Wireless communication systems, such as WLAN or Bluetooth receivers, employ preamble data to estimate the channel characteristics, introducing stringent settling-time constraints. This makes the use of traditional closed-loop feedback automatic gain control (AGC) circuits impractical for these applications. In this paper, a compact feedforward AGC circuit is proposed to obtain a fast-settling response. The AGC has been implemented in a 0.35 ${\mu}m$ standard CMOS technology. Supplied at 1.8 V, it operates with a power consumption of 1.6 mW at frequencies as high as 100 MHz, while its gain ranges from 0 dB to 21 dB in 3 dB steps through a digital word. The settling time of the circuit is below 0.25 ${\mu}s$.
This paper presents a 2-stage, simple, power-efficient 3V CMOS operational amplifier and its equation based design optimization. Because of its simple structure, it is very suitable as a VLSI library cell in analog/digital mixed-mode systems. The op-amp, which contains a constant-$g_m$ rail-to-rail input stage and a simple feedforward class-AB rail-to-rail output stage, is analyzed and the results are presented in the form of design equations and procedures, which provide an insight into the trade-offs among performance requirements. The results of SPICE simulations are shown to agree very welt with the use of design equations.
Mohammad Ali Bandari;Mohammad Bagher Tavakoli;Farbod Setoudeh;Massoud Dousti
ETRI Journal
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제45권4호
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pp.690-703
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2023
Multistage amplifiers have become appropriate choices for high-speed electronics and data conversion. Because of the large number of high-impedance nodes, frequency compensation has become the biggest challenge in the design of multistage amplifiers. The new compensation technique in this study uses two differential stages to organize feedforward and feedback paths. Five Miller loops and a 500-pF load capacitor are driven by just two tiny compensating capacitors, each with a capacitance of less than 10 pF. The symbolic transfer function is calculated to estimate the circuit dynamics and HSPICE and TSMC 0.18 ㎛. CMOS technology is used to simulate the proposed five-stage amplifier. A straightforward iterative approach is also used to optimize the circuit parameters given a known cost function. According to simulation and mathematical results, the proposed structure has a DC gain of 190 dB, a gain bandwidth product of 15 MHz, a phase margin of 89°, and a power dissipation of 590 ㎼.
본 논문에서는 IMT-2000 대역에서 전방급전 전력증폭기의 선형성을 개선하여 효율과 대역폭을 극대화 하기 위해 Photonic Bandgap(PBG), 전치왜곡, 2차고조파 튜닝 방식으 f동시에 주 증폭기에 적용하였다. 2차 하모닉 성분이 2차고조파 튜닝 방식에 의해 우수하게 제거되고, 3차 하모닉 성분이 전치왜곡 방식에 의해 제거되며 출력단위 PBG느 s고아대역 특성으로 4차 하모닉 이상까지 제거하는 우수한 특성을 보여주었다. 총체적으로 기존의 전방급전 전력증폭기보다 IMD가 최고 15dBc, 효율은 4%, 대역폭은 2배이상 확대됨으로 전력효율과 대역폭을 극대화시킬 수 있었다.
본 논문에서는 Feedforward 선형화기 시스템에서 error sensor loop 부분에 적용할 수 있는 새로운 형태의 제어 회로를 제안하였다. 이 제어 회로를 error sensor loop에 적용하였을때 11dB의 입력 전력의 변화 범위에서 안정적으로 동작하였으며, 주 신호가 3차 IM 신호보다 작은 전력 레벨인 -40dB 이상의 감쇄를 갖도록 제어할 수 있었다. 이때 세기 제어 회로에 있어서 제어 오차는 0.05~0.12dB이며, 위상 제어 회로의 제어 오차는 0.016 "이내의 값을 가진다. 이러한 실험 결과를 토대로 입력 전력의 변화, 동작 온도의 변화, 습도, 및 주변 환경의 변화등에 의한 고출력 증폭기의 비선형 특성의 변화를 정밀하게 보상할 수 있음을 이론적으로 검증하였다.
