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Read-in IC with Current-programming Scheme for Improved Image Quality of Infrared Scene Projectors = 적외선 영상 투사기의 이미지 개선을 위한 전류 프로그래밍 방식의 신호입력회로
서명 / 저자 Read-in IC with Current-programming Scheme for Improved Image Quality of Infrared Scene Projectors = 적외선 영상 투사기의 이미지 개선을 위한 전류 프로그래밍 방식의 신호입력회로 / Uisub Shin.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2017].
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In this thesis, read-in integrated circuits (RIICs) with a current-programming scheme are proposed in order to improve the quality of the infrared (IR) images projected by infrared scene projectors. The unit cells in the array are designed to minimize the non-uniformity of the emitter current by compensating for voltage drops along the ground line and to circumvent fluctuations in the emitter current in the snapshot mode regardless of the matching properties of the sampling capacitors and MOS switches. A current output digital-to-analog converter (DAC) that converts the digital scene data to analog data currents is integrated on the same chip as the unit cell array for improved noise immunity. The current sample-and-hold array receives the output current of the DAC and delivers the scene data current to the unit cell array on a row-by-row basis. The RIIC is designed to provide both raster and snapshot modes of operation for users to select from depending on the operation mode of the detector under test. Two RIICs with a spatial resolution of 32 × 32 are implemented using a 0.18 $\mu m$ CMOS process. The experimental results demonstrate that the fabricated RIIC can output a maximum emitter current of 150 $\mu m$ A and compensate for a voltage drop in the ground line of up to 500 mV under a 3.3 V supply. The operations in the raster and snapshot modes at a frame rate of 200 Hz are verified by simulations. When the resistive emitter with a resistance of 15 kΩ is driven by the proposed RIIC, the IR images can be projected with an apparent temperature range from 271.78 K to 565.93 K and a thermal resolution of 46.4 mK near 300 K in the mid-wavelength IR band.

본 논문에서는 적외선 영상 투사기에서 투사되는 적외선 이미지의 개선을 위한 전류 프로그래밍 방식의 신호입력회로를 제안하였다. 어레이 내 단위 셀은 그라운드 라인에서 발생하는 전압 강하를 보상하여 이미터 전류의 불균일도를 최소화하며, 커패시터 및 스위치의 매칭 특성과 무관하게 안정적인 스냅샷 방식의 동작이 가능하도록 설계하였다. 영상 데이터 변환을 위한 전류 출력 D/A 변환기를 설계하였으며, 잡음 특성 향상을 위하여 칩에 내장하였다. 또한 적외선 영상 투사기의 동작 방식의 선택이 가능하도록 행 단위로 데이터 전류를 입력하는 전류 샘플 앤드 홀드 어레이를 설계하였다. 0.18 $\mu m$ m CMOS 공정을 이용하여 32 × 32의 공간 해상도를 갖는 두 가지의 신호입력회로를 설계 및 제작하였다. 3.3 V 전원에서, 제작된 신호입력회로의 출력 가능한 최대 이미터 전류는 150 $\mu m$ A, 보상 가능한 최대 전압 강하는 500 mV로 측정되었다. 시뮬레이션을 통하여 200 Hz의 프레임률에서 래스터 및 스냅샷 동작을 검증하였다. 제안하는 신호입력회로를 이용하여 15 kΩ의 저항을 갖는 이미터를 구동할 경우 중적외선 대역에서 271.78 K ~ 565.93 K의 유효온도 범위와 300 K 부근에서 46.4 mK의 온도 해상도를 갖는 적외선 영상의 투사가 가능하다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MEE 17060
형태사항 iv, 45 p. : 삽화 ; 30 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 신의섭
지도교수의 영문표기 : Hee Chul Lee
지도교수의 한글표기 : 이희철
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 전기및전자공학부,
서지주기 References : p. 44-45
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