• 제목/요약/키워드: Signal amplification

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고감도 보급형 방사선 측정센서 모듈 개발 (Development of High-Sensitivity and Entry-Level Radiation Measuring Sensor Module)

  • 오승진;이주현;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.510-514
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    • 2022
  • 본 논문에서는 고감도 보급형 방사선 측정센서 모듈 개발을 제안한다. 제안하는 측정센서 모듈은 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조설계, 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계, 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계, 센서 기구설계 및 제작, 시제품에 적용되는 GUI 개발 등으로 구성된다. 섬광체+광증배소자(SiPM) 센서 최적화 구조 설계는 센서 구조 설계를 위한 섬광체와 광증배소자(SiPM)의 특성을 확인하여 설계한다. 센서 드라이버용 증폭과 필터 및 제어회로 설계는 SiPM을 이용하여 섬광체로 방사선에 의해 발생하는 미세 섬광신호를 처리하도록 설계한다. 근거리 통신을 포함한 제어회로 설계는 근거리 무선통신 기능을 지원하기 위한 MCU 설계 및 유선 통신 지원을 통해 데이터 전송이 가능하도록 설계를 수행한다. 센서 기구설계 및 제작은 플라스틱 섬광체에서 발생한 미세 섬광 신호를 광증배소자(SiPM)에 전달하기 위해 플라스틱 섬광체 외부에 반사지(미러링)를 감싸 발생한 섬광이 반사되어 효율을 높이도록 설계한다. 시제품에 적용되는 GUI 개발은 각 화면에 따라 상단에 날짜와 시간을 표현하며, 측정단위 및 시간, 초, 알람 레벨, 통신상태, 배터리 용량 등이 표현되도록 한다. 제안된 시스템의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과는 방사선량 측정 범위가 30𝜇Sv/h ~ 10mSv/h로 측정되어서, 현재 국내외에서 상용으로 판매되는 제품들 중에서 최고수준 범위와 같은 결과가 산출되었다. 또한, ±7.4%의 측정 불확도가 측정되어서 국제 표준인 ±15% 이하에서 정상동작 됨이 확인되었다

CNT 센서 어레이를 위한 신호 검출 시스템 (A Signal Readout System for CNT Sensor Arrays)

  • 신영산;위재경;송인채
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권9호
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    • pp.31-39
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    • 2011
  • 본 논문에서는 Carbon Nanotube(CNT) 센서 어레이를 위한 저 전력, 소 면적의 신호 검출 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 신호 검출회로, 디지털 제어기, UART I/O로 구성된다. 신호 검출회로는 VGA를 공유하는 64개의 transimpedance amplifier(TIA)와 11비트 해상도의 successive approximation register-ADC(SAR-ADC)를 사용하였다. TIA는 센서의 전압 바이어스 및 전류를 증폭하기 위한 active input current mirror(AICM)와 증폭된 전류를 전압으로 변환하는 저항 피드백 방식의 VGA(Variable Gain Amplifier)로 구성되어있다. 이러한 구조는 큰 면적과 많은 전력을 필요로 하는 VGA를 공유하기 때문에 다수의 센서 어레이에 대해 검출 속도의 저하 없이 저 전력, 소 면적으로 신호 검출이 가능하게 한다. SAR-ADC는 저 전력을 위하여 입력 전압 level에 따라 하위 bit의 동작을 생략하는 수정된 알고리즘을 사용하였다. ADC 및 센서의 선택은 UART Protocol 기반의 디지털 제어기에 의해 선택되며, ADC의 data는 UART I/O를 통해 컴퓨터와 같은 단말기를 통해 모니터링 할 수 있다. 신호 검출회로는 0.13${\mu}m$ CMOS 공정으로 설계되었으며 면적은 0.173 $mm^2$이며 640 sample/s의 속도에서 77.06${\mu}W$의 전력을 소모한다. 측정 결과 10nA - 10${\mu}A$의 전류 범위에서 5.3%의 선형성 오차를 가진다. 또한 UART I/O, 디지털 제어기는 0.18${\mu}m$ CMOS 공정을 이용하여 제작하였으며 총면적은 0.251 $mm^2$ 이다.

