NSOM(Near-field Scanning Optical Microscopy) 조화 진동자(Tuning fork)와 광섬유 탐침을 결속시켜 미소신호를 검출하여 증폭과 잡음을 제거하기 위한 Pre-amplifier의 설계 및 제작과 더불어 시료-탐침간 거리를 파장보다 짧게 유지시키는 Shear force 검출, 효율적인 시료-탐침 거리유지 알고리즘 구연 및 탐침을 시료 표면에서 일정한 거리를 안정적으로 유지하도록 제어 및 시료의 높이 정보를 얻어내는 시스템을 설계 및 제작하였다. 또한 ����$CO_2Laser$를 이용한 Heat Pulling 장치개발을 통해 탐침을 제작, LabVIEW를 통해 개별적인 시스템을 하나로 통합하여 AFM 테스트 시료인 SiO 샘플의 표면 형상을 측정하였다.
This study aims to develop a PZT-driven depth adjustment device with a flexure hinge and to investigate its static/dynamic characteristics. This device will be applied to rapidly and accurately trace a flat surface with slight waviness of up to several hundreds of micrometers in magnitude. One typical example is to cut a film coated on a steel plate. A depth control system composed of PMAC, PZT/PZT amplifier, flexure hinge/knife, and laser displacement sensor is implemented on a desktop three-axis machine and an actual cutting test is conducted on a steel workpiece with a sinusoidal-wavy surface. It is verified that the dynamic characteristics of the device limit the maximum cutting speed and depth precision.
Superconducting quantum interference device (SQUID) is a sensitive detector of magnetic flux signals. Up to now, the main application of SQUIDs has been measurements of magnetic flux signals in the frequency range from near DC to several MHz. Recently, cryogenic low-noise radio-frequency (RF) amplifiers based on DC SQUID are under development aiming to detect RF signals with sensitivity approaching quantum limit. In this paper, we review the recent progress of cryogenic low-noise RF amplifiers based on SQUID technology.
The motion analysis of a translation device driven by a piezoelectric actuator is performed to identify the mechanics of impact drive mechanism and to find the maximum speed waveform. The translation device is modeled as a semidefinite two-degree-of-freedom system. The motion analysis includes effects of friction force between moving mass and contact surface, dynamics of voltage amplifier and piezoelectric elements, and hysteresis of piezoelectric actuator. Base on the model, simulation studies are carried out and then compared with experimental results. It is found that the error between moving distances obtained by analysis and experiment is less than 15% and that the actual motion of moving mass is well predicted by the analytical work, finally, precision positioning experiments are carried out by using a proximity sensor as a feedback sensor. Position control of moving mass is initiated by the maximum speed waveform and finely tuned by the scaled down waveform so that accurate positioning is accomplished within the resolution of the sensor.
The a.c. technique is employed to evaluate electrochemical characteristics of Naphthalie-1,4,5,8-tetracarboxylic acid bisanilide (NTB). The measurements were carried out in dry and pure propionitrle (PCN) and acetonitrile(CAN) at the hanging mercury drop electrode [HMDE). An A.C. phase sensitive detector using computer controlled lock-in amplifier was employed. Primary goal of this report, was to establish on a firm the rare behavior of the phase angle associated with a.c. polarograms of the compound. Although, not an initial goal of this study, the electron transfer rate parameters attending the electroreduction of the compound under investigation were determined. This because the results shed some light on the electrokinetics in aprotic solvent which until recently negligible data were available. Experimental Results and comparison of data obtained are reported. The good precision of the method makes it suitable for studying electrochemical data with unusual behavior at electrodes in non aqueous media.
We make a study of pricisioning apparatus that is used in the various industrial machine. The study was carried out to develope a pricision positioning apparatus, consisting of servo motor and piezoelectric actuator. This system is composed of fine and coarse apparatus, measurement system and control system. Piezoelectric actuator is designed for fine positioning. Coarse positioning using lead screw is drived by servo motor. Control system output a signal from laser interferometer and microsense to amplifier of servo motor and piezoelectric actuator after digital signal processing(DSP). Resolution of this apparatus measure with laser interferometor and microsense so, we can controlled positioning of one output by the coarse positioning in the system. Also we obtain the positioning resolution of 9nm in the system.
