• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.405-408
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• 2015

오버샘플링 방식을 기본으로 하는 시그마-델타 ADC는 고해상도를 구현할 수 있는 반면 고속 동작 시에는 높은 Signal to Noise and Distortion Ratio (SNDR) 성능을 달성하기 어려운 특성이 있다. 특히 데시메이션 필터의 특성에 따른 고속 ADC의 SNDR의 저하가 크다. 본 논문에서는 고속 동작 시에도 시그마-델타 ADC의 높은 SNDR 제공을 위한 데시메이션 필터의 설계 및 구현을 보인다. 이 데시메이션 필터는 넓은 입력 신호 주파수 대역 내에서 신호의 크기 왜곡을 최소화하기 위해 IIR filter 종류의 Butterworth filter 구조로 구성 하였다. 성능을 검증하기 위해 1-bit, 3차, OSR=64인 시그마-델타 모듈레이터를 포함한 시스마-델타 ADC에 제안된 데시메이션 필터를 적용하여 실험을 하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 기존에 널리 쓰이던 CIC(cascaded integrator-comb) 방식의 데시메이션 필터 대비 제안된 Butterworth 구조의 데시메이션 필터가 매우 낮은 통과대역 왜곡을 가지며 따라서 높은 SNDR을 제공한다는 결과를 보인다.

• 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.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2649-2655
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• 2015

오버샘플링 방식을 기본으로 하는 시그마-델타 ADC는 고해상도를 구현할 수 있는 반면 고속 동작 시에는 높은 Signal to Noise and Distortion Ratio (SNDR) 성능을 달성하기 어려운 특성이 있다. 본 논문에서는 고속 동작 시에도 시그마-델타 ADC의 높은 SNDR 제공을 위한 데시메이션 필터의 설계 및 구현을 보인다. 이 데시메이션 필터는 통과 대역 내에서 신호의 왜곡을 최소화하기 위해 Butterworth 구조로 구성 하였다. 성능을 검증하기 위해 1-bit, 3차, OSR=64인 시그마-델타 모듈레이터에 제안된 데시메이션 필터를 적용하여 실험을 하였다. 시뮬레이션 실험을 통해 기존에 널리 쓰이던 CIC(cascaded integrator-comb) 방식의 데시메이션 필터 대비 제안된 Butterworth 구조의 데시메이션 필터가 매우 낮은 통과대역 왜곡을 가지며 따라서 높은 SNDR을 제공한다는 결과를 보인다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.224-229
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• 2008

In the paper, a new Constraint algorithm is proposed to solve the fan-in problem occurred in the encoding circuitry of an ADC. The Flash ADC architecture uses a Double-Base Number System(DBNS). The DBNS has been known to represent the Multidimensional Logarithmic Number System (MDLNS) used for implementing the multiplier accumulator architecture of FIR filter in Digital Signal Processing (DSP) applications. The authors use the DBNS with the base 2 and 3 in designing ADC encoder circuits, which is called as Double Base Integer Encoder(DBIE). A symmetric map is analyzed first, and then asymmetric map is followed to provide addition ready DBNS for DSP circuitry. The simulation results of the DBIE circuits in 6-bit and 8-bit ADC show the effectiveness of the Constraint algorithm with $0.18{\mu}m$ CMOS technology. The DBIE yields faster processing speed compared to the speed of Fat Tree Encoder (FAT) circuits by 17% at more power consumption by 39%.

• 한국통신학회논문지
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• 제34권6C호
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• pp.561-570
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• 2009

임펄스 기반의 초광대역 통신 기술은 이론적으로 근거리에서 고속의 데이터 전송과 고해상도의 거리 인지 및 무선 측위가 가능하다는 장점을 가지고 있지만 이러한 기능들을 수행하기 위해서는 우선적으로 고속의 ADC(Analog to Digital Convertor)가 요구되며 특히, 시간 기반의 무선 측위 기법을 적용할 경우 더욱 그러하다. 그러나 현실적으로 GHz 이상의 고속의 ADC는 매우 고가이기 때문에 본 논문에서 목표로 하는 저비용을 고려한 저속의 무선 개인 영역 네트워크 (Low Rate - Wireless Personal Area Network; LR-WPAN)에서는 부적합하다. 따라서 본 논문에서는 저속의 ADC로 고정밀의 무선 측위가 가능한 주파수 영역에서 계산의 복잡도가 낮은 AR(Auto Regressive) 모델을 기반으로한 레인징 기법을 소개하고, 아날로그 단에서 주파수 변환을 위해 카운터를 이용한 VCO(Voltage Control Oscillator) 방식의 non-coherent 기반의 수신 구조를 제안한다. 제안된 기법에 대한 성능을 검증하기 위해서 IEEE 802.15.4a TG에서 제시한 채널 모델을 적용하였으며 시뮬레이션 결과로부터 제안된 레인징 및 측위 방안의 우수성을 검증하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권4A호
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• pp.439-446
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• 2004

