMG (ElectroMyoGram) sensor is developed for the robotic rehabilitation applications, and the developed sensor is composed of the electrodes, analog signal amplifiers, analog filters, ADC (analog to digital converter), and DSP (digital signal processor) for coding the application example. Since the raw EMG signal is very low voltage, it is amplified by about one thousand times. The artifacts of amplified EMG signal are removed by using the band-pass filter. Also, the processed analog EMG signal is converted into the digital form by using ADC embedded in DSP. The developed sensor shows approximately the linear characteristics between the amplitude values of the sensor signals measured from the biceps brachii of human upper arm and the joint angles of human elbow. Finally, to show the performance of the developed EMG sensor, we suggest the application example about the real-time human elbow motion acquisition by using the developed sensor.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.497-502
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• 2018

선박용 X 밴드 레이더의 영상 신호를 추출하고 디지털 신호로 처리하여 강우 정보를 생산하는 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)를 설계하였다. X 밴드 기상 레이더는 국지적 범위에 대한 강우의 시공간적 고해상도 관측에 적합하지만 가격이 매우 비싸고 전문적인 관리가 필요하다. 이에 비해 10-2 비용의 선박용 레이더는 경제적인 이득뿐만 아니라 자료 수집 및 관리를 용이하게 한다. 개발한 변환기의 유용성을 검증하기 위해 단기 강수 사례에 대한 기상 레이더와 비교 관측을 수행하였다. 선박용 레이더의 강우 관측 결과는 반경 15 km 이내에서 기상 레이더와 일치하였다. 이를 통해 선박용 레이더의 강우 관측 활용성을 입증하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1999년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.986-989
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• 1999

An 12bit current-mode folding and interpolation analog to digital converter (ADC) with multiplied folding amplifiers is proposed in this paper. A current - mode multiplied folding amplifier is employed not only to reduced the number of reference current source, but also to decrease a power dissipation within the ADC. The designed ADC fabricated by a 0.6${\mu}{\textrm}{m}$ n-well CMOS double metal/single poly process. The simulation result shows the power dissipation of 280㎽ with a power supply of 5V.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제15권5호
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• pp.504-510
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• 2015

This paper presents a power and area efficient SAR ADC for multi-channel near threshold-voltage (NTV) applications such as neural recording systems. This work proposes a split dual-capacitive-array (S-DCA) structure with shifted input range for ultra low-switching energy and architecture of multi-channel single-ended SAR ADC which employs only one comparator. In addition, the proposed ADC has the same amount of equivalent capacitance at two comparator inputs, which minimizes the kickback noise. Compared with conventional SAR ADC, this work reduces the total capacitance and switching energy by 84.8% and 91.3%, respectively.

• 전자공학회논문지
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• 제50권6호
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• pp.85-90
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• 2013

본 논문에서는 본 연구실에서 제안된 Dummy Gate Assisted MOSFET을 이용하여 6bit SAR (Successive Approximation Register) ADC를 설계하였으며 이에 대한 대조군으로 Conventional MOSFET으로 동일한 회로를 설계하여 두 회로의 Co-60 Gamma Ray에 의한 누적방사선 영향을 비교 분석해 보았다. 설계된 SAR ADC는 Binary Capacitor DAC과 Dynamic Latch 형태의 Comparator 그리고 Logic으로 구성이 되었으며, 0.35um standard CMOS공정으로 제작되었다. 방사선 조사 후 Conventional MOSFET을 이용한 ADC는 정상동작하지 못하였지만, Dummy Gate Assisted MOSFET을 사용한 ADC는 방사선 조사 후 DNL은 0.7LSB에서 2.0LSB, INL은 1.8LSB에서 3.2LSB로 다소 증가하였으나 정상적인 A/D 변환이 가능하다는 것을 확인하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권4호
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• pp.16-24
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• 2002

본 논문에서는 높은 해상도와 고속 신호 샘플링을 위해 병합 캐패시터 스위칭(merged-capacitor switching：MCS) 기법을 적용한 10b 120 MSample/s CMOS 파이프라인 A/D 변환기(analog-to- digital converter：ADC) 회로를 제안한다. 제안하는 ADC의 전체 구조는 응용되는 시스템의 속도, 해상도 및 면적 등의 사양을 고려하여 다단 파이프라인 구조를 사용하였고, MDAC(multiplying digital-to- analog converter)의 캐패시터 수를 50 %로 줄임으로써 해상도와 동작 속도를 동시에 크게 향상시킬 수 있는 MCS 기법을 적용하였다. 제안하는 ADC는 0.25 um double-poly five-metal n-well CMOS 공정을 이용하여 설계 및 제작되었고, 시제품 ADC의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 ${\pm}$0.40 LSB, ${\pm}$0.48 LSB 수준을 보여준다. 100 MHz와 120 MHz 샘플링 주파수에서 각각 58 dB와 53 dB의 SNDR(signal-to-noise-and-distortion ratio)을 얻을 수 있었고, 100 MHz 샘플링 주파수에서 입력 주파수가 나이퀴스트(Nyquist) 입력인 50 MHz까지 증가하는 동안 54 dB 이상의 SNDR과 68 dB 이상의 SFDR(spurious-free dynamic range)을 유지하였다. 입출력단의 패드를 제외한 칩 면적은 3.6 $mm^2$(＝ 1.8 mm ${\times}$ 2.0 mm)이며, 최대 동작 주파수인 120 MHz 클럭에서 측정된 전력 소모는 208 mW이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제13권2호
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• pp.108-113
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• 2013

This paper describes a low power asynchronous successive approximation register (SAR) type 12b analog-to-digital converter (ADC) for biomedical applications in a 0.35 ${\mu}m$ CMOS technology. The digital-to-analog converter (DAC) uses a capacitive split-arrays consisting of 6-b main array, an attenuation capacitor C and a 5-b sub array for low power consumption and small die area. Moreover, splitting the MSB capacitor into sub-capacitors and an asynchronous SAR reduce power consumption. The measurement results show that the proposed ADC achieved the SNDR of 68.32 dB, the SFDR of 79 dB, and the ENOB (effective number of bits) of 11.05 bits. The measured INL and DNL were 1.9LSB and 1.5LSB, respectively. The power consumption including all the digital circuits is 6.7 ${\mu}W$ at the sampling frequency of 100 KHz under 3.3 V supply voltage and the FoM (figure of merit) is 49 fJ/conversion-step.

• 센서학회지
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• 제24권3호
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• pp.169-174
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• 2015

In this study, we developed a system to detect the various defects in the metallic objects using the phenomenon that the defects cause the changes of the natural resonant frequencies. Our system consists of a FFT Amp, an Auto Impact Hammer, a Hammer controller and a PC. Auto Impact Hammer creates vibrations in the metallic objects when tapped on the surface. These vibrational signals are converted to the voltage signals by an acceleration sensor attached to the metallic part surface. These analog voltage signals were fed into an ADC (analog-digital converter) and an FFT (fast fourier transform) conversion in the FFT Amp to obtain the digital data in the frequency domain. Labview graphical program was used to process the digital data from th FFT amp to display the spectrum. We compared those spectra with the standard spectrum to find the shifts in the resonant frequencies of the metal parts, and thus detecting the defects. We used PCB's acceleration sensor and TI's TMS320F28335 DSP (digital signal processor) to obtain the resolution of 2.93 Hz and to analyze the frequencies up to 44 kHz.