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Development of Surface Myoelectric Sensor for Myoelectric Hand Prosthesis

  • Choi, Gi-Won;Moon, In-Hyuk;Sung, So-Young;Lee, Mynug-Joon;Chu, Jun-Uk;Mun, Mu-Seong
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.1268-1271
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    • 2005
  • This paper proposes a compact-sized surface myoelectric sensor for myoelectric hand prosthesis. To fit the surface myoelectric sensor in the socket of the myoelectric hand prosthesis, the sensor should be a compact size. The surface myoelectric sensor is composed of a skin interface and a single processing circuit that are mounted on a single package. Since the skin interface has one reference and two input electrodes, and the reference electrode is located in middle of two input electrodes, we propose two types of sensors with the circle- and bar-shaped reference electrode, but all input electrodes are the bar-shaped. The metal material used for the electrodes is the stainless steel (SUS440) that endures sweat and wet conditions. Considering conduction velocity and median frequency of the myoelectric signal, we select the inter-electrode distance (IED) between two input electrodes as 18mm, 20mm, and 22 mm. The signal processing circuit consists of a differential amplifier with band pass filter, a band rejection filter for rejecting 60Hz power-line noise, amplifiers, and a mean absolute value circuit. We evaluate the proposed sensor from the output characteristics according to the IED and the shape of the reference electrode. From the experimental results we show the surface myoelectric sensor with the 18mm IED and the bar-shaped reference electrode is suitable for the myoelectric hand prosthesis.

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무선 적외선 데이터 전송을 위한 4-Mbps 송${\cdot}$수신기 칩의 설계 (Design of 4-Mbps Transceiver Chip for Wireless Infrared Data Transmission)

  • 김광오;최정열;최중호
    • 전자공학회논문지C
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    • 제36C권2호
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    • pp.54-61
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    • 1999
  • 본 논문은 무선 적외선 데이터 전송을 위한 4-Mbps 송 . 수신기 칩의 설계에 관한 것이다. 수신부는 아날로그 프런트-엔드, 클럭 복원 및 프레임 발생 회로, 복조기로 이루어져 있으며 송신부는 변조기와 발광 다이오드 구동기로 이루어져 있다. 여러 단의 증폭기로 구성된 아날로그 프런트-엔드는 DC 크기 및 오프셋 성분을 보상함으로써 다양한 적외선 송 . 수신 환경으로의 적용을 가능하게 하였다. 데이터 변. 복조는 4-Mbps 데이터 전송 방식인 4PPM (pulse position modulation) 방식을 사용하여 IrDA 규격과 호환성을 맞추었다. 설계한 $0.8-{\mu}m$ 2-poly, 2-metal CMOS 표준공정을 사용하여 제작하였으며, ${\pm}2.5V$의 전원 전압에 대하여 소비 전력은 122mW이다.

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이득과 잡음 지수의 동적 제어가 가능한 광대역 저 잡음 증폭기 (A Gain and NF Dynamic Controllable Wideband Low Noise Amplifier)

  • 오태수;김성균;황과지;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권9호
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    • pp.900-905
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    • 2009
  • 본 논문에서는 전류 블리딩(bleeding)과 입력 인덕티브 직렬-피킹을 이용한 공통 드레인 귀환(Common Drain Feedback: CDFB) CMOS 광대역 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier: LNA)를 설계하였다. 캐스코드 증폭기와 귀환 증폭기를 DC 결합하여 블리딩 전류의 조정을 통해 LNA의 이득과 잡음 지수(Noise figure: NF)의 동적 제어를 실현하였다. 제작한 LNA는 2.5 GHz의 대역폭에서, 고이득 영역은 $1.7{\sim}2.8\;dB$ NF와 17.5 dB 이득, 그리고 27 mW의 전력 소비를 보이고, 저 이득 영역은 $2.7{\sim}4.0\;dB$ NF와 14 dB 이득, 그리고 1.8 mW의 전력 소비를 보인다.

