최근 IT기술의 진보에 힘입어 프로오디오분야에 IT기술이 접목된 혁신적인 제품이 개발되고 있다. DSP는 SR 오디오 장비의 고품질 오디오 신호를 처리하는 중요한 역할을 수행한다. IT기술과 디지털오디오기술의 융합은 프로 오디오산업 종사자들에게 새로운 사용자 경험을 제공한다. 본 논문에서는 능동스피커시스템을 위한 인터넷기술과 DSP기술이 접목된 디지털크로스오버를 소개한다. 본 논문에서 구현된 디지털크로스오버는 디지털오디오신호를 처리하기 위한 필터, 딜레이, 위상제어기능을 가지고 있으며, 크로스오버의 동작상태 모니터링과 다수의 파라미터를 제어하기 위해 인터넷 연결기능을 가진다.
마이크로프로세서를 사용하여 디지털 방식에 의해 온도보상을 하는 버스트 모드 광송신기를 구현하였다. 기존 실시간으로 신호를 처리하는 아날로그 방식의 온도보상 방법에 비하여, 본 연구에서 구현한 디지털 방식의 온도보상은 신호를 샘플링 처리함으로써 고속 버스트 모드 광신호를 효과적으로 처리할 수 있다. 온도보상을 위한 디지털 자동전력조절 방식은 데이터 전송속도에 영향을 받지 않을 뿐만 아니라, 아날로그 방식에 비해 보다 정확하고 효율적이므로 Gb/s 이상의 고속 버스트 광신호 처리에 유용하게 사용될 수 있다.
본 논문에서는 TP 케이블을 이용하여 100Mbps의 전송 속도를 지원하는 100Base-TX Ethernet 수신기의 디지털 신호 처리부를 제안하였다. 제안하는 디지털 신호 처리부는 자동 이득 조절기, 심볼 동기 복원기, 적응 등화기, BLW 보정기로 구성되어 있으며 초기 위상에 상관없이 150m까지 $10^{-12}BER$이하의 성능을 보였다. 제안하는 신호 처리부는 일부 블록을 제외한 모든 부분을 디지털로 구현하였으며 적응 등화기와 BLW 보정기 연동 구조는 기존의 적응 등화기 에러 값을 이용하는 구조에 비하여 MSE가 약 1dB정도의 성능 향상을 가져왔다. 설계한 디지털 신호 처리부는 Verilog-HDL로 구현되었으며 삼성 $0.18{\mu}m$ 라이브러리를 사용하여 합성 결과 동작 속도는 7.01ns 이며 총 게이트 수는 128.528 게이트였다.
본 논문에서는 2선식 양방향 통신이 가능한 I2C 제어기법을 이용하여 CCD 카메라와 Video 카메라로부터 아날로그 형태의 영상신호를 입력받아 다양한 포맷으로 디지털 영상을 지원하는 비디오 디코더를 설계하였고, 디지털화된 영상신호를 입력받아 NTSC와 S-VIDEO 방식으로 아날로그 영상신호를 재구성하는 stand-alone 시스템을 이용하여 비디오 엔코더를 설계하였다. 설계된 비디오 디코더와 엔코더를 이용하여 영상신호를 전송한 결과, EIA 포맷과 CCIR-xxx 포맷을 효율적으로 제어할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 방대한 양의 데이터를 실시간으로 처리하기 위한 병렬 디지털 신호처리시스템을 제안한다. 버스와 메모리의 구조가 다른 네 가지 신호처리부 모델을 제안하고 그들의 성능을 분석한다. 신호처리부의 분석은 소나 알고리즘을 실행하는데 소요되는 하드웨어 지연시간과 버스 지연시간의 합을 척도로 한 성능 분석과 보드의 복잡도를 비교하는 방법을 통하여 이루어졌다. 성능분석한 결과, 지역 메모리와 공유 메모리를 함께 사용하는 모델이 가장 효율적인 것으로 나타났다.
본 논문에서는 레이저 빔의 파면을 고속으로 정밀하게 측정하기 위한 신호처리 알고리즘을 연구하였다. 레이저 빔의 파면 정보는 Shack-Hartmann 센서 내부의 CCD 카메라에 획득되는 점영상으로부터 기울기 정보를 추출하여 구할 수 있다. 컴퓨터는 영상처리 보드를 이용하여 하트만 센서 내부의 카메라에 획득되는 영상을 양자화된 디지털 값으로 획득한 후 이를 컴퓨터 메모리에 저장한다. 하트만 센서 내부의 CCD 카메라에 촬상되는 레이저 빔 영상은 CCD 픽셀들에 의하여 이산 샘플링되고, 이 영상은 컴퓨터 내부에 장착된 영상처리 전용 보드에 의하여 양자화된 디지털 값으로 변환된다. (중략)
현대 사회의 정보처리 기술은 디지털 기술을 기반으로 하여 빠르게 성장하고 있다. 이러한 디지털 처리기술은 신호를-음성 및 영상처리- 전달하고 해석하는 과정에서 다양한 방법을 사용하여 신호를 획득, 저장하고 있다. 효과적인 신호처리를 위해 다양한 필터가 사용되고 있으며 대표적인 디지털 필터로써는 FIR 필터와 IIR 필터가 있다. 디지털 FIR 필터는 IIR 필터에 비해 안정적이며, 선형위상 응답특성을 갖고 있다. 하지만, 디지털 FIR 필터의 불연속 구간에서의 깁스현상이 발생하는 문제점을 가지며 이것을 극복하는 것이 주요한 관건이라 하겠다. 따라서 본 논문에서는 창함수를 이용한 FIR 필터를 제시하였으며, 기존에 사용한 창함수와 비교를 통하여 성능의 우수함을 나타내었다.
