• 전기전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.119-127
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• 2014

본 논문에서는 MEMS(Micro Electro Mechanical System) 가속도센서를 위한 CMOS readout 회로를 설계하였다. 설계된 CMOS readout 회로는 MEMS 가속도 센서, 커패시턴스-전압 변환기(CVC), 그리고 2차 스위치드 커패시터 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기로 구성된다. 이들 회로에는 저주파 잡음과 오프셋을 감소시키기 위한 correlated-double-sampling(CDS)와 chopper-stabilization(CHS) 기법이 적용되었다. 설계 결과 CVC는 150mV/g의 민감도와 0.15%의 비선형성을 갖는다. 설계된 ${\Sigma}{\Delta}$ 변조기는 입력전압 진폭이 100mV가 증가할 때, 출력의 듀티 싸이클은 10%씩 증가하며, 0.45%의 비선형성을 갖는다. 전체 회로의 민감도는 150mV/g이며, 전력소모는 5.6mW이다. 제안된 회로는 CMOS 0.35um 공정을 이용하여 설계하였고, 공급 전압은 3.3V이며, 동작 주파수는 2MHz이다. 설계된 칩의 크기는 PAD를 포함하여 $0.96mm{\times}0.85mm$이다.

• 대한전기학회논문지:전기기기및에너지변환시스템부문B
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• 제50권10호
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• pp.513-519
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• 2001

This paper proposed a random sigma-delta modulator(RSDM), which is constructed by a 1st order sigma-delta modulator(SDM) and a simple structured random binary generator(RBG). The 1st order SDM produces a switching pulse waveform which has the same low-frequency component as the reference input, while the RBG spreads the distribution of the number of sampling per switching cycle, and thus disperses the spectrum spikes in the output. The relationship between the harmonic spectra and the number of sampling per switching cycle is studied through computer simulations, and the frequency spectra of the RSDM are confirmed in an experimental setup.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.8-16
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• 2020

본 논문에서는 polymerase chain reaction (PCR) 응용에 적합한 저잡음 CMOS 이미지 센서에 사용되는 컬럼-패러럴 analog-to-digital converter (ADC) 어레이를 위한 cascaded-of-integrator feedforward (CIFF) 구조의 단일 비트 2차 델타-시그마 모듈레이터를 제안하였다. 제안된 모듈레이터는 CMOS 이미지 센서에 입사된 빛의 신호에 해당하는 픽셀 출력 전압을 디지털 신호로 변환시키는 컬럼-패러럴 ADC 어레이를 위해 하나의 픽셀 폭과 동일한 10㎛ 컬럼 폭 내에 2개의 스위치드 커패시터 적분기와 단일 비트 비교기로 구현하였다. 또한, 모든 컬럼의 모듈레이터를 동시에 구동하기 위한 주변 회로인 비중첩 클록 발생기 및 바이어스 회로를 구성하였다. 제안된 델타-시그마 모듈레이터는 110nm CMOS 공정으로 구현하였으며 12kHz 대역폭에 대해 418의 oversampling ratio (OSR)로 88.1dB의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR), 88.6dB의 spurious-free dynamic range (SFDR) 및 14.3비트의 effective-number-of-bits (ENOB)을 달성하였다. 델타 시그마 모듈레이터의 면적 및 전력 소비는 각각 970×10 ㎛2 및 248㎼이다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 추계학술대회 논문집 Vol.17
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• pp.57-60
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• 2004

This paper presents multibit Sigma-Delta ADC using Leslie-Singh Structure to Improve nonlinearity of feedback loop. 4-bit flash ADC for multibit Quantization in Sigma Delta modulator offers the following advantages such as lower quantization noise, more accurate white-noise level and more stability over single quantization. For the feedback paths consisting of DAC, the DAC element should have a high matching requirement in order to maintain the linearity performance which can be obtained by the modulator with a multibit quantizer. Thus a Sigma-Delta ADC usually adds the dynamic element matching digital circuit within feedback loop. It occurs complexity of Sigma-Delta Circuit and increase of power dissipation. In this paper using the Leslie-Singh Structure for improving nonliearity of ADC. This structure operate at low oversampling ratio but is difficult to achieve high resolution. So in this paper propose improving loop filter for single-bit feedback multi-bit quantization Sigma-Delta ADC. It obtained 94.3dB signal to noise ratio over 615kHz bandwidth, and 62mW power dissipation at a sampling frequency of 19.6MHz. This Sigma Delta ADC is fabricated in 0.25um CMOS technology with 2.5V supply voltage.

• 전자공학회논문지
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• 제49권11호
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• pp.149-156
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• 2012

디지털 입력 D급 증폭기는 보청기에서 사용되고 있으며 D급 증폭기는 디지털 회로와 아날로그 회로로 구성되어진다. 아날로그 회로는 가청 주파수 대역에서 잡음을 억제하고 디지털 입력을 아날로그 신호로 변환한다. 본 논문에서 제안한 인터폴레이티드 디지털 델타-시그마 변조기는 디지털 신호 처리기의 출력 신호를 D/A 변조기 입력에 적합하도록 데이터를 변조시킨다. 디지털 필터는 16-bit, 25-kbps 펄스 코드 변조 신호를 16-bit, 50-kbps 신호로 보간 작업을 한다. 이 보간 필터 출력은 3차 디지털 델타-시그마 변조기를 통하여 노이즈 쉐이핑(noise shaping) 처리된다. 최종적으로, 1.5-bit, 3.2-Mbps 신호가 D/A 변조기 입력으로 인가된다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.197-204
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• 2010

