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MEMS 용량형 각속도 센서용 CMOS 프로그래머블 인터페이스 회로
고형호(Hyoungho Ko) 大韓電子工學會 2011 電子工學會論文誌-SD (Semiconductor and devices) Vol.48 No.9
본 논문에서는 MEMS 용량형 각속도 센서용 프로그래머블 CMOS 인터페이스 회로를 제작하고, 이를 MEMS 센싱 엘리먼트와 결합하여 평가하였다. 본 회로는 10 bit 프로그래머블 캐패시터 어레이 를 이용한 전하 증폭기, 오프셋 미세 조정을 위한 9 비트 DAC, 출력 민감도의 미세 조정을 위한 10 비트 PGA를 내장하여, 오프셋 및 민감도 오차를 정밀 조정할 수 있다. 제작 결과 자동 이득 제어 회로를 포함한 자가 발진 루프의 정상 동작을 확인하였다. 오프셋 오차와 민감도 오차는 각각 0.36%FSO 와 0.19%FSO 로 측정되었으며, 잡음 등가 해상도와 바이어스 불안정도는 각각 0.016 deg/sec 와 0.012 deg/sec 으로 평가되었다. 본 회로의 조정 기능을 이용하여 MEMS 용량형 각속도 센서의 기생 용량으로 인하여 발생되는 출력 오프셋 및 출력 민감도의 산포를 감소시킬 수 있으며, 이는 센서의 양산성 및 수율 향상에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다. In this paper, the CMOS programmable interface circuit for MEMS gyroscope is presented, and evaluated with the MEMS sensing element. The circuit includes the front-end charge amplifier with 10 bit programmable capacitor arrays, 9 bit DAC for accurate offset calibration, and 10 bit PGA for accurate gain calibration. The self oscillation loop with automatic gain control operates properly. The offset error and gain error after calibration are measured to be 0.36 %FSO and 0.19 %FSO, respectively. The noise equivalent resolution and bias instability are measured to be 0.016 deg/sec and 0.012 deg/sec, respectively. The calibration capability of this circuit can reduce the variations of the output offset and gain, and this can enhance the manufacturability and can improve the yield.
차량용 고 분해능 디지털 MEMS 가속도센서 시스템 IC 개발
유광호(Kwangho Yoo),고형호(Hyoungho Ko),이아라(Ahra Lee),임재상(Jaesang Lim),이상윤(Sang-Yoon Lee),정덕균(Deog-Kyoon Jeong),박민하(Minha Park),장현수(Hyunsu Jang),이정표(Jeongpyo Lee),조동일(Dong-il Dan Cho) 한국자동차공학회 2006 한국자동차공학회 Symposium Vol.- No.-
This paper presents design, fabrication and measurement of a high resolution digital microelectromechanical systems (MEMS) accelerometer system IC. This system IC consists of a MEMS sensing element and a high resolution digital readout circuit. The MEMS sensing element is fabricated using the sacrificial/bulk micromachining (SBM) process. In order to protect the sensing element from environmental changes, wafer level hermetic packaging(WLHP) process is performed. The developed readout circuit offers 32-bit resolution using an 1-bit, 4th-order ΣΔ modulator and a digital decimator/demodulator. The proposed system IC provides a 128-㎐, 32-bit digital output with ±5g dynamic range, 0.52% nonlinearity, and 1.6*10? count/g scale factor.
고해상도 다기능 스테레오 카메라 지상 검증 및 분석 시스템 구현
신상윤 ( Sang-youn Shin ),고형호 ( Hyoungho Ko ) 대한원격탐사학회 2019 大韓遠隔探査學會誌 Vol.35 No.3
달 탐사용 고해상도 스테레오 카메라의 임무는 달 궤도선 및 착륙 선에 탑재되어 달 표면의 3차원 지형정보를 제공하는데 있다. 이를 통해, 달 착륙 후보지를 탐색하고 착륙 시에는 달 표면 근접에 따른 근거리 입체영상을 실시간으로 제공하여 정확한 지점에 착륙이 가능하도록 한다. 본 논문에서는 달 탐사선에 탑재되는 달탐사용 고해상도 카메라 개발을 위한 지상모델인 다기능 스테레오 카메라를 활용하여 고해상도 스테레오 카메라에 요구되는 임무를 검증하고 결과를 분석하기 위해 지상검증 및 분석 시스템을 제안하였다. 지상검증 및 분석 시스템은 임무 검증을 위한 임무검증항목과 시험계획을 제공하며, 시험 수행 후 결과를 분석하게 된다. 이를 위해 본 논문에서는 달 지형과 유사한 지역을 대상으로 지상 임무항목시험 계획을 세우고, 항공촬영을 통해 스테레오 영상을 획득하였다. 분석장치를 통해 스테레오 영상으로부터 영상을 보정 및 매칭 후 수치표고모델(DEM)을 추출하고 3차원 영상을 생성하여 결과를 분석하였다. 달 탐사용 고해상도 카메라에 요구되는 임무수행항목이 검증되었고, 스테레오 영상을 처리할 수 있는 지상처리분석 시스템이 확보 되었다. The mission of the high-resolution camera for the lunar exploration is to provide 3D topographic information. It enables us to find the appropriate landing site or to control accurate landing by the short distance stereo image in real-time. In this paper, the ground verification and analysis system using the multi-application stereo camera to develop the high-resolution camera for the lunar exploration are proposed. The mission test items and test plans for the mission requirement are provided and the test results are analyzed by the ground verification and analysis system. For the realistic simulation for the lunar orbiter, the target area that has similar characteristics with the real lunar surface is chosen and the aircraft flight is planned to take image of the area. The DEM is extracted from the stereo image and compose three dimensional results. The high-resolution camera mission requirements for the lunar exploration are verified and the ground data analysis system is developed.