본 논문에서는 종래의 디지털신호 처리 방식에 비해 소형이며 광대역폭 신호를 처리할 수 있는 AE 콘빌버가 스펙트럼 확산통신 방식에서 높은 신호처리 이득과 다이나믹 레인지를 갖는 프로그램이 가능한 정합필터로 사용 될 수 있음을 실험적으로 제시하였다. 본 실험에서 사용한 AE 콘벌버는 안전 재료인 YZ-LINbO\sub 3\ 위에 중심 주파수 50MHz, 대역폭 11MHz인 SAW 지연선을 제작하고 그 위 에 저항율 50 ohm-cm인 P형 실리콘을 장착하여 구성하였으며, 이 소자는 63? PN 코드로 변조된 P나 신호를 인가하여 신호처리이득이 18dB인 프로그램이 가능한 정합필터로 사용될 수 있음을 보였다.
본 논문은 회전체의 진동 데이터를 효율적으로 획득하기 위해 데이터 획득 시스템을 설계하였다. 데이터획득 장치는 필터와 증폭기로 구성한 아날로그 로직과 ADC와 DSP, FPGA, FIFO 메모리를 갖고 있는 디지털로직으로 구성하였다. 센서로부터 회전체의 진동신호는 아날로그 로직을 통과하여 FPGA에 의해 제어되고, 그 신호는 ADC를 통해 변환되고 FIFO 메모리에 저장하였다. 디지털 선호 처리는 FPGA 제어어의해서 FIFO 메모리에 들어온 데이터를 이용하여 DPS에서 신호처리를 수행할 수 있도록 구성하였다. 회전체 진동을 진단 및 분석하기 위한 진동 요소는 데이터 선호로서 실수 변환, Peak to Peak, 평균 값 산출, GAP, 디지털 필터, FFT 둥을 DSP에서 처리하고 설정된 이벤트를 추적하며, 그 결과 값을 도출하여 조기 경보 구축하였다 묘든 신호처리 과정 및 이벤트 추적은 여러 분석 단계 의해서 처리 시간이 소요되며, 특정 이벤트에 따라 처리 소요 시간에도 변동이 발생한다. 데이터 획득 및 처리는 연속적으로 실시간 분석을 수행해야 하지만, DSP에서는 입력된 신호를 처리하는 동안에 입력된 이후의 데이터에서 다음 입력처리 시간동안 획득한 데이터는 처리 될 수 없고, 특히 다수의 채널에서는 더 많은 데이터 손실이 일어날 수 있다. 따라서 본 논문에서는 데이터 손실이 적고 빠른 처리를 위하여 DPS와 FPGA을 효과적인 사용하였고, 이러한 여러 분석 단계 신호처리에서 발생되는 시간을 최소한으로 줄일 수 있는 방법으로 DSP에서 처리되는 신호단계 중 일부를 FPGA에서 처리할 수 있도록 설계 하였고 그리고 단일의 신호 처리에 의해 수행되는 분석 단계를 병렬 처리로 데이터를 실시간으로 처리하였다. 그 결과로 DSP 만으로 구성된 신호처리 보다 DSP와 FPGA로 구성된 시스템이 훨씬 빠르고 안정된 신호 처리 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 다중 대역통과 표본화 이론에 기반하여 1.9GHz IS-95신호와 2.2GHz IMT-2000 신호를 하나의 ADC(analog to digital converter)를 사용하여 동시에 표본화하고 디지털 처리를 수행하는 방법을 제안하고 실험을 통하여 검증하였다. 일반적인 방법으로는 본 논문에서 고려하는 두 신호를 동시에 표본화하기 위해서는 표본화 주파수가 최소한 1GHz 이상의 고속의 ADC를 사용해야 한다. 그러나 현재 ADC의 기술은 광대역의 신호를 직접 더지털화하기에는 아직 미흡하다. 반면에 대역통과 표본화 이론은 기존의 상용 ADC와 기콘의 RF 시스템을 이용하여 다른 대역에 위치한 두 신호를 통합처리 할 수 있는 기반을 제공하고 있다. 본 논문에서는 이러한 대역통과 표본화 이론에 기반을 두고 상용 ADC를 사용하여 표본화 시스템을 구현하여 IS-95신호와 IMT-2000 신호를 표본화하고 이를 컴퓨터에서 디지털 필터를 이용하여 두 신호를 분리하는 실험을 통하여 다중 대역통과 표본화의 적용 가능성을 검증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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