• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권12호
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• pp.6-13
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• 2009

X-대역의 위상 배열 시스템에 응용 가능한 전력 증폭기, 6-bit 위상 변위기, 6-bit 디지털 감쇠기 및 SPDT 송수신 스위치를 각각 설계 및 측정하였다. 모든 회로는 CMOS 0.18 um 공정을 사용하여 구현되었다. 전력 증폭기는 2-단 차동 및 cascode 구조를 가지며, 20 dBm 의 P1dB, 19%의 PAE 의 성능을 8-11 GHz 주파수 대역에서 보였다. 6-bit 위상 변위기는 Embedded switched filter 구조를 가지며, 스위치용 nMOS 트랜지스터 및 마이크로스트립 선로로 인덕턴스를 구현하였다. $360^{\circ}$ 위상 제어가 가능하며 위상 해상도는 $5.6^{\circ}$ 이다. 8-11 GHz 주파수 대역에서 RMS phase 및 amplitude 오차는 $5^{\circ}$ 및 0.8 dB 이하이며, 삽입손실은 약 $-15.7\;{\pm}\;1,1\;dB$ 이다. 6-bit 디지털 감쇠기는 저항 네트워크와 스위치가 결합된 Embedded switched Pi-및 T-구조이며, 위상 배열 시스템에서 요구하는 낮은 통과 위상 변동 특성을 가지는 구조가 적용되었다. 최대 감쇠는 31.5 dB 이며 진폭 해상도는 0.5 dB 이다. 8-11 GHz 주파수 대역에서 RMS amplitude 및 phase 오차는 0.4 dB 및 $2^{\circ}$ 이하이며, 삽입손실은 약 $-10.5\;{\pm}\;0.8\;dB$ 이다. SPDT 송수신 스위치는 series 및 shunt nMOS 트랜지스터의 쌍으로 구성되었으며 회로의 면적을 최소화하기 위해 1개의 수동 인덕터만으로 SPDT 기능을 구현하였다. 삽입손실은 약 -1.5 dB, 반사손실은 -15 dB 이하이며, 송수신 격리 특성은 -30 dB 이하이다. 각각의 칩 면적은 $1.28\;mm^2$, $1.9mm^2$, $0.34\;mm^2$, $0.02mm^2$ 이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1006-1011
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• 2018

본 논문은 멀티비트 플라잉 커패시터의 전압제어를 이용한 3-레벨 벅 변환기를 제안한다. 기존의 3-레벨 벅 변환기는 플라잉 커패시터 전압을 제어하지 못하여 동작이 불안정하거나 플라잉 커패시터 전압을 제어하는 회로가 PWM방식에 적용되지 못하는 문제가 있었다. 또한 부하전류에 증가할 때 인덕터 전압에 오차가 발생하였다. 본 논문에서 제안하는 구조는 입력이 4개인 차동증폭기와 공통모드 피드백 회로를 이용하여 PWM모드에서 플라잉 커패시터 전압을 제어할 수 있다. 또한 3비트 플라잉 커패시터 전압 제어회로를 제안하여 부하전류에 따른 3-레벨 벅 변환기의 동작을 최적화할 수 있으며 슈미트 트리거 회로를 이용한 삼각파 생성 회로를 제안하였다. 제안하는 3-레벨 벅 변환기는 $0.18{\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 2.7~3.6V의 공급 전압 범위와 0.7V~2.4V의 출력 전압 범위를 갖는다. 동작 주파수는 2MHz, 부하전류 범위는 30mA~500mA이며 출력 전압 리플은 최대 32.5mV로 측정되었다. 측정 결과 130mA의 부하전류에서 약 85%의 최대 전력변환 효율을 보인다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제25권4호
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• pp.269-275
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• 2004

