혼성신호 회로에 발생할 수 있는 각종 파라메트릭 폴트를 검사하기 위한 새로운 기법을 제안한다. LFSR에서 발생하는 랜덤신호를 사용하여 테스트 입력으로 사용하며, 웨이블릿으로 테스트 출력을 분석하고 압축하는 방법을 사용한다. 웨이블릿은 테스트 출력을 다른 여러 주파수 대역으로 분석하여 각각에 대한 응답 신호를 발생시킨다. 각각의 신호는 디지털 적분기를 사용하여 압축된다. LFSR에서 발생된 테스트 입력신호는 전체 주파수 영역에서 일정한 값을 유지하게 되며 따라서 multi-frequency 응답을 발생시켜 준다. 제안된 방법은 실험을 통하여 성능을 검증하였다.
본 연구에서는 IEEE 802.11 OFDM 수신기에 적용하기 위한 DDC(Digital Down Converter) 설계 방법에 대하여 연구하였다. 상용화 칩으로는 구현이 어려운 WiFi 응용서비스의 요구사항을 만족하기 위해서는 적절한 수신기 개발이 필요하다. OFDM 수신기에서 DDC는 AD 컨버터로부터 업 샘플링된 I/Q(Inphase/Quadrature) 신호를 수신하여 decimation을 위한 신호를 만들기 위해 CIC(Cascaded Integrator Comb) 필터블럭을 거쳐 다운 샘플링한 후 다시 이 신호를 보정하기 위한 FIR(Finite Impulse Response) 필터를 거쳐 출력하는 구조이다. 본 연구에서는 WLAN 규격에 적합한 DDC의 구조 및 설계방법 그리고 설계된 결과물의 시뮬레이션 결과에 대하여 분석하였다.
본 논문에서는 software radio 시스템의 핵심 부 분의 하나인 digital channelizer라고 불리우는 일종 의 programmable downconverter(PDC)를 간단하게 구현하는 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 cas-caded integrator-comb(CIC) 여파기에 기초한 POC 를 효과적으로 설계하기 위해 새로운 보간된 2차 다항식 (Interpolated Second Order Polynomial. ISO OP)을 사용하는 것에 근간을 두고 있다. 이러한 ISOP는 매우 간단하면서도 미미하게 aliasing reR jection이 떨어지는 대신 통과대역 dr$\infty$p을 효과적 으로 감소시킨다는 장점을 가지고 있다. 뿐만 아니라 보통 CIC 여파기 다음에 위치 하는 halfband 여 파기를 효과적으로 간단히 만들 수 있도록 하여준 다 본 논문에서는 이러한 ISOP의 장점들을 이용 하여 ISOP여파기 이외에 기존의 halfband 여파기 를 대체할 수 있는 간단한 변형된 halfband 여파기(modified halfband filter. MHBF) 를 제 안한다. 결 국 PDC를 위해 제 안된 decimation 여 파기 는 CIC 여파기, ISOP, MHBF, 프로그램 가능한 FIR (prog grammable FIR. PFIR) 여파기들의 직렬 연결 구 조가 된다. 또한 본 논문에서는 이러한 직렬 연결 된 여러 가지 여파기들을 통시에 최적화하는 기법 을 제안한다. 설계 예제활 통하여 실제로 기존 방 법들보다 본 논문에서 제안하는 방법이 효과적임 을 보인다.
집적된 수동소자의 변동에 의한 RC 시상수 변동을 보정하는 on-chip 자동 보정(tuning)회로를 제안된 적분레벨 근사화 기법을 이용하여 설계하였다. 이 방법은 기존의 이중경사 보정회로가 갖는 결점인 미발생 코드 존재와 오류코드 발생을 해결할 수 있으며, 보정코드가 정상적인 동작을 할 때는 고정되기 때문에 집적회로에서 처리되는 신호의 변조를 유발하지 않는다. 이 보정회로는 적분기와 간단한 A/D 변환기 및 디지탈 제어 회로로 구성되며, 집적회로내의 모든 커패시터는 커패시터 열로 대체된 후 설정된 RC 시상수를 유지하도록 보정회로에 의해서 프로그램 된다. 설계된 자동 보정회로에 의하여 ${\pm}50%$의 시상수 변동율을 갖는 집적 시스템의 RC 시상수 오차범위는 4비트 보정로드의 경우 $-9.74{\sim}+9.69%$로 측정되었다.
오버샘플링 방식을 기본으로 하는 시그마-델타 ADC는 고해상도를 구현할 수 있는 반면 고속 동작 시에는 높은 Signal to Noise and Distortion Ratio (SNDR) 성능을 달성하기 어려운 특성이 있다. 특히 데시메이션 필터의 특성에 따른 고속 ADC의 SNDR의 저하가 크다. 본 논문에서는 고속 동작 시에도 시그마-델타 ADC의 높은 SNDR 제공을 위한 데시메이션 필터의 설계 및 구현을 보인다. 이 데시메이션 필터는 넓은 입력 신호 주파수 대역 내에서 신호의 크기 왜곡을 최소화하기 위해 IIR filter 종류의 Butterworth filter 구조로 구성 하였다. 성능을 검증하기 위해 1-bit, 3차, OSR=64인 시그마-델타 모듈레이터를 포함한 시스마-델타 ADC에 제안된 데시메이션 필터를 적용하여 실험을 하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 기존에 널리 쓰이던 CIC(cascaded integrator-comb) 방식의 데시메이션 필터 대비 제안된 Butterworth 구조의 데시메이션 필터가 매우 낮은 통과대역 왜곡을 가지며 따라서 높은 SNDR을 제공한다는 결과를 보인다.
