• 대한전자공학회논문지SP
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• 제47권4호
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• pp.97-104
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• 2010

본 논문에서는 비접촉식 도플러 바이오 레이더의 신호처리 시스템을 임베디드 하드웨어를 구현하였다. 실시간 처리를 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 DSP에 적합한 고속 알고리즘을 사용하여 구현하고 그 성능을 PC에서와 비교하였다. 영점에서 발생하는 데이터 손실 문제를 피하기 위하여 quardrature combining을 적용하였으며, 여러 가지 quardrature combining 방법 중에 DSP 실시간 연산에 적합한 알고리즘으로 arctangent combining을 선정하였다. IQ 신호의 원하는 DC 성분을 획득하면서 ADC에 다이나믹 레인지를 넘지 않도록 DC offset compensation 기법을 제안하였다. Texas Instrument 사의 C6711 DSP와 외장 12bit ADC를 사용하였고 최적화된 elliptic 필터를 설계하였으며 다양한 형태의 수신파형에서 심박수의 검출을 위하여 rate finding 블록에는 자기상관을 적용하는 알고리즘을 적용하였다. ECG와 측정값을 비교함으로 전체 시스템의 성능을 검증 하였고, 이를 통해 상용 가능한 휴대기기로 제작할 수 있도록 측정 거리의 변화에 상관없이 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하였다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제14권3호
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• pp.240-244
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• 2010

In this work, we used PWM sampling for demodulation of a fiber-optic interferometric current transformer. The interference signal from a fiber-optic CT is sampled with PWM triggers that produce a 90-degree phase difference between two consecutively sampled signals. The current-induced phase is extracted by applying an arctangent demodulation and a phase unwrapping algorithm to the sampled signals. From experiments using the proposed demodulation, we obtained phase measurement accuracy and a linearity error, in AC current measurements, of ~2.35 mrad and 0.18%, respectively. The accuracy of the proposed method was compared with that of a lock-in amplifier demodulation, which showed only 0.36% difference. To compare the birefringence effects of different fiber-optic sensor coils, a flint glass fiber and a standard single-mode fiber were used under the same conditions. The flint glass fiber coil with a Faraday rotator mirror showed the best performance. Because of the simple hardware structure and signal processing, the proposed demodulation would be suitable for low-cost over-current monitoring in high voltage power systems.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.418-425
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• 2014

본 논문에서는 원거리에서 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있는 Ku-Band 대역의 도플러 레이더 시스템을 설계하였다. 레이더로 측정을 하는 동시에 ECG(Electrocardiogram)를 이용하여 호흡 및 심박수 측정을 하였다. 수신된 I/Q(Inphase & Quadrature-phase) 신호를 이용한 arctangent demodulation을 적용하였을 때 RMSE(Root Mean Square Error)값을 약 50 % 정도 개선시킬 수 있었다. CW(Continuous Wave) 도플러 레이더는 송수신단이 연속적으로 항상 열려 있기 때문에 송신안테나에서 수신 안테나로 누설되는 전력이 발생하게 된다. 출력 파워가 높아질수록 누설되는 전력은 시스템의 SNR(Signal-to-Noise Ratio)에 영향을 주게 된다. 따라서 본 연구에서는 원거리에서 감지가 가능하도록 누설 전력의 반대위상을 갖는 신호를 더해줌으로써 누설 전력으로 인한 수신단의 감도 저하를 최소화 시키는 기법을 적용하였다. 위의 leakage cancellation 기법을 적용하여 최대 35 m 거리 대상의 호흡 및 심박 수를 측정하였으며, 이와 비교하여 ECG 값에서 추출한 심박 수 값과 일치함을 볼 수 있다.

• Journal of the Optical Society of Korea
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• 제3권2호
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• pp.64-68
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• 1999

The performance of a fiber Bragg grating strain sensor constructed with 3$\times$3 coupler is investigated. A 3$\times$3 coupler Mach-Zehnder (M/Z) interferometer is used as wavelength discriminator, interrogating strain-induced Bragg wavelength shifts. Two quadrature-phase-shifted intensities are synthesized from the as-coupled interferometer outputs, and digital arctangent demodulation and phase unwrapping algorithm are applied to extract the phase information proportional to strain. Due to the linear relation between the input strain and the output of quadrature signal processing, signal-fading problems eliminated. In the experiment, a fiber grating that was surface adhered on an aluminum beam was strained in different ways, and the photodetector signals were transferred and processed in a computer-controlled processing unit. A phase recovery fo 7.8$\pi$ pk-pk excursion, which corresponds to ~650$\mu$strain pk-pk of applied strain, was demonstrated. The sensor system was stable over the environmental intensi쇼 perturbations because of the self-referencing effect in the demodulation process.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권4호
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• pp.285-290
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• 2007

마하젠더 간섭계를 왕복한 간섭신호를 영점검출하여 광섬유 격자 센서의 신호처리를 위한 기준 트리거로 사용하는 방법을 제안하였다. 영점 트리거에 의해서 얻은 센서신호로부터 측정 물리량에 선형적으로 비례하는 위상성분을 추출하여 간단한 구조로도 정밀하게 광섬유격자의 파장변화를 감지할 수 있는 복조방식을 구현하였다. 제안한 복조방식을 적용하면 위상변조의 속도나 비선형성, 또는 환경적 외란에 관계없이 광섬유 격자 센서에 가해지는 동적, 정적 변형률과 온도변화를 효율적으로 측정할 수 있음을 실험적으로 증명하였으며, 실험결과로부터 계산된 센서시스템의 파장측정 분해능은 8 pm이었다.