$8\times8$ UV-PPA 검출기용 Readout IC의 설계 및 제작 (Implementation of Readout IC for $8\times8$ UV-FPA Detector)

  • 김태민;신건순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.503-510
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    • 2006
  • Readout 회로는 검출기에서 발생되는 신호를 영상신호처리에 적합한 신호로 변환시키는 회로를 말한다. 일반적으로 감지소자와의 임피던스 매칭, 증폭기능, 잡음제거 기능, 및 셀 선택 둥의 기능을 갖추어야하며, 저 전력, 저 잡음, 선형성, 단일성(uniformity),큰 동적 범위(dynamic range), 우수한 주파수 응답 특성 등의 조건을 만족하여야 한다. Focal Plane array (FPA)용 자외선 영상 장비 개발을 위한 기술 요소는 첫째, 자외선 검출기(detector) 재료 및 미세 가공 기술 둘째, detector에서 출력되는 전기신호를 처리하기 위한 ReadOut IC (ROIC) 설계기술 그리고, detector 와 ROIC를 하이브리드 본딩하기 위한 패키지 기술 등으로 구분할 수 있다. ROIC는 영상장비 지능화 및 다기능화를 가능하게 하며, 궁극적으로 고부가가치 상품화를 위한 핵심부품이다. 특히, 고해상도 영상 장비용 ROIC의 개발을 위해서는 검출기 특성, 신호의 동적 범위, readout rate, 잡음 특성, 셀 피치(cell pitch), 전력 소모 등의 설계사양을 만족하는 고집적, 저 전력 회로설계 기술이 필요하다. 본 연구에서는 칩 제작 기간 단축 및 비용의 절감을 위하여 $8\times8$ FPA용 prototype ROIC를 설계 및 제작한다. 제작된 $8\times8$ FPA용 ROIC의 단위블럭 및 전체기능을 테스트하며, ROIC 제어보드 및 영상보드를 제작하여 UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 통신으로 PC의 모니터에서 검출된 영상을 확인함으로써, ROIC의 동작을 완전히 검증할 수 있다.

말초혈액 단핵구에 대한 내독소 자극의 신호 전달에서 Protein Kinase C와 Protein Tyrosine Kinase의 역할 (The Role of Protein Kinase C and Protein Tyrosine Kinase in the Signal Transduction Pathway of Stimulus Induced by Endotoxin in Peripheral Blood Monocyte)

  • 김재열;박재석;이귀래;유철규;김영환;한성구;심영수
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제44권2호
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    • pp.338-348
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    • 1997
  • Background : Endotoxin, the component of outermembrane of gram negative organism, plays an important role in the initiation and amplification of inflammatory reaction by its effects on inflammatory cells. Until recently, there have been continuing efforts to delinate the mechanisms of the signal trasduction pathway of endotoxin stimuli on inflammatory cells. By uncovering the mechanisms of signal transduction pathway of endotoxin stimuli, we can expect to have tools to control the excessive inflammatory responses which sometimes may be fatal to the involved host. It was generally accepted that endotoxin exerts its inflammatory effects through inflammatory cytokines that are produced by endotoxin-stimulated inflammatory cells and there were some reports on the importance of protein kinase C and protein tyrosine kinase activation in the production of inflammatory cytokines by endotoxin So we evaluated the effect of pretreatment of protein kinase C inhibitors (H7, Staurosporin) and protein tyrosine kinase inhibitors(Herbimycin, Genistein) on the endotoxin-stimulated cytokines(IL-8 & TNF-$\alpha$) mRNA expression. Method : Peripheral blood monocytes were isolated from healthy volunteers by Ficoll-Hypaque density gradient method and purified by adhesion to 60mm Petri dishes. Endotoxin(LPS 100ng/ml) was added to each dishes except one control dish, and each endotoxin-stimulated dishes was preincubated with H7, Staurosporin(protein kinase C inhibitor), Herbimycin or Genistein(protein tyrosine kinase inhibitor) respectively except one dish. Four hours later the endotoxin stimulation, total RNA was extracted and Northern blot analysis for IL-8 mRNA and TNF-$\alpha$ mRNA was done. Result : Endotoxin stimulation increased the expression of IL-8 mRNA and TNF-$\alpha$ mRNA expression in human peripheral blood monocyte as expected and the stimulatory effect of endotoxin on TNF-$\alpha$ mRNA expression was inhibited by protein kinase C inhibitors(H7, Staurosporin) and protein tyrosine kinase inhibitors (Herbimycin, Genistein). The inhibitory effect of each drugs was increased with increasing concentration. The stimulatory effect of endotoxin on IL-8 mRNA was also inhibited by H7 and protein tyrosine kinase inhibitors (Herbimycin, Genistein) dose-dependently but not by Staurosporin. Conclusion : Protein kinase C and protein tyrosine kinase are involved in the endotoxin induced signal transduction pathway in human peripheral blood monocyte.

