본 논문은 광대역 디지털 수신기의 동적 범위 개선을 위한 A/D 변환 모듈을 설계 및 제작하였다. 동적 범위 확장을 위한 A/D 변환 모듈은 입력신호 레벨에 따라 정상 경로와 증폭 경로로 신호를 분기하여 디지털 신호로 변환하는 방식이다. 제작 및 측정 결과, A/D 변환 모듈의 정상 경로는 입력 레벨 -57 dBm~-12 dBm 신호를 디지털 신호로 변환하고, 증폭 경로는 입력 레벨 -30 dBm~+12 dBm 신호를 왜곡 없이 디지털 신호로 변환하여 69 dB의 입력 동적 범위 특성을 나타내었다. 또한 순시 대역폭 100 MHz에서 일정한 출력 특성을 나타내고 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 사용자의 시점과 환경을 고려한 3DTV 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 다시점 영상의 부 복호화기, 얼굴 추적, 2D/3D동영상 입체 변환으로 구성된다. 다시점 영상에 입체감을 부여하기 위한 방법 중 실시간 처리가 가능한 2차원 영상을 3차원 영상으로 변환하는 2D/3D 동영상 입체 변환을 이용하여 입체 영상을 생성하였다. 기존의 2D/3D 동영상 입체 변환은 다시점 영상을 고려한 변환 방법이 아니기 때문에 다시점 영상의 시점 변화 시 다른 시점의 영상을 사용하여 불안정한 입체 영상을 생성한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 다시점 영상에 적합하도록 시점 변화 시를 고려한 2D/3D변환방법을 사용함으로써 시점 변화 시 안정된 입체영상을 생성할 수 있었다.
본 논문에서는 패럴렉스 배리어 방식의 2D/3D 겸용 PC 및 핸드폰용 LCD를 위한 화소단위의 실시간 3D 영상변환 구조를 제안하고, 이를 FPGA 기반으로 설계한 후에 전체적인 동작을 위한 시스템으로 구현하였다. PC로부터 출력되는 아날로그 형태의 영상신호를 A/D 변환한 후에 디지털 형태의 신호를 입력된 영상의 형태에 따라서 3D 형태의 영상으로 재구성한다. 3D 형태의 영상으로 재구성하는 알고리즘은 패럴렉스 배리어에 많은 부분 의존하고 하는데, 입력되는 영상의 포맷에 따라서 R, G, B의 화소 단위로 영상을 인터리빙 하는 방식을 사용한다. 제안한 구조는 고속의 메모리 처리기법과 함께 다시점 2D 영상을 3D 영상으로 변환하는 FPGA로 설계되고, 고속의 데이터 저장 및 처리를 위해 4개의 SDRAM을 사용한다. 구현된 전체 시스템은 A/D 변환기를 위한 시스템과 디지털화된 2D 영상신호를 3D 디스플레이를 위한 영상신호로 변환하는 FPGA 시스템 그리고 3D영상을 디스플레이할 수 있는 LCD 패널로 구성된다.
3D 프린터는 연속적인 계층에 특수한 재료를 출력시켜 3차원 물체를 만들어 내는 장치이다. 3D 프린팅을 위해서는 3D 모델을 생성한 후, 이를 3D 프린터에 출력할 수 있도록 G-code로 변환해야 한다. 본 논문에서는 이 변환 작업을 완전 분산 방식으로 처리할 수 있는 알고리즘을 제안한다. 이를 위해 하나의 메인 노드와 N개의 작업 노드로 구성한 시스템에서 2단계에 걸쳐 분할 정복(divide-and-conquer) 방식으로 변환하도록 하였다. 실제 구현한 시스템을 이용하여, 성능에 미치는 요소(모델의 크기 및 정밀도)에 따른 변환 시간의 단축 효과를 보였다.
본 논문은 Sub-harmonic 혼합기 구조에서 국부발진기(Local Oscillator) 포트에 넓은 대역에 걸쳐서 변환손실을 최적화 하는 정합회로를 적용하였다. 이러한 Sub-harmonic 혼합기를 이용하여 점대점 시스템용 하향 변환기를 설계 및 제작하였다. 제안된 구조의 Sub-harmonic 혼합기는 국부발진기입력전력이 12 dBm일 때 최적으로 11.8 dB의 변환손실을 얻었으며, 격리특성은 40dB이하의 특성을 나타내었다. 전체 하향 변환기의 특성으로 IF 출력 평탄도는 2dB이하의 특성을 나타내었으며, 전체 잡음지수로는 5.9dB이하의 특성을 얻었다.
