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Temperature Sensor 기반 ±1 % 이내의 주파수 정확도를 가지는 18 MHz Relaxation Oscillator의 설계
A Design of 18 MHz Relaxation Oscillator with ±1 % Accuracy Based on Temperature Sensor 원문보기

한국산업정보학회논문지 = Journal of the Korea Industrial Information Systems Research, v.18 no.5, 2013년, pp.39 - 44  

김상윤 (성균관대학교 정보통신대학) ,  이주리 (성균관대학교 정보통신대학) ,  이동수 (성균관대학교 정보통신대학) ,  박형구 (성균관대학교 정보통신대학) ,  김홍진 (성균관대학교 정보통신대학) ,  이강윤 (성균관대학교 정보통신대학)

초록
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본 논문에서는 BGR과 ADC를 사용하여 Temperature Compensation 기능을 가진 Relaxation Oscillator를 제안한다. Relaxation Oscillator는 전류조절을 통해 주파수를 결정한다. 제안하는 Relaxation Oscillator는 온도에 따른 출력 주파수를 보상하기 위하여 온도에 따른 ADC 및 BGR의 출력 코드를 사용하여 전류를 조절한다. 제안하는 Relaxation Oscillator는 CMOS 0.35 ${\mu}m$ 공정으로 설계되었으며, 면적은 $240{\mu}m{\times}210{\mu}m$ 이다. 전류 소모는 공급전압인 5 V에서 600 ${\mu}A$이며, 온도에 대한 출력 주파수는 ${\pm}1%$이내의 정확도를 가진다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, a Relaxation Oscillator with temperature compensation using BGR and ADC is presented. The current to determine the frequency of Relaxation Oscillator can be controlled. By adjusting the current according to the temperature using the code that is output from the ADC and BGR, was to com...

주제어

#온도 보상   #정확도  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 BGR 및 ADC를 이용하여 온도보상 기법을 적용한 relaxation oscillator 구조를 제안하고자 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
일반적인 relaxation oscillator의 단점은 무엇인가? 일반적인 relaxation oscillator는 구조가 단순하고, 낮은 주파수 대역에서 낮은 소비 전력을 가지고 동작시킬 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 비교기의 지연시간(td)가 출력 주파수에 영향을 주기 때문에 고속동작이 어렵고, 전류에 의해 출력 주파수가 결정되는 구조이므로 온도의 변화가 출력 주파수의 변화에 직접적으로 영향을 준다는 단점을 가지고 있다.
LC, RC oscillator는 각각 어디에 사용되는가? 아날로그 회로에 사용되는 oscillator는 크게 LC type의 oscillator와 RC type의 oscillator로 구분할 수 있다. LC oscillator의 경우 고주파수 대역을 필요로 하는 회로에 많이 사용되며, RC oscillator는 비교적 낮은 주파수 대역을 필요로 하는 회로에 많이 사용된다. 저주파수 대역을 사용하는 회로의 경우 Phase Locked Loop(PLL)을 사용하지 않기 때문에 oscillator 자체의 특성이 신뢰성을 가질 수 있어야 한다.
아날로그 회로에 사용되는 oscillator는 어떻게 구분되는가? 아날로그 회로에 사용되는 oscillator는 크게 LC type의 oscillator와 RC type의 oscillator로 구분할 수 있다. LC oscillator의 경우 고주파수 대역을 필요로 하는 회로에 많이 사용되며, RC oscillator는 비교적 낮은 주파수 대역을 필요로 하는 회로에 많이 사용된다.
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참고문헌 (4)

  1. A. V. Boas and A. Olmos, "A temperature compensated digitally trimmable on-chip IC oscillator with low voltage inhibit capability," in Proc. IEEE Int. Symp. Circuits and Systems (ISCAS), vol. 1, pp. 501-504. Sep. 2004. 

  2. K. Choe, O. D. Bernal, D. Nuttman, and M. He, "A precision relaxation oscillator with a self-clocked offset-cancellation scheme for implantable biomedical SoCs," in IEEE ISSCC Dig. Tech. Papers, pp. 402-403. Feb. 2009. 

  3. F. Sebastiano, L. H. Breems, K. A. A. Makinwa, S. Drago, D. M. W. Leenaerts, and B. Nauta, "A low-voltage mobility-based frequency reference for crystal-less ULP radios," IEEE J. Solid-State Circuits, vol. 44, no. 7, pp. 2002-2009, Jul. 2009. 

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  4. Yusuke Tokunaga, Shiro Sakiyama, Akinori Matsμmoto, and Shiro Dosho, "An On-Chip CMOS Relaxation Oscillator With Voltage Averaging Feedback", IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 45, No. 6, June. 2010. 

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