• 제목/요약/키워드: ADC12

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14b 200KS/s $0.87mm^2$ 1.2mW 0.18um CMOS 알고리즈믹 A/D 변환기 (A 14b 200KS/s $0.87mm^2$ 1.2mW 0.18um CMOS Algorithmic A/D Converter)

  • 박용현;이경훈;최희철;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권12호
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    • pp.65-73
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    • 2006
  • 본 논문에서는 각종 지능형 센서, control system 및 battery-powered system 응용과 같이 고해상도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 시스템을 위한 14b 200KS/s $0.87mm^2$ 1.2mW 0.18um CMOS 알고리즈믹 A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서, 동시에 면적을 최소화하기 위해 입력단 샘플-앤-홀드 앰프를 전혀 사용하지 않는 알고리즈믹 구조를 채택하였으며, 전체 ADC의 전력소모를 최소화하기 위해 핵심 아날로그 회로 부분에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 제안하였고, multiplying D/A 변환기에는 클록 선택적인 샘플링 커패시터스위칭 기법을 적용하였다. 또한, 초저전력 온-칩 기준 전류 및 전압 발생기를 제안하여 전체 ADC의 전력소모를 최소화하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 각각 최대 0.98LSB 및 15.72LSB 수준을 보인다. 또한, 200KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 최대 54dB, 69dB이고, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 1.2mW이며 제작된 ADC의 칩 면적은 $0.87mm^2$이다

저잡음 CMOS 이미지 센서를 위한 10㎛ 컬럼 폭을 가지는 단일 비트 2차 델타 시그마 모듈레이터 (A Single-Bit 2nd-Order Delta-Sigma Modulator with 10-㎛ Column-Pitch for a Low Noise CMOS Image Sensor)

  • 권민우;천지민
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.8-16
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    • 2020
  • 본 논문에서는 polymerase chain reaction (PCR) 응용에 적합한 저잡음 CMOS 이미지 센서에 사용되는 컬럼-패러럴 analog-to-digital converter (ADC) 어레이를 위한 cascaded-of-integrator feedforward (CIFF) 구조의 단일 비트 2차 델타-시그마 모듈레이터를 제안하였다. 제안된 모듈레이터는 CMOS 이미지 센서에 입사된 빛의 신호에 해당하는 픽셀 출력 전압을 디지털 신호로 변환시키는 컬럼-패러럴 ADC 어레이를 위해 하나의 픽셀 폭과 동일한 10㎛ 컬럼 폭 내에 2개의 스위치드 커패시터 적분기와 단일 비트 비교기로 구현하였다. 또한, 모든 컬럼의 모듈레이터를 동시에 구동하기 위한 주변 회로인 비중첩 클록 발생기 및 바이어스 회로를 구성하였다. 제안된 델타-시그마 모듈레이터는 110nm CMOS 공정으로 구현하였으며 12kHz 대역폭에 대해 418의 oversampling ratio (OSR)로 88.1dB의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR), 88.6dB의 spurious-free dynamic range (SFDR) 및 14.3비트의 effective-number-of-bits (ENOB)을 달성하였다. 델타 시그마 모듈레이터의 면적 및 전력 소비는 각각 970×10 ㎛2 및 248㎼이다.

Rail-to-Rail의 입력 신호 범위를 가지는 12-bit 1MS/s 축차비교형 아날로그-디지털 변환기 (A 12-bit 1MS/s SAR ADC with Rail-to-Rail Input Range)

  • 김두연;정재진;임신일;김석기
    • 전기학회논문지
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    • 제59권2호
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    • pp.355-358
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    • 2010
  • As CMOS technology continues to scale down, signal processing is favorably done in the digital domain, which requires Analog-to-Digital (A/D) Converter to be integrated on-chip. This paper presents a design methodology of 12-bit 1-MS/s Rail-to-Rail fully differential SAR ADC using Deep N-well Switch based on binary search algorithm. Proposed A/D Converter has the following architecture and techniques. Firstly, chip size and power consumption is reduced due to split capacitor array architecture and charge recycling method. Secondly, fully differential architecture is used to reduce noise between the digital part and converters. Finally, to reduce the mismatch effect and noise error, the circuit is designed to be available for Rail-to-Rail input range using simple Deep N-well switch. The A/D Converter fabricated in a TSMC 0.18um 1P6M CMOS technology and has a Signal-to-Noise-and-Distortion-Ratio(SNDR) of 69 dB and Free-Dynamic-Range (SFDR) of 73 dB. The occupied active area is $0.6mm^2$.

