Any mechanical system has a natural oscillation which can be excited, and the earth is no exception. The earth can oscillate in an indefinite number of normal modes of oscillation, rather like a giant bell. The various free modes are generally sparated into two categoridal modes and toroidal modes. Clearly the toroidal modes will produce no perturvation of the gravity field and no vertical acceleration on the surface of the earth. Hence only spheroidal modes can be detected with a gravimeter. EarthTide gravimeter was installed at AIMST in order to observe free modes of the earth. Eight major earthquakes including chinese earthquake (magnitude 7.3) with free oscillations of the earth are observed during one year (1998. 8. 1∼1999.7.31). And then the earth tides components were eilminated from earthquake records using a numerical Butterworth highpass filter. Spectral analysis of gravity readings repersent that 48 observations of shheroidal modes. The relationships between instrumental observations and theoretical predictions based on the Gutenberg earth model agree well those resulting from free oscillation in Korea.
Time domain analysis as well as frequency domain analysis of signal conditioning filters is very useful for practical applications. Time domain analysis of digital filters for noise cancelling in ECG signals is presented. Several band pass and band reject filters are designed for the analysis. Computer simulations are performed to compare the distortions of the Butterworth type filters and linear phase optimal FIR filters which are widely used for ECG signal processing. Band reject filters are applied to power line interference cancelling in ECG signals.
In this paper, a low-csst ECG system using a digital filter was implemented. After amplifying the analog ECG signal, it is converted into a digital signal and filtered. The developed ECG module is miniaturized by removing the analog filter element that occupies the existing volume and replacing it with a digital filter using a 3-stage Butterworth filter which is one of IIR filters. It uses a serial monitoring program with C# to check and save the ECG waveform measured on a computer screen. The ECG system using a developed digital filter in this paper uses a low-cost processor instead of an expensive, high-end processor, and its size and price are reduced by converting the analog filter to a digital filter. In addition, since the waveform of the developed ECG system is similar to the actual ECG waveform of MIT-BIU, it is considered that the existing analog filter can be replaced with the developed digital filter.
본 논문에서는 40MHz의 대역폭과 개선된 선형성을 가지는 active-RC channel selection filter (CSF)가 제안된다. 제안되는 CSF는 5차 butterworth 필터로써 한 단의 1차 low pass 필터와 두 단의 biquad 기반의 2차 low pass 필터, 그리고 DC offset 제거를 위한 DC 피드백 회로로 구성된다. CSF의 선형성을 개선하기 위해 스위치로 사용되는 MOSFET의 body를 source 노드로 연결한다. 설계된 CSF의 대역폭은 10MHz, 20MHz, 그리고 40MHz로 선택될 수 있으며, 전압 이득은 0dB에서 24dB까지 6dB의 단위로 조정된다. 제안된 CSF는 1.2V 40nm의 1-poly 8-metal CMOS 공정에서 설계된다. 설계된 CSF가 40MHz의 대역폭과 0dB의 gain을 가질 때, OIP3는 31.33dBm이고 in-band ripple은 1.046dB, IRN는 39.81nV/sqrt(Hz)로 시뮬레이션 검증되었다. CSF의 면적과 전력소모는 각각 $450{\times}210{\mu}m^2$와 6.71mW 이다.
Tc-99m-MIBI 심근 SPECT에서 심근조직에 비하여 간섭취가 상대적으로 높고 이들이 서로 가까이에 위치해 있는 경우 단축단면상의 하위부 또는 하위중격부에서 발생하는 인위적 관류결손의 정도와 여과기의 차단주파수의 관계를 분석하였다. 이러한 영향은 단축단면상 뿐만 아니라 심근 극성지도에서도 관찰되는데, 심근단층상에서 계수분포가 균일하지 못하고 간과 같이 특정부위에 방사능의 집적도가 높은 경우 단층상 재구성시 차단 파수의 적절한 설정에 따라 이 효과를 줄일 수 있는 방법을 제안하였다. 본 연구에서 분석에 사용된 여과기는 저역통과여과기로 이를 사용하는 경우에는 차단주파수를 0.4Nyquist 이상으로 하면 인위적 관류결손의 정도를 충분히 줄일 수 있었다. 그러나 높은 차단주파수에서는 심근영상의 균일도가 떨어지고 배후방사능 및 기타 잡음요인이 효과적으로 제거되지 않기 때문에 적절한 차단주파수의 설정이 중요하며, 본 연구에 사용된 영상에서 여과방법에 따른 원주프로필의 변화가 미세하여 후처리방법을 사용하여 분석하였다. 또한 역투사방법이 비선형적이므로 특정 영상보다는 다양한 간-심근 방사능비에 따른 영상을 분석하여 비선형성을 배제한 연구가 향후 진행되어야 한다.
