넓은 동적 범위를 가지는 전류 센서 인터페이스 회로
Wide Dynamic Range Current Sensor Interface
- 주제(키워드) 전류 센서 , 전류-디지털 변환기 , Coarse-Fine 구조 , CTIA
- 주제(DDC) 621.381
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 지동우
- 발행년도 2023
- 학위수여년월 2023. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 전자공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000032456
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
본 논문에서는 낮은 전력으로 넓은 동적 범위를 가지는 전류 센서 인터페이스 회로를 제안한다. 넓은 동적 범위 구현을 위해 Coarse-Fine으로 2단계 변환이 이루어 진다. Coarse 변환기는 입력 전류에 따른 전압의 변화를 모니터링하며 입력 전류와 유사한 크기의 전류가 흐르도록 전류 공급하며 이를 디지털 출력으로 변환한다. Fine 변환기는 CTIA 기반으로 Charge Subtraction 방식으로 전류의 크기에 비례하는 디지털 출력을 생성한다. 제안하는 전류 센서 인터페이스 회로는 180nm CMOS 공정에서 구현되었으며, 핵심 회로의 크기는 0.479mm2이며, 79.36uW의 전력을 소모한다. 또한, 2.5kHz의 변환 주파수에서 7.8125nA ~ 512uA까지의 변환 범위를 가진다.
more초록/요약
This paper presents a current sensor interface circuit with low power, wide dynamic range and fast conversion speed. Proposed coarse converter extends the maximum input current range, and achieves fast conversion speed with the input adaptive control scheme. Capacitive transimpedance amplifier (CTIA) based fine converter digitizes the residue current and achieves fine resolution. Proposed mixed-signal coarse-fine subrange normalization technique enables seamless processing of the final converter output. The proposed CDC implemented in 0.18 μm CMOS process converts input current up to 512 μA with 7.8125nA resolution and 400 μs conversion time. Power consumption is 79.4 μW.
more목차
I 서론 1
II 본론 5
A. 넓은 동적 범위를 가지는 전류 센서 인터페이스 설계 5
1. 제안하는 전류 센서 인터페이스의 원리 5
2. Coarse 변환 단계 7
3. IREF 정합 회로 구조 및 동작 12
4. Fine 변환 단계 14
5. OUT Decoder 20
B. 측정 21
1. 측정 구성 21
2. 전류 센서 인터페이스 측정 결과 24
3. 성능비교표 25
III 결론 32
참고문헌 33
Abstract 36