복합센서 케이스용 알루미늄 다이캐스팅(ADC 12) 합금의 특성평가 (Properties Evaluation on Aluminum for Die-casting(ADC 12) to Packing Case of Composite Sensor)

  • 손재환;오상균;김동배;한창우
    • 한국산업융합학회 논문집
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    • 제9권2호
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    • pp.141-145
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    • 2006
  • In case of sense case manufactured by method of outage capacity, sensitivity is declined by outside effect and method of the photo electricity has a problem in transmission. therefore, packing case of composite sense should be developed to improve such a problem about influence of outside environment and its property evaluation has been performed. Mechanical property and result of analysis & test evaluation of Mat'l on aluminum die-casting(ADC 12type) Mat'l developed are as following. Tensile test piece, No. 4 of KS B 0801, has been applied to mechanical property test of Mat'l and It has been tested by method of metal mat'l tensile test(KS B 0802 : 2003). It can be found that physical property to KS(Korea Standard) is excellent. and homogeneous mechanical property appears. Test of Mat'l analysis has been performed by using OE Spectrometer, according to ASTM E 1251 : 1994 regulation. Consequently, good and homogeneous component contents classified by element to standard, except for Fe, have been obtained with coordination of Fe content as below 1.3% from composition standard of Aluminum Die-casting.

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마이크로 전자 기계 시스템 응용을 위한 12비트 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 A/D 변환기 (A 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ Algorithmic A/D Converter for MEMS Applications)

  • 김영주;채희성;구용서;임신일;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권11호
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    • pp.48-57
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    • 2006
  • 본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

저전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MSample/s $1.4\;mm^2$ 56 mW 0.18 um CMOS A/D 변환기 (A 10b 100 MSample/s $1.4\;mm^2$ 56 mW 0.18 urn CMOS A/D Converter for Low-Power Multimedia Applications)

  • 민병한;박희원;채희성;사두환;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제42권12호
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    • pp.53-60
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    • 2005
  • 본 논문에서는 저 전력 멀티미디어 응용을 위한 10b 100 MS/s $1.4\;mm^2$ CMOS A/D 변환기(ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 해상도 및 속도 사양을 만족시키면서, 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 기존의 다단 구조가 아닌 2단 파이프라인 구조를 사용하였다. 그리고 10 비트 해상도에서 1.2 Vp-p의 단일 및 차동 입력 신호 처리 대역폭을 넓히기 위해 입력 샘플-앤-홀드 증폭기에는 게이트-부트스트래핑 회로를 적용하며, 6 비트 해상도를 필요로 하는 두 번째 단의 flash ADC에는 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였다. 또한 커패시터 등 소자 부정합에 의해 해상도에 크게 영향을 줄 수 있는 MDAC의 커패시터에는 3차원 완전 대칭 구조를 갖는 레이아웃 기법을 제안하였다. 기준 전류/전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음 에너지를 줄였으며, 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가하도록 설계하였다. 제안하는 10b 시제품 ADC는 0.18 um CMOS 공정으로 제작되었고, 측정된 DNL 및 INL은 각각 0.59 LSB, 0.77 LSB 수준을 보여준다. 또한 100 MS/s의 샘플링 속도에서 SNDR 및 SFDR이 각각 54 dB, 62 dB 수준을 보였으며, 전력 소모는 56 mW이다.

높은 정확도의 3차원 대칭 커패시터를 가진 보정기법을 사용하지 않는 14비트 70MS/s 0.13um CMOS 파이프라인 A/D 변환기 (A Calibration-Free 14b 70MS/s 0.13um CMOS Pipeline A/D Converter with High-Matching 3-D Symmetric Capacitors)

  • 문경준;이경훈;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권12호
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    • pp.55-64
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    • 2006
  • 본 설계에서는 무선 랜 등 최첨단 무선 통신 및 고급영상 처리 시스템과 같이 고해상도와 높은 신호처리속도, 저전력 및 소면적을 동시에 요구하는 고성능 집적시스템 응용을 위해 기존의 보정기법을 사용하지 않는 14b 70MS/s 0.13um CMOS A/D 변환기(Analog-to-Digital Converts- ADC)를 제안한다. 제안하는 がU는 중요한 커패시터 열에 인접신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법으로 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하였고, 3단 파이프라인 구조로 고해상도와 높은 신호처리속도와 함께 전력 소모 및 면적을 최적화하였다. 입력 단 SHA 회로에는 Nyquist 입력에서도 14비트 이상의 정확도로 신호를 샘플링하기 위해 게이트-부트스트래핑 (gate-bootstrapping) 회로를 적용함과 동시에 트랜스컨덕턴스 비율을 적절히 조정한 2단 증폭기를 사용하여 14비트에 필요한 높은 DC전압 이득을 얻음과 동시에 충분한 위상 여유를 갖도록 하였으며, 최종 단 6b flash ADC에는 6비트 정확도 구현을 위해 2단 오픈-루프 오프셋 샘플링 기법을 적용하였으며, 기준 전류 및 전압 발생기는 온-칩으로 집적하여 잡음을 최소화하면서 필요시 선택적으로 다른 크기의 기준 전압 값을 외부에서 인가할 수 있도록 하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.13um CMOS 공정으로 요구되는 2.5V 전원 전압 인가를 위해 최소 채널길이는 0.35um를 사용하여 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 14비트 해상도에서 각각 0.65LSB, 1.80LSB의 수준을 보이며, 70MS/s의 샘플링 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR은 각각 66dB, 81dB를 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $3.3mm^2$이며 전력 소모는 2.5V 전원 전압에서 235mW이다.