Preliminary Research of CZT Based PET System Development in KAERI

  • Jo, Woo Jin;Jeong, Manhee;Kim, Han Soo;Kim, Sang Yeol;Ha, Jang Ho
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제41권2호
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    • pp.81-86
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    • 2016
  • Background: For positron emission tomography (PET) application, cadmium zinc telluride (CZT) has been investigated by several institutes to replace detectors from a conventional system using photomultipliers or Silicon-photomultipliers (SiPMs). The spatial and energy resolution in using CZT can be superior to current scintillator-based state-of-the-art PET detectors. CZT has been under development for several years at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) to provide a high performance gamma ray detection, which needs a single crystallinity, a good uniformity, a high stopping power, and a wide band gap. Materials and Methods: Before applying our own grown CZT detectors in the prototype PET system, we investigated preliminary research with a developed discrete type data acquisition (DAQ) system for coincident events at 128 anode pixels and two common cathodes of two CZT detectors from Redlen. Each detector has a $19.4{\times}19.4{\times}6mm^3$ volume size with a 2.2 mm anode pixel pitch. Discrete amplifiers consist of a preamplifier with a gain of $8mV{\cdot}fC^{-1}$ and noise of 55 equivalent noise charge (ENC), a $CR-RC^4$ shaping amplifier with a $5{\mu}s$ peak time, and an analog-to-digital converter (ADC) driver. The DAQ system has 65 mega-sample per second flash ADC, a self and external trigger, and a USB 3.0 interface. Results and Discussion: Characteristics such as the current-to-voltage curve, energy resolution, and electron mobility life-time products for CZT detectors are investigated. In addition, preliminary results of gamma ray imaging using 511 keV of a $^{22}Na$ gamma ray source were obtained. Conclusion: In this study, the DAQ system with a CZT radiation sensor was successfully developed and a PET image was acquired by two sets of the developed DAQ system.

재구성 다중포트 전력증폭기를 이용한 선택적 무선 전력 전송 구조 (A Selective Wireless Power Transfer Architecture Using Reconfigurable Multiport Amplifier)

  • 박승표;최승범;이승민;이문규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권5호
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    • pp.521-524
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    • 2015
  • 본 논문에서는 재구성이 가능한 다중포트 전력증폭기를 이용해 선택적으로 무선 전력 전송을 할 수 있는 구조를 제안한다. 제안된 무선 전력 전송 구조는 FPGA에 의해 제어되는 입력 위상 가변부, 두 개의 Class-E급 전력증폭기, 4-포트 직교전력 결합기, 두 개의 부하 코일로 구성된다. FPGA에 의해 제어되는 입력 위상부에 의해 두 코일에 전력이 선택적으로 1:1, 2:0, 0:2의 비율로 분배된다. 제작한 시스템은 측정 결과, 125 kHz에서 1 W DC 전력을 전달하였다. 각 개별 전력증폭기는 79 % 효율을 가졌으며, 정류변환을 포함한 최종 DC-DC 변환효율은 40 % 이상을 보였다.

피드백 샘플 반복 활용을 이용한 다지털 전치 왜곡 방안 (Digital Pre-Distortion Technique Using Repeated Usage of Feedback Samples)

  • 이광표;홍순일;정의림
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.673-676
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    • 2015
  • 디지털 전치 왜곡기법은 비선형 전력증폭기의 역함수에 해당하는 디지털 전치왜곡 특성을 찾아 송신신호를 미리 왜곡 시켜줌으로써 비선형 전력증폭기를 선형화시키는 기술이다. 일반적으로 전력증폭기는 시간과 전력 그리고 온도에 따라 비선형 특성이 변하기 때문에 디지털 전치왜곡기법에서는 송신신호와 되먹임 신호를 주기적으로 메모리(RAM)에 저장하여 전력증폭기 특성 함수의 역함수인 전치 왜곡 계수를 찾게 된다. 하지만 적응형 알고리즘이 원하는 전치왜곡 계수에 수렴하기 위해서는 긴 샘플이 요구되는데 이는 많은 메모리를 요구한다. 본 논문에서는 전치왜곡 엔진부에서 짧은 길이의 메모리를 사용하지만 이 메모리의 샘플을 재활용하여 반복 연산 수행을 통해 긴 용량의 메모리를 이용하여 구현하였을 경우와 유사한 성능을 얻는 방법을 제안하며 이를 컴퓨터 모의실험을 통해 성능 비교 분석한다.

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비선형 전력 증폭기의 포화영역에서 강인한 디지털 전치왜곡 기법 (A Robust Digital Pre-Distortion Technique in Saturation Region for Non-linear Power Amplifier)

