• 제목/요약/키워드: Pipeline A/D converter

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Algorithm of Modified Single-slope A/D Converter with Improved Conversion Time for CMOS Image Sensor System

  • Lee, Sang-Hoon;Kim, Jin-Tae;Shin, Jang-Kyoo;Choi, Pyung
    • 센서학회지
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    • 제24권6호
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    • pp.359-363
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    • 2015
  • This paper proposes an algorithm that reduces the conversion time of a single-slope A/D converter (SSADC) that has n-bit resolution, which typically is limited by conversion time taking up to $2^n$ clock cycles for an operation. To improve this situation, we have researched a novel hybrid-type A/D converter that consists of a pseudo-pipeline A/D converter and a conventional SSADC. The pseudo-pipeline A/D converter, using a single-stage of analog components, determines the most significant bits (MSBs) or upper bits and the conventional SSADC determines the remaining bits. Therefore, the modified SSADC, similar to the hybrid-type A/D converter, is able to significantly reduce the conversion time because the pseudo-pipeline A/D converter, which determines the MSBs (or upper bits), does not rely on a clock. The proposed A/D converter was designed using a $0.35-{\mu}m$ 2-poly 4-metal standard complementary metal oxide semiconductor (CMOS) technology process; additionally, its characteristics were simulated.

12-bit 파이프라인 BiCMOS를 사용한 A/D 변환기의 설계 (The Design of Analog-to-Digital Converter using 12-bit Pipeline BiCMOS)

  • 김현호;이천희
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.17-29
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    • 2002
  • There is an increasing interest in high-performance A/D(Analog-to-Digital) converters for use in integrated analog and digital mixed processing systems. Pipeline A/D converter architectures coupled with BiCMOS process technology have the potential for realizing monolithic high-speed and high-accuracy A/D converters. In this paper, the design of 12bit pipeline BiCMOS A/D converter presented. A BiCMOS operational amplifier and comparator suitable for use in the pipeline A/D converter. Test/simulation results of the circuit blocks and the converter system are presented. The main features is low distortion track-and-hold with 0-300MHz input bandwidth, and a proprietary 12bit multi-stage quantizer. Measured value is DNL=${\pm}$0.30LSB, INL=${\pm}$0.52LSB, SNR=66dBFS and SFDR=74dBc at Fin=24.5MHz. Also Fabricated on 0.8um BiCMOS process.

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추아회로를 사용한 12-bit 파이프라인 A/D 변환기 설계 (The Design of 12-bit Pipeline A/D Converter using the Chua's Circuits)

  • Kim, Hyeon-ho;Woo, Hyong-Hwan;Lee, Yong-hui;Yi, Jae-Young;Yi, Cheon-hee
    • 한국시뮬레이션학회:학술대회논문집
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    • 한국시뮬레이션학회 2002년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.177-181
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    • 2002
  • In this paper, the design of 12bit pipeline BiCMOS A/D converter presented. A BiCMOS operational amplifier and comparator suitable for use in the pipeline A/D converter. The main features is low distortion track-and-hold with 0-300MHz input bandwidth, and a proprietary 12bit multi-stage quantizer.

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10bit 50MS/s CMOS 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 (10bit 50MS/s CMOS Pipeline Analog-Digital Converter)

  • 김대용;김길수;김수원
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2003년도 하계종합학술대회 논문집 II
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    • pp.1197-1200
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    • 2003
  • This paper presents A/D converter for the signal processing of infrared sensor and CMOS image sensor. The A/D converter designed in a 0.25um CMOS process provides a resolution of 10bits at a sampling rate of 50MS/s while dissipating 67mW at 2.5V supply voltage. This A/D converter is based on a pipeline architecture in which the number of bits converted per stage and the stage number are optimized to achieve the desired linearity and reduce power consumption as well. Simulation results show that the A/D converter using 1.5bit per stage MDAC with switched capacitors and dynamic comparators efficiently reduces the power consumption.

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12비트 고속 아날로그-디지털 데이터 변환기 설계 (A 12bit High Speed CMOS Analog-to-Digital Data Converter Design)

  • 이미희;윤광섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(2)
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    • pp.153-156
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    • 2001
  • This paper describes a 12-bit high speed pipeline CMOS A/D converter. The A/D converter simulated the 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ n-well CMOS technology. The results show DNL and INL of $\pm$0.5LSB and $\pm$1.0LSB, conversion rate of 100Msamples/s, and power dissipation of 500㎽ with a power supply of 3.3V

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Verilog-A를 이용한 파이프라인 A/D변환기의 모델링 (Modeling of Pipeline A/D converter with Verilog-A)

  • 박상욱;이재용;윤광섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권10C호
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    • pp.1019-1024
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무선 랜 시스템용 10비트 20MHz 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 설계를 위해서 Verilog-A 언어를 사용하여서 모델링하였다. 변환기내 샘플 / 홀드 증폭기, 비교기, MDAC 및 오차 보정 회로 등의 구성회로들을 각각 모델링해서 모의실험 한 결과 HSPICE를 이용한 모의 실험 시간보다 1/50배로 단축되어서 시스템 모델링에 적합함을 확인하였다.

