• 제목/요약/키워드: A/D Converter

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QUANTITATIVE MONITORING OF TISSUE OXYGENATION BY TIME-RESOLVED SPECTROSCOPY

  • Yamashita, Yutaka;Oda, Motoki;Ohmae, Etsuko;Tsuchiya, Yutaka
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.2101-2101
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    • 2001
  • Near-infrared spectroscopy is now being used in clinical diagnosis as a non-invasive monitor of tissue oxygenation state. However, due to lack of the optical pathlength information within tissues, it is still difficult to quantitate the hemoglobin concentration with present CW techniques. Time-resolved spectroscopy (TRS), which measures temporal profiles of emerging light from tissues, enables to estimate the pathlength distribution within tissues by converting time to distance. Consequently, quantitative measurement of tissue oxygenation is possible by analyzing the data with optical diffusion equation 1) or our Microscopic Beer-Lambert law2). Time-Resolved Spectroscopy System : TRS-1O3) Our TRS-10 system consists of a three-wavelength (759, 797, 833 nm) PLP as pulsed light source, a high speed PMT with high sensitivity and three signal-processing circuits for time-resolved measurement (CFD/TAC, A/D converter and histogram memory). Optical pulse train consisting of 759, 797 and 833nm is generated by PLP at 5㎒ repetition rate and irradiated a sample through a single optical fiber. The diffuse-reflected light from the sample is collected by a bundle fiber and then detected by the PMT for single photon measurement. After being amplified by a following fast amplifier, the electrical signals for each wavelength are picked out by CFD/TAC module. Then, a signal processing circuit integrated the TRS data for each wavelength individually. The simultaneous TRS measurement for three wavelengths achieved without any optical or mechanical switch. Experiment and Results Input and detection fibers of TRS-10 were attached at the human forehead with a fiber separation of 3cm. TRS measurements were continuously performed for about 20 minutes including 2 minutes hyper ventilation. It was observed that the total hemoglobin concentration was decreasing during the hyper ventilation and recovered until 2 minutes after hyper ventilation. On the other hand, the deoxy-hemoglobin concentration began to increase after hyper ventilation and had its peak at around 2 minute later, showing 502 drop from 75% to 60% due to inhibition of breathing by performing hyper ventilation. The results showed that this system might be able to quantitate the concentrations of oxy- and deoxy-hemoglobin in the human brain.

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마이크로 전자 기계 시스템 응용을 위한 12비트 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 A/D 변환기 (A 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ Algorithmic A/D Converter for MEMS Applications)

  • 김영주;채희성;구용서;임신일;이승훈
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제43권11호
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    • pp.48-57
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    • 2006
  • 본 설계에서는 최근 부상하고 있는 motor control, 3-phase power control, CMOS image sensor 등 각종 센서 응용을 위해 고해상도와 저전력, 소면적을 동시에 요구하는 12b 200KHz 0.52mA $0.47mm^2$ 알고리즈믹 ADC를 제안한다. 제안하는 ADC는 요구되는 고해상도와 처리 속도를 얻으면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화하기 위해 파이프라인 구조의 하나의 단만을 반복적으로 사용하는 알고리즈믹 구조로 설계하였다. 입력단 SHA 회로에서는 고집적도 응용에 적합하도록 8개의 입력 채널을 갖도록 설계하였고, 입력단 증폭기에는 folded-cascode 구조를 사용하여 12비트 해상도에서 요구되는 높은 DC 전압 이득과 동시에 층L분한 위상 여유를 갖도록 하였다. 또한, MDAC 커패시터 열에는 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하기 위해서 인접 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하였으며, SHA와 MDAC 등 아날로그 회로에는 향상된 스위치 기반의 바이어스 전력 최소화 기법을 적용하여 저전력을 구현하였다. 기준 전류 및 전압 발생기는 칩 내부 및 외부의 잡음에 덜 민감하도록 온-칩으로 집적하였으며, 시스템 응용에 따라 선택적으로 다른 크기의 기준 전압을 외부에서 인가할 수 있도록 설계하였다. 또한, 다운 샘플링 클록 신호를 통해 200KS/s의 동작뿐만 아니라, 더 적은 전력을 소모하는 10KS/s의 동작이 가능하도록 설계하였다. 제안하는 시제품 ADC는 0.18um n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL과 INL은 각자 최대 0.76LSB, 2.47LSB 수준을 보인다. 또한 200KS/s 및 10KS/s의 동작 속도에서 SNDR 및 SFDR은 각각 최대 55dB, 70dB 수준을 보이며, 전력 소모는 1.8V 전원 전압에서 각각 0.94mW 및 0.63mW이며, 시제품 ADC의 칩 면적은 $0.47mm^2$ 이다.