본 논문은 저 전압 및 저 왜곡 스위치형 커패시터 (switched-capacitor, SC)를 적용한 새로운 형태의 몸체효과 보상형 스위치 구조를 제안한다. 제안된 회로는 저 전압 SC회로를 위해서 rail-to-rail 스위칭을 허용하며, 기존의 부트스트랩 된 회로 (19dB)보다 더 우수한 총 고조파 왜곡을 가진다. 설계된 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 통신 송수신 시스템내의 오디오 코덱을 위한 고해상도 아날로그-디지털변환을 수행한다. 1단 폴드형 캐스코드 연산증폭기 및 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 0.25 마이크론 이중 폴리 3-금속 표준 CMOS 공정으로 제작되었으며, 2.7V에서 동작한다. 연산증폭기의 1% 정착시간은 16 pF의 부하 용량에 대해 560ns를 보였다. 제작된 시그마 델타 변조기에 대한 검사는 비트 스트림 검사 및 아날로그 분석기를 이용하여 수행 되었다. 다이크기는 $1.9{\times}1.5\;mm^2$였다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.786-792
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• 2018

본 논문에서는 저전력 센서용 아날로그-디지털 변환기를 위한 cascade of integrator feedback (CIFB) 구조의 3차 시그마-델타 아날로그 모듈레이터가 제안된다. 제안된 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 gain-enhanced current-mirror 기반 증폭기를 사용하는 3개의 스위치 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 그리고 비중첩 클럭 발생기로 구성된다. 160의 오버 샘플링 비율과 90.45dB의 신호 대 잡음비를 가지는 시그마-델타 아날로그 모듈레이터는 1.2V 공급 전압의 $0.11{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되며, $0.145mm^2$의 면적과 $341{\mu}W$의 전력을 소모한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제18권8호
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• pp.970-976
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• 2007

본 논문에서는 2비트 시그마-델타 변조기를 도입한 새로운 구조의 폴라 트랜스미터에 대해 논의한다. 제안된 구조에서는 2비트 시그마-델타 변조 방식을 도입하여 양자화 잡음을 낮추도록 하였다. 전력 증폭기는 2비트 디지털 처리된 진폭 신호를 받아들이기 위하여 2진법의 형태로 분할되도록 고안되었다. 새로운 구조의 폴라 트랜스미터를 EDGE 시스템에 적용하여 시뮬레이션 한 결과, 전체 전송 대역에서 스펙트럼 특성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다. 2비트 변조기에 세밀한 양자화 방식을 적용함으로써 오버 샘플링 비가 2배 이상 증가한 정도의 잡음 감소 특성을 얻을 수 있었고 오버 샘플링 비를 증가시키지 않고도, 트랜스미터 출력 신호의 주파수 잡음을 10dB 이상 낮출 수 있었다. 또한, 전력 증폭기를 2진법으로 분할한 결과 다이나믹 영역이 5dB 정도까지 증가하는 효과를 얻었다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2002년도 하계종합학술대회 논문집(5)
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• pp.87-90
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• 2002

This paper describes design technique of switched-capacitor 1V delta-sigma modulator. To solve the incomplete switching operation at low voltage, bootstrapping technique is used. For PMOS input pair of 1V operational amplifier, simple common mode level down technique is used. Designed 2nd order single loop modulator has an oversampling ratio of 64 and obtains a peak SNR of 71dB, a dynamic range of 73 dB with the power consumption of 350uW at 1V power supply.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제47권11호
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• pp.6-12
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• 2010

본 논문에서는 시그마-델타 변조기에 기반 한 D급 오디오 증폭기를 제안한다. 16-비트 병렬의 디지털 입력신호는 4-차 디지털 시그마-델타 변조기에 의해 2-비트의 신호로 직렬화되고, 이 신호는 4-차 아날로그 시그마-델타 변조기로 인가된다. 아날로그 시그마 델타 변조기의 출력단의 파워 스위치는 3-레벨로 동작하며, 3-레벨의 펄스 밀도 변조(PDM) 출력 신호는 LC-필터를 통해 저역 통과되어 스피커에 전달된다. 아날로그 시그마-델타 변조기의 첫 단의 적분기는 디지털 시그마-델타 변조기의 출력으로부터 샘플된 이산 시간 영역의 신호를 입력으로 받아들이고, 동시에 파워 스위칭 단의 연속 시간 영역의 출력 신호를 부궤환(feedback) 받기 위해 스위치드-캐패시터 적분기와 연속시간 영역의 적분기를 혼합된 형태로 구현되었다. 제안된 클래스-D 오디오증폭기는 CMOS 0.13-um 공정을 이용해 제작되었으며 100-Hz 부터 20-kHz의 신호 주파수 영역에서 동작한다. 제작된 D급 오디오 증폭기는 4-${\Omega}$ 부하 저항에서 최대 18.3-mW을 내고 0.035-%의 전고조파 왜율(total harmonic distortion pluse noise : THD+N) 성분과 80-dB의 입력신호 대역폭(dynamic range)을 갖는다. 아날로그 및 디지털 변조기는 1.2-V 전원 전압으로 동작하며 총 457-uW의 전력을 소모한다.