본 논문에서는 통신 시스템의 저전력, 고속 동작에 적합한 2단 8비트 500Msamples/s ADC 설계 기법을 제안하였다. 이를 위하여 기존의 2단 변환기에서 사용하는 폐쇄형 구조 대신 개방형 구조를 사용하였고 리셋 스위치를 사용하여 mux-array를 이용한 개방형 구조에서 문제가 되는 기생 캐패시턴스에 의한 정착 시간 지연 문제를 해결하여 고속 동작에 적합하도록 하였다. 또한 아날로그 래치를 제안하여 기존의 정적 동작 대신 동적 동작을 통하여 전력 소모를 줄였다. 위에서 제안한 설계 기법을 이용하여 설계된 ADC는 모의실험 결과 103MHz 입력 신호를 500MHz로 샘플링 할 때 7.6비트의 ENOB을 가지며 1.8V 단일 전원에서 203㎽의 전력을 소모한다. 레이아웃은 1-poly 6-metal 0.18$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 이용하였으며 면적은 760$\mu\textrm{m}$*800$\mu\textrm{m}$이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.942-949
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• 2020

본 논문에서는 column-parallel readout 회로에 적합하도록 개선된 CMOS 이미지 센서용 algorithmic ADC를 제안한다. 커패시터의 비율과 무관하고 연산 증폭기의 이득에 둔감하면서 증폭기 하나로 동작 할 수 있도록 기존 algorithmic ADC를 수정하고 적응형 바이어싱을 적용한 증폭기를 사용하여 높은 변환효율을 갖도록 하였다. 제안하는 ADC는 0.18-㎛ 매그나칩 CMOS 공정으로 설계되었으며, Spectre 시뮬레이션을 통해 기존 algorithmic ADC에 비해 변환속도당 전력소모가 37% 줄어 들었음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제8권3호
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• pp.460-465
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• 2007

본 논문에서는 고해상도와 고속의 데이터 변환율을 위해 다중의 S/H 구조를 갖는 파이프라인 A/D 변환기를 제안하였다. 해상도와 동작속도를 개선하기 위하여 샘플링 시간을 증가시키는 구조를 제안하였고, 동작특성을 확인하기위하여 두 개의 S/H 단을 갖는 20MS/s 파이프라인 A/D 컨버터론 설계하였다. 시뮬레이션 결과 INL과 DNL은 각각 $0.52LSB{\sim}0.63LSB$와 0.53LSB와 0.56LSB를 갖음을 보였고, 또한 설계된 아날로그와 디지털 컨버터의 43dB의 SNR과 18.5mW의 전력소비를 갖음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제42권4호
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• pp.37-44
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• 2005

고속 flash ADC를 위하여, Successive Selection Encoder (SSE)라고 명명된 새로운 형태의 TC-to-BC encoder를 제안한다. 기존의 fat tree encoder가 OR 논리에 의하여 동작되는데 반하여, 제안된 SSE는 MUX 논리에 의하여 입력 TC 신호 들 중에서 직접 출력 BC 신호를 선택한다. 제안한 SSE의 구현을 위하여, Logical Effort 방법과 Hynix 0.25um 제조 공정에 의한 실험을 바탕으로 효율적인 SSE의 구현 구조를 정하였다. 이론적 모델과 실험 결과를 보면, SSE가 fat tree encoder에 비하여 (1) one-out-of-n 신호를 발생할 필요가 없고, (2) 사용되는 게이트 수는 약 1/3로 감소하며, (3) 동작속도는 2배 이상 빨라진다. 제안된 SSE는 고속 ADC에 적합한 TC-to-BC encoder로 사용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제11권9호
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• pp.1709-1716
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• 2007

본 논문에서는 고속 동작을 위한 다중 SHA(sample and hold amplifier) 구조의 파이프라인 A/D 변환기(analog-to-digital converter)를 제안하였다. 제안된 구조는 변환 속도를 높이기 위해, 동일한 SHA를 병렬로 하는 다중 SHA를 구성하였다. 이를 비중첩 클럭(nonoverlapping clock)에서 동작하도록 하여 셀을 구성하는 SHA의 수와 비례한 빠른 샘플링 속도를 얻을 수 있도록 하였다. 제안된 구조를 적용하여 VDSL(very high-speed digital subscriber line) 모뎀의 아날로그 front-end단의 요구 사항을 만족하는 파이프라인 A/D 변환기를 설계하였다. 설계된 A/D 변환기의 DNL(differential nonlinearity)과 INL(integral nonlinearity)은 각각 $0.52LSB{\sim}-0.50LSB,\;0.80LSB{\sim}-0.76LSB$의 특성을 나타내어 설계 사양을 만족함을 확인하였다. 또한 2048 point 대한 FFT를 수행한 결과 SNR이 약 66dB로 10.7비트의 해상도가 얻어짐을 확인하였으며, 전력 소모는 24.32mW로 측정되었다.