마이크로프로쎄서를 이용한 과채류 자동 저장 제어장치의 제작과 온도 자동계측 관리 시스템 (Development of Microprocessor-based Automatic Storage Controller and Temperature Auto-measurement System for Horticultural Crops)

  • 박제균;전재근;이승구;김공환
    • 한국식품과학회지
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    • 제20권6호
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    • pp.845-849
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    • 1988
  • 저장실, 저장상자, 공기분배장치 등을 포함한 실험실 규모의 저장실을 설계, 제작하였다. 과실류를 수용할 수 있는 저장상자(1.7 l)는 투명아크릴을 재질로 일정 공기가 계속해서 순환되도록 하고 저장실은 $0{\sim}30^{\circ}C$ 범위내에서 ${\pm}0.5^{\circ}C$의 정확도로 온도제어가 가능하였다. 저장상자로 유입되는 공기는 공기분배 장치를 통하여 예냉과 공기압의 균일화가 이루어지도록 하였고 Solenoid valve를 사용한 저장상자 선택장치를 제작하였다. 이와 같은 저장시설의 환경제어와 계측을 전담할 수 있는 마이크로프로셰서 시스템을 8 bit 마이크로프로쎄서와 기억장치, 그리고 입출력장치 등의 IC chip을 이용하여 설계 제작하였다. 동 시스템을 활용하기 위하여 저장환경의 제어를 위한 소프트웨어를 개발하고 운영프로그램을 ROM화 할 수 있었다. 제작된 저장 자동제어장치 시스템을 이용 밀감류 저장에 적용하여 저장시설의 운영 및 온도의 자료수집을 성공적으로 수행할 수 있었다.

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RESEARCH ON MODULARIZED DESIGN AND PERFORMANCE ASSESSMENT BASED ON MULTI-DRIVER OFF-ROAD VEHICLE DRIVING-LINE

  • Yi, J.J.;Yu, B.;Hu, D.Q.;Li, C.G.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제8권3호
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    • pp.375-382
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    • 2007
  • The multi-driver off-road vehicle drive-line consists of many components, with close connections among them. In order to design and analyze the drive-line efficiently, a modular methodology should be taken. The aim of a modular approach to the modeling of complex systems is to support behavior analysis and simulation in an iterative and thus complex engineering process, by using encapsulated submodels of components and of their interfaces. Multi-driver off-road vehicles are comparatively complicated. The driving-line is an important core part to the vehicle, it has a significant contribution to the performance. Multi-driver off-road vehicles have complex driving-lines, so performance is heavily dependent on the driving-line. A typical off-road vehicle's driving-line system consists of a torque converter, transmission, transfer case and driving-axles, which transfers the power generated by the engine and distributes it effectively to the driving wheels according to the road condition. According to its main function, this paper proposes a modularized approach for design and evaluation of the vehicle's driving-line. It can be used to effectively estimate the performance of the driving-line during the concept design stage. Through an appropriate analysis and assessment method, an optimal design can be reached. This method has been applied to practical vehicle design, it can improve the design efficiency and is convenient to assess and validate the performance of a vehicle, especially of multi-driver off-road vehicles.

