• 한국안전학회지
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• 제27권6호
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• pp.48-53
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• 2012

This paper is purposed to develop portable electric instrument to select NI-9223(National instrument comp.) and clamp meter(HIOKI comp.), which can be used in developing electric instrument, to detect leakage current(ZCT) and current(CT) signals. In this paper, The electric instrument that can interface with current and leakage current instrument(HIOKI 9283), is developed by NI-9223 of NI comp.. HIOKI clamp meter can measure current signals certainly by high-sensitivity of 10 ${\mu}A$ resolution(leakage current : at 10 mA range) and current 1~200A range. The NI-9223 use four 16-bit analog-to-digital converters(ADCs) for true simultaneous sampling at up to 1 MS/s per channel. NI-9223 can synchronize all analog input modules installed in the same chassis to share the same start clock and/or sample clocks. The monitoring program is developed by SignalExpress of LabVIEW. The monitoring program are developed to analyze at simultaneous sampling on electrical signals such as leakage current(ZCT) and current(CT). The developed system verification tests were conducted, and portable electric instrument can be used in place which requires analysis of the actual electrical signal.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.538-540
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• 2004

Electrical currents generated by human heart activities create magnetic fields represented by MCG(MagnetoCardioGram). Since an MCG signal acquisition system requires precise and stable operation, the system adopts hundreds of SQUID(Superconducting QUantum Interface Device) sensors for signal acquisition. Such a system requires fast real-time data acquisition in a required sampling interval, i.e., 1 mili-second for each sensor. This paper presents designed hardware to acquire data from 256-channel analog signal with 1 ksamples/sec speed, using 12-bit 8-channel ADC devices, SPI interfaces, parallel interfaces, 8-bit microprocessors, and a DSP processor. We implemented SPI interface between ADCs and a microprocessor, parallel interfaces between microprocessors. Our result concludes that the data collection can be done in $168{\mu}sec$ time-interval for 256 SQUID sensors, which can be interpreted to 6 ksamples/sec speed.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.902-905
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• 2004

A heart diagnosis system adopts Superconducting Quantum Interface Device(SQUID) sensors for precision MCG signal acquisitions. Such system is composed of hundreds of sensors, requiring fast signal sampling and precise analog-digital conversions(ADC). Our development of hardware board, processing 64-channel 12-bit 1ks/s, is built by using 8-channel ADC chips, 8-bit microprocessors, SPI interfaces, and parallel data transfers between microprocessors to meet the 1ks/s, i.e. 1 ms speed. The test result shows that the signal acquisition is done in 168 usuc which is much shorter than the required 1 ms period. This hardware will be extended to 256 channel data acquisition to be used for the diagnosis system.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제46권4호
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• pp.53-63
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• 2009

본 논문에서는 IEEE 802.11n 표준과 같은 근거리 무선통신망 응용을 위한 10비트 100MS/s 27.2mW $0.8mm^2$ 0.18um CMOS ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 고속 동작에 적합한 3단 파이프라인 구조를 기반으로 제작되었으며 각단에 공통적으로 사용되는 증폭기, 프리앰프 및 저항열을 최대한 효율적으로 공유함으로써 전력 소모 및 면적을 최소화하였다. 첫 번째 MDAC과 두 번째 MDAC에는 스위치 저항과 메모리 효과가 없는 증폭기 공유기법을 사용하였고, 세 개의 4비트 flash ADC에는 단 하나의 저항열만을 사용하는 동시에 두 번째 flash ADC와 세 번째 flash ADC에는 프리앰프를 공유하여 전력 소모와 면적을 최소화하였다. 보간 기법을 사용하여 요구되는 프리앰프의 수를 반으로 줄였으며, 프리앰프의 공유 및 보간 기법으로 인한 영향을 최소화하기 위해 낮은 킥-백 잡음을 갖는 비교기를 추가로 제안하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 10비트 해상도에서 각각 최대 0.83LSB와 1.52LSB의 수준을 보이며, 동적 성능으로는 100MS/s의 동작 속도에서 각각 52.1dB의 SNDR과 67.6dB의 SFDR을 갖는다. 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.8mm^2$이며 전력 소모는 1.8V 전원 전압을 인가하였을 때 100MS/s에서 27.2mW이다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2006년도 International Symposium on GPS/GNSS Vol.2
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• pp.385-390
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• 2006

