• 한국전자파학회논문지
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• 제22권8호
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• pp.805-808
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• 2011

본 논문에서는 220 V의 AC 전원을 공급받아 13.56 MHz의 RF 신호를 출력하는 고효율, 고출력 Class E 전력송신기를 설계하였다. 송신기는 AC-DC 변환기와 class E 전력 증폭기로 구성된다. 설계된 AC-DC 변환기는 220V/60 Hz의 가정용 전원을 공급 받아서 약 290 V의 DC 전압을 출력한다. 이때, AC-DC 변환기는 98.03 %의 매우 높은 변환 효율을 가진다. 변환 효율을 최대로 하기 위하여 별도의 DC-DC 변환기를 사용하지 않고, AC-DC 변환기의 출력 전압을 주 전력 증폭기의 드레인 바이어스 전압으로 사용하였다. 또한, class E 전력 증폭기의 전력손실을 최소화하기 위해 high-Q 인덕터를 제작하였다. 측정 결과, 13.56 MHz에서 동작하는 class E 전력 증폭기는 최대 출력 전력 323.6 Watt에서 84.2 %의 PAE(Power-Added Efficiency)를 가진다. AC-DC 변환기를 포함한 class E 전력 송신기는 323.6 Watt에서 82.87 %의 매우 높은 효율 특성을 나타낸다.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권1호
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• pp.54-62
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• 2013

본 연구는 비접촉 무전원 표면탄성파(surface acoustic wave, SAW) 온도센서를 개발하기 위하여 수행되었다. 단일전극 구조의 IDT(inter-digital transducer)와 434 MHz의 공진주파수를 가지는 SAW 소자를 $128^{\circ}$ rot-X $LiNbO_3$ 압전기판위에 반도체 공정으로 제작하였다. SAW 온도센서의 음향 반사판에 따른 반사 신호의 특성을 분석하기 위하여 다양한 형태의 음향 반사판을 제작하여 표면탄성파 신호의 반사특성을 분석한 결과 빗살형 전극형태의 반사판이 가장 양호한 반사특성을 나타내었다. SAW 온도센서를 구동하기 위한 신호를 송신하고 온도에 따른 SAW 센서의 출력신호를 수신하기 위하여 다이폴 안테나와 마이크로프로세서에 기반한 무선 송수신 시스템을 제작하였다. $40{\sim}80^{\circ}C$의 온도 범위에서 개발된 SAW 온도센서와 무선 송수신 시스템을 평가한 결과 온도증가에 따라 SAW 온도센서의 공진 주파수가 선형적으로 감소하였으며 결정계수가 0.99 이상으로 정확한 무선 온도측정이 가능한 것으로 나타났다.

• 디지털융복합연구
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• 제16권7호
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• pp.223-229
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• 2018

최근 전기기기로 인한 화재발생이 급증함에 따라 기기에 대한 안전진단의 필요성이 높아지고 있다. 본 연구는 지능형의 Fuzzy기술을 이용한 전기기기의 안전진단에 관한 것으로 기기의 사용전류특성, 누적사용시간, 열화특성 및 Arc특성 등의 복합적인 전기안전 요인을 검출하여 진단한다. 이들 안전요인을 실시간으로 추출하기 위하여 각종 Sensor회로, DSP(Digital Signal Processor) 신호처리회로, 무선통신회로 등으로 구성된 Board를 설계하였고, 추출된 4가지 진단정보를 이용하여, 기기의 안전정도를 퍼지수치 값으로 표시하기 위하여 각 정보마다 Gaussian function을 사용한 퍼지 알고리즘을 설계하고 DSP에 실장 하였다. 지능적인 퍼지알고리즘은 4가지의 진단정보를 입력받아 퍼지엔진으로 추론하고 해당기기의 종합적인 안전 상태를 사람의 감성에 익숙한 100단계의 아날로그 퍼지 값으로 출력한다. 본 연구에서 구현된 DSP 하드웨어와 퍼지 알고리즘을 융합한 보드의 실험을 통하여, 전기기기의 운전 중 실시간 안전 상태를 복합적으로 검출하고, 사람에게 친화적인 감성적 퍼지 값으로 진단결과를 출력하는 기능을 소형의 DSP Board에서 구현할 수 있음을 입증하였다. 향후 인공지능 전용 Micom이 출시된다면 지능을 바탕으로 보다 진보된 진단 시스템을 연구할 수 있을 것으로 기대한다.

