• 제목/요약/키워드: analog-to-digital conversion

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Design of SDR-based Multi-Constellation Multi-Frequency GNSS Signal Acquisition/Tracking Module

  • Yoo, Won Jae;Kim, Lawoo;Lee, Yu Dam;Lee, Taek Geun;Lee, Hyung Keun
    • Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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    • 제10권1호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • Due to the Global Navigation Satellite System (GNSS) modernization, the recently launched GNSS satellites transmit signals at various frequency bands of L1, L2 and L5. Considering the Korea Positioning System (KPS) signal and other GNSS augmentation signals in the future, there is a high probability of applying more complex communication techniques to the new GNSS signals. For the reason, GNSS receivers based on flexible Software Defined Radio (SDR) concept needs to be developed to evaluate various experimental communication techniques by accessing each signal processing module in detail. In this paper, we introduce a multi-constellation (GPS/Galileo/BeiDou) multi-band (L1/L2/L5) SDR by utilizing Ettus USRP N210. The signal reception module of the developed SDR includes down-conversion, analog-to-digital conversion, signal acquisition, and tracking. The down-conversion module is designed based on the super-heterodyne method fitted for MHz sampling. The signal acquisition module performs PRN code generation and FFT operation and the signal tracking module implements delay/phase/frequency locked loops only by software. In general, it is difficult to sample entire main lobe components of L5 band signals due to their higher chipping rate compared with L1 and L2 band signals. Experiment result shows that it is possible to acquire and track the under-sampled signals by the developed SDR.

원전 증기발생기의 수위제어를 위한 지능형 퍼지 모델링 및 강인한 디지털 퍼지 제어기 설계 (Intelligent Fuzzy Modeling and Robust Digital fuzzy Control for Level Control in the Steam Generator of a Nuclear Power Plant)

  • 주영훈;조광래;김주원;박진배
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.311-316
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    • 2002
  • 원자력 발전소 증기 발생기의 강한 비선형성은 수위 제어에 어려움을 가중시킨다. 또한 중기 발생기의 파라미터의 불확실성은 제어성능뿐 아니라 원자력 발전소의 안정성을 위협하는 요소이다. 또한 제어시스템의 디지털화의 효용은 이미 널리 알려진 바이다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 논문은 전력에 따라 모델의 파라미터가 불안정한 특성을 포함하는 원자력 발전소의 증기 발생기를 위한 강인 디지털 퍼지 제어기 설계기법을 제안한다. Takagi-Sugeno (TS) 퍼지 모델을 도입하여 불확실 비선형 증기 발생기의 퍼지 모델을 구성한다. 시스템의 불확실성의 영향을 억제하기 위하여 강인 퍼지 모델기반 제어기의 설계 기법을 제시한다. 설계된 등가의 아날로그 퍼지 제어기의 성능을 보장하는 동시에 효율적인 디지털 제어기를 설계하기 위하여 지능형 디지털 재설계 기법을 제안한다. 증기 발생기 수위제어의 컴퓨터 시뮬레이션 결과로부터 제안된 가인 디지털 퍼지 제어기 설계기법의 효용성을 입증한다.

수치임상도 제작을 위한 산림항공사진 영상판독시스템 개발(Version 1.0) (Development of FAPIS(Forest Aerial Photograph Interpretation System) for Digital Forest Cover Type Mapping(Version 1.0))

  • 유병오;김종찬;김성호
    • 한국지리정보학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.128-137
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    • 2011
  • 본 산림항공사진 영상판독시스템 개발은 기존의 아날로그 방식의 제작과정을 개선하기 위해 제작 기반 기술 및 작업공정을 최적화하여 임상도 제작의 정확성과 효율성을 높이는데 그 목적이 있다. 이를 위해 시스템 구축에 필요한 수치임상도, 항공사진, 수치지형도 등의 DB 모델을 설계하고 검색 엔진, 화면제어, 입체 판독 모드 전환, 편집 도구, 출력 레이아웃 자동 설정 등의 기능과 연동될 수 있도록 인터페이스를 간결하게 구성하였다. 이를 바탕으로 표준화된 방법론을 제시함으로서 각종 수치주제도를 제작하는데 응용 및 확장할 수 있으며, 의사 결정 활용 및 신속한 산림자원정보를 전달할 수 있을 것으로 기대된다.

