본 논문은 EER(Envelope Elimination and Restoration)에 적용된 class F 전력 증폭기의 드레인 전압의 변화에 따른 출력 정합회로의 최적화에 대하여 연구하였다. EER 구조에 적용된 class F PA의 PAE(Power Added Efficiency)를 개선하기 위해 고조파 조정 회로에 Varactor 다이오드를 사용하였다. 포락선의 변화에 따라 2차 고조파는 단락 시키고 3차 고조파는 개방 시키도록 설계되었으며 본 논문에서 제안된 고조파 조정 회로를 통해 드레인 전압이 25 V에서 30 V까지 변화할 때 수 %의 PAE 개선 효과를 얻을 수 있었다.
This paper presents a method for minimizing standby power consumption in wireless power transfer (WPT) system via magnetic resonance coupling (MRC) that operates at 6.78 MHz. The proposed circuit controls the required capacitance according to operational condition in order to reduce standby power consumption. Based on an impedance characteristic of the class-E power amplifier, operational principles of the proposed circuit are analyzed. Moreover, to verify the effectiveness of the proposed class-E power amplifier, an 8 W prototype for WPT system is implemented. The measured input power of the proposed class-E power amplifier at standby condition is reduced from 5.81 W to 3.53 W.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제35권4호
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pp.483-490
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2011
본 논문에서는 주기적 접지구조(PAGS)를 이용하여 실리콘 RFIC 반도체 기판상에 다단 임피던 스변환기를 제작 평가하였다. 제작된 임피던스변환기의 면적은 종래의 약 8.7 %인 0.026 $mm^2$이며, 8 ~ 49.5 GHz의 범위에서 양호한 RF특성을 보여주었다.
본 논문에서는 5.25GHz 저잡음 증폭기(LNA)에 대해 전압이득, 잡음지수 및 입력 임피던스를 측정할 수 있는 새로운 형태의 저가 고주파 BIST(Built-In Self-Test, 자체내부검사)회로 설계 및 검사 기술을 제안한다. 이러한 BIST 회로는 0.18$\mu\textrm{m}$ SiGe 공정으로 제작되어 있다. 이러한 접근방법은 입력 임피던스 정합과 출력 전압 측정원리를 이용한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 측정이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. BIST 회로가 차지하는 면적은 LNA가 차지하는 전체면적의 약 18%에 불과하다.
본 논문에서는 802.113 무선 근거리 통신망(wireless LAM)용 5.25GHz 저잡음 증폭기(LNA)에 대해 고가 장비를 사용하지 않고도 전압이득, 잡음지수 및 입력 임피던스를 측정할 수 있는 새로운 형태의 고주파 81ST(Built-In Self-Test, 자체내부검사)회로 설계 및 검사 기술을 제안한다. 본 연구에서 제작된 BIST 회로는 기존의 고가 검사 장비 대신 고주파 회로의 결함검사나 성능검사에 적용될 수 있다. 이러한 BIST 회로는 1V의 공급전압에서 동작하며, 0.18$\mu\textrm{m}$ SiGe 공정으로 제작되어 있다. 이러한 접근방법은 입력 임피던스 정합과 출력 전압 측정을 이용한다. 본 방법에서는 DUT(Device Under Test: 검사대상이 되는 소자)와 BIST 회로가 동일 칩 상에 설계되어 있기 때문에 측정할 때 단지 디지털 전압계와 고주파 전압 발생기만이 필요하며, 측정이 간단하고 비용이 저렴하다는 장점이 있다. BIST 회로가 차지하는 면적은 LNA가 차지하는 전체면적의 약 18%에 불과하다.
본 논문에서는 근거리에서 효율 향상을 위해 적응 주파수 제어 회로를 갖는 HF-대역 무선 전력 전송 시스템을 제안하였다. 일반적으로 무선 전력 전송 시스템은 공진기 간의 이격 거리가 가까워짐에 따라 결합 계수가 변하게 되며, 이는 반사 임피던스에 의한 임피던스 부정합을 발생시킨다. 본 연구에서 제안한 방식은 전압제어 발진기의 공진 주파수를 이격 거리에 따라 자동으로 가변함으로써 공진기 간의 거리가 가까워 임피던스 부정합이 큰 경우에도 전송 효율의 저하를 막을 수 있다. 적응 주파수 제어 회로는 방향성 결합기, 검파기 및 루프 필터로 구성된다. 본 논문에서 제안한 방법의 유용성을 입증하기 위하여 HF-대역에서 동작하는 30${\times}$30 $cm^2$ 크기의 루프 안테나를 갖는 무선 전력 전송 시스템을 설계하여 측정한 결과 근거리에서 효율이 개선됨을 확인하였다.
