• 제목/요약/키워드: 전기 음향 시스템

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소형 마이크로폰의 전기적인 음향 특성 측정 시스템 (The Measurement System for Small Microphone's Electro Acoustic Characteristics)

  • 박병욱;김학윤
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.259-266
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    • 2007
  • 소형 마이크로폰의 성능을 평가하는 기준으로 사용되는 전기 음향 특성 파라메타들로는 감도, 왜곡, 주파수 응답특성, 그리고 지향성이 있다. 이와 같은 특성 파라메타들은 소형 마이크로폰의 사용 목적에 따라 다르게 설계되어야하므로, 음향특성들을 정확하게 측정하여 소형 마이크로폰이 사용 목적에 적합하게 만들어 졌는지를 측정하여 확인하여야 한다. 따라서, 본 논문에서는 DSP를 이용하여 소형 마이크로폰의 음향특성 파라메타들을 동시에 측정할 수 있고, 또한 실시간에 측정할 수 있는 시스템을 구현하였다. 구현한 측정 시스템을 검증하기 위하여 네 종류의 마이크로폰의 음향특성들을 측정하고, 각 마이크로폰이 갖고 있던 음향특성 데이터 값들과 비교한 결과, 측정 환경이 동일하지 않아 비교 값들 간에 약간의 오차가 있었지만, 그 오차 값들이 허용오차의 범위 내에 분포하고 있음을 확인하였으므로 구현된 시스템이 기존의 소형 마이크로폰 음향특성 측정 장비를 대체하여 사용할 수 있음을 입증하였다.

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초음파 방사힘을 이용한 손바닥의 촉각 인식과 응용 (Haptic recognition of the palm using ultrasound radiation force and its application)

  • 김선애;김태양;이열음;이수연;정목근;권성재
    • 한국음향학회지
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    • 제38권4호
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    • pp.467-475
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    • 2019
  • 고출력의 초음파는 매질을 진행하면 음향 흐름과 음향 방사힘을 만들어낸다. 공기를 매질로 하는 3차원 공간상에 음향 방사힘을 발생시키면 입체적인 촉감을 형성할 수 있으므로 공간적인 정보를 직접 피부에 촉각으로 전달할 수 있다. 본 논문은 40 kHz의 작은 초음파 송신자 154개를 묶어 오목한 형태로 배열시켜서 초음파를 송신하여 집속초점에서 음향 방사힘을 발생시켰다. 초음파 음장의 초점의 근처에서 음향 방사힘에 의한 촉각을 확인하였다. 촉각 감도를 올리기 위하여 송신 초음파를 60 Hz의 구형파로 진폭 변조를 하였다. 초음파 촉각의 응용으로 음향 방사힘이 형성되는 허공에 촉각이 감지되는 영역을 형성시켜서, 손의 위치를 지정하는 지시자로 사용하였다. 촉각이 감지되는 초점위치에 있는 손의 모양을 영상 입력으로 받아서 손가락의 개수를 기계에 피드백하는 시스템을 구현함으로써 초음파를 이용한 촉각의 유용성을 확인하였다.

수중 음향 트랜스듀서의 임피던스 변화를 고려한 소나 송신기의 설계 및 출력 제어 기법 (Design and output control technique of sonar transmitter considering impedance variation of underwater acoustic transducer)

  • 신창현;이윤호;안병선;윤홍우;권병진;김경섭;이정민
    • 한국음향학회지
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    • 제41권5호
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    • pp.481-491
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    • 2022
  • 능동 소나 송신시스템은 전기신호를 증폭하여 출력해주는 송신기와 증폭된 전기신호를 음향신호로 변환해주는 수중 음향 트랜스듀서로 구성된다. 일반적으로 송신기 출력 특성은 부하 임피던스에 의존적이며 송신기 부하인 수중 음향 트랜스듀서는 구동 시 전기적 임피던스가 주파수에 따라 크게 변화하는 특성을 갖는다. 이러한 가변 임피던스 조건에서는 능동 소나 송신시스템의 출력이 불안정해질 수 있다. 이에 본 논문에서는 능동 소나 송신시스템에서 수중음향 트랜스듀서의 가변 임피던스 조건에서도 안정적인 송신 신호를 전송하기 위한 소나 송신기의 설계 및 제어 기법을 제안하였다. 수중 음향 트랜스듀서의 전기적 임피던스 특성은 실험적 방법으로 분석하였고, 소나 송신기는 단상 풀브릿지 인버터, LC 필터와 정합회로로 구성하였다. 실시간으로 부하 특성이 변하는 Linear Frequency Modulation(LFM) 신호를 송신하면서 송신기와 트랜스듀서를 보호하고 안정적으로 출력 전압 특성을 확보할 수 있는 소나 송신기의 설계 및 출력 제어 기법을 제안하였으며, 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증하였다.

