prof. dr hab. inż. Stanisław Szczepański
Publications
Filters
total: 99
Catalog Publications
Year 2004
-
1.2V low-power four-quadrant CMOS transconductance multiplier operating in saturation region.
PublicationW pracy opisano niskomocową strukturę układową liniowego transkonduktancyjnego mnożnika czteroćwiartkowego pracującego w zakresie nasycenia. Układ analizowano z uwzględnieniem standardowego 0,35-mikrometrowego procesu CMOS. Przeprowadzone symulacje przy pomocy programu SPICE wykazały wysoką liniowość w odniesieniu do obu wejść sterujących X, Y. Np. dla sygnału harmonicznego 1 MHz; 0,3Vp-p na wejściu Y uzyskano zniekształcenia...
Year 2003
-
3.3V CMOS differential pair transconductor with active error feedback.
PublicationW pracy opisano nową koncepcję układową różnicowego wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS z aktywnym ujemnym sprzężeniem zwrotnym błędu przeznaczonego do pracy z napięciem zasilania 3.3V. Przeprowadzono badania symulacyjne z wykorzystaniem pakietu SPICE oraz pokazano przykładową implementację układu dolnoprzepustowego filtru Gm-C rzędu czwartego w aproksymacji Butterwortha.
-
A general approach to continuous time Gm-C filters.
PublicationW pracy zaproponowano ogólną strukturę filtrów Gm-C z odpowiednim opisem macierzowym. W odniesieniu do tej struktury podano formuły analizy wrażliwościowej dla dowolnego filtru Gm-C czasu ciągłego. Analiza oparta na opisie macierzowym była wykorzystana również do porównania właściwości filtrów Gm-Ctrybu napięciowego i prądowego. Zdefiniowano dwie kanoniczne transformacje dla klasy filtrów zmiennych stanu.
-
Algebraic model of continuous time Gm-LC filters and applications.
PublicationW pracy zaprezentowano model algebraiczny filtrów Gm-LC czasu ciągłego i jego wybrane zastosowania. Zaproponowany model obejmuje struktury pracujące zarówno w trybie napięciowym jak i prądowym. Użyteczność opracowanego modelu potwierdzono na przykładzie syntezy eliptycznego filtru Gm-LC rzędu nieparzystego.
-
Analiza tolerancji filtrów Gm-C czasu ciągłego.
PublicationW pracy przedstawiono efektywną metodę analizy tolerancji dla dowolnych filtrów Gm-C. Korzystając z ogólnego modelu filtrów tej klasy oraz jego opisu macierzowego wyprowadzono formuły pozwalające na wyznaczanie zniekształceń charakterystyk częstotliwościowych filtrów spowodowanych rozrzutem rzeczywistych wartości elementów filtru względem wartości nominalnych. Złożoność obliczeniowa związana z ewaluacją tych formuł jest...
-
Canonic structures of old order elliptic Gm-C filters.
PublicationW pracy zaproponowano nowe struktury kanoniczne eliptycznych filtrów Gm-Crzędów nieparzystych. Opracowane układy filtrów wymagają małej liczby elementów zarówno aktywnych jak i pasywnych niezbędnych do realizacji żądanych charakterystyk częstotliwościowych.W pracy są również zaprezentowane rezultaty porównań właściwości przedstawionych struktur z przykładami realizacji układowych innych filtrów Gm-C.
-
CMOS differential pair transconductor with active error feedback.
PublicationW pracy przedstawiono metodę linearyzacji charakterystyki przejściowej typu
-
Design of a 3.3V four-quadrant analog CMOS multiplier
PublicationW pracy przedstawiono dwa czterokwadrantowe mnożniki analogowe CMOS pracujące przy napięciu zasilania 3.3V. Układy wykorzystują tranzystory MOS pracujące zarówno w zakresie nasycenia jak i w zakresie triodowym. Wyniki symulacji komputerowych pokazują, że współczynnik zawartości harmonicznych (THD) sygnału wyjściowego jest mniejszy niż 0.75% dla sygnału wejściowego o amplitudzie 1V o częstotliwości 10MHz. Pasmo 3dB układu wynosi...