This paper examines the sampling and jitter specifications and considerations for Global Navigation Satellite Systems (GNSS) software receivers. Software radio (SWR) technologies are being used in the implementation of communication receivers in general and GNSS receivers in particular. With the advent of new GPS signals, and a range of new Galileo and GLONASS signals soon becoming available, GNSS is an application where SWR and software-defined radio (SDR) are likely to have an impact. The sampling process is critical for SWR receivers, where it occurs as close to the antenna as possible. One way to achieve this is by BandPass Sampling (BPS), which is an undersampling technique that exploits aliasing to perform downconversion. BPS enables removal of the IF stage in the radio receiver. The sampling frequency is a very important factor since it influences both receiver performance and implementation efficiency. However, the design of BPS can result in degradation of Signal-to-Noise Ratio (SNR) due to the out-of-band noise being aliased. Important to the specification of both the ADC and its clocking Phase- Locked Loop (PLL) is jitter. Contributing to the system jitter are the aperture jitter of the sample-and-hold switch at the input of ADC and the sampling-clock jitter. Aperture jitter effects have usually been modeled as additive noise, based on a sinusoidal input signal, and limits the achievable Signal-to-Noise Ratio (SNR). Jitter in the sampled signal has several sources: phase noise in the Voltage-Controlled Oscillator (VCO) within the sampling PLL, jitter introduced by variations in the period of the frequency divider used in the sampling PLL and cross-talk from the lock line running parallel to signal lines. Jitter in the sampling process directly acts to degrade the noise floor and selectivity of receiver. Choosing an appropriate VCO for a SWR system is not as simple as finding one with right oscillator frequency. Similarly, it is important to specify the right jitter performance for the ADC. In this paper, the allowable sampling frequencies are calculated and analyzed for the multiple frequency BPS software radio GNSS receivers. The SNR degradation due to jitter in a BPSK system is calculated and required jitter standard deviation allowable for each GNSS band of interest is evaluated. Furthermore, in this paper we have investigated the sources of jitter and a basic jitter budget is calculated that could assist in the design of multiple frequency SWR GNSS receivers. We examine different ADCs and PLLs available in the market and compare known performance with the calculated budget. The results obtained are therefore directly applicable to SWR GNSS receiver design.

• 전자공학회논문지C
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• 제36C권5호
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• pp.57-66
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• 1999

본 논문에서는 50 MHz 수준의 고속 신호 샘플링을 위해 정착시간 최소화 기법을 적용한 12 비트 50 MHz CMOS A/D 변환기(analon-to-digital-converter : ADC) 회로를 제안한다. 제안하는 ADC는 0.35㎛ double-poly five-metal n-well CMOS 공정을 사용하여 설계 및 레이아웃되었으며, 응용되는 시스템의 속도, 해상도 및 면적 등의 사양을 고려하여 다단 파이프라인 구조가 적용되었다. 기존의 파이프라인 구조를 가진 ADC의 경우, 동작속도를 제한하는 결정적인 회로 불럭은 잔류전압 증폭기이나, 제안하는 정착 시간 최소화 기법은 이러한 잔류전압 증폭기의 동작 전류 제어를 통해 정착시간 단축 및 출력신호의 불규칙성을 최소한으로 줄인다. 3 V 전원전압에서 50 MHz 클럭 주파수를 사용하여 모의실험한 결과, 입출력단을 포함한 전체 ADC는 197mW의 전력소모를 나타내었고, 입출력단의 패드를 포함한 전체 칩면적은 3.2mm×3.6mm이다.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권3호
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• pp.160-165
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• 2009

A 12b 2 MS/s cyclic ADC processing 3.3 Vpp single-ended rail-to-rail input signals is presented. The proposed ADC demonstrates an offset voltage less than 1 mV without well-known calibration and trimming techniques although power supplies are directly employed as voltage references. The SHA-free input sampling scheme and the two-stage switched op-amp discussed in this work reduce power dissipation, while the comparators based on capacitor-divided voltage references show a matched full-scale performance between two flash sub ADCs. The prototype ADC in a $0.18{\mu}m$ 1P6M CMOS demonstrates the effective number of bits of 11.48 for a 100 kHz full-scale input at 2 MS/s. The ADC with an active die area of $0.12\;mm^2$ consumes 3.6 m W at 2 MS/s and 3.3 V (analog)/1.8 V (digital).