스퀴즈 병용 다이캐스팅법에 의한 Al-12%Si 합금의 결함제어에 관한 연구 (A study on Defect Control of Al-12%Si Alloy by Partial Squeeze Die Casting Method)

  • 김억수;김용현;이광학;김흥식
    • 한국주조공학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.377-387
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    • 1995
  • Partial squeeze die casting is a special die casting process which combines squeeze technique to conventional die casting. The influence of squeeze pressure $(1500-3000kg/cm^2)$ and time-lags(0.5-2.0sec) on defect control, density and microstructure of ADC12 alloy die casts has been studied by appling partial squeeze die casting to air compressure front housing production. Defect free, maximum density of $2.736kg/cm^3$ with sound microstructure of ADC12 alloy die cast has been obtained by partial squeeze die casting technique at the pressure of $2000-2500kg/cm^2$ and time-lags of 1.0-2.0sec.

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간 경화도 측정을 위한 3.0T 자기공명 탄성계수 영상의 유용성에 대한 고찰 : 확산계수 영상 및 T2 강조 영상과의 비교 (The study of utility about magnetic resonance elastography for measurements of liver stiffness : the comparisons of ADC value & T2 weighted image)

  • 김상우;강충환;김성호;김경수;김순배
    • 대한디지털의료영상학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.21-29
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    • 2012
  • The purpose of this study is to evaluate the mutual relations by measuring SNR from T2 weighted image and ADC values on the basis of the stiffness values from liver tissues. This study was conducted that total 37 people(23 of males and 11 of females) were taken the liver MRI examination and average age was $54.5{\pm}12.7$ years old. The equipment was MAGNETOM Skyra 3.0T (SIEMENS, Erlangen, Germany) and 32 channel body-array coil. The examination were conducted with HASTE T2 weighted image by axial plane, Spin-echo EPI (echo planner image) DWI (b-value = 800) and Magnetic resonance elastography. The ROIs (region of interest: 200-300 $mm^2$) were established on the basis of the first axial stiffness image corresponded 95% confidence interval from axial stiffness image and then were measured values. After drawing the grid lines, signals were measured SNR from T2 weighted image and ADC values on the same locations that were analysed other 3 planes respectively. The results were showed correlation (0.057) that were increased to SNR from T2 weighted image by increasing stiffness value that no significant difference statistically p = 0.003. Other results were showed correlations (-0.301) that were decreased to ADC values by increasing stiffness values that no significant difference statistically p = 0.088. In the 3.0T equipment, the results may be error in much the same fashion as the 1.5T from ADC values by evaluation of fibrosis stage. However, Magnetic resonance elastography would be useful method that is used to diagnose exactly liver fibrosis stages in the 3.0T.

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CMOS A/D 변환기의 샘플링 속도 및 해상도 향상을 위한 병합 캐패시터 스위칭 기법 (A Merged-Capacitor Switching Technique for Sampling-Rate and Resolution Improvement of CMOS ADCs))

  • 유상민;전영득;이승훈
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제37권6호
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    • pp.35-41
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    • 2000
  • 본 논문에서는 전형적인 파이프라인 CMOS A/D 변환기(ADC)의 신호 처리 속도와 해상도를 향상시키기 위해 병합 캐패시터 스위칭(merged-capacitor switching MCS)기법을 제안한다. 제안하는 MCS 기법은 기존의 ADC에 사용되는 multiplying digital-to-analog converter(MDAC)의 캐패시터 수를 50%로 줄임으로써, 부하 캐패시터의 감소로 인해 샘플링 속도를 크게 향상시킬 수 있다. 또한, MCS 기법에서 줄어든 캐패시터 수에 해당하는 크기만큼 각 캐패시터 크기를 2배 증가시킬 경우, 전력 소모 및 샘플링 속도의 감소없이 캐패시터 부정합을 최소화하며, 전체 ADC의 해상도 향상이 가능하다. 제안하는 MCS 기법을 적용한 ADC에 기존의 궤환 캐패시터 스위칭(commutated feedback-capacitor switching : CFCS) 기법을 일부 적용할 경우, 12 비트 이상의 더 높은 해상도를 얻을 수 있고, 응용의 다양화를 고려할 수 있다.

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