• 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.

• 한국음향학회지
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• 제24권1호
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• pp.11-20
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• 2005

본 논문에서는 PLL (Phase Locked Loop)없이 동작할 수 있는 S/PDIF (Sony Philips Digital Interface) 수신기의 연구에 관하여 다룬다. 현재 대부분의 오디오 장치와 오디오 프로세서에서 S/PDIF 수신기가 사용되고 있음에도 불구하고, 국내에서는 이에 관한 연구가 많지 않은 실정이다. 현재 사용되고 있는 S/PDIF 수신용 상용 DAC(Digital-to-Analog Converters) 칩들은 모두 내부에 PLL 회로를 포함하고 있다. PLL 회로는 S/PDIF 디지틸 신호로부터 클럭 정보를 뽑아내고 클럭과 입력 신호간의 동기화를 맞추는 역할을 한다. 그러나, PLL 회로는 "아날로그 회로"라는 특성 때문에 VLSI (Very Large Scale Integrated Ciruits)회로의 SOCs (System On Chips)설계에 있어 많은 어려움을 야기한다. 본 논문에서는 PLL 회로 없이 순수 디지털 회로로만 구현된 S/PDIF 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기의 핵심 아이디어는 16 MHz의 기본 클럭과 S/PDIF 신호의 속도비를 이용한다는 것이다. 본 논문에서는 수십만개의 S/PDIF 입력 신호에 대한 디코딩 확인 후, PLL같은 아날로그 회로 없이 순수 디지틸 회로만으로 S/PDIF 수신기를 설계할 수 있음을 확인하였다. 제안된 S/PDIF 수신기는 SOC 설계용 If로서 활용될 수 있을 것으로 본다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제38권7호
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• pp.455-463
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• 2001

본 논문에서는 많은 연산을 필요로 하는 디지털 필터의 저전력화를 위한 새로운 저전력 기법을 제안한다. 제안된 저전력 기법에서는 CSD (canonic signed digit)숫자의 유효 표현 범위를 결정하는 nonzero digit 와 ternary digit의 값에 따른 필터의 차단대역 특성 변화를 이용하여, 다단계의 필터 차단 대역 특성을 가지는 가변 CSD 계수를 얻고 이를 approximate processing 기법에 적용하였다. 제안된 저전력 필터 설계기법의 성능을 확인하기 위하여 4개의 필터 차단대역 특성을 사용하는 AC '97 과표본화 ADC용 decimation 필터의 설계에 적용하였다. Decimation필터 중 제안된 저전력 기법을 적용한 두 half-band 필터의 연산량은 제안된 기법을 적용하지 않은 경우에 비해 각각의 근사화 수준에서 단위 출력 샘플 당 63.5, 35.7, 13.9 %의 덧셈 연산만을 수행하여 필터의 출력을 얻을 수 있었다. Decimation 필터는 0.6㎛ CMOS SOG 라이브러리를 사용하여 제작·실험하였으며, 실험결과 입력 신호의 attenuation에 따라 전체 소모전력의 약 3.8 %에서 9 %의 소모전력이 감소되었음을 확인하였다. 제안된 가변 CSD 계수를 이용한 approximate processing 방식은 특히 음성 대역 및 오디오 대역의 신호처리와 과표본화 ADC/DAC의 decimation/interpolation과 같은 multirate 시스템에 적합하다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권12호
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• pp.91-96
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• 2011

본 논문에서는 전류 모드 동작에 기반한 IEEE 802.15.4 규격을 만족하는 2.4GHz 저전력 직접 변환 송신기를 제안하고 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 구현하였다. 제안된 송신기는 디지털-아날로그 변환기, 저역통과 필터, 가변 이득 I/Q 상향 혼합기, 구동 증폭기 및 LO 버퍼를 포함하는 주파수 나누기 2회로로 구성되어 있다. 디지털-아날로그 변환기와 저역통과 필터(LPF), 가변이득 I/Q 상향 혼합기의 트랜스컨덕터 단을 하나의 전류 미러 회로로 합친 간단한 구조를 제안하여 전력 소모를 줄이면서 선형성을 향상할 수 있도록 하였다. 구동 증폭기는 캐스코드 타입의 증폭기로 제어 신호를 이용하여 이득을 조절할 수 있게 하였고, 외부 4.8GHz 신호를 받아 주파수 나누기 2 전류 모드 로직 (CML) 회로를 사용하여 2.4GHz I/Q 차동 LO 신호를 생성하도록 설계하였다. 구현한 송신기는 30dB의 이득 조정 범위를 가지면서 0dBm의 최대 출력 신호에서 33dBc의 LO 누설 성분, 40dBc의 3차 하모닉 성분의 특성을 보이며, 구현한 칩의 면적은 $1.76mm{\times}1.26mm$으로 전력소모는 1.2V 단일 전원 전압으로부터 10.2mW이다.

• 전자공학회논문지
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• 제53권5호
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• pp.87-97
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• 2016

본 논문에서는 시분할 기법을 적용하여 AMOLED 컬럼 구동회로용 DAC의 유효 채널 면적을 최소화한 2단 저항 열 기반의 10비트 DAC를 제안한다. 제안하는 DAC는 시분할 기법 기반의 DEMUX, 6비트 및 4비트의 2단 저항 열 구조를 기반으로 하는 롬 구조의 디코더를 2단계로 사용하여 기존의 디스플레이용 DAC보다 빠른 변환속도를 가지는 동시에 하나의 패널 컬럼 구동을 위한 DAC의 유효 면적을 최소화하였다. 두 번째 단 4비트 저항 열에서는 DAC 채널의 면적과 부하 영향을 줄이는 동시에 버퍼 증폭기로 인한 채널 간 오프셋 부정합을 제거하기 위해 기존의 단위-이득 버퍼 대신 간단한 구조의 전류원으로 대체하였다. 제안하는 1:24 DEMUX는 하나의 클록과 5비트 2진 카운터만을 사용하여, 하나의 DAC 채널이 24개의 컬럼을 순차적으로 구동할 수 있도록 하였다. 각 디스플레이 컬럼을 구동하는 출력 버퍼 입력 단에는 0.9pF의 샘플링 커패시터와 작은 크기의 source follower를 추가하여 top-plate 샘플링 구조를 사용하면서 채널 전하 주입에 의한 영향을 최소화하는 동시에 출력 버퍼의 신호정착 정확도를 향상시켰다. 제안하는 DAC는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작하였으며, DAC 출력의 정착 시간은 입력을 '$000_{16}$'에서 '$3FF_{16}$'으로 인가했을 때 62.5ns의 수준을 보인다. 제안하는 DAC 단위 채널의 면적 및 유효 채널 면적은 각각 $0.058mm^2$ 및 $0.002mm^2$이며, 3.3V의 아날로그 및 1.8V의 디지털 전원 전압에서 6.08mW의 전력을 소모한다.