본 논문에서는 편광기를 부착한 차동검출기의 부하저항으로 디지털가변저항을 사용하여 잡음소거 능력을 개선하였다. 이 구조에서는 차동검출기를 구성하는 2개의 포토다이오드에서 검출된 잡음전압의 크기가 항상 동일한 값이 되도록 디지털 가변저항의 크기를 제어하여 잡음광을 소거한다. 이 방식에서는 고정된 부하저항을 사용한 구조에 비하여 신호대잡음비가 약 23 dB 더 향상되었다.
지금까지 변전소나 개폐소에서 전류, 전압을 계측하는 수단으로서 주로 철심과 권선으로 구성되어진 변류기(CT), 계기용 변압기(PT, PD)가 사용되어 왔다 최근, 2차측의 계측기나 보호 Relay의 Digital화가 진전되어, 또한 이것을 Digital Network으로 종합한 Intelligent 변전소의 구축이 검토되어짐에 따라 Digital Network에 대응한 신형 CT, VD가 요구되어 지고 있다. 상기와 같은 요구로 인해 당사에서는 CT는 검출부에 Rogowski Coil을 적용하며 그 후단에 적분기를 설치하였으면, VD는 검출부에 중간 전극을 이용해서 분압하는 방식인 Capacitive Voltage Divider를 사용하고 증폭기를 삽입하여, 각각 요구되는 전압 신호를 얻었다. 이러한 신형 CT/VD의 적용으로 종래의 CT/PT가 차지하는 공간이 필요 없게 되어 컴팩트한 GIS의 구조가 능하게 되어 있다.
플라즈마 진동 현상은 글로우방전을 이용한 기체크로마토그래프 검출기의 개발 과정에서 측정되었으며 전류의 변화에 비하여 매우 안정하며 낮은 검출한계로 새로운 검출기로의 개발 가능성이 높다. 플라즈마 진동의 최적 조건과 메카니즘을 규명하기 위하여 몇 가지 실험조건을 변화시키며 관찰하였다. 즉, 방전전압(전류), 압력, 그리고 방전전극 간격을 변화시킨 결과 다양한 형태의 진동이 10KHz에서 10MHz까지의 주파수 범위에서 관찰되었다. 특히 방전전극 간격에 따라 낮은 압력과 전압의 조건에서 두 가지 형태의 진동이 나타났다. 한 가지 형태는 positive column 영역에서, 또 다른 하나는 negative glow 영역에서 측정되었다. Positive column 영역보다 negative glow 영역에서 발생된 플라즈마 진동이 훨씬 더 높은 감도 변화와 더 큰 주파수를 보였다.
본 논문에서는 자기 벡터 포텐셜 해석을 통해 3-코일 구조를 갖는 금속 검출기 헤드가 수신 코일에 미치는 유도 전압을 구하고, 금속 물체의 특성이 송신 코일의 임피던스에 미치는 영향을 유도하였다. 이러한 해석을 통하여 최적의 검출 성능을 위한 송신 코일과 수신 코일 간의 거리를 구하였고, 최대 유도 전압을 출력하는 금속의 위치를 유도하였다. 또한 기존의 수식과 비교하여 본 논문의 자기 벡터 포텐셜 해석에 대한 타당성을 입증하였다.
급변하는 전압 변동 상황에서 전력 제어를 수행하기 위해서 기존의 동기좌표 위상각 검출 제어기의 특성을 보완할 수 있는 방법을 제시하였다. 실질적인 SRF (Synchronous Reference Frame) - PLL(Phase Locked Loop) 시스템에서 계통 전압은 이상적이지 않고 센서 노이즈 등의 저감을 위하여 측정된 전압에 LPF(Low Pass Filter)를 사용하고 있는데 이러한 LPF의 특성을 고려하여 위상각 제어기의 PI게인을 설정하는 방법을 제시하였으며 가변 게인과 LPF 차단주파수 변동방식을 이용하여 전원 전압 사고의 종류에 따라 위상과 전압이 급변하는 경우에 대하여 시뮬레이션과 실험을 통해 제한된 방법으로 동특성이 개선되고 원하는 응답속도로 설계가 가능함을 보였다.
