• 제목/요약/키워드: differential voltage-to-frequency converter

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전류 컨베어 회로를 이용한 차동전압-주파수 변환기의 설계 (Design of Differential Voltage-to-Frequency Converter Using Current Conveyor Circuit)

  • 최진호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.891-896
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    • 2011
  • 이 논문에서는 전류 컨베이어 회로를 이용하여 입력 전압의 차에 비례하는 주파수 신호를 생성하는 회로를 설계하였다. 설계된 회로는 HSPICE를 이용하여 회로의 동작을 분석하였으며, 입력 전압 차는 수V에서 수mV 단위까지 변화시키면서 출력 주파수를 시뮬레이션하였다. 회로의 시뮬레이션 결과 이론적인 계산값과 비교하였을 때 에러는 -1.9%에서 +1.8% 이내였다.

하이브리드 자동차용 HDC를 위한 50kW급 고전력밀도 양방향 컨버터 (High Power Density 50kW Bi-directional Converter for Hybrid Electric Vehicle HDC)

  • 양정우;금문환;최윤;한상규;김석준;김삼균;김종필;사공석진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.95-101
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    • 2016
  • This paper proposed a high-power density bidirectional converter for hybrid electric vehicle high-voltage DC-DC converter(HDC). The conventional HDC has two disadvantages. First, large inductance is required to satisfy the ripple current of inductor by low switching frequency (<20 kHz). Second, large core size is required to prevent the saturation of inductor by high current. Compared with the conventional HDC, the proposed HDC can reduce inductance with SiC-FET for high frequency driving. High-power density of I/O capacitors can be achieved through two-phase interleaved method. The high-power density of inductors can be achieved because the offset current of magnetizing inductance is theoretically terminated by using the differential mode coupled inductor instead of using two single inductors. The validity of the proposed converter is proved through the 50 kW prototype.

직렬 복합 트랜지스터를 이용한 전압-전류 변환기 설계 (Design of V-I Converter using Series Composite Transistor)

  • 김종민;유영규;이준호;박창선;김동용
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.251-254
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    • 1999
  • In this paper V-I(Voltage to Current) converter using the series composite transistor is presented. Due to the series composite transistor employs operating in the saturation region and triode region, the proposed circuit has wide input range at low voltage. The designed V-I converter has simulated by HSPICE using 0.6${\mu}{\textrm}{m}$ n-well CMOS process with a $\pm$2.5V supply voltage. Simulation results show that the THD can be 0.81% at 4 $V_{p-p}$ differential input voltage when frequency of input signal is 10MHz.z.

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EMI Noise Source Reduction of Single-Ended Isolated Converters Using Secondary Resonance Technique

  • Chen, Zhangyong;Chen, Yong;Chen, Qiang;Jiang, Wei;Zhong, Rongqiang
    • Journal of Power Electronics
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    • 제19권2호
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    • pp.403-412
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    • 2019
  • Aiming at the problems of large dv/dt and di/dt in traditional single-ended converters and high electromagnetic interference (EMI) noise levels, a single-ended isolated converter using the secondary resonance technique is proposed in this paper. In the proposed converter, the voltage stress of the main power switch can be reduced and the voltage across the output diode is clamped to the output voltage when compared to the conventional flyback converter. In addition, the peak current stress through the main power switch can be decreased and zero current switching (ZCS) of the output diode can be achieved through the resonance technique. Moreover, the EMI noise coupling path and an equivalent model of the proposed converter topology are presented through the operational principle of the proposed converter. Analysis results indicate that the common mode (CM) EMI noise and the differential mode (DM) EMI noise of such a converter are deduced since the frequency spectra of the equivalent controlled voltage sources and controlled current source are decreased when compared with the traditional flyback converter. Furthermore, appropriate parameter selection of the resonant circuit network can increase the equivalent impedance in the EMI coupling path in the low frequency range, which further reduces the common mode interference. Finally, a simulation model and a 60W experimental prototype of the proposed converter are built and tested. Experimental results verify the theoretical analysis.

고정도 바이폴라 트랜스레지스턴스 증폭기 (High-Accuracy Bipolar Transresistance Amplifier)

  • 김동용;김종필차형우정원섭
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.667-670
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    • 1998
  • Novel bipolar transresistance amplifier(TRA) for high-accuracy current-mode signal processing is described. The TRA consists of two current follower for the current inputs, a current summer for curent-differential, and a voltage follower for the voltage output. The simulation results show that the impedence of the current input and the voltage output is 0.5 $\Omega$ and the 3-dB cutoff frequency when used as a current to voltage converter extends beyond 40 MHz.

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12-비트 10-MS/s CMOS 파이프라인 아날로그-디지털 변환기 (12-bit 10-MS/s CMOS Pipeline Analog-to-Digital Converter)

  • 조세현;정호용;도원규;이한열;장영찬
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.302-308
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    • 2021
  • 본 논문에서는 영상 처리용 12-비트의 10-MS/s 파이프라인 아날로그-디지털 변환기(ADC: analog-to-digital converter)가 제안된다. 제안된 ADC는 샘플-홀드 증폭기, 3개의 stage, 3-비트 플래시 ADC, 그리고 digital error corrector로 구성된다. 각 stage는 4-비트 flash ADC와 multiplying digital-to-analog ADC로 구성된다. 고해상도의 ADC를 위해 제안된 샘플-홀드 증폭기는 gain boosting을 이용하여 전압 이득을 증가시킨다. 제안된 파이프라인 ADC는 1.8V 공급전압을 사용하는 180nm CMOS 공정에서 설계되었고 차동 1V 전압을 가지는 1MHz 사인파 아날로그 입력신호에 대해 10.52-비트의 유효 비트를 가진다. 또한, 약 5MHz의 나이퀴스트 사인파 입력에 대해 측정된 유효비트는 10.12 비트이다.