DLL 기반의 듀티 보정 회로를 적용한 무선랜용 I/Q 채널 12비트 40MS/s 파이프라인 A/D변환기 (An I/Q Channel 12bit 40MS/s Pipeline A/D Converter with DLL Based Duty-Correction Circuit for WLAN)

  • 이재용;조성일;박현묵;이상민;윤광섭
    • 한국통신학회논문지
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    • 제33권5C호
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    • pp.395-402
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    • 2008
  • 본 논문에서는 무선 통신 분야의 WLAN/WMAN 시스템에 집적화할 수 있도록 I/Q 채널 12비트 40MS/s 파이프라인 아날로그-디지털 변환기를 제안하였다. 제안하는 A/D 변환기는 높아진 동작 속도와 CMOS 소자의 최소 선폭이 작아지며 생기는 듀티 사이클의 변화를 보정해 줄 수 있는 DLL 기반의 듀티 사이클 보정 회로를 집적화 하였다. 입력 듀티 사이클이 1%에서 99%까지 변동이 있어도 정확한 50%의 듀티 사이클을 가진 신호로 보정 가능하도록 설계하였다. 제작된 A/D 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS n-well 1-poly 6-metal 공정으로 제작되었으며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 184mW이다. 샘플링 및 입력 주파수가 각각 20MHz, 1MHz 일 때 52dB의 SNDR과 59dBc의 SFDR을 나타내었다.

10-비트 200MS/s CMOS 병렬 파이프라인 아날로그/디지털 변환기의 설계 (The Design of 10-bit 200MS/s CMOS Parallel Pipeline A/D Converter)

  • 정강민
    • 정보처리학회논문지A
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    • 제11A권2호
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    • pp.195-202
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    • 2004
  • 본 연구에서 매우 정밀한 샘플링을 필요로 하는 고해상도 비디오 응용면을 위하여 병렬 파이프라인 아날로그 디지털 변환기(ADC)를 설계하였다. 본 ADC의 구조는 4 채널의 10-비트 파이프라인 ADC를 병력 time-interleave로 구성한 구조로서 이 구조에서 채널 당 샘플링 속도의 4배인 200MS/s의 샘플링 속도를 얻을 수 있었다. 변환기에서 핵심이 되는 구성요소는 Sample and Hold 증폭기(SHA), 비교기와 연산증폭기이며 먼저 SHA를 전단에 설치하여 시스템 타이밍 요구를 완화시키고 고속변환과 고속 입력신호의 처리론 가능하게 하였다. ADC 내부 단들의 1-비트 DAC, 비교기 및 2-이득 증폭기는 한 개의 switched 캐패시터 회로로 통합하여 고속동작은 물론 저 전력소비가 가능한 특성을 갖도록 하였다. 본 연구의 연산증폭기는 2단 차동구조에 부저항소자를 사용하여 높은 DC 이득을 갖도록 보강하였다. 본 설계에서 각 단에 D-플립플롭(D-FF)을 사용한 지연회로를 구성하여 변환시 각 비트신호를 정렬시켜 타이밍 오차를 최소화하였다. 된 변환기는 3.3V 공급전압에서 280㎽의 전력소비를 갖고 DNL과 INL은 각각 +0.7/-0.6LSB, +0.9/-0.3LSB이다.

A 12b 100 MS/s Three-Step Hybrid Pipeline ADC Based on Time-Interleaved SAR ADCs

  • Park, Jun-Sang;An, Tai-Ji;Cho, Suk-Hee;Kim, Yong-Min;Ahn, Gil-Cho;Roh, Ji-Hyun;Lee, Mun-Kyo;Nah, Sun-Phil;Lee, Seung-Hoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제14권2호
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    • pp.189-197
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    • 2014
  • This work proposes a 12b 100 MS/s $0.11{\mu}m$ CMOS three-step hybrid pipeline ADC for high-speed communication and mobile display systems requiring high resolution, low power, and small size. The first stage based on time-interleaved dual-channel SAR ADCs properly handles the Nyquist-rate input without a dedicated SHA. An input sampling clock for each SAR ADC is synchronized to a reference clock to minimize a sampling-time mismatch between the channels. Only one residue amplifier is employed and shared in the proposed ADC for the first-stage SAR ADCs as well as the MDAC of back-end pipeline stages. The shared amplifier, in particular, reduces performance degradation caused by offset and gain mismatches between two channels of the SAR ADCs. Two separate reference voltages relieve a reference disturbance due to the different operating frequencies of the front-end SAR ADCs and the back-end pipeline stages. The prototype ADC in a $0.11{\mu}m$ CMOS shows the measured DNL and INL within 0.38 LSB and 1.21 LSB, respectively. The ADC occupies an active die area of $1.34mm^2$ and consumes 25.3 mW with a maximum SNDR and SFDR of 60.2 dB and 69.5 dB, respectively, at 1.1 V and 100 MS/s.

압력측정용 A/D변환기의 OPAMP 개발 (Development of OPAMP in an A/D Converter for Pressure Measurement)

  • 채용웅
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제5권4호
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    • pp.435-442
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    • 2010
  • 자동차의 와이퍼 브레이드 성능은 자동차 안전성 확보에 크게 기여한다. 유리면에 접착된 먼지나 이물질 등을 제거하는 기능을 확보하기 위해 와이퍼 브레이드는 닦임성, 내구력, 내열 저온 내오존성 내화학성이 높아야 할 뿐만 아니라 소음이 적어야 한다. 이와 같이 와이퍼의 기능 개선을 위해서는 와이퍼의 성능을 평가하고 분석할 수 있는 시스템 장비가 필수적이다. 본 논문에서는 자동차의 와이퍼 누름압을 측정하는 시스템의 개발을 위해 누름압 센서에서 출력되는 신호를 받아 퍼스널 컴퓨터에 전달하는 아날로그 디지털 변환기를 설계하고자 한다. 설계한 ADC는 빠른 동작 속도를 얻으면서 전체 시스템의 면적 및 전력소모를 최적화하는 구조인 파이프라인 ADC이다.