A new low-voltage CMOS interface circuit with digital output for piezo-resistive transducer is proposed. An input current sensing configuration is used to detect change in piezo-resistance due to applied pressure and to allow low-voltage circuit operation. A simple 1-bit first-order delta-sigma modulator is used to produce an output digital bitstream. The proposed interface circuit is realized in a 0.35 ${\mu}m$ CMOS technology and draws less than 200 ${\mu}A$ from a single 1.5 V power supply voltage. Simulation results show that the circuit can achieve an equivalent output resolution of 9.67 bits with less than 0.23% non-linearity error.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제15권3호
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pp.334-341
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2015
This research outlines the design of a HR-TDC (High Resolution Time-to-Digital Converter) for high data rate communication systems using a $0.18{\mu}m$ CMOS process. The coarse-fine architecture has been adopted to improve the resolution of the TDC. A two-stage vernier time amplifier (2S-VTA) was used to amplify the time residue, and the gain of the 2S-VTA was larger than 64. The error during time amplification was compensated using two FTDCs (Fine-TDC) with their outputs. The resolution of the HR-TDC was 0.15 ps with a 12-bit output and the power consumption was 4.32 mW with a 1.8-V supply voltage.
전류 컨베이어 회로의 동작은 연산증폭기와 유사하며, 우수한 선형성과 안정성을 가지고 있다. 이 논문에서는 전류 컨베이어 회로를 이용하여 주파수 신호를 아날로그 전압 신호로 변환하는 회로를 설계하였다. 회로는 공급전압 5volts에서 동작하도록 설계하였으며, HSPICE 시뮬레이션을 통하여 결과를 분석하였다. 회로의 동작 범위는 4kHz 이상 200kHz 이하의 주파수에서 출력 전압의 에러는 +2.5% ~ -1.3% 이내 이었다.
This paper presents a study on heat transfer and residual distortion analysis of laser welded EDFA(Erbium Doped Fiber Amplifier) LD(Laser Diode) Pump using the finite element method. In the production process of LD Pump in light-wave communication system, ferrule and saddle are welded by Nd-YAG laser. These parts experience thermal and mechanical effect during heating and cooling cycle with the laser welding. Thus distortion happens in the laser-welded packaging, and it makes an error in detecting the light signal translate through optical fiber in LD Pump. The amount of final displacement produced by the laser welding is predicted using the finite element method. And the optimal shape of saddle is proposed with the results of numerical analyses to minimize the displacement.
Um, Minseong;Ro, Duckhoon;Kang, Myounggon;Chang, Ik Joon;Lee, Hyung-Min
Journal of Semiconductor Engineering
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제1권3호
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pp.81-87
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2020
An instrumentation amplifier (IA) and an analog-to-digital converter (ADC) are essential circuit blocks for accurate and robust sensor readout systems. This paper introduces recent advances in radiation-hardening by design (RHBD) techniques applied for the sensor readout integrated circuits (IC), e.g., the three-op-amp IA and the successive-approximation register (SAR) ADC, operating against total ionizing dose (TID) and singe event effect (SEE) in harsh radiation environments. The radiation-hardened IA utilized TID monitoring and adaptive reference control to compensate for transistor parameter variations due to radiation effects. The radiation-hardened SAR ADC adopts delay-based double-feedback flip-flops to prevent soft errors which flips the data bits. Radiation-hardened IA and ADC were verified through compact model simulation, and fabricated CMOS chips were measured in radiation facilities to confirm their radiation tolerance.
업링크와 다운링크 경로상에 각각 가산성 백색 가우스잡음이 존재하는 이동 위성 통신로에서 TWTA의 비성형성에 의한 BPSK신호와 QPSK신호의 오율성능을 조사하였따. 다운링크 경로상의 페이딩은 Rice분포를 한다고 가정하였다. Rice 분포에 대한 근사 이산 확률분포를 고전적인 모멘트 기법(CMT)을 이용하여 처음으로 유도하였다. 최종적으로 오율은 근사 이산 확률 분포와 Gauss Quadrature Formula를 이용하여 계산하였다.
The $CO_2$ measuring system using infrared sensor has the variance according to the temperature change. Therefore, the temperature compensation should be needed to obtain a reliable measurement. In this study, the sensor module consist of infrared $CO_2$ Sensor, IR Source, pipe and the heater and measuring system has amplifier, A/D converter and microprocessor. And we suggest a method to reduce the error by using the PID temperature control. We use optimum parameters setting of Ziegler & Nichols as well as PID temperature control algorithm for the temperature compensation. In this method, PID optimum parameter is set from dummy time(L) and maximum slope(R). As a result of using this PID temperature control, it is founded that it has the fast response and low steady state error. Therefore, it is certainly proved that this is very suitable algorithm to correct the error on measurement.