FSK 통신 및 에러 정정을 통한 Intra-Body Communication (Electrostatic Coupling Intra-Body Communication Based on Frequency Shift Keying and Error Correction)

  • 조성호;박대진
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.159-166
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    • 2020
  • The IBC (Intra-Body Communication) benefits from a wireless communication system for exchanging various kinds of digital information through wearable electronic devices and sensors. The IBC using the human body as the transmission channel allows wireless communication without the transmitting radio frequency waves to the air. This paper discusses the results of experiments on electrostatic coupling IBC based on FSK (Frequency Shift Keying) and 1 bit error correction. We implemented FSK communication and 1 bit error correction algorithm using the MCU boards and aluminum tape electrodes. The transmitter modulates digital data using 50% duty square wave as carrier signal and transmits data through human body. The receiver performs ADC (Analog to Digital Conversion) on carrier signal from human body. In order to figure out the frequency of carrier signal from ADC results, we applied zero-crossing algorithm which is used to detect the edge characteristic in computer vision. Experiment results shows that digital data modulated as square wave can be successfully transmitted through human body by applying the proposed architecture of a 1ch GPIO as a transmitter and 1ch ADC for as a receiver. Also, this paper proposes 1 bit error correction technique for reliable IBC. This technique performs error correction by utilizing the feature that carrier signal has 50% duty ratio. When 1 bit error correction technique is applied, the byte error rate at receiver side is improved around 3.5% compared to that not applied.

HDTV 응용을 위한 3V 10b 33MHz 저전력 CMOS A/D 변환기 (A3V 10b 33 MHz Low Power CMOS A/D Converter for HDTV Applications)

  • 이강진;이승훈
    • 전기전자학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.278-284
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    • 1998
  • 본 논문에서는 HDTV 응용을 위한 10b 저전력 CMOS A/D 변환기 (analog-to-digital converter : ADC) 회로를 제안한다. 제안된 ADC의 전체 구조는 응용되는 시스템의 속도와 해상도 등의 사양을 고려하여 다단 파이프라인 구조가 적용되었다. 본 시스템이 갖는 회로적 특성은 다음과 같이 요약할 수 있다. 첫째, 전원전압의 변화에도 일정한 시스템 성능을 얻을 수 있는 바이어스 회로의 선택적 채널길이 조정기법을 제안한다. 둘째, 고속 2단 증폭기의 전력소모를 줄이기 위하여 증폭기가 사용되지 않는 동안 동작 전류 공급을 줄이는 전력소모 최적화 기법을 사용한다. 넷째, 다단 파이프라인 구조에서 최종단으로 갈수록 정확도 및 잡음 특성 등에서 여유를 얻을 수 있는 점을 고려한 캐패시터 스케일링 기법의 적용으로 면적 및 전력소모를 감소시킨다. 제안된 ADC는 0.8 um double-poly double-metal n-well CMOS 공정 변수를 사용하여 설계 및 제작되었고, 시제품 ADC의 성능 측정 결과는 Differential Nonlinearity (DNL) ${\pm}0.6LSB$, Integral Nonlinearity (INL) ${\pm}2.0LSB$ 수준이며, 전력소모는 3 V 및 40 MHz 동작시에는 119 mW, 5 V 및 50 MHz 동작시에는 320 mW로 측정되었다.

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홈 헬스케어를 위한 다채널 생체신호 모니터링 시스템 구현 (Implementation of the Multi-channel Vital Signal Monitoring System for Home Healthcare)

  • 윤정윤;정도운
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.197-202
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    • 2010
  • 본 논문에서는 가정 내에서 보다 편리하게 건강모니터링을 수행하기위한 홈헬스케어용 다중생체 계측시스템을 구현하였다. 측정대상 신호는 가정 내에서 일반인들이 쉽게 측정할 수 있으며 많은 건강정보를 포함하고 있는 심전도, 맥파 그리고 체온을 대상으로 하였다. 구현된 생체계측 시스템은 신호검출을 위한 센서부, 각각의 생체신호를 증폭 및 필터링하기 위한 아날로그 신호처리부, 아날로그신호를 디지털로 변환하여 처리하고 시스템 주변장치를 제어하기위한 시스템제어부 및 모니터링 프로그램으로 구성되었다. 구현된 시스템은 시스템자체에서의 디스플레이뿐만 아니라 블루투스무선통신을 통해 홈서버용 PC 또는 웹을 통해 원격모니터링이 가능하여 원격건강정보 모니터링에 활용이 가능하다. 구현된 생체신호 계측시스템의 성능평가 결과 실제 홈 헬스케어에 적용 가능성을 확인하였다.

디지털 CATV와 IPTV의 수신제한시스템 비교분석 및 발전방안 연구 (A Study on Development Plan, Comparison & Analysis of Digital CATV and IPTV)

  • 박지언;신승중;유희경
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제8권6호
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    • pp.173-178
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    • 2008
  • 아날로그방송 중단을 앞두고 케이블방송은 디지털 CATV로 전환하기 위해 노력 중이다. 이를 위해 케이블방송은 단순히 방송의 디지털화 뿐만 아니라, PPV(Pay Per View), PVR(Personal Video Recorder), VOD(Video On Demand) 와 같은 서비스를 가입자에게 제공하기 시작했다. 이와 같은 서비스들은 대부분 유료서비스로 가입자의 수신권한을 확인하기 위해 다양한 종류의 CAS(Conditional Access System)를 사용하고 있다. 2008년 관련법의 정비와 함께 IPTV(Internet Protocol TV) 시범서비스가 시작 되었는데, IPTV 역시 실시간 방송, VOD 서비스를 기본 서비스로 규정하고 있기 때문에 CAS의 사용이 필수적이다. 본 논문에서는 디지털 CATV와 IPTV에서 사용하는 수신제한시스템을 분석하고, 가입자와 방송사업자 모두에게 도움이 되는 발전방향이 무엇인지 제시하고자 한다.

