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Current-mode FIR Filter 동작을 위한 OTA 회로 설계
Design of OTA Circuit for Current-mode FIR Filter 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.11 no.7, 2016년, pp.659 - 664  

여성대 (서울과학기술대학교 NID융합기술대학원) ,  조태일 (서울과학기술대학교 NID융합기술대학원) ,  신영철 (서울과학기술대학교 NID융합기술대학원) ,  김성권 (서울과학기술대학교 NID융합기술대학원)

초록
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본 논문에서는 고속 동작과 저전력 동작을 요구하는 디지털 회로 시스템에 사용될 수 있는 Current-mode FIR Filter를 위한 OTA(:Operational Trans-conductance Amplifier) 회로를 제안한다. Current-mode 신호처리는 동작 주파수와 상관없이 일정한 전력을 유지하는 특징이 있기 때문에 고속 동작을 요구하는 디지털 회로 시스템의 저전력 동작에 매우 유용한 회로설계 기술이라고 할 수 있다. 0.35um CMOS 공정을 이용한 시뮬레이션 결과, Vdd=2V에서 전원 전압의 50%에 해당하는 약 1V의 Dynamic Range를 확보하였으며, 약 0~200uA의 출력전류를 확인하였다. 설계한 OTA 회로의 전력은 약 21uW가 계산되었으며, Active Layout 면적은 $71um{\times}166um$ 사이즈로 집적화에 유리할 것으로 기대된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we suggest operational trans-conductance amplifier(OTA) for current-mode FIR filter that can be used in a digital circuit system requiring high operating frequency and low power consumption. The current-mode signal processing is one of the very innovative design method for a low power...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서, 본 연구에서는 동작주파수에 관계없이 일정한 소비전력을 나타내는 Current-mode 신호처리 기술에 주목하였다.
  • 본 논문에서는 Current-mode FIR Filter를 위한 OTA 회로 설계에 관해 소개하였다. 설계한 회로는 0.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
C-DFF 회로는 어떻게 구성되는가? C-DFF 회로는 Current Memory 회로와 Current Copier 회로로 구성되며, Memory Time을 갖고 다음 C-DFF로 전류 신호가 전달된다. Current Copier의 동작과 함께 메모리된 전류신호는 Tap 회로로 전달 되고 가변 Tap 구조에 의해 전류 신호는 가중된다.
Current-mode 신호처리를 위한 주된 회로의 특징은 무엇인가? Current-mode 신호처리를 위한 주된 회로는 CMOS(:Complementary Metal Oxide Semiconductor) 로 구현되고 Current Mirror 회로를 기반으로 SI(:Switched Current) 타입으로 설계된다. 그리고, 일반적인 디지털 회로와 병행하여 설계가 가능한 특징 이 있다[3-4]. 또한, 고속 신호처리 동작과 저전력 동작의 조건을 모두 구현할 수 있다. 예를 들어, Current-mode 신호처리의 기본 동작 중 하나인 Summation 연산 동작은 Current Mirror 회로의 입력이 Wired-or 구조로 설계되기 때문에 매우 낮은 임피던스를 가지므로, 매우 짧은 계산 시간동안 전류가 더 해짐으로써 고속 동작이 가능하다.
Current-mode 신호처리를 위한 주된 회로는 어떻게 구현되고 설계되는가? Current-mode 신호처리를 위한 주된 회로는 CMOS(:Complementary Metal Oxide Semiconductor) 로 구현되고 Current Mirror 회로를 기반으로 SI(:Switched Current) 타입으로 설계된다. 그리고, 일반적인 디지털 회로와 병행하여 설계가 가능한 특징 이 있다[3-4].
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참고문헌 (12)

  1. D. Ryu, "Development of BLE Sensor Module based on Open Source for IoT Applications," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 10, no. 3, Mar. 2015, pp. 419-424. 

  2. H. Ju and Y. Yoo, "Efficient Packet Transmission Utilizing Vertical Handover in IoT Environment," J. of the Korea Institute of Information Scientist and Engineers, vol. 42, no. 6, June 2015, pp. 807-816. 

  3. G. Balachandran and P. Allen, "Switched-Current Circuits in Digital CMOS Technology With Low Charge-Injection Errors," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 37, no. 10, 2002, pp. 1271-1281. 

  4. K. Togura, H. Nakase, K. Kubota, K. Masu, and K. Tsubouchi, "Low Power Current-Cut Switched-Current Matched Filter for CDMA," The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, vol. E84-C, no. 2, 2001, pp. 212-219. 

  5. S. Yeo, J. Kim, T. Cho, S. Cho, and S. Kim, "Design of Low Power Current Memory Circuit based on Voltage Scaling," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 11, no. 2, Feb. 2016, pp. 159- 164. 

  6. J. Kim, S. Yeo, D. Kim, G. Lee, and S. Kim, "Current-mode signal processing based OTA design for multimedia data transmission," 2014 Int. Conf. on Network Security and Communication Engineering, Hong Kong, Dec. 2014. 

  7. T. Fiez, G. Liang, and D. Allstot, "Switched-Current Circuit Design Issues," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 26, no. 3, 1991, pp. 192-202 

  8. S. Kim, "Current to Voltage Converter for Low Power OFDM modem," J. of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, vol. 3, no. 2, June 2008, pp. 90-96. 

  9. S. Kim, K. Kim, J. Cho, and J. Cha, "A Design of Current-Mode Analog FIR Filter for Wireless Home Network," J. of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, vol. 20, no. 10, Dec. 2006, pp. 35-40. 

  10. G. Walter, "Switched-Current Memory Circuits for High-Precision Applications," IEEE J. of Solid-State Circuits, vol. 29, no. 9, Sept, 1994, pp. 1108-1116. 

  11. S. Kim, J. Cha, H. Nakase, and Tsubouchi, K, "Novel FFT LSI for Orthogonal Frequency Division Multiplexing Using Current Mode Circuit," Japanese J. of Applied Physics, vol. 40, no. 4, 2001, pp. 2859-2865. 

  12. S. Saigusa, S. Kim, H. Nakase, S. Kameda, and K. Tsubouchi, "Switched-Current Analog Programmable Filter for Software-Defined Radio," Japanese J. of Applied Physics, vol. 42, no. 4, 2003, pp. 2185-2189 

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