DSP 기반 자동 위상보정이 가능한 RVDT 신호처리기의 SoC 구현 :SoC implementation of RVDT signal conditioner with auto phase-correction based on DSP

김성미

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자료유형: 학위논문

저자정보: 김성미 (전북대학교, 전북대학교 일반대학원)

지도교수: 조성익

발행연도: 2017

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2017

RVDT용 DSP 기반 위상 자동보정 디지털 신호처리기 FPGA 구현

김성미 , 서연호 , 진유린 외 3명 한국정보통신학회논문지 2017.06 학술저널

DSP 기반 자동 위상보정이 가능한 RVDT 신호처리기의 SoC 구현

김성미 전자공학과 2017.01 학위논문

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Rotary variable differential transformer(RVDT) is a sensor that measures the angular displacement and requires a signal conditioner to output the converted DC level from the sensor’s analog signal for application to the system. Conventional signal conditioner is manufactured in modular form using analog device. It requires a separate phase correction circuit for analog modulation. And to output the digital signal to the micro-controller, a serial communication module and analog to digital converter(ADC) should be added.
Therefore, in order to overcome the disadvantage of conventional analog signal conditioner, this paper proposed digital signal conditioner System on chip(SoC) composed of sinewave & clock generator, ADC, DADC(Digital Angle to DC), AI(Analog Interface) and UART. Since the proposed digital signal conditioner digitally corrects the phase internally, there is no need for an external device for compensation like an analog signal conditioner, so the sensor and the signal conditioner can be integrated. In addition, the user can control the linear coefficient, gain control, offset elimination in micro-controller using UART.
The chip was implemented with TSMC 0.18㎛ mixed signal technology. As a test results, the digital & analog output signals showed the target output range of 0.5V~4.5V and the result of adjustment of linear & gain coefficient. The measured value of the non-linearity after adjustment of the linear coefficient showed a result of ±0.037% @FS.

1. 서론 1
2. RVDT와 아날로그 신호처리기 3
2.1. RVDT의 이론적 배경 3
2.2. 아날로그 신호처리기 6
3. 제안하는 DSP 기반 자동 위상보정 신호처리기 10
3.1. 전류 안정화 이완 클록 생성기 및 전류 스트링 방식 정현파 생성기 13
3.2. 커패시터 멀티플라이 방식 SAR ADC 22
3.3. DSP 기반 위상 자동보정 디지털 복조기 DADC 30
3.4. 변경된 PWM 방식 아날로그 인터페이스 36
4. 구현한 신호처리기의 모의 실험 결과 39
4.1. 클록 및 정현파 생성기 39
4.2. SAR ADC 42
4.3. DADC 50
4.4. 아날로그 인터페이스 56
4.5. 레이아웃 59
5. 구현한 신호처리기의 칩 테스트 결과 60
5.1. 칩 테스트를 위한 환경 구축 60
5.2. 블록별 칩 테스트 결과 63
5.3. 선형성 측정 결과 68
6. 결 론 76
참고문헌 78

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