전력선을 이용한 음향전달 시스템의 구성 및 특성 분석 (Analysis of Sound Transmitting System using Power line Communication Technique)

  • 김호수;이명섭;구경완;한상옥
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.128-134
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    • 2004
  • 본 연구에서는 전력선통신 기술을 이용하여 전송주파수에 음성신호를 변조한 후 전력선으로 전송하고 전력선으로부터 수신 및 복조하여 변조된 음성신호를 검출하는 음향전달 시스템을 제작하였다. 제작된 시스템으로부터 변복조 및 주파수 특성을 분석하여, 어학실습 교육을 위한 용도로서의 활용 가능성을 평가하였다. 그 결과 전달된 음향 신호가 최적상태는 아니지만 어학실습 교육용으로 청취하기에 충분한 수준으로 판단되었다.

방송용 다목적 홀에서 배너 가변에 따른 음향 환경 변화 (Effects of changes in banner size on acoustic environments in multipurpose halls for broadcasting)

  • 박호철;서로사;서춘기;전진용
    • 한국음향학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.558-567
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    • 2019
  • 스피치, 국악, 뮤지컬, 대중음악과 콘서트까지 다양한 장르의 공연이 이루어지는 방송용 다목적 홀의 경우 공연에 필요한 전기, 건축 음향적 요구 조건이 다양하다. 하지만 실제 음향 환경 가변을 위한 효율적인 운용 방법은 많지 않다. 본 연구는 무대 반사판의 설치 유 무와 전기 음향 사용 조건하에서 배너의 가변에 따른 홀의 음향 환경 변화를 살펴보았다. 그 결과 벽체 면적의 15 %에 해당하는 배너를 설치한 실제 측정에서 잔향 시간(Reverberation Time, $T_{30}$)은 최대 0.12 s, 초기감쇠시간(Early Decay Time, EDT)은 0.15 s, 음악 명료도(Clarity, $C_{80}$)는 0.76 dB, 음성 명료도(Definition, $D_{50}$)는 6.43 % 변하였다. 배너의 면적을 확장시킨 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 전체 벽체 면적의 40 %에 해당하는 배너를 설치할 경우 잔향 시간은 0.11 s에서 최대 0.55 s까지 가변되는 것을 확인했다.

상호간섭영향을 고려한 평면배열형 음향센서의 방사출력 예측 (Radiation power estimation for the planar array acoustic sensor considering mutual coupling effects)

  • 이종길;서인창
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.194-199
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    • 1996
  • 평면 배열형 소나 센서에서는 트랜스듀서 상호간의 간섭효과들이 음을 방사하는 각각의 트랜스듀서 및 평면 배열의 빔패턴에 영향을 주게된다. 따라서 음향 방사출력의 계산은 소나용 트랜스듀서의 성능및 효율을 평가하는데 필수적이다. 음향 방사출력을 예측하기 위하여 무한 강성 배플에 고정된 수개의 트랜스듀서를 이론해석의 대상으로 설정하였다. 각 트랜스듀서는 자기방사 임피던스 및 상호방사 임피던스로 구성되어 있으며 이것의 총 방사 임피던스 및 음향반사 출력의 추출은 등가 전기회로 모델을 이용하였다. 이론및 수치해석의 결과에 근거하여 음향방사 출력은 각 트랜스듀서 상호간의 간섭의 양에 의존함을 보였으며 상호간섭에 의한 음향출력 손실은 25.05%에서 최고 51.52%정도임을 확인하였다.

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음향방출 계측법을 이용한 프랙탈 특성과 트리잉 파괴진단에 관한 연구 (A Study on the Diagnosis of Treeing Breakdown and Fractal Characteristics Using the Method of Acoustic Enission)

  • 김성홍;심종탁;김재환
    • 한국조명전기설비학회지:조명전기설비
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    • 제11권6호
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    • pp.50-56
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    • 1997
  • 전극들과 절연재료 사이의 결합과 고분자 절연체 내부에서 여러 가지 결함에 의한 부분 방전이 발생함으로 일어날 수 있는 절연 재료의 트리 열화를 파괴 예지할 목적으로 하였다. 부분 방전에 기인한 트리잉은 절연 재료의 파괴를 일으킬 수 있는 중요한 원인 가운데 하나다. 최근에는 절연 파괴 예지와 절연 재료의 열화 진단을 하는 방법이 중요하게 되었다. 연구 목적은 자동 계측 시스템을 사용하여 인가전압 11[kV], 인공적인 침상보이드(1.5[mm])을 지닌 고분자 절연체 내부에서 음향 방출시스템과 프랙탈 차원을 사용하여 트리 현상을 관찰하였다. 따라서 본 논문에는 최소자승법에 의한 회귀분석을 사용하여 위상각-음향방출 펄스크기-열화시간 양상과 위상각-음향방출 펄스수-열화시간과 프랙탈 차원의 관계를 통하여 파괴가 발생하기 전의 파괴 예지법으로 사용하였다.

