본 논문에서는 성능 변수들을 측정하기 위해 검사용 설계 (design-for-testability, DFT) 방법을 기초로한 새로운 고주파 검사 회로를 제안한다. 이러한 기술은 저잡음 증폭기 (LNA)의 입력 임피던스, 이득, 잡음지수, 입력 전압 정재파비 (VSWR) 및 출력 신호대 잡음비 (SNR)를 제공한다. 이러한 고주파 경사 방식은 DR 칩에서 측정된 출력 DC 전압과 이론적인 수식을 이용하여 실제 고주파 소자의 중요 사양을 산출할 수 있다.
본 논문에서는 노인성 난청으로 인한 청력도 감쇄를 보상하는 고주파 증폭 회로를 제안한다. 노인성 난청은 고음역(고주파 대역)의 청력도가 저음역(저주파대역)에 비해 더 떨어지는 저주파 통과 필터의 특성을 보이므로, 보상회로는 임계주파수 이상의 대역에서는 주파수에 비례하여 신호를 증폭하고 임계주파수 이하에서는 증폭도를 일정하게 유지하는 구조이다. 제안된 고주파 회로는 미분기, 단위 이득 증폭기로 구성된다. 임계주파수는 볼륨 조절 레버 형태로 간단하게 제어가 가능한 구조로 노인들이 자신의 난청정도에 따라 쉽게 증폭도를 조절할 수 있다. 고주파 증폭회로의 임계주파수는 가청주파수 전 대역에서 연속적으로 조절 가능하고, 10 kHz 음역의 신호는 80dB 이상 증폭도를 가진다.
전파전송개념은 기본회로 소자인 인덕터와 커패시터의 이해에 입각하여 보다 쉽게 파악할 수 있다. 송전선은 전화신호와 전력을 한 곳에서 다른곳으로 전도하며, 이러한 전도성이 고주파 신호에 대해서는 존재하지 않지만 전파에의 초보로서 두 평행도체 사이의 전파전송을 이용하는 것이 설명에 쉽다. 전송선은 단위길이마다 커패시턴스 C와 인덕턴스 L을 가지므로, 전송선 방정식을 유도하려면 회로소자 인덕터와 커패시터의 기본성질을 알아야 한다 .
44.1 kHz 샘플링 비율의 표준 CD음질의 오디오 신호를 인터넷 상에서 전송 및 분배하기 위해서 네트워크 대역폭과 저장 공간의 제한점을 고려해야 한다. 이러한 제한은 오디오 신호의 샘플링 비율을 낮추거나 MP3와 같은 오디오 데이터 압축 기법을 이용하여 해결할 수 있지만, 공통적으로 고 주파수 (High frequency) 대역의 정보가 손실 된다는 문제가 발생한다. 이러한 고 주파수 손실은 결국 저 샘플링 비율의 오디오 신호를 생성하게 되며 표준 CD음질을 가지는 오디오 신호보다 제한된 저 주파수 대역만을 재생할 수 있게 된다. 일반적으로 오디오 신호의 고주파 성분은 위치정보와 명료도, 재생 환경 등에 대한 음의 풍부한 정보를 제공한다. 본 논문의 목적은 LMS 적응 필터링과 DWT 분석/합성을 이용하여 저 샘플링 비율을 가지는 오디오 신호로부터 고 주파수 대역의 정보를 효과적으로 추정하는 것이다. 제안된 알고리즘은 DWT 영역에서 LMS 적응 알고리즘을 이용하여 고 주파수 정보를 추정하고 DWT 합성을 이용하여 고 주파수 정보가 강화된 고음질의 오디오 신호를 재생한다. 제안된 알고리즘의 성능 평가를 위해 실제 음성신호와 음악 신호를 이용하여 컴퓨터 모의 실험과 청취 평가를 수행하여 기존 알고리즘과 비교하였으며, 실험 결과 제안된 알고리즘의 우수성을 확인하였다.
본 논문에서는 음질향상 알고리즘을 내장한 MPEG-1 오디오 디코더를 Embedded OS(Linux)기반 플랫폼에 구현하였다. 네트워크 대역폭과 저장 공간의 제한점을 고려한 MP3, AAC, OGG 등과 같은 손실 오디오 압축 코덱들은 공통적으로 고주파 대역의 정보가 손실되는데, 이러한 고주파 신호성분 손실은 결국 표준 CD음질을 가지는 오디오 신호보다 제한된 저주파 대역만을 재생할 수 있게 된다. 본 논문은 손실된 고주파 대역의 신호성분과 하모닉 성분을 효과적으로 추정 및 복원할 수 있는 음질 향상 알고리즘을 MPEG-1 오디오 디코더 내부에 각 계층 I, II, III 특성별로 최적화하여 Embedded Linux 플랫폼으로 구현하였다. 기존의 MPEG-1 오디오 디코더와의 비교 청취 실험을 통해 본 논문에서 구현된 시스템이 신호 스펙트럼 및 음질 면에서 향상되었음을 확인할 수 있었다.