-
Dynamic range comparison of voltage-mode and current-mode state-space Gm-Cbiquad filters in reciprocal structures
PublicationW pracy dokonano porównania zakresu dynamicznego bikwadratowych filtrówGm-C zmiennych stanu, których struktury układowe oparte są na zasadzie tran-sformacji układu dołączonego. Przeprowadzono rozważania teoretyczne w wynikuktórych określono ogóne formuły zakresu dynamicznego dla klasy filtrów Gm-Ctrybu napięciowego i prądowego. Weryfikacja rezultatów teoretycznych byłazrealizowana za pomocą symulatora SPICE.
-
Filtry Gm-C czasu ciągłego - ogólna struktura i zastosowania w zagadnieniach analizy i projektowania
PublicationW pracy przedstawiono ogólny model filtrów Gm-C czasu ciągłego oraz jego opis macierzowy. Wykazano, że dowolny filtr aktywny tej klasy jest szczególnym przypadkiem zaprezentowanej struktury. Struktura ta jest szczególnie przydatna do analizy i projektowania filtrów Gm-C wysokiego rzędu, między innymi filtrów z wielopętlowym sprzężeniem zwrotnym takich jak Leap-Frog(LF) czy Follow-the-Leader (FLF). W pracy zaprezentowano szereg...
-
General Gm-C filters with finite band transconductors.
PublicationW pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących wpływu skończonego pasma przenoszonych częstotliwości elementów transkonduktancyjnych na właściwości filtrów Gm-C czasu ciągłego. Opracowano miary dewiacji charakterystyk częstotliwościowych filtrów Gm-C spowodowanych skończonymi wartościami elementów pojemnościowych i rezystancyjnych na wyjściu transkonduktorów. Proponowana procedura analizy może znaleźć szerokie zastosowanie...
Year 2020
-
A 1-nS 1-V Sub-1-µW Linear CMOS OTA with Rail-to-Rail Input for Hz-Band Sensory Interfaces
PublicationThe paper presents an operational transconductance amplifier (OTA) with low transconductance (0.62–6.28 nS) and low power consumption (28–270 nW) for the low-frequency analog front-ends in biomedical sensor interfaces. The proposed OTA implements an innovative, highly linear voltage-to-current converter based on the channel-length-modulation effect, which can be rail-to-rail driven. At 1-V supply and 1-Vpp asymmetrical input driving,...
Year 2017
-
A CMOS Pixel With Embedded ADC, Digital CDS and Gain Correction Capability for Massively Parallel Imaging Array
PublicationIn the paper, a CMOS pixel has been proposed for imaging arrays with massively parallel image acquisition and simultaneous compensation of dark signal nonuniformity (DSNU) as well as photoresponse nonuniformity (PRNU). In our solution the pixel contains all necessary functional blocks: a photosensor and an analog-to-digital converter (ADC) with built-in correlated double sampling (CDS) integrated together. It is implemented in...
Year 2022
-
A Comprehensive Survey on Antennas On-Chip Based on Metamaterial, Metasurface, and Substrate Integrated Waveguide Principles for Millimeter-Waves and Terahertz Integrated Circuits and Systems
PublicationAntennas on-chip are a particular type of radiating elements valued for their small footprint. They are most commonly integrated in circuit boards to electromagnetically interface free space, which is necessary for wireless communications. Antennas on-chip radiate and receive electromagnetic (EM) energy as any conventional antennas, but what distinguishes them is their miniaturized size. This means they can be integrated inside...
-
An Innovative Antenna Array with High Inter Element Isolation for Sub-6 GHz 5G MIMO Communication Systems
PublicationA novel technique is shown to improve the isolation between radiators in antenna arrays. The proposed technique suppresses the surface-wave propagation and reduces substrate loss thereby enhancing the overall performance of the array. This is achieved without affecting the antenna’s footprint. The proposed approach is demonstrated on a four-element array for 5G MIMO applications. Each radiating element in the array is constituted...
-
Design and Implementation of a Dual-band Filtering Wil-kinson Power Divider Using Coupled T-shaped Dual-band Resonators
PublicationThe paper introduces a novel structure of a dual-band filtering Wilkinson power divider (WPD). Its essential component is a dual-band bandpass filter (BPF), implemented using coupling lines and two T-shaped resonators. The BPF is incorporated into the divider structure to suppress the unwanted harmonics within the circuit. The latter is achieved owing to a wide stopband of the filter. The deigned dual-band WPD can suppress third...
