• 한국정보통신학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.1543-1551
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• 2011

기존에 ADPLL(All Digital Phase Locked Loop)에서는 DCO(Digitally Controlled Oscillator)의 해상도를 향상시키기 위해 주로 디더링(dithering) 기법이 사용되었다. 본 논문에서는 디더링 방식에서 발생하는 문제점을 보안하고자 DAC(Digital-to-Analog Converter)를 이용한 DCO의 해상도 확보 방법을 제안하였다. 주파수 컨트롤은 coarse와 fine 바랙터(varactor) bank 그리고 DAC 바랙터에 의해서 이루어지며, coarse와 fine bank는 PMOS 바랙터로, DAC 바랙터는 NMOS 바랙터로 구현하였다. 각 바랙터 bank는 8비트의 디지털 입력으로 컨트롤된다. $0.13{\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 설계된 DCO는 약 2.8GHz~3.5GHz의 주파수 범위에서 발진하며 660MHz의 대역폭을 갖는다. DCO의 출력 주파수를 측정한 결과 해상도는 2.8GHz대역에서 73Hz이다. 설계된 DCO는 1M 옵셋(offset)에서 -119dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보이며, 1.2V 전원에서 4.2mA의 전류를 소모한다. 칩 면적은 PAD를 포함하여 $1.3mm{\times}1.3mm$이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제39권4호
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• pp.16-24
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• 2002

본 논문에서는 높은 해상도와 고속 신호 샘플링을 위해 병합 캐패시터 스위칭(merged-capacitor switching：MCS) 기법을 적용한 10b 120 MSample/s CMOS 파이프라인 A/D 변환기(analog-to- digital converter：ADC) 회로를 제안한다. 제안하는 ADC의 전체 구조는 응용되는 시스템의 속도, 해상도 및 면적 등의 사양을 고려하여 다단 파이프라인 구조를 사용하였고, MDAC(multiplying digital-to- analog converter)의 캐패시터 수를 50 %로 줄임으로써 해상도와 동작 속도를 동시에 크게 향상시킬 수 있는 MCS 기법을 적용하였다. 제안하는 ADC는 0.25 um double-poly five-metal n-well CMOS 공정을 이용하여 설계 및 제작되었고, 시제품 ADC의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 ${\pm}$0.40 LSB, ${\pm}$0.48 LSB 수준을 보여준다. 100 MHz와 120 MHz 샘플링 주파수에서 각각 58 dB와 53 dB의 SNDR(signal-to-noise-and-distortion ratio)을 얻을 수 있었고, 100 MHz 샘플링 주파수에서 입력 주파수가 나이퀴스트(Nyquist) 입력인 50 MHz까지 증가하는 동안 54 dB 이상의 SNDR과 68 dB 이상의 SFDR(spurious-free dynamic range)을 유지하였다. 입출력단의 패드를 제외한 칩 면적은 3.6 $mm^2$(＝ 1.8 mm ${\times}$ 2.0 mm)이며, 최대 동작 주파수인 120 MHz 클럭에서 측정된 전력 소모는 208 mW이다.

• 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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• 제54권3호
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• pp.186-190
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• 2005

In this paper, the pipelined A/D converter with multi S/H stage structure is proposed for high resolution and high-speed data conversion rate. In order to improve a resolution and operational speed, the proposed structure increased the sampling time that is sampled input signal. In order to verify the operation characteristics, 20MS/s pipelined A/D converter is designed with two S/H stage. The simulation result shows that INL and DNL are $0.52LSB\~-0.63LSB$ and $0.53LSB\~-0.56LSB$, respectively. Also, the designed Analog-to-Digital converter has the SNR of 43dB and power consumption is 18.5mW.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2004년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.2335-2337
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• 2004

Kalman filter를 필터링에 적용할 때에 센서의 아날로그 신호에 들어오는 측정값의 잡음은 Gaussian 확률분포를 갖는다고 가정한다. 그러나 Kalman filter를 digital 컴퓨터에 적용할 경우에는 analog-to-digital converter에서 측정값의 잡음이외에도 quantization 잡음이 존재하며 본 논문에서는 이러한 경우에 quantization 영향이 Kalman filter 알고리듬에 미치는 영향을 수치적으로 분석하여 quantization을 Kalman filter 구현에 고려해야 될 사항으로 분류하고자 한다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권2호
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• pp.20-27
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• 2011

모바일 기기에 장착되는 CMOS 이미지 센서(CIS) 칩은 배터리 용량의 한계로 인해 저전력 소모를 요구한다. 본 논문에서는 전력소모를 줄일 수 있는 데이터 플립플롭 회로와 새로운 저전력 구조의 Single-Slope A/D Converter(SS-ADC)를 사용한 이미지 센서를 설계하여 모바일 기기에 사용되는 CIS 칩의 전력 소모를 감소시켰다. 제안하는 CIS는 $2.25um{\times}2.25um$ 면적을 갖는 4-Tr Active Pixel Sensor 구조를 사용하여 QVGA($320{\times}240$)급 해상도를 갖도록 설계되었으며 0.13um CMOS 공정에서 설계되었다. 실험 결과, CIS 칩 내부의 SS-ADC 는 10-b 해상도를 가지며, 동작속도는 16 frame/s 를 만족하였고, 전원 전압 3.3V(아날로그)/1.8V(Digital)에서 25mW의 전력 소모를 보였다. 측정결과로부터 제안된 CIS 칩은 기존 CIS 칩에 비해 대기시간동안 약 22%, 동작시간동안 약 20%의 전력이 감소되었다.