수중용 전기 음향 변환기용 외부 회로를 구성할 때, 파워 앰프의 내부저항이 매우 작은 경우 정합 회로를 구성하기 보다는 부하측의 역률을 개선하는 것을 선호 한다. 기존 연구의 결과를 살펴보면 광대역에서 최대 파워를 전달하게 하는 정합회로를 구하는 방법을 많이 연구되어 왔으나, 두 개의 공진점을 갖는 수중용 광대역 전기 음향 변화기에 적용할 만한 광대역 역률 개선 튜닝 회로를 구성하는 방법은 논문화된 결과는 드물다. 본 논문에서는 기존의 정합회로 설계에서 사용하는 체비세프 설계법을 기본으로 하여, 좀 더 낫은 결과를 가질 수 있도록 하는 복합 최적화 과정을 바탕으로 역률 개선 회로를 설계하고 이를 실험을 통하여 역율 개선을 확인한다.
본 논문은 A/D 변환기(Analog-to-Digital Converter) 회로에서 신호선의 터미네이션 조건이 crosstalk에 의해 왜곡되기 쉬운 특성을 가지며 동작 주파수가 높아짐에 따라 이에 대한 주의가 더욱 요구된다. 그중에서도 아날로그 신호인 입력 신호와 레퍼런스 전압 신호는 crosstalk에 의해 왜곡되기 쉬운 아날로그 신호이면서, A/D 변환 전체의 동작 성능을 좌우하는 신호들이다. 이 두 신호들은 각각의 회로 구성에 따라 독특한 터미네이션 조건을 가지므로 본 논문에서는 주파수 영역에서 임피던스 불일치 조건을 고려한 crosstalk를 모델링하고 해당 터미네이션 조건이 crosstalk에 미치는 영향을 확인한다. 먼저, A/D 변환기 회로에서 두 신호의 회로 구성을 파악한 후 near-end와 far-end에서 임피던스 불일치를 고려한 crosstalk 모델을 유도한다. 유도한 crosstalk 모델을 이용하여 입력 신호의 near-end와 터미네이션 임피던스 불일치와 레퍼런스 전압 신호의 far-end 커패시턴스 터미네이션이 crosstalk에 미치는 영향을 예측하고, 실험을 통해 예측 결과를 확인한다. 신호선으로는 가장 널리 사용되는 microstrip 구조를 사용하였으며 skin effect에 의한 손실 증가를 반영하였다.
This paper presents a new modeling method using lamp output power and the modeling coefficients of the lamp. The proposed method utilizes the lamp modeling coefficients such as equivalent impedance Z(p), coupling coefficient of the transformer k(p), turns ratio of the transformer n(p), and plasma resistance Rp(p) as a function of lamp output power. The equivalent impedance Z(p) was developed from the equivalent resistance Req(p) and equivalent inductance Leq(p) of the lamp. Simulation and experimental results of the proposed model are presented in order to validate the proposed method. The modeling method can use to design an impedance matching circuit for a Class-D inverter.
5Gb/s대역 크로스커플 구조의 트랜스임피던스 증폭기 및 제한증폭기가 연결된 광 수신기를 광 PCB에 응용하기 위해 설계 하였다. 회로는 0.18um CMOS 공정으로 구현되었다. 광 수신기는 0.5pF 광 다이오드 기생 캐퍼시턴스에서 $92.8db{\Omega}$ 임피던스 이득과 5Gbps의 주파수 대역을 갖는다. 그리고 1.8V, 2.4V 공급전압에서 9.74mV의 전력소모를 보인다. 입력단의 임피던스는 $50{\Omega}$ 이다. 회로를 광 PCB기판에 올려 광신호 송신 실험하여 5Gb/s 데이터의 수신을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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