Year 2002
-
A field programmable analog array for CMOS continuous-time OTA-C filter applications
PublicationW artykule opisano programowalny wzmacniacz transkonduktancyjny oraz konfigurowalny blok analogowy CAB składający się ze wzmacniacza transkonduktancyjnego, kluczy oraz programowalnego kondensatora. Z bloków CAB można zbudować uniwersalne, programowalne filtry. Wzmacniacz transkondukancyjny został przesymulowany oraz wykonany w technologii CMOS. Wyniki pomiarów pokazują, że transkonduktancja wzmacniacza może być przestrajana ponad...
-
A versatile analog CMOS cell: voltage - buffer /current - conveyor/ multiplier
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję uniwersalnej komórki analogowej przeznaczonej dla programowalnych układów analogowych (FPAA). Komórka może pełnić funkcję bufora napięciowego, konwjora prądowego lub mnożnika analogowego. Układ przesymulowano w technologii CMOS 2 ćm.
-
Design of highly linear tunable CMOS OTA for continuous-time filters
PublicationW pracy przedstawiono analityczną metodę projektowania wzmacniaczy transkon-duktancyjnych CMOS o bardzo dobrej liniowości. Zaproponowano dwie wersje układu różniące się umiejscowieniem dodatkowej pary różnicowej służącej do kompensacji nieliniowości charakterystyki przejściowej. Praca zawiera wyniki symulacji pełnych wersji obu układów otrzymane przy użyciu symulatora SPICE.
-
Design of highly linear tunable CMOS OTA using a linearizing differentialpair in the output stage.
PublicationW pracy przedstawiono analityczną metodę projektowania wzmacniaczy transkonduktancyjnych CMOS o bardzo dobrej liniowości. Praca zawiera również wyniki symulacji pełnej wersji zaprojektowanego układu otrzymane przy użyciu symulatora SPICE.
-
General Description of State-Space Continuous-Time Gm-C Filters
PublicationW pracy przedstawiono ogólne podejście do analogowych filtrów Gm-C czasuciągłego, oparte o opis macierzowy. Przedstawiono związki pomiędzy sieciąpasywną filtru a funkcją przenoszenia. Podano nową definicję filtrów zmien-nych stanu Gm-C oraz opisano dwie interesujące podklasy filtrów Gm-C jakrównież podano kanoniczne transformacje przekształcające struktury z pojem-nościami nieuziemionymi w struktury zawierające wyłącznie...
Year 2018
-
A High-Efficient Measurement System With Optimization Feature for Prototype CMOS Image Sensors
PublicationIn this paper, a gray-scale CMOS image sensor (CIS) characterization system with an optimization feature has been proposed. By using a very fast and precise control of light intensity, based on the pulsewidth-modulation method, it is avoided to measure the illuminance every time. These features accelerate the multicriteria CIS optimization requiring many thousands of measurements. The system throughput is 2.5 Gb/s, which allows...
Year 2009
-
A New Approach For High Speed Data Transmission Monitoring
PublicationW artykule przedstawiono nowatorski sposób monitorowania szybkiej transmisji danych. Technika została zaprezentowana dla przypadku transmisji różnicowej na płycie drukowanej. Cechą szczególną rozwiązania jest możliwość pomiaru jakości transmisji w linii bez konieczności montowania dedykowanych złącz pomiarowych, które mogłyby degradować transmisję.
-
Design of standard cells library for UMC L130E FSG process
Publication
Year 2013
-
A New Coupler Concept for Contactless High-Speed Data Transmission Monitoring
PublicationThis paper presents a new concept of a couplerthat can be applied to high-speed data transmission contactlessmeasurements. The proposed approach is dedicated for differentialsignal transmission monitoring in microstrip coupled lineson printed circuit boards (PCBs). The coupler, produced on aseparate PCB, is overlayed on the transmission line with thedifferential signal and delivers decoupled differential signal tothe main measurement...