• 한국마린엔지니어링학회:학술대회논문집
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• 한국마린엔지니어링학회 2006년도 전기학술대회논문집
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• pp.249-250
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• 2006

In this paper, hardware design and implementation of digital controller for the High Precision Digital Power Supply (HPDPS) based on Digital Signal Processor (DSP) and Field Programmable Gate Array (FPGA) is presented. Developed digital controller is composed of high resolution Digital Pulse Width Modulation (DPWM) and high resolution analog to digital converter circuit with anti-aliasing filter. And Digital Signal Processor (DSP) has the capability of a few micro-second calculation time for one feedback loop. 32-bit DSP and DPWM with 150[ps] step resolution is used to implement the HPDPS. Also 18-bit 2 mega sample per second ADC board is adopted for the developed digital controller. Also, hardware structure of the developed digital controller and experimental results of the first prototype board for HPDPS is described.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제14권6호
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• pp.706-711
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• 2014

A low power 6-bit flash ADC that uses an input voltage range detection algorithm is described. An input voltage level detector circuit has been designed to overcome the disadvantages of the flash ADC which consume most of the dynamic power dissipation due to comparators array. In this work, four digital input voltage range detectors are employed and each input voltage range detector generates the specific clock signal only if the input voltage falls between two adjacent reference voltages applied to the detector. The specific clock signal generated by the detector is applied to turn the corresponding latched comparators on and the rest of the comparators off. This ADC consumes 68.82 mW with a single power supply of 1.2V and achieves 4.3 effective number of bits for input frequency up to 1 MHz at 500 MS/s. Therefore it results in 4.6 pJ/step of Figure of Merit (FoM). The chip is fabricated in 0.13-um CMOS process.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제27권10호
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• pp.93-100
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• 2013

Generally, the conventional battery charging system using an analog method has the large, heavy hardware and low efficiency. Also, it has the disadvantage that it is necessary to replace the control circuit on the basis of the characteristic curve of the specific battery cell. The proposed programmable digital LLC resonant charging system use high efficiency control system(CC-CV), and has characteristic a small hardware and advantage that a digital programming of the voltage, current, and battery capacity characteristics can be flexible. The system proposed the use of Half-bridge LLC resonant converter is possible to improve efficiency and reduce switching losses by using ZVS topology. Further, a constant voltage - constant current(CC-CV) control algorithm apply to the charger which using a buck converter. The performance of the proposed system is demonstrated through experiments.

• 전기학회논문지
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• 제65권12호
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• pp.2000-2007
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• 2016

Generally, in order to implement the CRM(Critical Conduction Mode), the analog controller is used rather than a digital controller because the control is simple and uses less power. However, according to the semiconductor technology development and various user needs, digital control system based on a DSP is on the rise. Therefore, in this paper, the CRM bridgeless PFC converter based on a digital control is proposed. It is necessary to detect the inductor current when it reaches zero and peak value, for calculating the on time and off time by using the current information. However, in this paper, the on-time and off-time are calculated by using the proposed algorithm without any current information. If the switching-times are calculated through the steady-state analysis of the converter, they do not reflect transient status such as starting-up. Therefore, the calculated frequency is out of range, and the transient current is generated. In order to solve these problems, limitation method of the on-time and off-time is used, and the limitation values are varied according to the voltage reference. In addition, in steady state, depending on the switching frequency, the inductance is varied because of the resonance between the inductor and the parasitic capacitance of the switching elements. In order to solve the problem, inductance are measured depending on the switching frequency. The measured inductance are used to calculate the switching time for preventing the transient current. Simulation and experimental results are presented to verify the proposed method.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.47-52
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• 2017

본 논문에서는 생체 신호 처리를 위한 중간 속도를 갖는 A/D 변환기 설계를 위하여 1.8V 전원의 CMOS SAR(Successive Approximation Register) A/D 변환기를 설계하였다. 본 논문에서 C-DAC Array의 MSB단을 4분할하여 선형성을 향상시킨 10비트 SAR A/D 변환기 설계를 제안한다. 아날로그 입력이 인가되는 MSB 단의 전하가 충전되는 시간을 확보하여 선형성을 높였다. MSB단이 아날로그 입력을 샘플링하는 블록이기 때문에 초기 값을 보다 정교하게 받아들이는 원리를 통해 선형성을 확보하였다. C-DAC에서 Split 커패시터를 사용하여 면적을 최소화하고, 전력을 감소시켰다. 제안된 SAR A/D 변환기는 0.18um CMOS 공정을 이용하여 설계하였고, 공급 전압 1.8V에서 4MS/s의 변환속도를 가지며, 7.5비트의 ENOB(Effective Number of Bit)이 측정되었다. $850{\times}650um^2$의 면적, 총 전력소모는 123.105uW이고, 170.016fJ/step의 FOM(Figure of Merit)을 확인할 수 있다.