본 논문에서는 주파수 하향 변환기를 이용한 전력증폭기의 혼변조 성분 검출 방법을 제안하였다. 전력증폭기 출력 신호의 일부를 전력분배기를 통해 2개의 경로로 나누어 변환기의 RF, LO 단자에 각각 인가한 뒤 그 차 주파수를 얻고, 얻어진 차 주파수 중 필요한 성분인 3차와 5차의 차 성분만 여파기로 걸러 내어 이를 DC 전압으로 변환함으로써 전력 증폭기 출력 신호의 혼변조 성분의 크기를 알 수 있었다. 3W 전력증폭기의 Vgs를 변화시켜서 3차 혼변조 성분이 -26.4~+2.15dBm, 5차 혼변조 성분이 -34.2~-12.89dBm으로 변화하였을 때, 검출된 DC 전압 크기는 +0.72~+0.9V의 변화를 보였다.
본 연구에서 PLL을 이용한 고속 마이크로프로세서용 클럭발생회로를 설계하였다. 이 회로는 32MHz${\sim}$1GHz 클럭을 발생시키며 마이크로프로세서내에 내장될 수 있다. 동적 차동래치를 사용하여 고속 D Flip-Flop을 설게하였고 이에 의거한 새로운 형태의 위상주파수 검출기를 제시하였다. 이 검출기는 위상민감도오차가 매우 적으며 이를 사용한 PLL은 위상오차가 적은 우수한 위상특성을 지닌다. 또한 전압제어발진기 VCO의 선형적 제어를 위하여 전압-전류 변환기가 구동하는 전류제어 발진기로 구성된 새로운 구조의 VCO를 제시하였다. 이러한 PLL에서 제어전압 범위를 1V${\sim}$5V로 넓히고 발생클럭의 주파수를 32 MHz${\sim}$1 GHz로 증가시킬 수 있었다. 클럭발생회로는 $0.65\;{\mu}m$ CMOS 기술을 이용하여 설계하였다. 이 회로는 $1.1\;{\mu}s$의 lock-in 시간과 20mW 이하의 전력소비를 갖는다.
본 논문에서는 0.25-$\mu$m 디지털 CMOS공정으로 제작된 UHF대역 RFID를 위한 무선통신용 쿼드러처(Quadrature) 출력이 가능한 Integer-N방식의 PLL 주파수 합성기를 설계 및 제작하여 측정하였다. Integer-N 방식의 주파수 합성기의 주요 블록인 쿼드러처 전압제어 발진기(Voltage Controeld Oscillator, VCO)와 위상 주파수 검출기(Phase Frequency Detector, PFD), 차지 펌프(Charge Pump, CP)를 설계하고 제작하였다. 전압제어발진기는 우수한 위상노이즈 특성과 저전력 특성을 얻기 위해 LC 공진기를 사용하였으며 전압제어 가변 캐패시터는 P-channel MOSFET의 소스와 드레인 다이오드를 이용하여 설계되었으며 쿼드러처 출력을 위해 두 개의 전압제어발진기를 서로 90도 위상차를 가지도록 설계하였다. 주파수 분주기는 프리스케일러(Pre-scaler)와 아날로그 디바이스사의 칩 ADF4111을 사용하였으며 루프 필터는 3차 RC필터로 설계하여 측정하였다. 측정결과 주파수 합성기의 RF 출력 전력은 50옴 부하에서 -13dBm이고, 위상 잡음은 100KHz offset 주파수에서 -91.33dBc/Hz 이었으며, 동작 주파수영역은 최소 930MHz에서 최대 970MHz이고 고착시간은 약 600$\mu$s이다.
In this paper, the frequency detector which detects the clock frequency of the embedded system is proposed and analyzed. The proposed frequency detector is consisted of filter and peak voltage detector. The clock signal is converted from square wave to triangular wave by the filter. The peak voltage of the triangular wave is determined according to the frequency response of filter. The peak voltage detector detects and holds the peak voltage of the signal. Moreover, the proposed clock frequency detector can detect the frequency within 1ms and it gives guarantee of real-time operation.
드문 경우이긴 하지만 설치 후 절연강도에 대한 전력용변압기의 운전 적합성을 판단하고 있다면 부분방전의 존재를 검출하기 위해 이 시험을 실시하는 경우가 있다. 이 시험은 보수나 수정작업이 실시된 변압기에 실시할 수도 있다. 일반적으로 유도전압시험은 대용량 초고압변압기에만 실시하는 것으로 알려져 있으나 모든 변압기에 실시할 수 있는 시험이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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