• 제목/요약/키워드: Power circuit design

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확장 13-Element EPSAR 안테나를 사용한 7×7 MIMO 시스템 (7×7 MIMO System Using Extended 13-Element ESPAR Antenna)

  • 복준영;이승환;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39A권2호
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    • pp.69-76
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    • 2014
  • MIMO 시스템은 통신 시스템의 채널 용량을 증가시키기 위해서 다양한 분야에서 사용된다. 그러나 이러한 통신 시스템은 다수의 RF 단을 필요로 하기 때문에 안테나 소형화에 문제가 있다. 게다가 다수의 RF 단으로 인하여 아날로그 회로에서의 전력 소모가 증가하고, RF 단의 간섭으로 인하여 통신 효율이 심각하게 저하된다. 이러한 이유 때문에 단일 RF 단을 가지면서도 MIMO 통신이 가능한 BS-MIMO 통신 방식이 제안되었다. BS-MIMO 시스템은 기본적으로 ESPAR 안테나를 사용한다. 기존의 ESPAR 안테나는 5-element 구조를 가지고 있으며, $3{\times}3$ MIMO 전송 까지만 가능하다. 그러므로 MIMO 차원을 확장시키기 위해서는 ESPAR 안테나의 구조 확장이 필수적이다. 본 논문에서는 단일 원 형태의 ESPAR 안테나의 구조 확장을 통해서 BS-MIMO 의 차원을 기존 MIMO 기술처럼 증가시킬 수 있음을 보였다. 설계의 예로써, 13-ESPAR 안테나를 사용하면 $7{\times}7$ BS-MIMO 전송이 가능함을 보였다. 또한 기생 배열안테나의 수가 2개씩 증가할수록 전송 가능한 MIMO 차원이 일씩 증가한다.

이득 제어 지연 단을 이용한 1.9-GHz 저 위상잡음 CMOS 링 전압 제어 발진기의 설계 (Design of the 1.9-GHz CMOS Ring Voltage Controlled Oscillator using VCO-gain-controlled delay cell)

  • 한윤택;김원;윤광섭
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제46권4호
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    • pp.72-78
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    • 2009
  • 본 논문에서는 $0.13{\mu}m$ CMOS 공정의 이득(Kvco) 제어 지연 단을 이용한 위상동기루프에 사용되는 저 위상잡음 CMOS 링 전압제어발진기를 설계 및 제작한다. 제안하는 지연 단은 출력 단자를 잇는 MOSFET을 이용한 능동저항으로 전압제어발진기의 이득을 감소시킴으로써 위상잡음을 개선한다. 그리고 캐스코드 전류원, 정귀환 래치와 대칭부하 등을 이용한다. 제안한 전압제어 발진기의 위상잡음 측정결과는 1.9GHz가 동작 할 때, 1MHz 오프셋에서 -119dBc/Hz이다. 또한 전압제어발진기의 이득과 전력소모는 각각 440MHz/V와 9mW이다.

3GPP LTE를 위한 다중대역 90nm CMOS 저잡음 증폭기의 설계 (Design of a Multi-Band Low Noise Amplifier for 3GPP LTE Applications in 90nm CMOS)

  • 이성구;신현철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권5호
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    • pp.100-105
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    • 2010
  • 3GPP LTE (3rd Generation Partner Project Long Term Evolution)에 적용할 수 있는 다중대역 저잡음 증폭기를 90 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계하였다. 설계된 다중대역 저잡음 증폭기는 1.85-2.8 GHz 주파수 범위내의 8개 대역으로 분리돼서 동작하며, 다중대역에서의 성능 최적화를 위해 증폭기 입력단에 다중 캐패시터 어레이를 이용하여 대역에 따른 조정이 되도록 하였다. 입력 신호의 변화에 따른 증폭기의 포화를 방지하기 위해 Current Steering을 이용한 바이패스 모드를 구현하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 1.2 V의 공급 전원에서 17 mA를 소모한다. RF 성능은 PLS (Post Layout Simulation)을 통해 검증하였다. 정상상태에서 전력이득은 26 dB, 바이패스모드에서의 전력이득은 0 또는 -6.7 dB를 얻었다. 또한, 잡음지수는 1.78dB, IIP3는 최대 이득 일 때 -12.8 dBm을 가진다.