• 방사선산업학회지
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• 제6권1호
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• pp.31-40
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• 2012

There are two methods to fabricate the readout electronic to a large-area CMOS image sensor (LACIS). One is to design and manufacture the sensor part and signal processing electronics in a single chip and the other is to integrate both parts with bump bonding or wire bonding after manufacturing both parts separately. The latter method has an advantage of the high yield because the optimized and specialized fabrication process can be chosen in designing and manufacturing each part. In this paper, LACIS chip, that is optimized design for the latter method of fabrication, is presented. The LACIS chip consists of a 3-TR pixel photodiode array, row driver (or called as a gate driver) circuit, and bonding pads to the external readout ICs. Among 4 types of the photodiode structure available in a standard CMOS process, $N_{photo}/P_{epi}$ type photodiode showed the highest quantum efficiency in the simulation study, though it requires one additional mask to control the doping concentration of $N_{photo}$ layer. The optimized channel widths and lengths of 3 pixel transistors are also determined by simulation. The select transistor is not significantly affected by channel length and width. But source follower transistor is strongly influenced by length and width. In row driver, to reduce signal time delay by high capacitance at output node, three stage inverter drivers are used. And channel width of the inverter driver increases gradually in each step. The sensor has very long metal wire that is about 170 mm. The repeater consisted of inverters is applied proper amount of pixel rows. It can help to reduce the long metal-line delay.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권1호
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• pp.40-48
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• 2000

저전압 저전력 신호 처리를 위한 새로운 바이폴라 선형 트랜스컨덕터와 이것을 이용한 연산 트랜스컨덕턴스 증폭기를 제안한다. 이 트랜스컨덕터는 이미터 디제네레이션 저항을 갖는 npn 차동쌍과 이 차동쌍에 직렬로 연결된 pnp 차동쌍으로 구성된다. 이 구성에서 넓은 선형성과 온도 안정성을 위해 pnp 차동쌍의 바이어스 전류는 npn 차동쌍의 출력 전류를 사용하고 있다. 제안한 OTA는 선형 트랜스컨덕터와 세 개의 전류 미러를 갖는 트랜스리니어 전류 셀로 구성된다. 제안된 트랜스컨덕터는 종래의 그것과 비교하였을 때 우수한 선형성과 저전압 저전력 특성을 갖는다. 실험 결과, 50 ${\mu}S$의 트랜스컨덕턴스를 갖는 트랜스컨덕턴스가 공급 전압 ${\pm}$3V에서 입력 전압 범위가 -2V에서 +2V 사이에 ${\pm}$0.06% 보다 작은 선형 오차를 갖는다. 전력 소비는 2.44 mW이다. 25 ${\mu}S$의 트랜스컨덕턴스를 갖는 OTA 시작품을 바이폴라 트렌지스터 어레이를 가지고 만들었다. OTA의 선형성은 제안한 트랜스컨덕터와 같다. OTA 회로는 또한 0.5 S/A의 감도로 바이어스 전류 변화에따라 4-디케이드(decade)에 걸쳐서 선형적인 트랜스컨덕턴스를 갖는다.