-
A nine-input 1.25 mW, 34 ns CMOS analog median filter for image processing in real time
PublicationIn this paper an analog voltage-mode median filter, which operates on a 3 × 3 kernel is presented. The filter is implemented in a 0.35 μm CMOS technology. The proposed solution is based on voltage comparators and a bubble sort configuration. As a result, a fast (34 ns) time response with low power consumption (1.25 mW for 3.3 V) is achieved. The key advantage of the configuration is relatively high accuracy of signal processing,...
-
An Analog Sub-Miliwatt CMOS Image Sensor With Pixel-Level Convolution Processing
PublicationA new approach to an analog ultra-low power medium-resolution vision chip design is presented. The prototype chip performs low-level image processing algorithms in real time. Only a photo-diode, MOS switches and two capacitors are used to create an analog processing element (APE) that is able to realize any convolution algorithm based on a full 3x3 kernel. The proof-of-concept circuit is implemented in 0.35 µm CMOS technology,...
-
Book review: Simulation-Driven Design Optimisation and Modelling for Microwave Engineering
PublicationCelem książki jest przedstawienie aktualnego stanu badań dotyczących projektowania układów mikrofalowych poprzez modelowanie i optymalizacje wspomagane symulacjami elektromagnetycznymi. Grupa międzynarodowych ekspertów zajmujących się rożnymi aspektami komputerowo wspomaganego projektowania układów mikrofalowych, podsumowuje i dokonuje przeglądu ostatnich osiągnięć w tej dziedzinie oraz przedstawia szereg praktycznych zastosowań....
-
CMOS implementation of an analogue median filter for image processing in real time
PublicationAn analogue median filter, realised in a 0.35 μm CMOS technology, is presented in this paper. The key advantages of the filter are: high speed of image processing (50 frames per second), low-power operation (below 1.25 mW under 3.3 V supply) and relatively high accuracy of signal processing. The presented filter is a part of an integrated circuit for image processing (a vision chip), containing: a photo-sensor matrix, a set of...
Year 2023
-
A Study of Mutual Coupling Suppression between Two Closely Spaced Planar Monopole Antenna Elements for 5G New Radio Massive MIMO System Applications
Publication5G NR (new radio) introduces the concept of massive MIMO (multiple-input-multiple-output) technology, in which a larger number of antenna arrays are installed on the transceiver. Due to the increased number of antenna elements allocated close to each other (approximately at half-wavelength distance), mutual coupling becomes a serious problem leading to performance degradation of the MIMO communication system. In this communication,...
Year 2011
-
Accurate modelling of microwave structures using shape-preserving response prediction
PublicationArtykuł prezentuje metodologię dokładnego modelowania struktur mikrofalowych. Jest to zmodyfikowana wersja techniki opartej na procedurze przewidywania odpowiedzi z zachowaniem kształtu (shape-preserving response prediction, SPRP), która oszacowuje odpowiedź struktury mikrofalowej otrzymanej poprzez kosztowną obliczeniowo symulację elektromagnetyczną za pomocą taniego obliczeniowo modelu tejże struktury. Modyfikacja polega na wykorzystaniu...
-
Analog CMOS processor for early vision processing with highly reduced power consumption
PublicationA new approach to an analog ultra-low power visionchip design is presented. The prototype chip performs low-levelconvolutional image processing algorithms in real time. Thecircuit is implemented in 0.35 μm CMOS technology, contains64 x 64 SIMD matrix with embedded analogue processors APE(Analogue Processing Element). The photo-sensitive-matrix is of2.2 μm x 2.2 μm size, giving the density of 877 processors permm2. The matrix dissipates...
-
Analogowe filtry OTA-C czasu ciągłego - wybrane zagadnienia analizy i syntezy
PublicationW rozdziale przedstawiono istotne problemy dotyczące metod analizy, syntezy i projektowania analogowych filtrów OTA-C czasu ciągłego. Zaprezentowano analityczny model ogólnej struktury dla tej klasy filtrów. Podano zunifikowany macierzowy opis dla konfiguracji układowych filtrów OTA-C trybu napięciowego oraz prądowego. Omówiono podstawy analizy wrażliwości ogólnej struktury oraz przedstawiono reprezentatywne przykłady syntezy i...