본 논문에서는 플라이백 DC-DC 컨버터에 사용되는 출력전압 정보를 보다 정확하게 감지하는 피크검출기를 집적회로로 설계하였다. 제안하는 피크검출기의 회로는 하나의 op-amp와 세 개의 트랜지스터로 이루어져 있다. 제안하는 회로는 단순한 구조로 이루어져 있기 때문에 제안하는 회로는 출력전압을 감지하는 과정에서 지연시간을 최소화 할 수 있다. 회로에서 op-amp와 몇 개의 트랜지스터를 사용함으로써, 제안하는 피크검출기가 종래의 커패시터와 다이오드로 설계된 피크검출기를 대신해 칩의 집적화가 가능해지고, 플라이백 컨버터의 모듈을 구성하는 소자가 트랜지스터로 대체되고 칩의 면적이 줄어들어 가격을 줄일 수 있다. 제안하는 회로는 0.35 um CMOS 공정을 이용하여 칩으로 제작하여 측정하였고, 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 시뮬레이션 결과 사인파의 입력신호를 출력신호가 최대 0.3 ~ 3.1 %의 오차 범위 내에서 피크전압을 유지하는 것을 확인하였다. 칩 측정결과 모의실험결과와 잘 일치함을 보였다. 제안하는 회로의 결과를 통하여 종래의 피크검출기 회로의 좋지 않은 레귤레이션을 향상시키기 위하여 높은 플라이백 컨버터의 동작을 보일 수 있다. 플라이백 컨버터의 출력전압을 정확하게 감지하여 안정적인 컨버터 동작을 할 수 있을 것으로 사료된다.
본 연구는 EV용 전기차동차의 차세대 에너지원인 리튬이온 배터리 팩을 관리하는 BMS의 성능 검증을 위한 시뮬레이터의 Cell simulation 보드와 이를 컨트롤 할 수 있는 임베디드 프로그램을 개발 하였다. 그리고 시뮬레이터의 속도를 향상시키고, 시스템 단가를 낮출 수 있는 Amplifier를 직렬로 연결하는 방식을 고안하여 OP amp와 트랜지스터를 직렬로 연결하였다. 또한, DAC를 채널마다 사용하여 채널간 절연(isolation)성능 을 기존 방식보다 향상 시켰다. 그리고 전류 제한 보호회로를 구성하여, 외란으로부터 보드를 보호 할 수 있도록 하였다. 개발된 시뮬레이터의 성능 검증을 위하여 각 셀에 5V부터 0.5V까지 0.5V의 크기로 전압을 강하 시키면서 총 10번의 실험을 하였다. 실험 데이터의 유의성 분석 결과, 모든 실험 조건에서 평균 0.001~0.004V 표준 편차로 출력되는 것을 확인하였으며, 이를 통하여 본 시뮬레이터가 높은 유의성 및 반복성을 가지는 시스템임을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 배터리 관리 시스템 (BMS)에서 2차 전지 배터리를 통해 흐르는 전류의 정밀한 측정을 위한 cascaded-of-integrator feedforward (CIFF) 구조의 단일 비트 2차 델타-시그마 모듈레이터를 제안하였다. 제안된 모듈레이터는 2개의 스위치드 커패시터 적분기, 단일 비트 비교기, 비중첩 클록 발생기 및 바이어스와 같은 주변 회로로 구현하였다. 제안된 구조는 낮은 공통 모드 입력 전압을 가지는 low-side 전류 측정 방법에 적용되도록 설계되었다. Low-side 전류 측정 방법을 사용하면 회로 설계에 부담이 줄어들게 되는 장점을 가진다. 그리고 ±30mV 입력 전압을 15비트 해상도를 가지는 ADC로 분해하기 때문에 추가적인 programmable gain amplifier (PGA)를 구현할 필요가 없어 수 mW의 전력소모를 줄일 수 있다. 제안된 단일 비트 2차 CIFF 델타-시그마 모듈레이터는 350nm CMOS 공정으로 구현하였으며 5kHz 대역폭에 대해 400의 oversampling ratio (OSR)로 95.46dB의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR), 96.01dB의 spurious-free dynamic range (SFDR) 및 15.56비트의 effective-number-of-bits (ENOB)을 달성하였다. 델타 시그마 모듈레이터의 면적 및 전력 소비는 각각 670×490㎛2 및 414㎼이다.
본 논문에서는 생체신호의 발생을 자유롭게 조절 할 수 있는 전정기관으로부터 생성된 전기신호를 추출하여 window discriminator로 필요한 신호를 선택한 후, BCI 시스템을 적용하여 정밀하고 정확한 제어가 가능하고 멀티채널을 이용하여 데이터를 처리할 수 있는 통합 시스템을 구현하였다. 전정신경세포의 흥분신호를 검출하는 전치증폭기는 측정된 이득이 47.6dB, 왜율은 100 Hz에서 측정 시 0.005%이었으며, 입력임피던스 특성은 12M$\Omega$이었다. Window discriminator는 2개의 CPU를 사용하여 역할을 분담함으로써 처리 속도를 증가시켰고, ADC 샘플링 주파수는 87kHz이었으며, 기존 시스템보다 분해능이 2배, 변별 오차는 10배가 향상되었음을 알 수 있었다. 제안된 방법이 뇌파분석법 보다 100ms동안 축적된 데이터양이 약 100배 정도 감소되었음을 입증하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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