전압제어 발진기(VCO:coltage controlled oscillator)는 FM 신호 변조, 주파수 안정기와 디지탈 클럭 재생과 같은 부분의 적용에 필수적인 기본회로이다. 본 논문에서는 BiCMOS 회로를 이용한 차동 증폭기를 사용하여 OTA(operational transconductance amplifier)회로와 OP amp를 설계하고 이를 토대로 하여 VCO 회로를 설계하였다. 그리고 이 VCO는 OTA와 전압 제어 적분기, 그리고 슈미트 트리거 회로로 구성이 되어 있다. 종래에는 CMOS를 사용하여 VCO를 설계하였지만 여기서는 구동능력이 좋은 BiCMOS를 사용하여 VCO를 설계하였다. 이 회로를 SPICE로 시뮬레이션 한 결과 출력 주파수는 105KHz에서 141KHz이며 변화 감도는 15KHz였다.
부가성 가우시안 잡음 상황하에서, 미지의 확률 분포를 갖는 양극성 2진 불규칙 수형파 신호의 중요한 파라미터인, 진폭과 위상을 Gauss-Markov 추정기를 사용하여 동시에 추정하므로써 전송된 디지탈 데이타를 복원하였다. 그러나, Gauss-Markov 추정기가 이용되기 위해서는 승산기와 적분기로 구성된 상관기를 사용하여, 수신 신호를 표본화 급수로 변환하고 관측된 데이타 벡타를 얻기 위한 사전 처리단계가 필요하게 됨을 알게 되었다.
본 논문에서는 매우 작은 절대 값을 갖는 펨토 패럿 단위의 커패시턴스를 측정 할 수 있는 비율형 커패시턴스 측정 회로를 제안하였다. 제안한 측정 회로는 스위치 커패시터 적분기와 비교기 그리고 스위치를 제어하는 논리 회로와 카운터로 구성되어 있으며, 측정하고자 하는 커패시턴스와 이미 값이 알려진 온-칩 커패시터간의 비율을 측정하고 그 값을 디지털 신호로 출력한다. 그리고 이 비율 값을 통해 오차가 상당부분 제거된 펨토 패럿 단위의 커패시턴스를 구해낼 수 있다. 제안한 커패시턴스 측정 회로는 표준 CMOS $0.18{\mu}m$ 공정을 사용하여 설계되었으며, HSpice 시뮬레이션에서 5fF 이하의 아주 작은 커패시턴스를 오차율 ${\pm}0.3%$ 이내에서 측정이 가능함을 보였다.
This review paper describes the overall operating principle of a discrete-time delta-sigma modulator (DTDSM) and a continuous-time delta-sigma modulator (CTDSM) using a switched-capacitor (SC). In addition, research that has solved the problems related to each delta-sigma modulator (DSM) is introduced, and the latest developments are explained. This paper describes the chopper-stabilization technique that mitigates flicker noise, which is crucial for the DSM. In the case of DTDSM, this paper addresses the problems that arise when using SC circuits and explains the importance of the operational transconductance amplifier performance of the first integrator of the DSM. In the case of CTDSM, research that has reduced power consumption, and addresses the problems of clock jitter and excess loop delay is described. The recent developments of the analog front end, which have become important due to the increasing use of wireless sensors, is also described. In addition, this paper presents the advantages and disadvantages of the three-opamp instrumentation amplifier (IA), current feedback IA (CFIA), resistive feedback IA, and capacitively coupled IA (CCIA) methods for implementing instrumentation amplifiers in AFEs.