노이즈 면역을 향상시킨 플립플롭 (A Flipflop with Improved Noise Immunity)

  • 김아름;김선권;이현중;김수환
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권8호
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    • pp.10-17
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    • 2011
  • 휴대용 전자 기기 수요가 증가하면서 저전력 회로에 대한 관심이 커지고 있다. 이와 더불어 프로세서 데이터 패스의 폭이 넓어지고, 파이프라인의 단계가 많아짐에 따라, 사용되는 플립플롭의 수가 증가하였다. 그로 인해 플립플롭의 전력 소모 및 성능이 전체 시스템에 미치는 영향이 커졌다. 또한, 반도체 공정 스케일이 점점 줄면서, 공급 전압과 문턱 전압이 감소되었고 이로 인해 노이즈가 회로에 미치는 영향이 커지고 있다. 본 논문에서는 노이즈 면역을 향상시키면서도 저전력 시스템에 사용할 수 있는 플립플롭을 제안하고자 한다. 제안한 회로는 1.2V에서 동작하는 65nm CMOS 공정으로 구현하였다.

UHF RFID 응용을 위한 NMOS 게이트 교차연결 전류미러형 브리지 정류기의 설계 및 해석 (Design and Analysis of a NMOS Gate Cross-connected Current-mirror Type Bridge Rectifier for UHF RFID Applications)

  • 박광민
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권6호
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    • pp.10-15
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    • 2008
  • 본 논문에서는 UHF RFID 응용을 위한 새로운 NMOS 게이트 교차연결 전류미러형 브리지 정류기를 제시하였다. 제시된 정류기의 직류 변환 특성은 고주파 등가회로를 이용하여 해석하였으며, 주파수 증가에 따른 게이트 누설전류를 회로적인 방법으로 줄일 수 있는 게이트 커패시턴스 감소 기법을 이론적으로 제시하였다. 구해진 결과, 제안한 정류기는 기존의 게이트 교차 연결형 정류기와 거의 같은 직류 출력전압 특성을 보이면서도, 게이트 누설전류가 1/4 이하로 감소하고, 부하저항에서의 소비전력도 30% 이상 감소하며, 부하저항의 변화에 대해 보다 안정적인 직류전압을 공급함을 알 수 있었다. 또한 제안한 정류기는 13.56MHz의 HF(for ISO 18000-3)부터 915MHz의 UHF(for ISO 18000-6) 및 2.45GHz의 마이크로파 대역 (for ISO 18000-4)까지의 전 주파수 범위에 대해 충분히 높고 잘 정류된 직류 변환 특성을 보여 특정 주파수 대역을 사용하는 다양한 RFID 시스템의 트랜스폰더 칩 구동을 위한 범용 정류기로 사용될 수 있다.

IMT-2000 중계기용 전대역 저잡음 증폭기 설계 (The Design of Low Noise Amplifier for Overall IMT-2000 Band Repeater)

  • 유영길
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권4호
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    • pp.409-412
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    • 2002
  • IMT-2000 전 대역(1920∼2170MHz, BW=250MHz)에서 사용되는 중계기용 2단 저잡음 증폭기를 설계하였다. Ansoft사의 Serenade를 이용하여 첫째 단 PHEMT의 소스와 접지간 source lead의 인덕턴스 값을 최적화하여 기판 선고로 등가화하고, 첫째 단의 잡음 정합은 물론 각 단의 정합회로가 간단하도록 high pass 구조로 설계하였다. 바이어스 회로는 단일 능동회로로 구성하였고, 인가전압은 8V, 총 전류는 180mA이다. 이때, 첫째 단 PHEMT의 Vgs = -0.4V, Vds = 4V이고, 둘째 단 AH1의 Vds = 5V이다. 상업화가 가능하도록 설계 기준을 정하여 제작되었고, 측정 결과 이득은 20dB, NF는 1dB, 입력 VSWR은 1.14∼l.3dB, P1dB는 22.4dBm, gain flatness는 ±0.45dB로 상업용 저잡음 증폭기로 사용될 수 있다.

802.11a/b/g WLAN용 이중대역 혼합기 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Dual-Band Mixer for WLAN 802.11a/b/g Applications)

  • 박욱기;고민호;강석엽;박효달
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.1106-1113
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    • 2005
  • 본 논문에서는 단일 국부 발진기를 이용하여 IEEE 802.11a/b/g 표준의 두 대역 신호를 처리할 수 있는 이중 대역 혼합기를 설계 구현하여 기존 방식의 단점을 개선하였다. 기존 회로 구조는 두 대역을 처리하기 위해 각각 두 개의 국부 발진기와 혼합기를 사용함으로 인하여 구조의 복잡함과 큰 전력 손실이라는 단점을 가지고 있었다. 구현된 회로는 입력 RF 2.452/5.260 GHz에서 동일한 IF인 356 MHz로 하향 변환하였을 때 변환 손실은 각각 11.6 dB, 16.8 dB, IIP3(Input 3rd Intercept Point)는 각각 8.77 dBm, 12.5 dBm으로 측정되었으며, RF-LO 격리도는 각각 36 dB, 41 dB, LO-IF 격리도는 각각 50 dB 이상의 특성을 나타내었다.

