• 전기학회논문지
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• 제68권1호
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• pp.90-97
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• 2019

The charge redistribution digital-to-analog converter(CR-DAC) is often used for successive approximation register analog-to-digital converter(SAR ADC) that requiring low power consumption and small circuit area. However, CR-DAC is required 2 to the power of N unit capacitors to generate reference voltage for successive approximation of the N-bit SAR ADC, and many unit capacitors occupy large circuit area and consume more power. In order to improve this problem, this paper proposes SAR ADC using series capacitor DAC. The series capacitor DAC is required 2(1+N) unit capacitors to generate reference voltage for successive approximation and charges only two capacitors of the reference generation block. Because of these structural characteristics, the SAR ADC using series capacitor DAC can reduce the power consumption and circuit area. Proposed SAR ADC was designed in CMOS 180nm process, and at 1.8V supply voltage and 500kS/s sampling rate, proposed 6-bit SAR ADC have signal-to-noise and distortion ratio(SNDR) of 36.49dB, effective number of bits(ENOB) of 5.77-bit, power consumption of 294uW.

• 한국통신학회논문지
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• 제35권1C호
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• pp.77-86
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• 2010

본 논문에서는 간단한 형태의 적분기와 1-비트 ADC (Analog-to-Digital Converter)로 구성된 AFE (Analog Front End)를 사용하는 Noncoherent IR-UWB (Impulse Radio-Ultra Wide Band) 레인징 (Ranging) 시스템을 제시하고, 레인징 성능에 영향을 주는 AFE 특성에 대해 정의한다. 이 레인징 시스템에서 적분기는 단순히 수신된 신호의 에너지만을 축적하며, 다중 비트 ADC를 필요로 하는 Coherent IR-UWB 시스템과는 달리 1-비트 ADC를 사용하게 되므로, 시스템 구현 측면에서 현실적이고 매우 용이하다고 할 수 있다. 반면, Noncoherent 방식의 특성상 수신 신호를 단순히 제곱하여 적분하게 되므로, 잡음과 다중경로 페이딩 등의 채널 특성에 따라 레인징 정밀도는 큰 영향을 받게 된다. 그러나 이러한 현실적인 중요성에도 불구하고, 현재까지의 IR-UWB 레인징 시스템 연구에서는 AFE 특성 변화에 따른 성능 분석에 관한 결과는 거의 제시되지 않고 있다. 이에, 본 논문에서는 Noncoherent IR-UWB 레인징 시스템을 사용하는 경우 다양한 무선 채널 환경에서 AFE 특성 변화에 따른 레인징 성능을 분석한다. 또한 이를 통해 실제 UWB 하드웨어를 설계할 경우 규격 설정에 고려해야 할 파라미터들을 제시한다.

• 전기전자학회논문지
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• 제2권2호
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• pp.309-315
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• 1998

본 논문에서는 광대역 종합 통신망 응용을 위한 8b 52 MHz CMOS 서브레인징 (subranging) A/D 변환기 (analog-to-digital converter : ADC)를 제안한다. 제안된 A/D 변환기는 새로운 방식의 동작 순서 기법을 사용하여 기존의 이중 채널 서브레인징 A/D 변환기 동작에 존재하는 홀딩 시간 (holding time)을 제거함으로써 신호 처리 속도 (throughput rate)를 50 % 향상시켰다. 또한, 하위 비트 A/D 변환기에서의 잔류 전압처리에 인터폴레이션 (interpolation) 기법을 이용하여 A/D 변환기의 비교기에 사용되는 프리앰프의 수를 50 % 수준으로 줄임으로써 면적을 감소시켰다. 시제품 A/D 변환기는 0.8 um n-well double-poly double-metal CMOS 공정으로 제작되었고, 측정 결과, 5 V 전원 전압과 52 MHz 샘플링 주파수에서는 230 mW, 3 V 전원 전압 및 40 MHz 샘플링 주파수에서는 60 mW의 전력을 각각 소모한다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제12권1호
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• pp.12-25
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• 1987

SA(Successive Approximation)형 ADC(Analog to Digital Converter)를 사용하여 방사선다중채널파고 분석기를 설계 제작하였다. 선형게이트, 윈도우 및 펄스스트레처는 논리 IC와 선형 IC들을 위주로 결합하여 구성하였으며, 분석시간이 $120{\mu}sec$인 ADC 1211(12 bit)을 중심으로 한 ADC 모듈의 메모리로는 S-RAM 6264 (Address 13 bit, Data 8 bit) 2개를 병렬로 연결하여 사용하였다. 마이크로 컴퓨터 (Apple II)가 전체 시스템을 제어하고 또 계측된 결과의 데이타를 분석할 수 있도록 인터페이스와 소프트 웨어도 만들었다. 제작된 시스템의 동작시험은 표준펄스 발생기로 $0{\sim}10V$ 사이의 일정한 펄스를 만들어 시스템에 입력시켜 그 펄스들을 계측하게 하고, 계측이 끝난 후 컴퓨터가 그 결과를 받아들여 분석하게 함으로써 이루어졌다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권4호
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• pp.25-35
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• 2002

