• Journal of Semiconductor Engineering
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• 제2권1호
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• pp.109-118
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• 2021

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.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제9권4호
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• pp.233-239
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• 2009

A mixed CT/DT 2-1 cascaded ${\Sigma\Delta}M$ which includes a first stage CT ${\Sigma\Delta}M$ and a second stage mismatch insensitive two-channel time-interleaved DT ${\Sigma\Delta}M$ is proposed. With this approach, the advantages of both CT and DT ${\Sigma\Delta}Ms$ including high speed operation, inherent anti-aliasing filter, and good coefficient matching can be achieved. The two-channel time-interleaved ${\Sigma\Delta}M$ used in the second stage alleviates the speed constraints of the DT ${\Sigma\Delta}M$, whereas enables better matching between the analog and digital filter coefficients compared to CT ${\Sigma\Delta}Ms$.

• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.26-32
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• 2017

본 논문에서는 설계 요구가 높고, 전력 소모가 높은 opamp를 이용하는 기존의 능동형 적분기를, 수동형 적분기로 대체하여 고속의 저전력, 고해상도 특성을 갖는 incremental delta-sigma ADC를 소개한다. 능동형 적분기에서 수동형 적분기로의 변환을 위해, 기존의 능동형 적분기의 특성을 분석하였다. 이를 바탕으로 opamp의 설계 요구를 낮추고, 더 나아가 opamp를 사용하지 않는 저전력의 수동형 적분기를 제안하였다. 65nm 공정을 이용하여 수동형 적분기로 구성된 1차 single-bit incremental delta-sigma ADC를 설계하였다. Transistor-level 시뮬레이션 결과, 이는 supply 전압이 1.2V인 상황에서 modulator만 0.6uW, digital filter를 포함한 ADC 전체에서 6.25uW를 소모하며 BW 22KHz, SNDR 71dB, dynamic range 74.6dB을 달성하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제49권10호
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• pp.148-158
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• 2012

본 논문에서는 센서용 incremental 델타-시그마 아날로그 디지털 변환기를 설계 하였다. 회로는 크게 pre-amplifier, S & H (sample and hold) 회로, MUX와 델타-시그마 모듈레이터, 그리고 데시메이션 필터로 구성 되어 있다. 델타-시그마 모듈레이터는 3차 1-bit 구조이고 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용 하였다. 설계된 회로는 테스트 결과 5 kHz 신호 대역에서 signal-to-noise and distortion ratio (SNDR)는 87.8 dB의 성능을 가지고, differential nonlinearity (DNL)은 ${\pm}0.25$ LSB (16-bit 기준), integral nonlinearity (INL)은 ${\pm}0.2$ LSB 이다. 델타-시그마 모듈레이터 전체 소비 전력은 $941.6{\mu}W$ 이다. 최종 16-bits 출력을 얻기 위하여 리셋을 인가하는 N cycle을 200 으로 결정하였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.461-468
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• 2019

연속-시간 델타-시그마 ADC는 별도의 안티-엘리아싱 필터가 필요하지 않고, 이산-시간 델타-시그마 ADC에 비해 적은 전력 소모로 넓은 대역폭의 신호를 처리할 수 있는 등 여러 가지 장점을 가지고 있다. 그러나 델타-시그마 ADC의 특성상 높은 주파수의 클럭으로 신호를 샘플링 하여야 하기 때문에, 이를 낮은 데이터 레이트의 고해상도 디지털 신호로 에일리어싱 없이 낮춰 주기 위한 데시메이션 필터가 복잡하고 고속으로 동작해야 한다. 이 논문에서는 연속-시간 델타-시그마 ADC에 펄스-폭-변조를 적용한 구조를 제안하고 이 구조를 이용함으로써 데시메이션 필터를 룩업 테이블을 이용하여 간단하게 구현할 수 있음을 보인다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제48권10호
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• pp.6-14
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• 2011

본 논문에서는 배터리의 전류, 전압을 측정하기 위한 analog front-end IC 를 설계 하였다. 회로는 크게 programmable gain instrumentation amplifier (PGIA)와 델타-시그마 모듈레이터로 구성 되어 있다. 델타-시그마 모듈레이터는 2차 단일 비트 구조이고 0.25 ${\mu}m$ CMOS 공정을 사용 하였다. 설계된 회로는 오버 샘플링 비율이 256일 때 2 kHz 신호 대역에서 signal-to-noise ratio (SNR)는 82 dB 의 성능을 가지고, differential nonlinearity (DNL)은 ${\pm}$ 0.3 LSB (16bit 기준), integral nonlinearity (INL)은 ${\pm}$ 0.5 LSB 이다. 전체 소비 전력은 4.5 mW 이다.