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스위치형 커패시터를 이용한 새로운 형태의 3차 직렬 접속형 시그마-델타 변조기 (A Novel Third-Order Cascaded Sigma-Delta Modulator using Switched-Capacitor)

  • 류지열;노석호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.197-204
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    • 2010
  • 본 논문은 저 전압 및 저 왜곡 스위치형 커패시터 (switched-capacitor, SC)를 적용한 새로운 형태의 몸체효과 보상형 스위치 구조를 제안한다. 제안된 회로는 저 전압 SC회로를 위해서 rail-to-rail 스위칭을 허용하며, 기존의 부트스트랩 된 회로 (19dB)보다 더 우수한 총 고조파 왜곡을 가진다. 설계된 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 통신 송수신 시스템내의 오디오 코덱을 위한 고해상도 아날로그-디지털변환을 수행한다. 1단 폴드형 캐스코드 연산증폭기 및 2-1 캐스케이드 시그마 델타 변조기는 0.25 마이크론 이중 폴리 3-금속 표준 CMOS 공정으로 제작되었으며, 2.7V에서 동작한다. 연산증폭기의 1% 정착시간은 16 pF의 부하 용량에 대해 560ns를 보였다. 제작된 시그마 델타 변조기에 대한 검사는 비트 스트림 검사 및 아날로그 분석기를 이용하여 수행 되었다. 다이크기는 $1.9{\times}1.5\;mm^2$였다.

다채널 다중신호 데이터 획득 시스템의 구현에 관한 연구 (A Study on the Implementation of a Data Acquisition System with a Large Number of Multiple Signal)

  • 손도선;이상훈
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제20권3호
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    • pp.326-331
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    • 2010
  • 본 논문에서는 제조 장비를 위한 다채널 다중신호 데이터 획득 시스템의 설계와 구현에 대해 다룬다. 제안된 시스템은 800 채널의 아날로그 신호를 처리 할 수 있으며, 알테라 쿼터스 툴을 활용하여 Cyclone II FPGA로 구현되었다. 구현된 시스템은 공작기계와 같은 제어장치의 대규모 입출력 라인들의 올바른 동작여부를 판정하는데 적합하다. 그 시스템은 데이터 처리량을 줄일 수 있는 제어부, 전압분배회로 및 USB 인터페이스로 구성된다. 데이터 처리량을 줄이기 위하여 획득한 데이터를 비교 분석하여 동일한 데이터를 분리해내고 변화가 있는 데이터만을 전송하는 방법의 알고리즘을 적용하였다. 제조장비에 적용된 시험결과는 짧은 시간 내에 800개의 아날로그 입력 신호들을 획득 처리한 후 적절히 전송함을 보여준다.

글리치 방지 전류원을 이용한 고속 고정밀 디지탈 영상 신호 처리용 D/A 변환기 설계 (The Design of High-Speed, High-Resolution D/A Converter for Digital Image Signal Processing with Deglitching Current Cell)

  • 이성대;정강민
    • 한국정보처리학회논문지
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    • 제1권4호
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    • pp.469-478
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    • 1994
  • 이 연구에서는 고해상도 컬러 그래픽, 디지탈 영상신호처리, HDTV 등에 적합한 10비트 이상의 고해상도, 100 MHz이상의 변환 속도를 갖는 고속, 고정밀 정보처리용 D/A변환기를 설계하였다. 고속 동작을 위해 매트릭스 형태의 전류원 배열, 파이프 라인을 사용하지 않는 래치, 그리고 트랜스미션 함수 이론을 이용한 이차원 구조의 디 코더를 설계하였다. 이러한 구조는 정확성 및 선형성에서 우수한 특성을 보이며, 빠른 변환속도, 저전력 구현에 적합하다. 실리콘 면적의 소비를 줄이고 정밀도를 유지하기 위해 매트릭스 전류원을 가중 전류원과 비가중 전류원으로 분리하여 구성하였다. 고정 밀도를 얻기 위한 방안으로 글리치를 억제하는 새로운 전류원을 설계하고, 선형성을 개선하기위한 방안으로, 특정 시스템에서 최적의 스위칭 순서를 결정할 수 있고, grade error, 대칭적 오차 어느 것도 최대가 되지 않도록 제한하는 새로운 스위칭 알고리즘 을 제안하였다. 설계된 회로는 5V 공급 전원에 대하여 130mW의 전력소비 특성을 보이 고, 10 비트 이상의 분해능, 100MHz 이상의 속도로 동작할 수 있다.

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