45도 선형 편파 발생용 SIW 슬롯 Sub-Array 안테나 설계 및 해석 (Design and Analysis of 45°-Inclined Linearly Polarized Substrate Integrated Waveguide(SIW) Slot Sub-Array Antenna for 35 GHz)

  • 김동연;남상욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.357-365
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    • 2013
  • 기판 집적 도파관(Substrate Integrated Waveguide: SIW) 기술을 이용한 Ka 밴드의 35 GHz용 $4{\times}4$ 평면 배열 안테나를 제시한다. 전체 안테나 구조는 3층의 PCB(Printed Circuit Board) 적층 형태로 구성되며, top PCB에는 45도로 기울어진 직렬 방사 슬롯이 평면 배열로 방사부를 이룬다. 또한, 균일한 전력을 전달하고 안테나 전체 단면적을 최소화하기 위해 middle 및 bottom PCB에는 급전 SIW가 위치한다. 전체 안테나 개구면의 면적은 $750.76mm^2$이며, 유전율 2.2의 RT/Duroid 5880 기판을 적층하여 설계하였다. 각 방사부 및 급전부의 개별적인 전기적 특성은 full-wave 시뮬레이터인 CST MWS를 이용하여 확인하였다. 나아가 제안된 평면 배열 안테나는 대역폭 (490 MHz), 최대 이득(18.02 dBi), 부엽 레벨(-11.0 dB), 교차 편파 레벨(-20.16 dB)의 전기적 특성을 보인다.

도플러 레이더 시스템용 VCO 설계 및 제작 (Design and Implementation of VCO for Doppler Radar System)

  • 김용환;김현진;민준기;유형수;이형규;홍의석
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.81-87
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    • 2005
  • 본 논문에서는 도플러 레이더 시스템의 신호원이 되는 전압제어 발진기를 설계 및 제작하였다. 제안된 VCDRO는 CPW라인 형태를 이용하여 동조시키는 새로운 방법을 이용하였다. 유전체 공진기 기판 됫면에 바랙터 다이오드가 실장된 $\lambda$_{g}$/2 길이를 갖는 CPW 회로를 구현하여 유전체공진기와 커플링을 시켰다. 바랙터 다이오드는 CPW 한쪽 끝에 실장을 하였다. 제안된 CPW 동조회로는 여러 개의 다이오드를 실장 할 수 있어 동조대역폭을 쉽게 늘일 수 있다. 동조된 전압제어 발진기는 바랙터 다이오드의 전압을 0$\~$15V 로 가변시 12MHz 의 동조대역폭을 나타내었다. 제안된 CPW라인으로 동조된 위상고정 유전체 발진기는 10.5250Hz에서16.5dBm의 출력을 나타내었으며, 위상잡음은 -l15dBc/Hz@100kHz,-105dBcHz@10kHz,-102dBc/@1kHz 의 위상잡음 특성을 나타내었다.

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고전압 착자기에서의 누전 사고 방지를 위한 광통신 제어시스템의 도입 방안과 경제성 분석 (Economic Analysis of Optical Communication Control System in High Voltage Magnetizer)

  • 배영우;김우주;홍준석
    • Journal of Information Technology Applications and Management
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    • 제26권6호
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    • pp.103-117
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    • 2019
  • Demand for high power motors is rapidly increasing as the 4th industry and convergence technology has recently emerged. In order to produce high-strength permanent magnets, the magnets used for magnetization have been increased from DC 300V in the 1970s to DC 2.5kV in the 2010s, Up to DC 10kV in the 2030s, It is expected that higher voltage will be used to magnetize. However, in the case of a magnetizer using an existing electric signal control device, it is necessary to use a control device with a high-voltage insulation function in case a high voltage used for magnetization is leaked to the control device. If a short circuit accident occurs, the controller must be shut down and serious problems such as excessive repair costs arise. In this study, a control system adopting optical communication method instead of electric signal control method is proposed to prevent leakage currents in high-voltage magnetizer. We design a transmitter(Tx) and a receiver(Rx) device for the optical communication control device and implemented a prototype connecting the optical cable. In order to demonstrate the utility of high-voltage magnetizer using the optical communication control device, we analyzed the initial cost and the yearly cost for the years to analyze the net present value. As a result, In the case of the low-voltage magnetizer, the electric signal control method cost less, As the operating voltage of the magnetizer becomes higher. It is confirmed that it takes less cost when the optical communication control device is used.