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희귀분석을 이용한 복합 시스템의 열화진단 (Degradation Diagnosis of Complex System Using Regression Analysis)

  • 김성홍;송재주
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 기술교육위원회 창립총회 및 학술대회 의료기기전시회
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    • pp.60-66
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    • 2001
  • 절연체 내부의 보이드로 인하여 부분방전이 발생하면 국부파괴와 완전절연파괴의 원인이 된다. 부분방전으로 생기는 트리잉은 절연재료를 열화 시키고 절연 수명을 단축시키는 중요한 원인이 되므로 절연파괴를 미연에 하여 절연재료 수명을 예측할 수 있는 방법에 대한 연구는 매우 중요하다. 이러한 관점에서 본 연구는 부분방전 및 음향방출 시스템을 이용한 컴퓨터 시스템을 개발하여 각 시스템의 장점을 이용함으로써 열화진단을 실시하였다. 부분방전 시스템의 장점은 음향에 비하여 검출 신호가 양호하고, 고전압 절연 장치의 신뢰성을 평가하기에 적합하다. 또한 음향방출 시스템의 장점은 전자기의 영향을 받지 않고, 열화 과정을 실시간으로 관찰할 수 있다는 것이다. 이 두 가지의 장점을 복합적으로 이용하면 절연재료 내부에서 발생하는 트리의 위치와 부분방전을 효과적으로 할 수 있다. 열화분석 방법으로 먼저 부분방전 펄스와 음향방출 펄스를 희귀분석하여 T검정에 의한 상관계수와 결정계수를 구하여 비교해본 결과 부분방전과 음향방출 펄스는 대체적으로 비슷한 형태를 보였다. 이것은 Yoshimura와 Fujita의 연구 결과와 일치하였다.

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DSP를 이용한 음성 및 오디오 시스템 설계

  • 김성수;조성호
    • 전기의세계
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    • 제46권5호
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    • pp.39-44
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    • 1997
  • 현재 DSP는 음성 및 오디오 신호처리 시스템, 디지털 통신 시스템, 제어 시스템, 영상처리 시스템 등 많은 영역에 걸쳐 성공적으로 사용되고 있다. 몇가지 대표적인 활용분야를 살펴보면, 음성신호 압축 분야 [1-4], MPEG (moving picture expert group)과 같은 오디오신호 압축분야[5,6], 그리고 디지털 통신 시스템에서의 적응 반향제거기, 적응 동화기, 채널간섭 제거, 변복조기, 채널 코딩, 암호화기[7-14] 등에서도 DSP가 사용되고 있다. 그리고 수중 음향 신호처리[15], 디지털 필터 디자인, 전력 스펙트럼 추정, 수중 음향 신호처리 같은 디지털 신호처리 분야[16-23]와 적응 신호처리[24-26], 이외에도 능동 소음 제어기 및 적응 제어기와 같은 제어 시스템 [27]에도 유용하게 이용되고 있다. 또한 영상 압축, 디지털 방송, 의료기기 등과 같은 영상처리 분야[28-32] 및 그 밖의 많은 분야에서 DSP의 활용은 점점 커져가고 있는 추세이다.

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유한요소법을 이용한 압전 수중음향센서의 음향특성 해석 (Acoustic Characteristics Analysis of piezoelectric Underwater Acoustic Sensors Using Finite Element Method.)

  • 손선봉;김재환
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 2000년도 하계학술발표대회 논문집 제19권 1호
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    • pp.253-256
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    • 2000
  • 본 연구에서는 유한요소법(FEM)을 이용하여 압전 수중음향센서의 모델링 및 음향특성을 해석하였다. 압전 복합구조 수중음향센서의 해석에서 기본적인 압전-탄성 구조물과 유체-구조물의 연성해석을 위한 유한요소 정식화를 하였으며 무한영역의 음향유체를 처리하기 위하여 IWEE(Infinite Wave Envelop Element)를 도입하였다. Topilz형 수중음향센서를 수중 산란체로 볼 경우 입사파가 산란체의 표면을 가진할 때 산란체로부터 발생되는 산란파는 IWEE로 인하여 무한 유체영역에서의 산란파의 감소특성을 갖게되어 무한영역을 유한영역으로 나눈 인위적인 경계에서 반사가 일어나지 않게 되므로 산란파의 음압을 정확히 구할 수 있었다. 또한, 이러한 산란해석을 바탕으로 입사파에 대한 음향센서 내부의 전기적 응답특성인 RVS(Receiving Voltage Signal)를 구하였다. 이러한 일련의 연구 과정들은 소나(SONAR) 시스템을 정확히 해석하고 음향특성을 예측하는 데 큰 도움이 될 것이다.

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