• 한국정보통신학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.253-260
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• 2009

본 논문에서는 UWB 펄스 신호를 주파수 성분으로 분리해서 수 MHz정도의 ADC로 디지털 구현이 가능한 새로운 구조의 TR-UWB 시스템의 성능을 수학적으로 분석한 후 기존 시스템과 이론적으로 비교한다. TR-UWB 신호의 주파수 변환 특성 및 복소수 성분들의 평균, 분산 값을 유도하여 이를 활용한 이론적인 SNR 계산을 통해 시스템 성능을 분석하고 SNR 비 관점에서 기존 시스템과의 성능을 비교한다. 모의 실험에서는 AWGN 환경과 IEEE 802.15.3a의 다중경로 채널 환경에서의 BER을 통해 제시한 TR-UWB 시스템의 성능이 기존 시스템보다 우수함을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.454-464
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• 2023

본 논문은 센서 노드 응용을 위한 1MS/s의 샘플링 속도를 가지는 저전력 8비트 비동기 축차근사형(successive approximation register, SAR) 아날로그-디지털 변환기(analog-to-digital converter, ADC)를 제안한다. 이 ADC는 선형성을 개선하기 위해 부트스트랩 스위치를 사용하며, 공통모드 전압(Common-mode voltage, VCM) 기반의 커패시터 디지털-아날로그 변환기 (capacitor digital-to-analog converter, CDAC) 스위칭 기법을 적용하여 DAC의 전력 소모와 면적을 줄인다. 외부 클럭에 동기화해서 동작하는 기존 동기 방식의 SAR ADC는 샘플링 속도보다 빠른 클럭의 사용으로 인해 전력 소비가 커지는 단점을 가지며 이는 내부 비교를 비동기 방식으로 처리하는 비동기 SAR ADC 구조를 사용하여 해결할 수 있다. 또한, 낮은 해상도의 설계에서 발생하는 큰 디지털 전력 소모를 줄이기 위해 동적 논리 회로를 사용하여 SAR 로직를 설계하였다. 제안된 회로는 180nm CMOS 공정으로 시뮬레이션을 수행하였으며, 1.8V 전원전압과 1MS/s의 샘플링 속도에서 46.06𝜇W의 전력을 소비하고, 49.76dB의 신호 대 잡음 및 왜곡 비율(signal-to-noise and distortion ratio, SNDR)과 7.9738bit의 유효 비트 수(effective number of bits, ENOB)를 달성하였으며 183.2fJ/conv-step의 성능 지수(figure-of-merit, FoM)를 얻었다. 시뮬레이션으로 측정된 차동 비선형성(differential non-linearity, DNL)과 적분 비선형성(integral non-linearity, INL)은 각각 +0.186/-0.157 LSB와 +0.111/-0.169 LSB이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.8-16
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• 2010

본 논문에서는 CCD 이미지 처리를 위한 최대 15MS/s의 속도의 중저속 아날로그-프론트 엔드(analog-front end, AFE)에서 사용될 수 있는 연속근사 ADC(Successive Approximation ADC, SA-ADC)의 설계를 제안한다. 파이프라인 ADC와 달리 SA-ADC는 동작주파수의 변화에 따른 전력소모의 스케일링(scaling) 효과가 크므로 저속에서 중속에 이르는 넓은 범위의 가변 데이터 처리 속도의 응용에 매우 효과적이다. 제안하는 설계는 입력 신호의 샘플링 동작을 내부 DAC(sub-DAC)로부터 따로 분리한 후, 커패시터 커플링을 통해 차동 결합함으로써 신호경로에 이르는 부하를 크게 줄이는 "차동 커패시터 커플링 기법"의 도입, 연속근사의 기법적 측면에서 signed 구조를 활용하여 데이터 변환주기 이전에 홀드된 입력신호로부터 미리 MSB(sign bit)를 결정함으로써 1사이클의 변환주기를 절약하고 내부 DAC의 하드웨어를 1비트 줄이는 구조와 같은 특징을 갖고 있다. 본 설계는 3.3V $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로써 설계하고 Spectre 시뮬레이션을 이용하여 그 특성을 분석함으로써 CCD 아날로그 프론트-엔드에 적용될 수 있음을 입증하였다.