본 논문에서는 다중경로 임펄스 전파 채널 환경에서 중 저속통신에 적합한 저전력, 저복잡도의 IR-UWB 수신기를 제안하였다. 제안된 수신기는 자승기 및 적분기를 사용하여 복잡한 Rake 구조를 사용하지 않고서도 다중경로 환경 하에서 분산된 임펄스 신호의 에너지를 효과적으로 합산하였다. 또한 임펄스 신호의 검출을 위하여 1-bit Sampler를 사용하여 기존의 고속 병렬 ADC를 대체하였으며 이 과정에서 Sample Rate을 낮추고 BER 손실을 줄이기 위하여 Sampler의 입력으로 수신 신호의 저주파 성분인 포락선을 사용하였고, 샘플 획득 후 디지털 상관기 회로를 추가하였다. 그리고 수신되는 임펄스 마다 심벌 결정구간을 설정하여 이 구간 내에서 임펄스 심벌을 판단하는 구간동기 개념을 사용하였으며, 이로써 임펄스 신호의 동기 조건을 완화시키어 간단한 디지털 동기회로 만으로 정밀한 PLL을 대체할 뿐 아니라 다중 경로 및 timing error 등의 내 외부 환경의 변화에 효과적으로 대응하였다. 제안된 수신기는 IEEE 802.15.4a에서 제안된 채널 모델을 활용하여 그 성능을 모의 검증하였고 FPGA로 구현하여 실제 환경에서 그 성능을 입증하였다.
본 논문에서는 음성 신호의 디지털 데이타 변환을 위한 인버터와 1.5비트 비교기를 이용한 CMOS 3차 델타-시그마 변조기를 설계하였다. 제안하는 3차 델타-시그마 변환기는 연산증폭기 대신에 1.5비트 비교기를 이용한 멀티비트 구조로 낮은 OSR에서 단일비트 4차 델타-시그마 변조기 대비 높은 신호대 잡음비를 확보하고 인버터 기반 적분기를 사용하여 소모 전력을 최소화 시키며 인버터 기반 적분기 회로를 아날로그 덧셈기로 이용함으로써 전력소모를 감소시키고 회로구조를 단순화 시켰다. 제안한 델타-시그마 변조기는 0.18um CMOS 표준 공정을 통해 제작되었으며, 전체 칩면적은 $0.36mm^2$으로 설계되었다. 제작된 칩의 측정 결과 아날로그 회로는 공급전압 0.8V에서 $28.8{\mu}W$, 디지털 회로는 공급전압 1.8V에서 $66.6{\mu}W$로 총 $95.4{\mu}W$의 전력소모가 측정되었다. 델타-시그마 변조기의 동작주파수 2.56MHz, OSR 64배의 조건에서 2.5kHz의 입력 정현파 신호를 인가하였을 때 SNDR은 80.7 dB, 유효비트수는 13.1 비트, 동적범위는 86.1 dB로 측정되었다. 측정결과로부터 FOM(Walden)은 269 fJ/step, FOM(Schreier)는 169.3 dB로 계산되었다.
시판되고 있는 홍삼(紅蔘)과 백삼(白蔘), 홍삼(紅蔘) 엑기스와 백삼(白蔘) 엑기스를 구입하여 ethyl ether로 추출한 다음 지방질(脂肪質)의 총(總) 지방산(脂肪酸) 조성(組成)을 GLC로 분석 확인하였고 각 peak면적은 integrator로 계산하였다. 1. 홍삼(紅蔘)과 백삼(白蔘) II의 조(粗) 지방질(脂肪質) 함량은 각각 0.86%와 0.82%로 비슷하였고 백삼(白蔘) I의 조(粗) 지방질(脂肪質)은 0.54%였다. 엑기스에서는 홍삼(紅蔘) 엑기스와 백삼(白蔘) 엑기스 I에서 다같이 약 1.1%정도였는데 다만 백삼(白蔘)엑기스 II에서만 0.40%로서 함량이 가장 적었다. 2. 홍삼(紅蔘)과 백삼(白蔘)에서 $C_{10:0}$을 제외한 $C_{6:0}$에서 $C_{24:1}$까지 분리된 총 22개의 peak중 16개의 우수 지방산(脂肪酸)을 확인하였으며 홍삼(紅蔘)과 백삼(白蔘)의 주지방산(主脂肪酸)은 linoleic acid로서 홍삼(紅蔘)이 63.33%, 백삼(白蔘) I 45.55%, 백삼(白蔘) II 41.06%였다. 그 다음으로 많은 지방산(脂肪酸)은 palmitic acid로서 홍삼(紅蔘)은 11.30%였고 백삼(白蔘) I과 II는 이보다 다소 많았다. 3. 홍삼(紅蔘) 엑기스에서는 linoleic acid가 15.93% palmitic acid가 15.71%로서 이 두 지방산(脂肪酸)이 주(主) 지방산(脂肪酸)을 이루고 있었고 백삼(白蔘) 엑기스 I에서도 linoleic acid가 21.94%, palmitic acid가 19.15%로서 역시 이 두 지방산(脂肪酸)이 주(主) 지방산(脂肪酸)을 이루고 있었다. 그러나 백삼(白蔘)엑기스 II에서는 16.13%인 palmitic acid가 주(主) 지방산(脂肪酸)을 구성하고 있었다.