-
FPGA and ASIC implementation of the algorithm for traffic monitoring in urban areas
PublicationW artykule przedstawiono algorytm detekcji obrazu oraz jego realizację sprzętową w technikach FPGA i ASIC. Algorytm ten dedykowany jest do detekcji ruchu pojazdów i jest realizowany w czasie rzeczywistym. Użyto pojedynczą, umieszczoną na stałe kamerę monochromatyczną o niskiej rozdzielczości. Wykonywane są również operacje eliminacji cieni i rozjaśnień obrazu. Nachodzenie obiektów na siebie nie jest brane pod uwagę. Realizacja...
-
General Approach to Continuous-Time OTA-C Filters
PublicationW książce zaprezentowano podstawy analizy i projektowania filtrów aktywnych typu OTA-C. Podana została procedura zunifikowanego opisu macierzowego ogólnej struktury układowej filtrów OTA-C czasu ciągłego dla pracy w trybie napięciowym i prądowym. Przyjęty formalizm macierzowy jest dogodny do zastosowania w różnego rodzaju programowych narzędziach komputerowego wspomagania analizy i syntezy filtrów aktywnych tej klasy. Zaproponowana...
Year 2005
-
Active Linear Tunable Resistance Element and Application to Feedforward Linearization of CMOS Transconductance Amplifier
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję układową przestrajalnego rezystora liniowego MOS wykorzystującego tranzystory pracujące w zakresie triodowym. Opracowana struktura, jak wykazały symulacje komputerowe, charakteryzuje się dobrymi właściwościami zarówno jeżeli chodzi o zakres przestrajania jak i liniowość charakterystyk przejściowych. Pozwoliło to efektywnie wykorzystać prezentowany element do linearyzacji operacyjnego wzmacniacza...
-
Active-Error Feedforward Technique for Linearization of CMOS Transconductance Amplifier
PublicationW pracy przedstawiono koncepcję układową operacyjnego wzmacniacza transkonduktancyjnego CMOS o zwiększonej liniowości charakterystyk przejściowych. Proponowana struktura wzmacniacza transkonduktancyjnego opiera się na wykorzystaniu prostych transkonduktorów realizowanych za pomocą par różnicowych. Linearyzacja charakterystyki przejściowej układu następuje dzięki zastosowaniu w ścieżce "feedforward" wzmacniacza błędu. Wzmacniacz...
Year 2014
-
Analysis of Positioning Error and Its Impact on High Frequency Performance Parameters of Differential Signal Coupler of Differential Signal Coupler
PublicationThis paper presents the analysis of the effect of differential signal coupler positioning accuracy on its high frequency performance parameters for contact-less high speed chip-to-chip data transmission on PCB application. Our considerations are continuation of the previous works on differential signal coupler concept, design methodology and analysis for high speed data transmission monitoring presented in [1, 2]. The theoretical...
-
Bulk linearized CMOS differential pair transconductor for continuous-time OTA-C filter design
PublicationIn this paper, the MOS differential pair driven simultaneously from gates and bulk terminals is described. An approximated analytical solution of the voltage to current transfer function has been found for the proposed circuit. Four possible combinations of gate and bulk connections of the input signal are presented. Basing on the configuration giving the best linearity, the operational transconductance amplifier (OTA) has been designed...
Year 2015
-
Analysis of positioning error and its impact on high frequency properties of differential signal coupler
PublicationThis paper presents the analysis of the effect of differential signal coupler positioning accuracy on its high frequency performance parameters for contact-less high speed chip-to-chip data transmission on PCB application. Our considerations are continuation of the previous works on differential signal coupler concept, design methodology and analysis for high speed data transmission monitoring. The theoretical analysis of possible...
-
COMPARISON OF SYSTEM ON CHIP TECHNOLOGIES FOR SPACE APPLICATIONS
PublicationThe paper presents a review of technologies available for the implementation of digital and mixed signal systems, particularly the system on a chip (SoC) for space applications. The phenomena encountered in the space environment are briefly presented, together with the known solutions, regarding the design of complex electronic systems. The most important norms regarding single die integrated circuits designed for space are also...