본 논문에서는 INMARSAT-M형 송신기에 사용되는 L-BAND(1626.5-1646.5 MHz)용 2단 가변이득 전력 증폭기를 연구 개발하였다. 2단 가변이득 전력증폭기는 구동증폭단과 전력증폭단에 의해 고출력 모드일 때 +42 dBm, 저출력 모드일 때는 +36 dBm의 전력으로 증폭되며, 각각에 대해 상한 +1 dBm과 하한 -2 dBm의 오차를 허용한다. 제작의 간편성 때문에 전체 2단 가변이득 전력증폭기를 크게 구동증폭단과 전력증폭단 두 부분으로 나누어 구현하였으며, 전력증폭부를 구동하기 위한 구동단은 HP사의 MGA-64135와 Motorola사의 MRF-6401을 사용하였으며, 전력증폭단은 ERICSSON사의 PTE-10114와 PTF-10021을 사용하여 RF부, 온도보상회로 및 출력 조절회로를 함께 집적화 하였다. 이득조절은 구동증폭단의 MGA-64135의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 제시하였으며, 실험 결과와 잘 일치하였다. 제작된 2단 가변이득 전력증폭기는 20 MHz대역폭 내에서 소신호 이득이 42 dB와 36 dB 이상, 입ㆍ출력 정재파비는 1.5:1 이하, 5 dBm의 $P_{1dB}$. $P_{ldB}$출력레벨에서 3 dB Back off 시켰을 때 32.5 dBc의 I $M_3$를 얻었다. 1636.5 MHz 주파수에 대해 출력전력은 43 dBm과 37 dBm으로서 설계시 목표로 했던 최대 출력전력 20 Watt를 얻었다.다.다.
본 논문에서는 낮은 전압 이득 특성을 갖는 증폭기를 이용한 12비트 10MS/s 파이프라인 ADC를 제안한다. 증폭기의 낮은 전압 이득 특성에 의한 MDAC의 잔류 전압 이득 오차를 보상하기 위해 기준 전압 스케일링 기법을 적용한 파이프라인 ADC 구조를 제안하였다. 증폭기 오프셋에 의한 제안하는 ADC의 성능 저하를 개선하기 위해 첫 단 MDAC에 오프셋 조정이 가능한 증폭기를 사용하였으며, 낮은 증폭기 전압 이득으로 인해 발생하는 메모리 효과를 최소화하기 위해 추가적인 리셋 스위치를 MDAC에 적용하였다. 한편, 45dB 수준의 낮은 전압 이득을 갖는 증폭기를 기반으로 구성된 시제품 ADC는 $0.35{\mu}m$ CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 최대 DNL 및 INL은 각각 0.7LSB 및 3.1LSB 수준을 보인다. 또한 2.4V의 전원 전압과 10MS/s의 동작 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR이 각각 62dB와 72dB이며, 19mW의 전력을 소모한다.
IMT-Advanced 시스템을 효율적으로 서비스하고 시스템 효율을 증대시키기 위해서는 능동위상 배열구조의 안테나 시스템이 요구된다. 능동위상 배열 구조는 다수의 송수신 모듈과 다수의 복사소자로 구성되어 시스템의 효율을 증대시킬 수 있으며, 시스템을 구현하기 위해서는 초소형 고효율 송수신 모듈이 핵심이다. 최종 출력과 밀접한 관련이 있는 송신모듈의 전력증폭기는 기지국 시스템의 효율을 결정하는 핵심요소이다. 본 논문에서는 IMT-Advanced 능동위상배열 시스템에 적합한 초소형 고효율 송수신 모듈을 설계하고 구현하고자 하였다. 송수신 모듈은 온도보상 회로를 구현하여 이득 오차를 줄였으며, 선형화기는 소형화를 위하여 아날로그 방식으로 구현하였다. 초소형 고효율 전력증폭기를 구현하기 위해서 GaN MMIC Doherty 구조로 구현하였다. 구현된 송수신모듈은 $40mm{\times}90mm{\times}50mm$ 크기로 구현되었으며, LTE band 7에서 47.65 dBm의 출력을 가졌다. 실제 운용전력인 37 dBm에서 40.7%의 효율과 12 dB이상의 선형성 개선도를 보였다. 수신부의 잡음지수는 1.28 dB이하로 설계규격을 만족하였으며, 송수신 모듈의 이득과 위상은 6 bit로 제어로 최대 오차는 각각 0.38 dB와 2.77 degree를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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