인체내부의 각 조직은 서로 다른 저항률(resistivity)분포를 가지며, 조직의 생리학적, 기능적 변화에 따라 임피던스가 변화한다. 본 논문에서는 주로 기능적 영상을 위한 임피던스 단층촬영 (EIT, electrical impedance tomography) 시스템의 설계와 구현 결과를 기술한다. EIT 시스템은 인체의 표면에 부착한 전극을 통해 전류를 주입하고 이로 인해 유기되는 전압을 측정하여, 내부 임피던스의 단층영상을 복원하는 기술이다. EIT 시스템의 개발에 있어서는 영상복원의 난해함과 아울러 측정시스템의 낮은 정확도가 기술적인 문제가 되고 있다. 본 논문은 기존 EIT 시스템의 문제점을 파악하고 디지털 기술을 이용하여 보다 정확도가 높고 안정된 시스템을 설계 및 제작하였다. 크기와 주파수 및 파형의 변화 가능한 50KHz의 정현파 전류를 인체에 주입하기 위해 필요한 정밀 정전류원을 설계하여 제작한 결과, 출력 파형의 고조파 왜곡(THD, total harmonic distortion)이 0.0029%이고 진폭 안정도가 0.022%인 전류를 출력 할 수 있었다. 또한, 여러개의 정전류원을 사용함으로써 채 널간 오차를 유발하던 기존의 시스템을 변경하여, 하나의 전류원에서 만들어진 전류를 각 채널로 스위칭하여 공급함으로써 이로 인한 오차를 줄였다. 주입전류에 의해 유기된 전압의 정밀한 측정을 위해 높은 정밀도를 갖는 전압측정기가 필요하므로 차동증폭기, 고속 ADC및 FPGA(field programmable gate array)를 사용한 디지털 위상감응복조기 (phase-sensitive demodulator )를 제작하였다. 이때 병렬 처리를 가능하게 하여 모든 전극 채널에서 동시에 측정을 수행 할 수 있도록 하였으며, 제작된 전압측정기의 SNR(signal-to-noise ratio)은 90dB 이다. 이러한 EIT 시스템을 사용하여 배경의 전해질 용액에 비해 두 배의 저항률을 가지는 물체(바나나)에 대한 기초적인 영상복원 실험을 수행하였다. 본 시스템은 16채널로 제작되었으나 전체를 모듈형으로 설계하여 쉽게 채널의 수를 늘릴 수 있는 장점을 가지고 있어서 향후 64채널 이상의 디지털 EIT시스템을 제작할 계획이며, 인체 내부의 임피던스 분포를 3차원적 으로 영상화하는 연구를 수행 할 예정이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제42권6호
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• pp.67-76
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• 2005

본 논문에서는 근전의수용 소형 근전위 센서를 제안한다. 근전의수용 근전위 센서를 의수 소켓에 내장시키기 위해서는 소형이어야 한다. 제안된 근전위 센서는 피부와 접촉하는 전극과 신호처리를 위한 회로부가 일체화된 형태로 소형화 하였다. 기준 전극은 두 입력전극의 가운데에 나란히 배치되고, 입력전극은 막대형, 기준전극은 막대형과 원형의 두 가지 형상으로 설계하였다. 두 입력전극 사이의 간격은 근섬유의 근전위 신호의 전도속도와 중심주파수를 고려하여 18mm, 20mm, 22mm 의 세 개의 서로 다른 간격을 가진 전극을 제작하였다. 사용된 전극의 재료는 땀이나 습기에 강한 SUS440 금속을 사용하였다. 신호처리 회로부는 대역통과 필터를 갖는 차동 증폭기, 전원노이즈를 제거하기 위한 대역저지 필터, 교류결합증폭기, 절대평균값 회로로 구성되어 있다. 실험에서는 정상인의 전완에서 근전위 신호를 취득하여 주파수 분석하고, 입력전극 사이의 간격과 기준전극의 형상에 따른 출력특성 평가하였다. 본 논문에서는 실험의 결과로부터 두 입력전극간의 거리가 18mm 이면서, 입력전극의 형상과 기준전극의 형상이 모두 막대형인 표면 근전위 센서가 근전의수에 최적임을 보인다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.413-419
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• 2023

LED는 조명뿐만 아니라 휴대폰, 자동차, 디스플레이 등과 같은 다양한 분야에 널리 사용되고 있으며, LED 조명과 통신이 융합된 가시광 통신(VLC)이 크게 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 일반적인 차량에서 사용되고 있는 적색, 황색 LED를 이용하여 차량 간(V2V) 데이터를 전송할 수 있는 차량 간 가시광 통신시스템을 직접 구현하고 실험하였다. 전위 차량에서 수집된 데이터와 속도 데이터인 서로 다른 데이터들을 차량의 후미등인 적색, 황색 LED를 이용해 NRZ-OOK로 변조하여 가시광으로 각각 전송했으며, 광 검출기(PD)는 가시광 신호를 수신하여 데이터를 복원한다. 형광등과 자연광의 간섭 광의 영향을 감소시키기 위해, 간섭제거를 위한 PD를 설치하였으며, 편광필터와 차동증폭기를 이용한 간섭제거기를 사용하였다. 제안된 가시광 통신시스템이 이상적인 경우, 실내 그리고 실외환경에서 성능을 분석하였다. 실외환경에서 약 30[cm]거리를 유지하고 4800[bps] 전송속도를 갖는 차량 간 데이터전송에서 적색 LED는 약 13.63[dB], 황색 LED는 약 11.90[dB]의 성능 향상을 얻을 수 있음을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제23권4호
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• pp.315-321
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• 2003