2 GHz 8 비트 축차 비교 디지털-위상 변환기 (A 2-GHz 8-bit Successive Approximation Digital-to-Phase Converter)

  • 심재훈
    • 센서학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.240-245
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    • 2019
  • Phase interpolation is widely adopted in frequency synthesizers and clock-and-data recovery systems to produce an intermediate phase from two existing phases. The intermediate phase is typically generated by combining two input phases with different weights. Unfortunately, this results in non-uniform phase steps. Alternatively, the intermediate phase can be generated by successive approximation, where the interpolated phase at each approximation stage is obtained using the same weight for the two intermediate phases. As a proof of concept, this study presents a 2-GHz 8-bit successive approximation digital-to-phase converter that is designed using 65-nm CMOS technology. The converter receives an 8-phase clock signal as input, and the most significant bit (MSB) section selects four phases to create two sinusoidal waveforms using a harmonic rejection filter. The remaining least significant bit (LSB) section applies the successive approximation to generate the required intermediate phase. Monte-Carlo simulations show that the proposed converter exhibits 0.46-LSB integral nonlinearity and 0.31-LSB differential nonlinearity with a power consumption of 3.12 mW from a 1.2-V supply voltage.

A 10-bit 10MS/s differential straightforward SAR ADC

  • Rikan, Behnam Samadpoor;Abbasizadeh, Hamed;Lee, Dong-Soo;Lee, Kang-Yoon
    • IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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    • 제4권3호
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    • pp.183-188
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    • 2015
  • A 10-bit 10MS/s low power consumption successive approximation register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) using a straightforward capacitive digital-to-analog converter (DAC) is presented in this paper. In the proposed capacitive DAC, switching is always straightforward, and its value is half of the peak-to-peak voltage in each step. Also the most significant bit (MSB) is decided without any switching power consumption. The application of the straightforward switching causes lower power consumption in the structure. The input is sampled at the bottom plate of the capacitor digital-to-analog converter (CDAC) as it provides better linearity and a higher effective number of bits. The comparator applies adaptive power control, which reduces the overall power consumption. The differential prototype SAR ADC was implemented with $0.18{\mu}m$ complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology and achieves an effective number of bits (ENOB) of 9.49 at a sampling frequency of 10MS/s. The structure consumes 0.522mW from a 1.8V supply. Signal to noise-plus-distortion ratio (SNDR) and spurious free dynamic range (SFDR) are 59.5 dB and 67.1 dB and the figure of merit (FOM) is 95 fJ/conversion-step.

트랜지스터 차동쌍 폴딩 기법을 적용한 250-MSamples/s 8-비트 폴딩 아날로그-디지털 변환기의 설계 (A Design of 250-MSamples/s 8-Bit Folding Analog to Digital Converter using Transistor Differential Pair Folding Technique)

  • 이돈섭;곽계달
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제41권11호
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    • pp.35-42
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    • 2004
  • 본 논문에서는 저 전력, 고속 동작을 위하여 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로를 사용하는 CMOS 폴딩 ADC를 설계하였다. 본 논문에서는 제안한 트랜지스터 차동쌍 폴딩 회로에 대한 동작원리와 기존의 폴딩 회로에 비해 어떤 장점을 가지고 있는지 설명한다. 이 회로를 적용하여 설계한 ADC에서는 폴딩신호를 처리하기 위하여 16 개의 정밀한 전압비교기와 32 개의 인터폴레이션 저항을 사용하므로 저 전력, 고속동작이 가능하고, 작은 칩 면적으로 제작할 수 있다. 설계공정은 0.25㎛ double-poly 2metal n-well CMOS 공정을 사용하였다. 모의실험결과 2.5V 전원전압을 인가하고 250MHz의 클럭 주파수에서 45mW의 전력을 소비하였으며 측정값을 통하여 계산된 INL은 ±0.15LSB, DNL은 ±0.15LSB, SNDR은 10MHz 입력신호에서 50dB로 측정되었다.

멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기 (Three Level Buck Converter Utilizing Multi-bit Flying Capacitor Voltage Control)

  • 소진우;윤광섭
    • 전기전자학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.1006-1011
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    • 2018
  • 본 논문은 멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기를 제안한다. 기존의 3-레벨 벅 변환기는 플라잉 커패시터 전압을 제어하지 못하여 동작이 불안정하거나 플라잉 커패시터 전압을 제어하는 회로가 PWM방식에 적용되지 못하는 문제가 있었다. 또한 부하전류에 증가할 때 인덕터 전압에 오차가 발생하였다. 본 논문에서 제안하는 구조는 입력이 4개인 차동증폭기와 공통모드 피드백 회로를 이용하여 PWM모드에서 플라잉 커패시터 전압을 제어할 수 있다. 또한 3비트 플라잉 커패시터 전압 제어회로를 제안하여 부하전류에 따른 3-레벨 벅 변환기의 동작을 최적화할 수 있으며 슈미트 트리거 회로를 이용한 삼각파 생성 회로를 제안하였다. 제안하는 3-레벨 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 2.7~3.6V의 공급 전압 범위와 0.7V~2.4V의 출력 전압 범위를 갖는다. 동작 주파수는 2MHz, 부하전류 범위는 30mA~500mA이며 출력 전압 리플은 최대 32.5mV로 측정되었다. 측정 결과 130mA의 부하전류에서 약 85%의 최대 전력변환 효율을 보인다.