오버샘플링 방식을 기본으로 하는 시그마-델타 ADC는 고해상도를 구현할 수 있는 반면 고속 동작 시에는 높은 Signal to Noise and Distortion Ratio (SNDR) 성능을 달성하기 어려운 특성이 있다. 본 논문에서는 고속 동작 시에도 시그마-델타 ADC의 높은 SNDR 제공을 위한 데시메이션 필터의 설계 및 구현을 보인다. 이 데시메이션 필터는 통과 대역 내에서 신호의 왜곡을 최소화하기 위해 Butterworth 구조로 구성 하였다. 성능을 검증하기 위해 1-bit, 3차, OSR=64인 시그마-델타 모듈레이터에 제안된 데시메이션 필터를 적용하여 실험을 하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 기존에 널리 쓰이던 CIC(cascaded integrator-comb) 방식의 데시메이션 필터 대비 제안된 Butterworth 구조의 데시메이션 필터가 매우 낮은 통과대역 왜곡을 가지며 따라서 높은 SNDR을 제공한다는 결과를 보인다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제10권2호
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pp.187-193
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2012
A 1 GHz CMOS fast-lock phase-locked loop (PLL) is proposed to support the quick wake-up time of mobile consumer electronic devices. The proposed fast-lock PLL consists of a conventional charge-pump PLL, a frequency-to-digital converter (FDC) to measure the frequency of the input reference clock, and a digital-to-analog converter (DAC) to generate the initial control voltage of a voltage-controlled oscillator (VCO). The initial control voltage of the VCO is driven toward a reference voltage that is determined by the frequency of the input reference clock in the initial mode. For the speedy measurement of the frequency of the reference clock, an FDC with a parallel architecture is proposed, and its architecture is similar to that of a flash analog-to-digital converter. In addition, the frequency-to-voltage converter used in the FDC is designed simply by utilizing current integrators. The circuits for the proposed fast-lock scheme are disabled in the normal operation mode except in the initial mode to reduce the power consumption. The proposed PLL was fabricated by using a 0.18-${\mu}m$ 1-poly 6-metal complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) process with a 1.8 V supply. This PLL multiplies the frequency of the reference clock by 10 and generates the four-phase clock. The simulation results show a reduction of up to 40% in the worstcase PLL lock time over the device operating conditions. The root-mean-square (rms) jitter of the proposed PLL was measured as 2.94 ps at 1 GHz. The area and power consumption of the implemented PLL are $400{\times}450{\mu}m^2$ and 6 mW, respectively.
This paper presents a hybrid SoC design for phase detection of single tone signal. The designed hybrid SoC is composed of three functional blocks, i.e., an analog to digital converter module, a phase detection module and a controller module. A design of the controller module is based on a 16-bit RISC architecture. An I/O interface and an LCD control interface for transmission and display of phase measurement values are included in the design of the controller module. A design of the phase detector is based on a recursive sliding-DFT. The recursive architecture effectively reduces the gate numbers required in the implementation of the module. The ADC module includes a single-bit second-order sigma-delta modulator and a digital decimation filter. The decimation filter is designed to give 98dB of SNR for the ADC. The effective resolution of the ADC is enhanced to 98dB of SNR by the incorporation of a pre FIR filter, a 2-stage cascaded integrator- comb(CIC) filter and a 30-tab FIR filter in the decimation. The hybrid SoC is verified in FPGA and implemented in 0.35 CMOS Technology.
This paper introduces a resistance scanning-type flexible tactile sensor for intelligent robots and presents the output characteristics of the sensor via signal processing. The sensor was produced via the lamination method using multi-walled carbon nanotubes (a conductive material), an insulator, and Tango-plus (an elastic material). Analog and digital signal processing boards were produced to analyze the output signal of the sensor. The analog signal processing board was made up of an integrator and an amplifier for signal stability, and the digital signal processing board was made up of an IIR filter for noise removal. Finally, the sensor output for the contact force was confirmed through experiments.
본 논문에서는 DSL 모뎀의 입출력단에 응용 가능한 수신단의 CMOS 필터를 설계 제안하였다. 제안된 필터는 저전력 특성을 위한 저전압 동작이 가능하며, 저역통과 특성과 고역통과 특성이 혼합된 연속시간 필터 형태로 송신단과 수신단에 위치하여 각종 DSL 시스템에 응용가능하다. 수신단에서 차단주파수는 각각 138kHz와 1.1MHz로서 요구되는 DSL 시스템의 표준 설계사양에 부합하도록 설계하였다. 선형성면에서 개선된 특성을 나타낸 저전압 gmr 방식의 적분기가 필터 설계를 위한 기본블럭으로 이용되었다. 설계된 필터는 0.25${\mu}m$ CMOS n-well 공정 파라미터를 이용한 HSPICE 시뮬레이션을 통해 그 특성이 검증되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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