영상재구성에 있어 잡음(noise)을 제거하고 공간 분해능과 대조도 분해능을 향상시킬 수 있는 filter에서 cut off 주파수 level에 따라 영상의 질에 영향을 미치는 경향을 반폭치(FWHM : full width at half maximum)측정방법을 이용하여 비교하였다. 선택한 filter의 종류는 Band-limited, Sheep-logan, Sheep-logan Hanning, Generalized Hamming, Low pass cosine, Parazen, 그리고 Butterworth filter이다. SPECT 영상을 기록하기 위한 점선원(point source)으로 방사성의약품 $^{99m}TcO_4$을 이용하였으며 점선원에 대하여 각각의 filter에서 cut off 주파수 준위별로 영상을 기록하고 axial transverse, coronal sagittal... fh의 section image의 profile 곡선에서 반폭치을 측정하여 비교하였다. 본 연구에서 사용한 filter들에 있어서는 cut off level에 따라 X, Y, 그리고 Z축 방향으로의 평균 FWHM의 길이가 $9.16\;mm{\sim}18.14\;mm$까지 측정되었는데 cut off level 0.7에서 Generalized Hamming filter와 Band limited filter의 경우 9.16 mm로 반폭치의 길이가 제일 짧은 것으로 나타났다.
현재 조선산업 현장의 자동화, 지능화가 가능해져 작업 생산능력과 비용 경쟁력은 향상되었으나, 산업현장 작업자들의 안전사고 감소율은 여전히 저조한 편이며 안전사고로 인한 피해는 매우 심각하므로 현장에 맞게 개선의 필요성이 존재한다. 본 연구에서는 조선소의 작업자 보호 및 환경 안전을 위한 스마트 안전모의 개발과 함께 효용성을 검증하기 위해 실증 구역에서 스마트 안전모 간의 커넥티비티 실증을 목표로 한다. 또한, 작업자 보호 및 안전을 위해 스마트 안전모 착용자 간의 다대다 LTE 통신을 구현하고, 조선소 작업장에서 테스트한 결과를 분석하였다. 작업자 간의 원활한 통신을 위해 작업장에서 발생하는 95dB 이상의 충격 소음을 확인하였고, 이를 개선하기 위해 Butterworth, Chevbychev, elliptic 알고리즘으로 필터링 성능을 비교 분석하였다. 본 연구에서 제안한 스마트 안전모 간의 커넥티비티 테스트와 소음저감 방법은 향후 조선산업의 현장 맞춤형 스마트 안전모 고도화 개발로 활용성 및 현장의 안전성을 증대시켜줄 것이다.
Flexible tactile sensors can provide valuable feedback to intelligent robots regarding the environment around them. This is especially important when robots such as, service robots share a workspace with humans. This paper presents a contact force measurement algorithm of a flexible tactile sensor. This sensor is manufactured by a direct-writing technique, which is one 3D printing method, using multi-walled carbon nano-tubes. An analog signal processing circuit has been designed and implemented to reduce noise contained in the sensor output. In addition, a digital version of the Butterworth filter was implemented by software running on a microcontroller. Through various experiments, characteristics of the sensor system have been identified. Based on three traits, an algorithm to detect the contact and measure the contact force has been developed. The entire system showed a promising prospect to detect the contact over a large and curved area.
본 논문에서는 class AB opamp 를 채용한 384kHz differential PWM 신호를 입력으로 하는 2-channel stereo audio amplifier 블록을 공급전압 3.3V 조건에서 SMIC 0.18um thick oxide 기술을 이용하여 설계한다. 여기서 class AB opamp 는 공정 변화에 따른 quiescent current가 변하는 것을 최소화하기 위하여 adaptive load 를 사용하며, 전체적으로는 3 차 Butterworth lowpass filter 와 differential-to-single converter 로 구성된 2 개의 audio amplifier 와 출력전압이 ${\frac{1}{2}}Vdd$ 인 common output 블록으로 구성된다. 이러한 설계를 통하여 32ohm 의 저항 load 를 구동할 수 있는 -60dB THD, 전체 quiescent current 2mA 대인 CMOS class AB stereo audio amplifier 를 구현하였다.
본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용한 박막 체적 공진기 대역통과 여파기 설계기법을 제안하였다. 기존의 BVD등가모델을 이용한 여파기 설계기법은 공진 모드에서의 공진기의 임피던스 특성을 몇 개의 집중 소자로 근사함으로써 생기는 오차를 포함하고 있다. 본 논문에서는 공진기의 전기적 임피던스 특성식 자체를 이용한 최적화 FBAR여파기 설계기법을 제안하였다. 유전자 알고리즘을 적용하여 설계기준을 만족하도록 공진기의 두께 및 면적을 최적화하였다. 첫 번째 유전자 알고리즘은 사다리형 여파기의 직렬/병렬 공진기의 직렬/병렬 공진 주파수가 통과대역의 중심주파수와 일치하도록 각 공진기의 압전 물질 두께를 최적화하였다. 두 번째 유전자 알고리즘은 설계하고자하는 대역통과 여파기 특성을 만족시키기 위한 각 공진기의 면적을 최적화하였다. 제안된 방법을 이용하여 설계된 US-PCS 수신 대역통과 여파기는 기존의 방법 및 BVD모델을 이용한 설계결과와 비교하여 우수한 응답특성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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