• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권11호
• /
• pp.6-12
• /
• 2010

본 논문에서는 시그마-델타 변조기에 기반 한 D급 오디오 증폭기를 제안한다. 16-비트 병렬의 디지털 입력신호는 4-차 디지털 시그마-델타 변조기에 의해 2-비트의 신호로 직렬화되고, 이 신호는 4-차 아날로그 시그마-델타 변조기로 인가된다. 아날로그 시그마 델타 변조기의 출력단의 파워 스위치는 3-레벨로 동작하며, 3-레벨의 펄스 밀도 변조(PDM) 출력 신호는 LC-필터를 통해 저역 통과되어 스피커에 전달된다. 아날로그 시그마-델타 변조기의 첫 단의 적분기는 디지털 시그마-델타 변조기의 출력으로부터 샘플된 이산 시간 영역의 신호를 입력으로 받아들이고, 동시에 파워 스위칭 단의 연속 시간 영역의 출력 신호를 부궤환(feedback) 받기 위해 스위치드-캐패시터 적분기와 연속시간 영역의 적분기를 혼합된 형태로 구현되었다. 제안된 클래스-D 오디오증폭기는 CMOS 0.13-um 공정을 이용해 제작되었으며 100-Hz 부터 20-kHz의 신호 주파수 영역에서 동작한다. 제작된 D급 오디오 증폭기는 4-${\Omega}$ 부하 저항에서 최대 18.3-mW을 내고 0.035-%의 전고조파 왜율(total harmonic distortion pluse noise : THD+N) 성분과 80-dB의 입력신호 대역폭(dynamic range)을 갖는다. 아날로그 및 디지털 변조기는 1.2-V 전원 전압으로 동작하며 총 457-uW의 전력을 소모한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.114-124
• /
• 2011

본 논문에서는 2 GHz 선형 위상 천이 특성을 갖는 위상천이기를 설계 및 제작하여 보였다. 소형의 위상 천이기 구현을 위해 집중소자로 구성된 전통과 회로망(all pass network)을 기반으로 위상천이기를 구성하고, 박막세라믹 공정을 이용하여 제작하였다. 또한, 선형의 위상 천이 특성을 얻기 위해 버랙터(varactor) 다이오드에 직렬 커패시터를 연결하여, 전압에 대한 커패시턴스를 선형화함으로써 비선형성을 개선하였다. 전통과 회로망에 나타나는 인덕터는 스파이럴 인덕터로 구현하고, 이를 다이오드 바이어스 회로에 활용하여 $4\;mm{\times}4\;mm$ 면적을 가지는 소형 위상천이기를 구성할 수 있었다. 또한, 온-웨이퍼(on wafer)로 측정을 위해 입출력은 CPW(Coplanar Waveguide) 형상으로 구현하였으며, 제작된 위상천이기는 버랙터 조정 전압 0~5 V에 대하여, 2 GHz에서 삽입 손실은 약 4.2~4.7 dB, 위상 변화량은 약 $79^{\circ}$였으며, 예상한대로 선형 위상 천이 특성을 보였다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제27권6A호
• /
• pp.618-627
• /
• 2002

2차원 이산 웨이블릿 변환(2D-DWT)을 이용한 영상처리에서 영상의 경계부분 화소들을 처리하는 방법은 영상의 화질과 구현비용에 영향을 미친다. 본 논문에서는 하드웨어 및 소프트웨어 구현에 적합하고 화질의 손실이 거의 없는 효과적인 경계화소 처리방법을 제안하였다. 이 방법은 2차원 영상을 1차원 배열로 처리하는 방법으로, DWT 진행방향에 따라 영상을 직렬의 연속적인 데이터구조로 간주하고 DWT를 수행(Serial-Sequential Processing)한다. 제안한 방법의 성능 및 구현의 용이성을 보이기 위하여 영상을 압축하고 복원하는 영상압축 코덱을 구현하여 실험하였다. 여기에는 로그-스케일의 고정 양자화기를 사용하였으며, 엔트로피 코더는 구현하지 않았다. 실험결과 압축률 2:1 이상의 경우(엔트로피 코딩을 제외한 압축율) 주기적 확장(Periodic Expansion, PE)방법과는 거의 동일한 SNR(Signal to Noise Ration)을 보였으며, 대칭적 확장(Symmetric Expansion, SE)방법에 비해서는 15.3%, 0-화소 삽입(Zero-Padding Expansion, ZPE)방법에 비해서는 9.6% 높은 SNR을 보였다. 또한 주기적 확장방법은 본 논문의 방법에 비해 12.99%의 메모리가 더 필요하였으며, 영상의 압축동작만을 고려할 때 제안한 방법에 비해 SE 방법과