본 논문은 능동소자에 인가되는 게이트 바이어스 전압을 가변하여 X-, K- 및 Ka-대역 신호를 선택적으로 변환할 수 있는 다중대역 혼합기를 제안하였다. 제안한 다중대역 혼합기는 LO 전력 +6 dBm으로 구동하였고 X-대역의 경우, 게이트 바이어스 전압 -0.8 V에서 변환손실 -10 dB 특성, K-대역에서 게이트 바이어스 전압 -0.3 V에서 변환손실 -9 dB 특성, Ka-대역에서는 게이트 바이어스 전압 -0.2 V에서 변환손실 -7.0 dB 특성을 나타내었다. 모든 대역에서 1-dB 압축점 (P1dB)은 +0.5 dBm 특성을 나타내었다.
본 논문에서는 1mW의 낮은 전력소모를 갖는 8-bit 100KSPS CMOS A/D 변환기를 설계, 제작하였다. Cyclic 구조를 갖는 A/D 변환기에서 발생하는 연산증폭기의 시스템적인 offset 전압을 효과적으로 감소시키기 위해, 새로운 시스템적인 offset 전압 제거 기술을 제안하였다. 또한 기존 Gain 증폭기에서 발생하는 오차를 감소시키기 위해 완전 차동 구조의 Gain 증폭기를 설계하였다. 제안된 A/D 변환기는 $0.6{\mu}m$ single-poly triple-metal n-well CMOS 공정을 사용하여 제작되었으며, +3V 단일 공급전압에서 DNL과 INL은 ${\pm}1LSB$ 이내로 측정되었고, 100KHz의 샘플링 주파수에서 43dB의 SNR를 갖는다. 측정된 최대전력소모는 $980{\mu}W$로 나타났다.
웹서비스는 표준 프로토콜인 HTTP를 이용하기 때문에 방화벽의 제약이 없어서 어디서나 실시간으로 통신하여야 하는 모니터링 시스템 특성상 꼭 필요한 기술이다. 또한, XML로 기술된 SOAP 메시지는 플랫폼 독립적이고, 시스템 확장과 통합에 유리하다. 본 논문에서 구현한 웹모니터링 시스템은 웹서비스를 이용하여 설치가 용이하고, 인터넷을 통해 원격지의 태양광 발전 시스템을 관리, 감시하는데 제약이 없으며, 신재생에너지 산업 통합에 적용될 수 있다.
소비자들이 원하는 제품의 감성을 언어로 표현하여 줄 때, 이를 퍼지추론하여 칼라를 선택해주는 시스템을 개발하였다. 시스템은 감성언어입력, 감성언어퍼지화, 칼라추론, 추론규칙, 출력 등 모두 5개 의 모듈로 구성되어 있다. 시스템은 감성언어를 색상, 채도, 명도로 변환시킨 후 이를 다시 R, G, B 값으로 변환시키게 된다. 이때, 색상, 채도, 명도로의 변환에는 퍼지화규칙이 사용되게 되며, R,G,B 값으로의 변환 에는 칼라추론규칙이 사용되게 된다. 퍼지화규칙을 만들기 위해 S.D.(의미미분)법에 의한 감성언어의 요인 분석을 실시하였으며, 동시에 문헌조사를 통해 얻은 칼라와 관련한 감성정보를 if-then 규칙 형태로 시스템에 구현하였다.
본 연구에서는 상용 CIS 소프트웨어인 ARC/INFO에 구축되어 있는 지하 시설물 데이터를 3차원 공간 객체로 변환하기 위하여 3차원 공간 객체의 형식과 객체 저장 구조를 정의하고, 2차원의 지하 시설물 데이터를 정의된 3차원 공간 객체로 변환하는 공간 데이터 변환 시스템을 객체 지향 개발 기법인 Booch의 방법을 사용하여 개발하였다. 이를 위하여 ARC/INFO의 관계형 데이터 모델과 저장 구조를 분석하고, 지하 시설물의 3차원 시각화를 위한 요구 조건들을 분석하였다. 그리고 ARC/INFO에 저장된 2차원 지하 시설물 데이터는 내부적인 전처리 과정을 통하여 ASCII 파일로 변환 후, 변환 시스템의 입력 자료로 사용하였고, 변환 시스템의 개발을 위한 개발 방법으로 Booch의 방법을 선정하여 시스템의 분석과 설계 과정에 적용하였다. 마지막으로 분석과 설계의 결과를 ARC/INFO의 매크로 언어인 AML과 객체 지향 프로그래밍 언어인 C++를 사용하여 구현하였다. 본 연구의 결과, 지하 공간에 존재하는 2차원 시설물들을 3차원으로 시각화 할 수 있는 3차원 공간 객체를 얻을 수 있었으며, 시스템의 개발 과정에 객체 지향 개발 기법을 적용함으로써 효율적인 개발을 수 행할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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