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Ka-Band 위성중계기용 수신하향변환기 모듈 개발 (Development of a Receiver Downconverter Module for Ka-band Satellite Payload)

  • 장동필;염인복;이성팔
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.68-74
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    • 2003
  • 본 논문에서는 Ka-band 위성중계기에 사용되어지는 수신하향변환기(Receiver-Downconverter) 모듈의 설계 및 제작 그리고 시험 결과에 대하여 기술하였다. 개발된 수신하향변환기는 30.6 GHz∼31 GHz대역의 신호를 입력으로 받아들여 20.8 GHz∼21.2 GHz 대역의 신호를 출력하는 일종의 Downconverter 이지만, 모듈의 입력단에 저잡음 증폭부가 포함된 수신기의 역할도 하고 있다 개발된 모듈은 제작과정 및 시험과정에 있어 위성중계기 부품 제작 규정을 준수하였으며, 그 개발된 성능은 현재까지 알려진 국내외 유사 부품중의 최고의 성능을 보여주고 있다. 측정된 모듈의 성능은 상온에서 1.9 dB의 잡음지수, 55 dB 이득, 58 dBc의 C/I3 값을 보여주고 있다. 제작된 모듈의 크기는 93 mm${\times}$84 mm${\times}$26 mm이며 무게는 240 g으로서 국내외 유사 제품에 비해 소형이다.

뇌방전에 의하여 발생하는 전장의 자동측정시스템 (An Automatic Measuring System of the Electric Fields Produced by Lightning Strokes)

  • 이복희;안창환;길경석
    • 센서학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.47-54
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    • 1996
  • 본 논문은 뇌방전에 의하여 발생하는 시변성 전장의 검출용 센서와 자동측정계에 대하여 기술하였다. 전장측정장치의 이론적인 동작원리 및 설계방법에 대하여 고찰하고, 반구형 전장센서와 신호처리계를 제작하였다. 교정실험으로부터 증폭기의 이득이 10일 때 전장측정시스템의 주파수 대역은 $200\;[Hz]{\sim}1.56\;[MHz]$이고, 응답감도는 0.96 [mV/V/m]이었다. 더불어 뇌방전에 의하여 발생하는 전장파형을 반구형 전장센서를 이용해서 1995년 6월에서 8월까지 측정하였으며, 데이타는 200 [ns]의 샘플링시간으로 12비트의 과도신호해석기로 기록하여 개인용 컴퓨터에 저장하였다. 운방전에 의하여 발생하는 전장파형의 형태는 양극성으로 상승부분은 폭이 좁고 $2{\sim}3$개의 펄스가 중첩되는 형태로 나타났다.

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Sensitive and Pathovar-Specific Detection of Xanthormonas campestris pv. glycines by DNA Hybridization and Polymerase Chain Reaction Analysis

  • Changsik Oh;Sunggi Heu;Park, Yong-Chul
    • The Plant Pathology Journal
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    • 제15권1호
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    • pp.57-61
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    • 1999
  • Xanthomonas campestris pv. glycines causes bacterial pustule disease on susceptible soybean leaves and produces a bacteriocin, named glycinecinA, against most xanthomonads including Xanthomonas campestris pv. vesicatoria. One of the 5 isolated DNA regions responsible for bacteriocin production, a 1.7 kb DNA region for the glycinecinA gene, was used as a probe to detect the presence of the homolog DNA in other bacterial strains. Among 55 bacterial strains tested, only X. campestris pv. glycines showed the positive signal with glycinecinA DNA. Two oligomers, heu2 and heu4, derived from a glycinecinA DNA were used to carry out the polymerase chain reaction (PCR) analysis with chromosomal DNA from 55 different bacterial strains including 24 different strains of X. campestris pv. glycines, 9 different pathovars of xanthomonads, and other 22 bacterial strains of different genus and species. By separation of the PCR products on agarose gel, a 0.86 kb DNA fragment was specifically detected when X. campestris pv. glycines was present in the amplification assay. The 0.86 kb fragment was not amplified when DNA from other bacteria was used for the assay. Southern analysis with glycinecinA DNA showed that the PCR signal was obtained with X. campestris pv. glycines isolates from various geographic regions and soybean cultivars. Therefore, the 1.7 kb DNA region for the glycinecinA gene can be used for the pathovar-specific probe for the DNA hybridization and the primers heu2 and heu4 can be used for the pathovar-specific primers for the PCR analysis to detect X. campestris pv. glycines.