• 대한공업교육학회지
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• 제34권2호
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• pp.346-362
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• 2009

본 연구는 광섬유센서를 이용하여 표면조도의 간이 비접촉 측정기를 개발하는데 목적이 있다. 광섬유 센서의 장점은 우수한 고속 응답성, 자기의 무영향, 제작의 편이성이다. 광섬유센서 표면조도 측정 원리는 측정물의 표면조도에 따라 반사되는 광의 세기와 기지의 표면조도 값을 일대일 대응시키는 것이다. 반사광의 세기는 센서 프로브로부터 표면까지의 거리와 표면조도에 따른 반사한계각에 따라 결정되는데 본 연구에서는 표면까지의 거리를 일정하게 하여 표면조도에 따른 반사한계각만을 가지고 표면조도가 결정되도록 측정 프로브를 제작하였다. 측정 시스템은 발광부, 수광부과 신호처리부로 구성되었다. 이 실험에서 사용된 표준 측정 재료는 SM45C, STS303과 Al60이었다. 연구결과 첫째, 재료에 따른 표면조도와 센서출력의 상관관계로부터 근사표면조도식을 도출하고 임의 가공된 시료의 표면조도 측정을 통해 근사표면조도식이 유효함을 입증하였다. 둘째, 실제 제작한 간이 광섬유센서 표면조도 측정기가 유용함을 입증하였다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권12호
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• pp.80-87
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• 2013

저가, 광대역, 그리고 넓은 이득 제어 범위를 갖는 전자 계측 시스템을 실현하기 위한 정극성 전류 컨베이어(positive polarity current-conveyor : CCII+)를 사용한 새로운 계측 증폭기(instrumentation amplifier : IA)를 설계하였다. 이 IA는 두 개의 CCII+, 세 개의 저항 그리고 한 개의 연산 증폭기(operational amplifier : op-amp)로 구성된다. 동작 원리는 두 입력 전압의 차가 전압 및 전류 폴로워(follower) 사용되는 두 개의 CCII+에 의해 각각 동일한 전류로 변환되고 이 전류는 op-amp의 (+)단자의 저항기와 귀환 저항기를 통과시켜 출력 전압을 구하는 것이다. IA의 동작 원리를 확인하기 위해 AB급 CCII+를 설계하였고 상용 op-amp LF356을 사용하여 IA를 구현하였다. 시뮬레이션 결과 CCII+를 사용한 전압 폴로워는 ${\pm}$4V의 선형범위에서 0.21mV의 오프셋 전압을 갖고 있었다. IA는 1개의 저항기의 저항값 변화로 -20dB~+60dB의 이득을 갖고 있으며, 60dB에 대한 -3dB 주파수는 400kHz이였다. 제안한 IA의 외부의 저항기의 정합이 필요 없고 다른 저항기로 오프셋을 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 소비전력은 ${\pm}$5V 공급전압에서 130mW이였다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제42권4호
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• pp.350-357
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• 2017

Purpose: In-situ monitoring of water quality is fundamental to most environmental applications. The high cost and long delays of conventional laboratory methods used to determine water quality, including on-site sampling and chemical analysis, have limited their use in efficiently managing water sources while preventing environmental pollution. The objective of this study was to develop an on-site water monitoring system consisting mainly of an Arduino board and a sensor array of multiple ion selective electrodes (ISEs) to measure the concentration of $NO_3$ ions. Methods: The developed system includes a combination of three ISEs, double-junction reference electrode, solution container, sampling system consisting of three pumps and solenoid valves, signal processing circuit, and an Arduino board for data acquisition and system control. Prior to each sample measurement, a two-point normalization method was applied for a sensitivity adjustment followed by an offset adjustment to minimize the potential drift that could occur during continuous measurement and standardize the response of multiple electrodes. To investigate its utility in on-site nitrate monitoring, the prototype was tested in a facility where drinking water was collected from a water supply source. Results: Differences in the electric potentials of the $NO_3$ ISEs between 10 and $100mg{\cdot}L^{-1}$ $NO_3$ concentration levels were nearly constant with negative sensitivities of 58 to 62 mV during the period of sample measurement, which is representative of a stable electrode response. The $NO_3$ concentrations determined by the ISEs were almost comparable to those obtained with standard instruments within 15% relative errors. Conclusions: The use of the developed on-site nitrate monitoring system based on automatic sampling and two-point normalization was feasible for detecting abrupt changes in nitrate concentration at various water supply sites, showing a maximum difference of $4.2mg{\cdot}L^{-1}$ from an actual concentration of $14mg{\cdot}L^{-1}$.