A 12 bit 750 kS/s 0.13 mW Dual-sampling SAR ADC

  • Abbasizadeh, Hamed;Lee, Dong-Soo;Yoo, Sang-Sun;Kim, Joon-Tae;Lee, Kang-Yoon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제16권6호
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    • pp.760-770
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    • 2016
  • A 12-bit 750 kS/s Dual-Sampling Successive Approximation Register Analog-to-Digital Converter (SAR ADC) technique with reduced Capacitive DAC (CDAC) is presented in this paper. By adopting the Adaptive Power Control (APC) technique for the two-stage latched type comparator and using bootstrap switch, power consumption can be reduced and overall system efficiency can be optimized. Bootstrapped switches also are used to enhance the sampling linearity at a high input frequency. The proposed SAR ADC reduces the average switching energy compared with conventional SAR ADC by adopting reduced the Most Significant Bit (MSB) cycling step with Dual-Sampling of the analog signal. This technique holds the signal at both comparator input asymmetrically in sample mode. Therefore, the MSB can be calculated without consuming any switching energy. The prototype SAR ADC was implemented in $0.18-{\mu}m$ CMOS technology and occupies $0.728mm^2$. The measurement results show the proposed ADC achieves an Effective Number-of-Bits (ENOB) of 10.73 at a sampling frequency of 750 kS/s and clock frequency of 25 MHz. It consumes only 0.13 mW from a 5.0-V supply and achieves the INL and DNL of +2.78/-2.45 LSB and +0.36/-0.73 LSB respectively, SINAD of 66.35 dB, and a Figures-of-Merit (FoM) of a 102 fJ/conversion-step.

가변피치 프로펠러의 축기전력 특성에 관한 연구 - 세계로호를 중심으로 - (A Study on the Characteristics of Shaft Electric Motive Force of Controllable Pitch Propeller - Focusing on the M/V Segero -)

  • 박경민;임명환;최상범;안병원
    • 해양환경안전학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.135-140
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    • 2022
  • 대부분의 기계는 여러 종류의 금속으로 구성된다. 특히 선박의 축계는 프로펠러 날개의 황동과 스테인리스로 된 축으로 이루어져 있다. 이 이종금속이 바닷물의 전해액에 들어가면 볼타 전지를 이루고, 기전력이 발생된다. 이 기전력은 축계를 받치고 있는 베어링과 축을 전기부식 시키는 원인이 된다. 선박에서는 이 부식을 막기 위해 선박에서는 축 접지 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 본 연구는 가변피치 프로펠러의 축기전력을 측정하기 위하여 추진축의 전압과 주기관의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24bit A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 LabVIEW를 사용하였다. 주기관의 회전수와 축기전력의 발생, 블레이드 각도에 따른 기전력과, 배의 항해 방향에 따른 축기전력을 측정하고 분석하였다.

The effect of heaving motion of multiple wave energy converters installed on a floating platform on global performance

  • Dongeun Kim;Yeonbin Lee;Yoon Hyeok Bae
    • Ocean Systems Engineering
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    • 제13권4호
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    • pp.349-365
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    • 2023
  • Targeting a floating wave and offshore wind hybrid power generation system (FWWHybrid) designed in the Republic of Korea, this study examines the impact of the interaction, with multiple wave energy converters (WECs) placed on the platform, on platform motion. To investigate how the motion of WECs affects the behavior of the FWWHybrid platform, it was numerically compared with a scenario involving a 'single-body' system, where multiple WECs are constrained to the platform. In the case of FWWHybrid, because the platform and multiple WECs move in response to waves simultaneously as a 'multi-body' system, hydrodynamic interactions between these entities come into play. Additionally, the power take-off (PTO) mechanism between the platform and individual WECs is introduced for power production. First, the hydrostatic/dynamic coefficients required for numerical analysis were calculated in the frequency domain and then used in the time domain analysis. These simulations are performed using the extended HARP/CHARM3D code developed from previous studies. By conducting regular wave simulations, the response amplitude operator (RAO) for the platform of both single-body and multi-body scenarios was derived and subsequently compared. Next, to ascertain the difference in response in the real sea environment, this study also includes an analysis of irregular waves. As the floating body maintains its position through connection to a catenary mooring line, the impact of the slowly varying wave drift load cannot be disregarded. To assess the influence of the 2nd-order wave exciting load, irregular wave simulations were conducted, dividing them into cases where it was not considered and cases where it was included. The analysis of multi-degree-of-freedom behavior confirmed that the action of multiple WECs had a substantial impact on the platform's response.

