電機工程學系

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歷史沿革

本系成立宗旨在整合電子、電機、資訊、控制等多學門之工程技術，以培養跨領域具系統整合能力之電機電子科技人才為目標，同時配合產業界需求、支援國家重點科技發展，以「系統晶片」、「多媒體與通訊」、與「智慧型控制與機器人」等三大領域為核心發展方向，期望藉由學術創新引領產業發展，全力培養能直接投入電機電子產業之高級技術人才，厚植本國科技產業之競爭實力。

本系肇始於民國92年籌設之「應用電子科技研究所」，經一年籌劃，於民國93年8月正式成立，開始招收碩士班研究生，以培養具備理論、實務能力之高階電機電子科技人才為目標。民國96年8月「應用電子科技學系」成立，招收學士班學生，同時間，系所合一為「應用電子科技學系」。民國103年8月更名為「電機工程學系」，民國107年電機工程學系博士班成立，完備從大學部到博士班之學制規模，進一步擴展與深化本系的教學與研究能量。

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系所網址：https://www.ee.ntnu.edu.tw/

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Subject: search.filters.subject.Analog-to-Digital Converter

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    具 1-1 MASH 架構的雜訊移頻循序漸進式類比數位轉換器設計與實現
    (2023) 趙祐; Chao, Yu
    本文提出一種具1-1多級雜訊移頻(Multistage Noise-Shaping, MASH)架構的雜訊移頻循序漸進式(Noise-Shaping Successive-Approximation Register, NS-SAR)類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter, ADC)。所提出的類比數位轉換器是一種混合型超取樣(Oversampling)類比數位轉換器結構，它結合了循序漸進式與三角積分(Delta-Sigma, ΔΣ)兩種類比數位轉換器的優點，可以在實現高解析度及大頻寬的同時並具有良好功耗效率。此三角積分調變器設計中的單級迴路使用具前饋求和的級聯積分器(Cascade of Integrators with Feed-Forward Summation, CIFF)架構，由於CIFF架構中積分器的路徑上不包含輸入訊號，迴路濾波器僅需處理調變過程中產生的量化誤差，因此迴路濾波器的輸出振幅很小，意味著可以放寬轉導放大器(Operational Transconductance Amplifier, OTA)設計上的迴轉率性能要求，也代表該架構的迴路濾波器適合用架構簡單且功耗低的基於反向器的轉導放大器來實現。此外，為了降低電路的複雜度，作者提出了一種無加法器的求和電路結構，它在不依賴額外電路的情況下實現了CIFF架構的輸入前饋求和功能和提取MASH架構的第一級量化誤差。所提出的電路使用TSMC 0.18-μm 1P6M標準CMOS製程技術所製造。不含PAD的晶片核心面積為0.084 mm2。在供應電壓1.4 V、取樣頻率4.0-MS/s、20 kHz及的頻寬下，實現了72.9 dB的訊號雜訊失真比(Signal-to-Noise and Distortion Ratio, SNDR)。此外，端看功率頻譜密度圖的斜率驗證了具有完整的二階雜訊移頻。
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    應用於音頻之二階具預先偵測3位元37位階動態量化器之三角積分調變器設計與實現
    (2013) 王冠勳; Kuan-Hsun Wang
    在當今製程的進步下，積體電路設計已進入奈米時代。拜科技所賜，可攜式行動通訊已成為目前生活的必需品，所以低功率高效能電路的設計越來越重要。 以低功率高效能為目標，在眾多類比數位轉換器中，最屬三角積分調變器對類比電路元件的非理想特性較不敏感。且當今消費者對產品的需求，所以使得三角積分調變器非常適合用於高解析度的應用。 本篇論文中，提出一個具有動態量化功能的三角積分調變器架構，使3位元的量化器可以達到37個位階的量化功能。在此架構中，利用預先偵測的電路技術，適時調整量化器的可量化範圍，以增加可量化的階數，並大幅減少高位元量化下所需的元件數。藉由此技術，三角積分調變器不僅可以降低功率與面積的消耗，還可以大幅提升類比數位信號轉換的解析度。在TSMC 0.18 mm 1P6M標準CMOS製程下，此預先偵測動態量化之三角積分調變器在1.8 V的供應電壓，以及25 kHz的頻寬範圍內，測得的信號雜訊失真比為101.2 dB，動態範圍為102dB，功率消耗為1.68 mW。晶片面積不包含PAD的大小為3.06 mm2。 另外也提出了一個具雜訊移頻動態元件匹配電路用以處理數位至類比路徑所產生的雜訊。傳統上在處理此雜訊會使用動態元件匹配電路來完成，但無法像三角積分調變器在處理量化雜訊一樣具有雜訊移頻的方式把量化雜訊推至高頻。所提出的想法能使DAC路徑所產生的雜訊具有雜訊移頻的能力，降低雜訊在低頻的能量，使得系統訊號雜訊比的表現較好。
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    應用於音頻系統之四倍取樣二階三角積分調變器設計與實現
    (2017) 曾煒崴
    近年來，因科技的快速發展，及人民生活水準提升。可攜式電子設備在其強調便利且功能完善下，深受社會大眾的廣大的需求。拜現今製成的進步，目前可攜式電子產品發展特色逐漸朝向輕薄短小，晶片系統積體電路的研發成果也功不可沒，其目的於縮小晶片面積、節省功率消耗、降低晶片製作成本、並有效提升整體系統效率等，而在消費者對產品的需求下，屬三角積分調變器的高解析度及對非理想效應性的不敏感等特點，已在儀器、音頻與通信上應用的相當廣泛。 本篇論文中，提出一個四倍取樣的三角積分調變器。在此架構中，使用四條路徑的取樣電路分別對訊號取樣，藉以提升整體系統的取樣頻率。且在積分時脈當中以創新重疊積分時脈想法來實現此電路。三角積分調變器不僅可以大幅提升類比數位信號的解析度，還達到降低功率消耗的目的。在TSMC 0.18 m 1P6M標準CMOS製程下，供應電壓為1.8 V，系統頻寬為20 kHz，等效的取樣頻率為10 MHz，所得到的訊號雜訊比為71.37 dB，總消耗功率為2.61 mW，整體面積大小為1.45*2.46 mm2。