• 전자공학회논문지
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• 제53권1호
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• pp.59-67
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• 2016

저가, 광대역, 그리고 넓은 이득 제어 범위를 갖는 전자 계측 시스템을 실현하기 위한 완전-차동 선형(fully-differential linear operational transconductance amplifier : FLOTA)를 사용한 새로운 계측 증폭기(instrumentation amplifier : IA)를 설계하였다. 이 IA는 한 개의 FLOTA, 두 개의 저항 그리고 한 개의 연산 증폭기(operational amplifier : op-amp로 구성된다. 동작 원리는 FLOTA에 인가되는 두 입력 전압의 차가 각각 동일한 차동 전류로 변환되고 이 전류는 op-amp의 (+)단자의 저항기와 귀환 저항기를 통과시켜 단일 출력 전압을 구하는 것이다. 제안한 IA의 동작 원리를 확인하기 위해 FLOTA를 설계하였고 상용 op-amp LF356을 사용하여 IA를 구현하였다. 시뮬레이션 결과 FLOTA를 사용한 전압-전류 특성은 ${\pm}3V$의 입력 선형 범위에서 0.1%의 선형오차와 2.1uA의 오프셋 전류를 갖고 있었다. IA는 1개의 저항기의 저항 값 변화로 -20dB~+60dB의 이득을 갖고 있으며, 60dB에 대한 -3dB 주파수는 10MHz이였다. 제안한 IA의 외부의 저항기의 정합이 필요 없고 다른 저항기로 오프셋을 조절할 수 있는 장점을 갖고 있다. 소비전력은 ${\pm}5V$ 공급전압에서 105mW이였다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제38권3호
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• pp.258-268
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• 2001

정보량이 많은 고화질의 동영상을 실시간으로 전송하기 위하여 압축 알고리즘을 필수적으로 사용하고 있으며, 시간적 중복성을 제거하는 동영상의 압축방법은 움직임 추정 알고리즘을 사용한다. 본 연구에서 설계하고자 하는 움직임 추정기는 블록정합 알고리즘이며, MPEG 부호기에서 사용되는 DCT 연산 결과인 DC 값을 이용하여 화면의 밝기를 판단한다. 움직임 추정기는 휘도 신호 8비트 모두를 사용하지 않고, 화면 밝기에 따른 비트 플레인(bit plane)에서 3비트만 선택하는 비교선택기를 이용한다. 본 연구에서 제안한 비교 선택기는 I-Picture만을 계산한다. I-Picture에 의해 계산된 선택 비트는 I, P와 B Picture의 움직임 추정 연산에 사용함으로서 움직임 추정기의 크기를 줄일 수 있는 구조를 제안하였다. 제안된 움직임 추정기의 고찰을 위하여 실험에 사용된 표준 동영상의 해상도는 352×288이며, DCT 연산의 처리 블록은 8×8이며, 탐색 영역은 23×23이다. 제안된 알고리즘은 C언어로 모델링하였으며, 기존 완전탐색방법과 PSNR을 비교한 결과 사람의 시각으로 거의 구별할 수 없는 작은 차이(0～0.83dB)가 나타남을 알 수 있었다. 본 연구에서 제안한 움직임 추정기의 하드웨어 크기는 기존 구조Ⅰ보다 38.3％, 기존 구조Ⅱ보다 30.7％ 줄일 수 있었고, 메모리 크기는 기존 구조Ⅰ,Ⅱ보다 31.3％ 줄일 수 있었다.