고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 물성을 정기적으로 점검하여 설비의 잔여수명을 평가해야 한다. 본 연구에서는 교류 섭동 자기장을 인가하여 구한 가역투자율 값을 이용하여 1Cr-1Mo-0.25V 강의 잔여수명을 평가하기 위한 자기적 방법을 제시하고자 한다. 이 방법은 자기이력곡선의 미분값인 가역투자율이 보자력에서 첨두 값을 갖는 특성을 이용하였으며, 측정원리는 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기를 사용하여 탐지코일에 유도된 제 1 고조파의 전압을 측정하는 것이다. 가역투자율의 첨두값 간격 (peak interval of reversible magnetic permeability: PIRMP)과 비커스 경도는 열화가 진행됨에 따라 감소하였다 따라서 비커스 경도와 PIRMP상관관계에 의해 연화곡선을 구할 수 있고, 이 연화곡선에 의해 터빈로터 강의 잔여수명을 평가할 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권7호
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• pp.52-60
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• 2019

차기${\bigcirc}{\bigcirc}$함(FFX) Batch-I 및 차기${\bigcirc}{\bigcirc}$함(LST-II)에 적용된 가변피치프로펠러(CPP) 제어회로는 타 계통에서 접지 현상 발생 시 후진피치 발생이 가능할 수 있으므로, 접지 현상 발생 시에도 피치를 유지할 수 있도록 CPP 제어회로를 개선하는 것이 본 연구의 목적이었다. CPP 제어회로는 전압차이입력으로 프로펠러 각도를 변화시키므로 입력전압이 순간적으로 변동이 생기는 경우 취약할 수 있는 설계구조를 가지고 있었다. 위의 문제를 해결하기 위해서 CPP 제어회로 설계 개선 방안으로 제어전선의 끝단에 종단저항을 적용하고, 제어전선 사이에 Signal Converter를 적용하였다. 그리고 CPP 제어회로 설계 개선에 문제가 없는지 검증하기 위해, 차기${\bigcirc}{\bigcirc}$함(LST-II)으로 실제 항해 시운전에서 CPP 피치 변화 제어를 테스트 하였다. Command 피치 값과 Feedback 피치 값 사이는 매우 유사한 값을 보여주고 있으므로, CPP 제어회로의 제어신호 전달에는 문제가 없기에 적합한 개선방안으로 확인되었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제30권5호
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• pp.464-470
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• 2010

고온, 고압에서 운용되고 있는 설비의 안전성을 평가하기 위해서는 사용시간 동안 열화된 역학물성을 정기적으로 점검하여야 한다. 비파괴적으로 열화된 설비의 역학적 특성을 점검하기 위하여 표면형 프로브(surface type probe)를 사용한 가역투자율 측정방법이 제시된다. 가역투자율 측정방법은 가역투자율이 자기 이력곡선의 미분값임에 근거하고 있다. 가역투자율은 교류 섭동 자기장의 주파수에 동조된 록-인 증폭기로 측정된 탐지코일에 유도된 전압의 제 1 고조파이다 가역투자율의 첨두값은 보자력 영역에서 나타난다. 실험에 사용된 강재는 12Cr 페라이트 내열강으로 $700^{\circ}C$의 등온에서 열처리 시간을 달리한 11개의 시편을 제작하였다. 가역투자율 첨두값 사이의 간격 (peak interval of reversible permeability: PIRP), 비커스 경도 및 인장강도는 열화가 진행됨에 따라 초기에는 급격하게, 후반에는 완만하게 감소하였다. PIRP가 감소함에 따라 인장강도와 비커스 경도가 선형적으로 감소하였고 이 상관관계를 이용하면 측정한 가역투자율로 12Cr 페라이트 내열강의 열화된 역학적 물성을 비파괴적으로 평가할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1350-1359
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• 2008

본 논문에서는 $0.5{\mu}m$ p-HEMT 공정을 이용한 MMIC 이중 평형 저항성 혼합기를 개발하였다. 본 혼합기에는 LO, RF, IF 등의 3개의 발룬이 포함된다. $8{\sim}20\;GHz$ 범위에서 동작하는 LO와 RF 발룬은 Marchand 발룬으로 구현하였다. 칩 크기를 줄이기 위해 구부려진 다중 결합 선로를 이용하였고, 이로 인해 발생하는 모드 위상 속도 차이를 보상하기 위해 인덕터 선로를 삽입하였다. IF 발룬은 DC 결합 차동 증폭기로 구현하였다. $0.3{\times}0.5\;mm^2$ 크기를 가진 IF 발룬의 측정 결과, DC에서 7 GHz 주파수 범위에서 크기와 위상의 오차가 각각 1 dB와 $5^{\circ}$ 이내의 결과를 보였다. 개발된 $1.7{\times}1.8\;mm^2$ 크기의 이중 평형 저항성 혼합기의 측정 결과, 동작 주파수 범위에서 16dBm LO 입력 전력에 대해 삽입 손실이 $5{\sim}11\;dB$이고, 출력 OIP3가 $10{\sim}15\;dBm$인 결과를 보였다.