본 논문에서는 단일 폴리 공정을 기반으로 하여 8b 해상도로 200MHz의 고속 동작을 하기 위해 최적화된 시간 공유 서브레인징 ADC(Analog-to-Digital Converter)를 제안한다. 제안하는 ADC는 높은 정확도를 요구하는 하위 ADC에 이중 채널 구조를 적용하여 높은 샘플링 주파수를 보장하였고, 새로운 기준 전압 인가 방식을 적용하여 기준 전압의 빠른 정착 시간을 얻으면서 동시에 칩 면적을 크게 감소시켰다. 기준 전압을 생성하는 저항열에서는 선형성 및 속도 향상을 위해 기존의 인터메쉬드 구조를 보완한 새로운 저항열을 사용하였다. 8 비트 수준의 정밀도에서 면적 및 전력 소모를 최소화하기 위해 공통 드레인(common- drain) 증폭기 구조를 사용하여 샘플-앤-홀드 증폭기(Sample-and-Hold Amplifier：SHA)를 설계하였으며, 입력단에 스위치와 캐패시터로 구성된 동적 공통 모드 궤환 회로(Dynamic Common Mode Feedback Circuit)를 사용하여 SHA의 동적 동작 범위(dynamic range)를 증가시켰다. 동시에 상위 ADC와 하위 ADC간의 신호 처리를 단순화시키기 위해 상위 ADC에 새로운 인코딩 회로를 제안하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제45권11호
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• pp.13-20
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• 2008

본 논문에서는 1.8YV 12-bit 10MSPS CMOS A/D 변환기 (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC 는 12-bit의 고해상도를 구현하기 위해 even folding 기법을 이용한 Folding/Interpolation 구조로 설계하였다. ADC의 전체 구조는 2단으로 구성된 Folding/Interpolation 구조로써, 각각의 folding rate (FR)은 8을 적용하였고, interpolation rate (IR)은 $1^{st}$ stage 에서 8, $2^{nd}$ stage 에서 16을 적용하여 설계함으로써 고해상도를 만족시키기 위한 최적의 구조를 제안하였다. 또한 SNR 을 향상시키기 위하여 Folding/Interpolation 구조 자체를 cascaded 형태로 설계하였으며, distributed track and hold를 사용하였다. 제안하는 ADC는 $0.18{\mu}m$ 1-poly 4-metal n-well CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 시제품 ADC 는 측정결과 10MSPS 의 변환속도에서 약 46dB의 SNDR 성능특성을 보이며, 유효 칩 면적은 $2000{\mu}m{\times}1100{\mu}m$의 면적을 갖는다.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권7호
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• pp.623-629
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• 2013

본 논문에서는 뇌파 전송 프로토콜 설계하고 이를 검증할 테스트 플랫폼 제작 결과를 소개한다. 건식 전극에서 검출된 뇌파는 인접한 ADC(analog-to-digital converter)를 거쳐 디지털 신호로 변환되고, 각 센서 노드에서 디지털 신호로 변환된 뇌파는 $I^2C$(inter-integrated circuit) 프로토콜을 통해서 DSP(digital signal processor) 플랫폼으로 전송된다. DSP 플랫폼에서는 뇌파 전처리 알고리즘 수행 및 뇌 특성 벡터 추출 등의 기능을 수행한다. 본 연구에서는 각 채널당 10비트 또는 12비트 ADC를 사용하여 최대 16채널의 데이터를 전송하기 위하여 $I^2C$ 프로토콜을 적용하였다. 실험결과 4바이트 데이터 버스트전송을 수행하면 통신오버헤드가 2.16배로 측정이 되어 10 비트 또는 12 비트 1 ksps ADC를 16채널로 사용시 총 데이터전송율이 각각 345.6 kbps, 414.72 kbps 로 확인되었다. 따라서 400 kbps 고속전송모드 $I^2C$를 사용할 경우 ADC 비트에 따라서 슬레이브와 마스터의 채널비가 각각 16:1, $(8:1){\times}2$ 로 되어야 한다.

• ETRI Journal
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• 제29권3호
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• pp.408-410
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• 2007

A 9-bit 80-MS/s CMOS pipelined folding analog-to-digital converter employing offset-canceled preamplifiers and a subranging scheme is proposed to extend the resolution of a folding architecture. A fully differential dc-decoupled structure achieves high linearity in circuit design. The measured differential nonlinearity and integral nonlinearity of the prototype are ${\pm}0.6$ LSB and ${\pm}1.6$ LSB, respectively.

• 센서학회지
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• 제27권1호
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• pp.31-35
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• 2018

This paper describes a low-power, SNDR (signal-to-noise and distortion ration) enhanced SAR (successive approximation register) type 12b ADC (analog-to-digital converter) with noise shaping technique. For low power consumption and small chip size of the DAC (digital-to-analog converter), the top plate sampling technique and the dummy capacitor switching technique are used to implement 12b operation with a 10b capacitor array in DAC. Noise shaping technique is applied to improve the SNDR by reducing the errors from the mismatching of DAC capacitor arrays, the errors caused by attenuation capacitor and the errors from the comparator noise. The proposed SAR ADC is designed with a $0.18{\mu}m$ CMOS process. The simulation results show that the SNDR of the SAR ADC without the noise shaping technique is 71 dB and that of the SAR ADC with the noise shaping technique is 84 dB. We can achieve the 13 dB improvement in SNDR with this noise shaping technique. The power consumption is $73.8{\mu}W$ and the FoM (figure-of-merit) is 5.2fJ/conversion-step.

• 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.