Year 2016
-
Automatic tuning of a resonant circuit in wireless power supply systems for biomedical sensors
PublicationIn this paper, a tuning method of a resonant circuit suited for wireless powering of miniature endoscopic capsules is presented and discussed. The method allows for an automatic tuning of the resonant frequency and matching impedance of a full wave rectifier loading the resonant circuit. Thereby, the receiver tunes so as to obtain the highest power efficiency under given conditions of transmission. A prototype receiver for wireless...
Year 2012
-
Characteristics of an image sensor with early-vision processing fabricated in standard 0.35 µm CMOS technology
PublicationThe article presents measurement results of prototype integrated circuits for acquisition and processing of images in real time. In order to verify a new concept of circuit solutions of analogue image processors, experimental integrated circuits were fabricated. The integrated circuits, designed in a standard 0.35 µm CMOS technology, contain the image sensor and analogue processors that perform low-level convolution-based image...
-
Design of novel microstrip directional coupler for differential signal decoupling
PublicationThis study describes a concept of a novel microstrip directional coupler for differential signal decoupling, which can be used to digital signal overhearing on printed-circuit-boards. The complete design method is proposed with rules given analytically. Considered methodology is suitable for synthesis of couplers with low coupling factors, which have negligible influence on the transmission in main line. Theoretical considerations...
Year 2021
-
Design of a Patch Power Divider with Simple Structure and Ultra-Broadband Harmonics Suppression
PublicationThis paper introduces a simple H-shaped patch Wilkinson power divider (WPD), which provides ultra wide harmonics suppression band. The presented WPD designed at 1.8 GHz, and exhibits good performance at the operating bandwidth. In the proposed divider structure, two simple patch low-pass filters (LPFs) are employed at each branch, and three open ended stubs are added at each port. The proposed divider, implemented using the aforementioned...
-
Design of High-Performance Scattering Metasurfaces through Optimization-Based Explicit RCS Reduction
PublicationThe recent advances in the development of coding metasurfaces created new opportunities in realization of radar cross section (RCS) reduction. Metasurfaces, composed of optimized geometries of meta-atoms arranged as periodic lattices, are devised to obtain desired electromagnetic (EM) scattering characteristics. Despite potential benefits, their rigorous design methodologies are still lacking, especially in the context of controlling...
Year 2019
-
Enhanced uniform data sampling for constrained data‐driven modeling of antenna input characteristics
PublicationData-driven surrogates are the most popular replacement models utilized in many fields of engineering and science, including design of microwave and antenna structures. The primary practical issue is a curse of dimensionality which limits the number of independent parameters that can be accounted for in the modelling process. Recently, a performance-driven modelling technique has been proposed where the constrained domain of the...
Year 2010
-
FPGA-Based Implementation of Real Time Optical Flow Algorithm and Its Applications for Digital Image Stabilization
PublicationAn efficient simplification procedure of the optical flow (OF) algorithm as well as its hardware implementation using the field programmable gate array (FPGA) technology is presented. The modified algorithm is based on block matching of subsets of successive frames, and exploits one-dimensional representation of subsets as well as the adaptive adjustments of their sizes. Also, an l1-norm-based correlation function requiring no...
-
Hardware implementation of digital image stabilization using optical flow algorithm and FPGA technology
PublicationW artykule przedstawiono efektywną procedurę uproszczenia algorytmu przepływu optycznego oraz jego realizację w układzie programowalnym FPGA. Zmodyfikowany algorytm wykorzystuję metodę blokowego dopasowania podobszarów oraz jednowymiarową reprezentację podobszarów. Dodatkowo, funkcja korelacji oparta jest o normę L1. W rezultacie uzyskano zmniejszenie zużytych zasobów kosztem nieznacznej utraty dokładności. Zarówno dokładność,...
Year 2006
-
General Active-RC filter model for computer-aided design
PublicationW pracy przedstawiono ogólną topologię filtru aktywnego RC czasu ciągłego. Proponowany model umożliwia zunifikowaną analizę wszystkich możliwych realizacji układowych filtrów aktywnych RC jako szczególnych przypadków danej struktury ogólnej. Poprawność modelu teoretycznego została zweryfikowana poprzez symulacje w programie SPICE.
seen 2409 times