• 전자공학회논문지
• /
• 제50권3호
• /
• pp.59-67
• /
• 2013

Reed-Solomon(RS) 코드는 강력한 에러 정정 능력으로 널리 사용된다. 최근 제안된 RS 코드의 리스트 디코딩 알고리즘은 일반적인 디코더보다 더 큰 디코딩 반경을 가지며 하나 이상의 코드를 찾아낸다. 리스트 디코더는 복잡도가 매우 큰 Interpolation 단계를 포함하며 효율적인 하드웨어 설계가 필요하다. 본 논문에서는 연판정 RS 리스트 디코딩 알고리즘을 위한 효율적인 저복잡도 Interpolation 구조를 제안한다. 제안된 구조는 후보다항식의 Y 차수에 대해서는 병렬로 처리하며 X 차수에 대해서는 직렬로 처리한다. 후보다항식의 처리순서는 계수의 메모리사용의 효율성을 높이기 위하여 적응적으로 결정한다. 따라서 내부 저장공간이 최소화되며 메모리 구조와 접근이 단순해진다. 또한 제안된 구조는 각 모듈의 레이턴시가 유사하고 모듈간 스케쥴링을 최대한 중첩함으로써 높은 하드웨어 효율을 보여준다. 예제로써 (255, 239) RS 리스트 디코더를 설계하였으며 동부하이텍 $0.18{\mu}m$ 표준 셀 라이브러리를 사용하여 합성하여 검증되었고 결과 최대 동작 주파수는 200MHz이고 게이트 수는 25.1K이다.

• 한국과학교육학회지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.487-500
• /
• 1999

관찰은 과학자는 물론 과학교육자에게 매우 중요한 것으로 취급되어왔고 탐구수업에서도 중요하게 취급되어왔다. 그러나 이와 같은 중요성에도 불구하고 지금까지 그 의미가 미분화된 상태로 사용되어왔다. 본 연구에서는 이론적 연구와 학생들의 관찰진술문을 토대로 관찰의 본성을 파악하고, 학생의 관찰 행동을 범주화하고 분류할 수 있는 분류 틀을 개발하고자 하였다. 이를 위하여 촛불관찰 과제, 자석 주위의 철가루 관찰 과제, 이중진자 관찰 과제, 직렬로 연결된 2개의 꼬마전구의 밝기 관찰 과제에 적용하여 중학교 고등학교 그리고 대학생들을 대상으로 학생의 관찰 행동을 분류해 보았다. 연구 결과, 초보적 관찰을 좌표의 원점으로 하고, 해석적 관찰, 간섭적 관찰, 조작적 관찰이 각각의 축 위에 놓이는 3차원 틀을 설정할 수 있었다. 이와 같은 분류 틀에 따라 학생들의 응답을 분류한 결과 첫째, 관찰로 볼 수 없는 사례들을 포함하여 학생들의 거의 모든 응답을 본 기준에 따라 분류할 수 있어 본 분류 틀이 학생들의 관찰 진술문을 분석하는데 유용함을 볼 수 있었다. 둘째, 학생들의 응답유형은 각 과제별로 다르게 나타났다. 예를 들면, 가장 많은 초보적 관찰을 보인 과제는 이중 진자이었고 가장 적은 경우는 꼬마전구의 밝기 관찰과제이었다. 셋째, 학년에 따라서도 관찰유형이 상당히 다르게 나타남을 볼 수 있었다. 예를 들면, 중학생과 고등학생의 경우 이중진자와 자석 주위의 철가루 관찰 과제에서는 조작적 관찰을 전혀 보이지 않은 반면, 꼬마전구의 밝기 관찰과제에서는 상당한 비율의 조작적 관찰을 보였다. 또한 관찰로는 볼 수 없는 상당수의 사례가 있었다. 과학교육에서 관찰은 매우 중요하게 취급되어왔고 많은 평가준거에 관찰이 포함되어 있다. 그러나 현행의 관찰의 의미는 너무 포괄적으로 보인다. 따라서 본 연구결과 같이 관찰의 유형을 좀 더 세분하여 나타낸다면, 과학학습은 물론 평가에서도 좀 더 상세한 지도와 평가가 이루어 질 것으로 기대된다. 또한 계속연구로 좀 더 다양한 대상과 과제에 대하여 연구함으로서 관찰의 분류 틀을 수정 보완할 필요성이 있다.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제8권3호
• /
• pp.199-208
• /
• 2002