  • 홍순일;정의림
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.681-684
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    • 2015
  • 무선 통신 시스템에서 전력 증폭기는 신호를 원거리로 송신하기 위해 필수적인 부품이다. 일반적으로 전력증폭기는 비선형 특성을 가지고 있는 소자이며, 입력 전력이 높을수록 심한 비선형 특성을 보인다. 또한 이러한 비선형 왜곡은 신호품질을 저하시키고 인접 채널 간섭을 유발하게 된다. 전력증폭기의 비선형 특성을 선형화하기 위한 다양한 기술들이 알려져 있는데, 그 중에서 디지털 전치왜곡 방식이 디지털 신호처리를 이용하여 효과적으로 전력증폭기를 선형화 하는 것으로 알려져 있다. 하지만, 전력 증폭기가 포화 영역에서 동작 할 경우 심한 비선형 왜곡의 영향으로 전력증폭기의 선형화가 제대로 이루어지지 않는 문제가 있다. 본 논문에서는 포화 영역에서 디지털 전치왜곡 성능개선을 다루는데, 계수를 구하는 적응형 알고리즘에서 왜곡이 심한 포화영역의 입력 신호에서는 적응형 알고리즘을 동작시키지 않고 비포화 영역의 신호에서는 알고리즘을 동작시킴으로써 전치왜곡의 성능을 개선하는 방안을 제안한다. 제안하는 알고리즘을 검증하기 위해 MATLAB을 사용하여 컴퓨터 모의실험을 수행하였고, 기존의 디지털 전치왜곡 방식과의 비교 분석도 수행하였다.

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무선가입자망용 CMOS 중간주파수처리 집적회로 (A CMOS Intermediate-Frequency Transceiver IC for Wireless Local Loop)

  • 김종문;이재헌;송호준
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8A호
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    • pp.1252-1258
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    • 1999
  • 본 논문에서는 10-MHz 대역폭을 갖는 무선가입자망용 중간주파수 아날로그 IC 설계에 관하여 논한다. 본 IC는 RF 부와 MODEM사이에서 인터페이스 역할을 하며, 수신 단에서는 중간주파수 신호를 기저대역으로 저역변환을 하고 송신 단에서는 기저대역 신호를 중간주파수 신호로 바꾸어 준다. 본 회로는 이득조절증폭기, 위상잠금회로, 저역통과필터, 아날로그-디지털 및 디지털-아날로그 변환기로 구성된다. 위상잠금회로에서 전압발진기 및 분주기, 위상비교기, 전하펌핑회로는 동일 칩 안에 구현하였고, 외부소자로는 루프필터용 소자와 LC 탱크 소자만이 사용되었다. 본 IC는 0.6-$\mu\textrm{m}$ CMOS 공정에 의하여 제작되었고, 전체 크기는 4 mm $\times$ 4 mm 이며, 3.3 V에서 약 57mA를 소모하였다.

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IS-2000 시스템을 위한 SS-OTD에 관한 연구 (A Novel Transmit Diversity Technique for IS-2000 Systems)

  • 윤현구;육종관;박한규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제27권1B호
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    • pp.56-65
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    • 2002
  • 본 논문에서는 IS-2000 시스템에 적합한 심볼 분할 OTD (orthogonal transmit diveristy)를 제안하였다. 심볼 분할 OTD는 Meyer가 제안한 심볼 분할과 OTD를 결합하여 최대 경로 다이버시티 및 시간 다이버시티 이득을 얻기에 IS-2000 순방향 성능을 개선시킬 수 있다. 이를 IS-2000 표준의 순방향 fundamental 채널에 대하여 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 그리고, 그 결과를 기존의 IS-2000 표준에서 채택된 OTD와 STS (space-time spreading)의 성능과 비교하였다. 본 논문에서 제안한 방법을 IS-2000 시스템에 적용할 경우, 1% FER (frame error rate)을 얻기 위한 송신전력이 OTD의 경우보다 0.5-7.7dB 정도 감소되어 STS의 성능과 거의 일치하였다. 뿐만 아니라, 송신신호의 PAR(peak-to-average power ratio)가 STS보다 적으므로, 기지국 전력증폭기와 같은 RF 회로의 복잡도를 감소시킬 수 있는 장점이 있다.

TWDM-PON 응용을 위한 4×10 Gb/s Transimpedance Amplifier 어레이 설계 및 구현 (A Design and Implementation of 4×10 Gb/s Transimpedance Amplifiers (TIA) Array for TWDM-PON)

  • 양충열;이강윤;이상수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제39B권7호
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    • pp.440-448
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    • 2014
  • TWDM-PON 시스템 수신부에 사용될 $4{\times}10$ Gb/s Transimpedance Amplifier (TIA) 어레이가 $0.13{\mu}m$ CMOS 기술로 구현하였다. TIA의 대역폭 향상을 위하여 인덕터 피킹 기술과 1.2 V 기반의 저전압 설계기술을 제안한다. 0.5 pF PD 용량에서 7 GHz 3 dB 대역폭을 구현한다. 1.2V 공급에서 채널당 31 mW를 소모하는 동안 Trans-resistance gain 은 $71.81dB{\Omega}$이다. TIA의 입력 감도는 -33.62 dBm를 갖는다. 4 채널을 포함하는 전체 칩 크기는 $1.9mm{\times}2.2mm$ 이다.