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Determining minimum analysis conditions of scale ratio change to evaluate modal damping ratio in long-span bridge

  • Oh, Seungtaek;Lee, Hoyeop;Yhim, Sung-Soon;Lee, Hak-Eun;Chun, Nakhyun
    • Smart Structures and Systems
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    • 제22권1호
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    • pp.41-55
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    • 2018
  • Damping ratio and frequency have influence on dynamic serviceability or instability such as vortex-induced vibration and displacement amplification due to earthquake and critical flutter velocity, and it is thus important to make determination of damping ratio and frequency accurate. As bridges are getting longer, small scale model test considering similitude law must be conducted to evaluate damping ratio and frequency. Analysis conditions modified by similitude law are applied to experimental test considering different scale ratios. Generally, Nyquist frequency condition based on natural frequency modified by similitude law has been used to determine sampling rate for different scale ratios, and total time length has been determined by users arbitrarily or by considering similitude law with respect to time for different scale ratios. However, Nyquist frequency condition is not suitable for multimode system with noisy signals. In addition, there is no specified criteria for determination of total time length. Those analysis conditions severely affect accuracy of damping ratio. The focus of this study is made on the determination of minimum analysis conditions for different scale ratios. Influence of signal to noise ratio is studied according to the level of noise level. Free initial value problem is proposed to resolve the condition that is difficult to know original initial value for free vibration. Ambient and free vibration tests were used to analyze the dynamic properties of a system using data collected from tests with a two degree-of-freedom section model and performed on full bridge 3D models of cable stayed bridges. The free decay is estimated with the stochastic subspace identification method that uses displacement data to measure damping ratios under noisy conditions, and the iterative least squares method that adopts low pass filtering and fourth order central differencing. Reasonable results were yielded in numerical and experimental tests.

The Spotted Flounder (Verasper variegatus) Growth Hormone cDNA and Its Evolutionary Implications

  • Lee Jeong-Ho;Lee Sang-Jun;Kim Kyung-Kil;Kim Woo-Jin;Park Doo-Won;Park Jung-Youn
    • Fisheries and Aquatic Sciences
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    • 제6권4호
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    • pp.180-186
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    • 2003
  • The full-length cDNA encoding the pre-protein growth hormone (sfGH) from spotted flounder (Verasper variegatus) was amplified by the rapid amplification of cDNA ends (RACE) using degenerated oligonucleotide primers derived from conserved growth hormone sequences. It consists of 901 nucleotides in length, including the coding region of 609 nucleotides, 111 nucleotides of a 5' untranslated region, and 181 nucleotides of a 3' untranslated region. The conserved polyadenylation signal (AATAAA) lies 12 bases upstream from the poly (A) tail. The deduced amino acid sequence shows an open reading frame encoding a pre-protein of 203 amino acids and a putative signal peptide of 17 amino acids, suggesting that the mature hormone consists of 186 amino acids. The analyses of sfGH reveal some unique structural features. The repetitive sequences are located in the 5' untranslated region of sfGH cDNA and consist of tandem arrays of imperfect direct repeat monomers. Moreover, sfGH contains six Cys residues, as opposed to four or five in other GHs, and it is clearly distinguishable from olive flounder (Paralichthys olivaceus) GH, which lacks a region corresponding to residues 175-188 in alignment positions. It has important implications from an evolutionary standpoint, suggesting possible divergence among flatfishes.

Brook trout (Salvelinus fontinalis) 성장호르몬 cDNA의 염기배열 결정 (Determination of Growth Hormone cDNA in Brook Trout, Salvelinus fontinalis)

  • 이종영;권혁추;김세연;박홍양
    • 한국양식학회지
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    • 제11권3호
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    • pp.327-335
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    • 1998
  • 본 연구는 PCR을 이용하여 brook trout의 성장호르몬 cDNA를 증폭시켰다. 증폭된 brook trout의 성장호르몬 cDNA의 전 염기서열은 1,120bp로 13bp의 5'uncoding region과 477bp의 3'uncoding region 그리고 630bp로 coding되는 210 아미노산 잔기가 open reading frame(ORF)을 구성하고 있음을 알았다, 또한, ORF의 아미노산 배열로부터 22개의 아미노산으로 이루어진 signal peptide 그리고 4개의 cysteine 잔기로부터 2개의 disulfide bond 결합을 하고있었으며, 이는 성장호르몬 단백질이 종을 초월하여 2개의 disulfide bond 결합으로 이루어진 고치구조를 형성하고 있는 것이 시사되었다. 그리고 Atlantic salmon과 97.1%, chum salmon과 94.8%, rainbow trout와 94.3%, coho salmon과 91.9%, tuna와 66.2%, tilapia와 63.5%, yellow tail과 62.9%, carp와 62.3%, flounder와 53.8%, eel과 48.1%의 아미노산 상동성을 나타냈다.

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