본 연구에서는 실험을 통해 PLC와 하부장치들 사이에 RS -485 직렬 통신방식의 네트웍을 이용한 정보 교환에 있어 잡음 손실이나 왜곡현상이 매우 낮다는 것을 보였다. 제시한 네트웍 방법과 알고리즘에 의해 동작하는 PLC의 효율과 작업 능력을 기반으로 작업장을 분화하여 필요한 작업을 배치한 방법은 매우 효과적이고 편리하며 유용한 정보를 제공하였다. 보다 정확한 정보의 축척과 높은 효율을 위해 본 실험에서 제시한 알고리즘과 운용방법을 각 목장에 활용할 때에는 사용자나 관리자의 요구에 따라 데이터를 통한 계측장비의 교정과 함께 수정이 필요하겠다. 하지만 무엇보다 PLC를 이용한 축산자동화를 통해 사양관리에 필요한 생체 계측 정보를 착유와 동시에 자동으로 다량 획득하여 데이터 전자 문서파일로 보관함으로서, 긴 시간의 지연 없이 사양관리 감독자에게 제공할 수 있는 방법적 해결에 유용성과 신속성을 보였고 사용자나 관리자가 필요한 작업을 수행할 때에 매일 반복적인 작업에 대한 보조적 역할을 하거나 착유 시설과 급이 시설에 완전한 자동화 무인화를 위한 보조적 장비로서 필요한 시설과 정보를 제공하는 것이 가능함을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제19권3호
• /
• pp.319-326
• /
• 2015

본 논문에서는 OPC 스택이 없는 제어기를 OPC DA 클라이언트와 통신하도록 하는 변환 소프트웨어 개발 기법을 제안한다. 제안된 기법은 OPC DA 표준 프로토콜에 기반을 둔 OPC 서버 구현, OPC 태그 및 포인트의 정보를 확인할 수 있는 GUI 개발, OPC 프로토콜에서 개방형 표준 프로토콜로 변환하는 변환모듈 개발 등의 3가지 과정으로 구성된다. OPC DA 표준 프로토콜에 기반을 둔 OPC 서버 구현 과정은 산업용 OPC DA 클라이언트와 OPC DA 프로토콜을 통하여 데이터를 주고받을 수 있도록 PC에 서버를 구현하는 단계이다. OPC 태그 및 포인트의 정보를 확인할 수 있는 GUI 개발 과정은 OPC 서버를 구동시키고 이를 윈도우 레지스트리에 등록하며 OPC 태그 및 포인트를 확인하고 직렬통신 데이터의 송수신 확인을 위한 GUI 개발 단계이다. OPC DA 프로토콜에서 개방형 표준 프로토콜로 변환하는 변환모듈 개발과정은 OPC DA 클라이언트로부터 수신된 OPC 태그의 데이터를 개방형 표준 프로토콜을 사용하는 산업용 제어기기와 직접적으로 통신을 할 수 있도록 프로토콜을 변환함으로써 데이터를 송수신 할 수 있는 변환모듈을 개발하는 단계이다. 개발된 소프트웨어의 효율성을 평가하기 위하여 본 논문에서 개발한 서버단의 소프트웨어와 OPC 클라이언트를 연결하고, 개방형 표준 프로토콜을 사용하는 5개의 샘플 제어기기와 연결하여 테스트 한 결과 전체 송수신 패킷 중에서 96.98%의 평균 통신 성공률을 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 OPC DA 변환 소프트웨어를 이용하여 Modbus 프로토콜을 지원하는 산업용 빌딩 제어 장치와 산업용 OPC DA 클라이언트 사이에 통신을 수행시킬 수 있음이 확인되었다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제18권1호
• /
• pp.35-43
• /
• 2014