본 논문에서는 배터리 관리 시스템 (BMS)에서 2차 전지 배터리를 통해 흐르는 전류의 정밀한 측정을 위한 cascaded-of-integrator feedforward (CIFF) 구조의 단일 비트 2차 델타-시그마 모듈레이터를 제안하였다. 제안된 모듈레이터는 2개의 스위치드 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 비중첩 클록 발생기 및 바이어스와 같은 주변 회로로 구현하였다. 제안된 구조는 낮은 공통 모드 입력 전압을 가지는 low-side 전류 측정 방법에 적용되도록 설계되었다. Low-side 전류 측정 방법을 사용하면 회로 설계에 부담이 줄어들게 되는 장점을 가진다. 그리고 ±30mV 입력 전압을 15비트 해상도를 가지는 ADC로 분해하기 때문에 추가적인 programmable gain amplifier (PGA)를 구현할 필요가 없어 수 mW의 전력소모를 줄일 수 있다. 제안된 단일 비트 2차 CIFF 델타-시그마 모듈레이터는 350nm CMOS 공정으로 구현하였으며 5kHz 대역폭에 대해 400의 oversampling ratio (OSR)로 95.46dB의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR), 96.01dB의 spurious-free dynamic range (SFDR) 및 15.56비트의 effective-number-of-bits (ENOB)을 달성하였다. 델타 시그마 모듈레이터의 면적 및 전력 소비는 각각 670×490㎛2 및 414㎼이다.
IoT 분야와 의료 측정기기 분야에서 여러 개의 아날로그 입력 신호를 동시에 디지털 신호로 변환하는 기술 요구가 늘어나고 있다. 기존 단일 또는 2개의 체널 방식을 이용하여 여러 개의 아날로그 신호를 처리하는 방식에서는 하드웨어 크기와 전력소모 면에서 응용 제한을 받게 된다. 본 논문에서는 여러 개의 아날로그 입력을 동시에 받아서, 각각에 대한 24비트 디지털 신호를 출력하는 다채널 24비트 ADC 용 콤필터 설계 및 구현을 기술하였다. 제안된 콤필터의 기능은 매트랩 시뮬레이션과 FPGA 테스트 보드로 검증하였다. SK 하이닉스 0,35㎛ CMOS 표준 공정을 이용하여 칩으로 제작하였다. 미분기/적분기 사용 또는 FIR 구조의 기존 방식과 성능, 칩 면적을 비교하였다. 제안된 콤필터는 6개 이상의 다채널 아날로그 입력, 저 전력 소모, 작은 하드웨어 크기를 요구하는 IoT 제품과 의료 측정기기 활용이 예상된다.
호수의 수질관리시 가장 중요한 수질인자 중의 하나인 클로로필의 반사도를 측정하여 가시광선과 근적외선 영역에서 클로로필의 파장별 반사특성을 파악하였고, 클로로필 반사도 스펙트럼에 TM데이터를 적용시켜 TM데이터만으로 클로로필 농도를 추정할 수 있는 변환식을 유도하였다. 또한 1995년 6월 20일과 1996년 3월 18일자의 LANDSAT TM데이터와 위성 통과시간에 대청호에서 측정한 클로로필의 상관관계로부터 회귀모델을 유도하여 대청호 전역의 영양상태 분포도를 작성하였고 계절에 따른 영양상태를 평가하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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