3상 4선식 배전계통에서 특정 수용가가 어떤 변압기로부터 공급되는지를 결정하기 위한 전력선 통신방식을 활용한 식별 방법이 제안된다. 이러한 배전계통에서 전력선 통신 신호의 전달 특성을 분석하기 위한 변압기, 3상 선로, 부하 등에 대한 수치해석 모델을 기술한다. 배전선로에 고주파 전력신호를 주입하여 분석 한 결과 고주파 신호는 배전선에서 전달 능력에 한계 능력을 갖는다. 보통 배전계통의 전력 변압기는 그러한 고주파 신호의 전달을 차폐하게 된다. 이러한 제안된 전송제한 방법을 사용하여 변압기를 식별하는데 적용한다. 새로운 형태의 전력선 변압기 식별시스템이 설계 및 구현된다. 시스템은 전력선 통신 모듈을 바탕으로 송수신기로 구성된다. 이론적 개념을 검증하기 위해서 일반 상업용 건물에서 실험이 행하여진다. 또한 MATLAB Simulink 시뮬레이터를 사용하여 개념에 대한 이해를 위한 시뮬레이션이 수행된다.
액체로켓엔진용 산화제펌프의 캐비테이션 시험 중 입출구 배관과 펌프 케이싱에서 계측된 고주파 신호를 분석하였다. 각각의 데이터의 RMS 값을 캐비테이션 수에 따라 표현하였다. 또한 회전수 동기 주파수와 날개 개수 성분, 캐비테이션 불안정성 주파수의 크기를 검토하였다. 입출구 배관의 압력섭동은 캐비테이션 불안정성의 영향을 받았다. 출구 배관의 신호에서는 인듀서 날개 주파수인 3x 성분이 탁월하였다. 이러한 현상은 임펠러의 날개 개수가 인듀서의 날개 개수의 배수인 것과 관계가 있는 것으로 추정된다. 케이싱에 부착된 가속도계에서도 캐비테이션 불안정성 주파수가 확인되었다.
최근 커피전문점이 급격히 늘어남과 동시에 커피 전문점에서 공부나 작업을 하는 사람들이 많이 나타나게 되었으며, 커피전문점에서는 고객 회전율, 수익 등에 문제로 고객들의 매장 이용에 관한 분석이 요구되기 시작하였다. 이러한 분석을 위해 영상 분석, QR 코드 인증, 블루투스 비콘 등의 방법들이 제안되었으나, 사생활 침해 문제, 낮은 정확성 등의 문제점이 있어 활용이 쉽지 않다. 따라서 본 연구에서는 이 문제점을 해결하며, 보다 정확한 매장 내 혼잡도 정보를 제공하기 위해 고주파 신호 기반 혼잡도 측정 시스템을 제안한다. 고주파 신호는 블루투스 신호를 대치하며, 신호의 전달 범위가 매장 내로 한정되어 정확도를 높일 수 있는 장점이 있다. 제안 시스템의 성능 검증을 위해 블루투스 기반 혼잡도 측정과 비교 실험을 진행하였고, 그 결과 제안 방법이 보다 높은 정확도를 나타내었다. 즉, 제안 방법은 커피 전문점에서의 혼잡도 정보 제공 및 통계처리에 효과적인 유용한 서비스가 될 것이다.
본 논문은 실험적 고찰을 통해 고주파 전송선 회로의 시그널 인테그러티를 정확하게 검증하는 방법을 제시하였다. 패키지 공정을 이용하여 제조한 배선의 공정편차, 표면 거칠기 효과, 표피 효과, 시뮬레이션을 위한 경계조건 등은 시뮬레이션의 정확도에 상당한 영향을 끼친다. 이러한 영향을 장해석기(HFSS)에 적용할 수 있는 변수로 변환하여 보다 정확하게 시그널 인테그러티를 검증 할 수 있도록 한다. 단일 신호선과 두 개의 전자기적으로 결합된 신호선에서의 신호 천이 특성을 측정 데이터와 제안하는 방법의 시뮬레이션 결과와 비교를 통해 제안한 방법의 정확성을 검증하였다.
다수의 입력을 필요로 하는 전류모드 Max 회로에서 고주파 왜곡을 효과적으로 억제할 수 있는 trans conductance 조정 방법을 제안하였다. Max 회로에 인가되는 입력 신호의 개수가 증가하면, 기생 커패시턴스는 입력 단의 개수에 비례하여 누적되게 된다. 본 연구에서는 Max 회로의 왜곡 신호의 크기가 누적된 기생 커패시턴스와 출력신호의 변화율에 비례하며, 공통 다이오드결선 트랜지스터의 transconductance 값에 반비례하게 됨을 밝혔다. 왜곡 억제를 위한 효과적인 방안으로 공통 다이오드결선 트랜지스터의 transconductance 값을 최소화하는 방안을 제시하였다. 이 방법의 효용성은 다양한 수의 입력 신호를 갖는 전류모드 Max 회로에 대해서 HSPICE 시뮬레이션을 통해 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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