본 논문은 무선 전력 전송에 관한 이론을 토대로 송신부와 수신부의 두 개의 평면 코일 사이의 자기 유도 원리의 다양한 조건 변화에 따른 무 접촉 무선 전력 전송에 관한 연구이다. 실험은 무 접촉 방식으로 전력을 전송 할 수 있는 송신부인 1차 측 코일과 수신부인 2차 측 코일 및 하프브리지 직렬 공진 컨버터를 적용한 무선 전원 장치의 송신부 회로와 수신부회로의 출력 전압 및 전원을 계산할 수 있는 환경을 마련해 주었다. 송신부의 유도 결합 공진 컨버터의 주 전원은 태양광 전지 모듈과 대체 광원으로서 인공 광원(할로겐 램프)을 이용하여 전기 에너지로 변환 시켜 사용하였으며 태양광 발전으로부터 공급받은 24 V 전원을 무선 전력 전송 장치를 위한 입력 전원으로 사용하였다. 실험 결과, 전달 받은 전력은 수신부 회로에서 조명을 밝히거나 배터리를 충전하는데 사용된다. 그리고 송신부의 출력 측에서 측정을 통해 수신부의 입력 전력과 비교하여 무선 전력 전송 효율은 약 70~89%로 나타났다. 또한 이 논문을 위해서, 무선 전력 전송 시 이물질이 간섭하였을 때, ID 검증 방식과 전압의 위상차 비교 방법을 통해 효율성 실험을 하였다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제21권3호
• /
• pp.17-23
• /
• 2020

본 논문에서는 MMC(Modular Multilevel Converter) 시스템 개발시 필요한 등가 회로를 이용한 MMC 시뮬레이션 모델을 제안한다. MMC는 하프 브릿지 혹은 풀 브릿지 형태의 서브 모듈이 직렬로 수십 개에서 수백 개가 연결된 형태의 전력변환기로, 전압형 HVDC(High Voltage Direct Current)와 같은 고압 송전에 가장 적합한 토폴로지로 선택되어 상용화 되어 있다. MMC의 알고리즘 개발을 위해서는 전체 시스템의 시뮬레이션이 필수적이다. 그러나, 수백 혹은 수천 개의 스위칭 소자를 사용하여 MMC의 시뮬레이션 모델의 구성하거나 시뮬레이션을 수행하는 것은 사실상 불가능하다. 따라서 본 논문에서는 전압 레벨 증가 등의 확장성이 용이하고 MMC 변환기의 전압 전류의 동특성을 등가화하여 구현한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 스위칭 신호와 암 전류의 방향으로부터 등가 회로의 전압과 전류식을 연산하고, 이를 Matlab/Simulink를 이용하여 등가 모델화한다. 개발된 모델의 타당성을 보이기 위하여 스위칭의 소자를 이용한 5 레벨의 MMC와 본 논문에서 제안하는 등가 모델 MMC의 시뮬레이션의 결과를 보인다. 두 모델의 전류 파형, 전압 파형 등이 일치함을 보임으로써 개발 모델의 타당성을 보이고자 한다.

• 한국통신학회논문지
• /
• 제28권11C호
• /
• pp.1077-1087
• /
• 2003

본 논문에서는 IPsec등의 네트워크 보안 프로토콜을 위해 다중모드를 가지는 블록암호시스템의 구조를 제안하고 ASIC 라이브러리를 이용해서 하드웨어로 구현하였다. 블록 암호시스템의 구성을 위해서 AES, SEED, 그리고 3DES 등의 국내외 표준 블록암호화 알고리즘을 사용하였고 네트워크를 비롯한 유/무선으로 입력되는 데이터를 최소의 대기시간(최소 64클럭, 최대 256클럭)만을 가지면서 실시간으로 데이터를 암호화 혹은 복호화시킬 수 있다. 본 설계는 ECB, CBC, OFB뿐 아니라 최근 많이 사용되는 CTR(Counter) 모드를 지원하고 다중 비트단위(64, 128, 192, 256 비트)의 암/복호화를 수행한다. IPsec등의 네트워크 보안 프로토콜로의 연계를 위해 알고리즘 확장성을 보유한 하드웨어로 구현되었고 여러 암호화 알고리즘의 동시적인 동작이 가능하다. 적절한 하드웨어 공유와 프로그래머블한 특성이 강한 내부데이터 패스를 통해 자체적인 블럭암호화 모드를 지원하기 때문에 다양한 방식의 암/복호화가 가능하다. 전체적인 동작은 직렬 통신에 의해서 프로그래밍되고 명령어의 디코딩을 통해 생성된 제어신호가 동작을 결정한다. VHDL을 이용해 설계된 하드웨어는 Hynix 0.25$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정을 통해 합성되었고 약 10만 게이트의 자원을 사용하였으며, 100MHz 이상의 클럭 주파수에서 안정적으로 동작함을 NC-Verilog에서 확인하였다.