보조전원장치에 의한 12-펄스정류기의 고조파 저감 (A harmonic reduction scheme for 12-pulse diode rectifiers by auxiliary voltage supply)

  • 김성환;김종수;오세진;윤경국
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권7호
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    • pp.916-922
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    • 2014
  • 본 논문에서는 12-펄스정류기의 고조파 저감을 위해 12-펄스정류기의 커패시터 중앙 DC버스에 보조전원장치의 설치를 제안하였다. 그리고 이 장치에 의해 고조파가 감소되는 이론적인 배경을 다루었으며 부하전류의 크기에 따라 보조전원장치가 어떻게 제어되어야 하는지를 밝혔다. 본 논문에서 제안한 보조전원장치는 구형파 전압원을 적용함으로써 능동필터와 같은 다른 방식에 비해 시스템 구조가 간단하고 보다 저렴하다. 본 논문에서 제안하는 12-펄스정류기 고조파 저감법의 검증을 위해 소프트웨어 PSIM을 활용하였으며 제안된 방식의 유효성을 확인하였다.

새유달호 축기전력의 특성 분석에 관한 연구 (A Study on Characteristic Analysis of Shaft Electromotive Force in SAEYUDAL)

  • 안병원;임명환
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제39권1호
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    • pp.28-31
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    • 2015
  • 전기기기나 엔진의 축은 여러 가지 원인으로 축기전력이 발생한다. 이런 축과 베어링이 윤활유로 절연되어 있어 콘덴서를 이루고 있고, 콘덴서와 같은 역할로 기전력을 축적하고 있다. 이 축 기전력은 선체에 비해 극히 일부를 제외하고 +전압을 갖고 있다. 이 +전압이 축의 전기 스파크를 일으켜 부식을 야기 시킬 수 있다. 이 부식을 막기 위해 선박에서는 샤프트 그라운드 시스템을 설치하여 운용하고 있다. 이 축기전력을 측정은 프로펠러 축의 전압과 메인엔진의 회전수를 동시에 측정하였다. 측정장치는 내셔널인스트루먼트사의 24비트 A/D컨버터를 사용하여 측정하였고, 프로그램은 Lab View를 사용하였다. 본 논문은 축에 발생되는 기전력을 분석하였고, 분석결과를 이용하여 모델링을 하였다. 결과로 축기전력은 메인엔진의 회전수에 따라 비례하다가 일정회전수를 넘어가면 감소하는 경향을 보였다. 후진보다는 전진이 축기전력이 높은 결과를 얻었다. 전체기전력에 비하면 지구자기의 기전력은 미미하였다.

BLDC 전동기를 이용하는 직동력(PBW) 구동시스템의 제어기 및 구동기 설계 (Design of a DSP Controller and Driver for the Power-by-wire(PBW) System Using BLDC Servo Motor)

  • 주재훈;구본민;김진애;조대성;최중경
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.897-900
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    • 2007
  • 본 논문은 BLDC 서보모터를 사용하는 power-by-wire(PBW) 시스템을 위한 DSP 제어기와 IGBT 인버터 드라이버를 설계하는 연구를 제안한다. 이 BLDC 서보모터 시스템은 DSP(Digital Signal Processor)와 IGBT 인버터 모듈로써 구현되어진다. PBW 시스템은 직선 추력 동작을 위해 서보 모터의 속도 제어가 필요하다. 본 논문에서는 벡터 제어와 min-max PWM 기술로 이러한 서보 제어기를 구현한다. 제어기의 CPU로써, TMS320F2812 DSP는 PWM(펄스폭변조) 파형발생기, A/D변환기, SPI(직병렬인터페이스) 포트 그리고 많은 입/출력 포트 등을 가지고 있기 때문에 채택되었다.

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