이 논문에서는 광대역 신호에 대한 전력 증폭기의 메모리 효과를 보이고, 메모리 효과와 결합된 비선형성의 보상 방법을 제시하고 그 성능을 분석한다. 메모리 효과와 결합된 전력 증폭기의 모델링과 보상을 위해 볼테라 급수 모델, 위너 모델, 그리고 해머스타인 모델을 검토하였다. 보상 방법으로는 디지털 피드포워드 기술을 제안하였다. 이 방식은 아날로그 방식의 피드포워드 방식에 비해 안정성과 환경 적응성 등이 우수하고, 기존의 디지털 비선형 보상 방식들에 비해 구조가 간단하다. 애질런트사의 ADS를 이용한 모의실험을 통하여 성능을 살펴본 결과 주파수대역 재성장이 20 dB 이상 억압되었으며, 최소한 10 dB 정도의 백-오프 효과가 있음을 확인하였다. 보상 성능, 구현의 복잡도, 수렴 속도 등을 고려할 때 위너 모델이 제안하는 방식에 가장 적합하다는 결론을 내릴 수 있다.
본 논문에서는 오디오 애플리케이션을 위한 단일 비트 3차 피드포워드 델타 시그마 변조기를 제안한다. 제안된 변조기는 저전압 및 저전력 애플리케이션을 위한 클래스-C 인버터를 기반으로 한다. 고정밀 요구 사항을 위해 레귤레이티드 캐스코드 구조의 클래스-C 인버터는 DC 이득을 증가시키고 저전압 서브쓰레스홀드 증폭기 역할을 한다. 제안된 클래스-C 인버터 기반 변조기는 180nm CMOS 공정으로 설계 및 시뮬레이션되었다. 성능 손실이 없으면서 낮은 공급 전압 호환성을 가지도록 제안된 클래스-C 인버터 기반 스위치드 커패시터 변조기는 높은 전력 효율을 달성하였다. 본 설계는 20kHz의 신호 대역폭 및 4MHz의 샘플링 주파수에서 동작시켜 93.9dB의 SNDR, 108dB의 SNR, 102dB의 SFDR 및 102dB의 DR를 달성하면서 0.8V 전원 전압에서 280μW의 전력 소비만 사용한다.
In this paper, a model-based stick-slip compensation for the micro-positioning is proposed using an enhanced stick-slip model based on statistical rough surface contact model. The smart structure is comprised with PZT (lead (Pb) zirconia (Zr) Titanate (Ti)) based stack actuator incorporating with the PID (Proportional-Integral-Derivative) control algorithm, mechanical displacement amplifier and positioning devices. For the stick-slip compensation, the elastic-plastic static friction model is used considering the elastic-plastic asperity contact in the rough surfaces statistically. Mathematical model of system for the positioning apparatus was derived from the dynamic behaviors of structural parts. PID feedback control algorithms with the developed stick-slip model as well as feedforward friction compensator are formulated for achieving the accurate positioning performance. Experimental results are provided to show the performances of friction control using the developed positioning apparatus.
Grid-connected inverters (GCIs) based on renewable energy sources play an important role in enhancing the sustainability of a society. Harmonic standards, such as IEEE 519 and P1547, which require the total harmonic distortion (THD) of the output current to be less than 5%, should be satisfied when GCIs are connected to a grid. However, achieving a current THD of less than 5% is difficult for GCIs with an output filter under a distorted grid condition. In this study, a novel harmonic compensation method that uses a digital lock-in amplifier (DLA) is proposed to eliminate harmonics effectively at the output of GCIs. Accurate information regarding harmonics can be obtained due to the outstanding performance of DLA, and such information is used to eliminate harmonics with a simple proportional-integral controller in a feedforward manner. The validity of the proposed method is verified through experiments with a 5 kW single-phase GCI connected to a real grid.
In this paper, a model-based stick-slip compensation for the micro-positioning is proposed using an enhanced stick-slip model based on statistical rough surface contact model. The smart structure is comprised with PZT(lead (Pb) zirconia(Zr) Titanate(Ti)) based stack actuator incorporating with the PID(proportional-integral-derivative) control algorithm, mechanical displacement amplifier and positioning devices. For the stick-slip compensation, the elastic-plastic static friction model is used considering the elastic-plastic asperity contact in the rough surfaces statistically. Mathematical model of system for the positioning apparatus was derived from the dynamic behaviors of structural parts. PID feedback control algorithms with the developed stick-slip model as well as feedforward friction compensator are formulated for achieving the accurate positioning performance. Experimental results are provided to show the performances of friction control using the developed positioning apparatus.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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