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id stringlengths 36 57	type stringclasses 4 values	title stringlengths 0 159	context stringlengths 121 17.2k	questions listlengths 1 584
658edf8d-6b8e-44be-b741-227ec0c0ada8	인공물ED	블루 노이즈 마스크와 분산 CMY 디더링을 이용한 하프토닝	<h2>2. 분산 CMY 디더링을 이용한 출력방법</h2> <p>블랙 도트만으로 그레이 레벨을 표현할 경우에 중간 그레이 레벨은 잘 표현되지만 아주 어두운 그레이 레벨이나 밝은 그레이 레벨은 잘 표현되지 않는다. 즉 CMYK 4색 인쇄의 경우 CMY의 잉크가 중첩되는 영역에서는 \( \mathrm{K} \)를 이용하여 무채색을 표현한다. 이때 밝은영역에 \( \mathrm{K} \) 도트로만 출력할 경우에 눈에 거슬리게 나타나므로 부드러운 톤을 잘 표현하지 못하는 문제점이 있다. 따라서본 논문에서는 밝은 부분을 출력할 때는 블랙 도트 대신에 공간적으로 CMY를 흩어 출력하여 \( \mathrm{K} \)를 대체한다. 블루 노이즈 마스크는 현재 그레이 레벨에서 다음 그레이 레벨을 표현할 때 상관관계를 고려하여 현재 그레이 레벨의 도트를 변화시키지 않고 다음 그레이 레벨을 표현한다. 이러한 상관 관계를 이용하여 입력 값이 171 이상의 그레이 레벨 값이면 이 그레이 레벨을 표현하기 위해서 찍는 도트의 3배의 도트에 해당하는 값으로 입력 값을 바꾸어준다. 이때 문턱치가 171의 그레이 레벨 값이 되어야하는 이유는 \(256 \times 256 \) 크기의 블루 노이즈 마스크를 사용하기 때문에 256 그레이 레벨을 표현할 때 한 단계 그레이 레벨은 올리기 위해서는 256개의 도트가 필요하다. 이 방법은 1개의 블랙 도트를 표현하기 위해서는 CMY 3개의 도트를 흩어서 빈 공간에 찍어 주어야 하기 때문에 최대 171 그레이 레벨까지는 블랙 도트 대신에 CMY 도트를 찍을 수 있지만 그 이하의 레벨이 되면 도트가 서로 겹쳐져서 패턴이 손상된다. 171 이하의 그레이 레벨 값 에서는 블랙 도토 대신에 CMY 값을 흩어서 출력하면 도트가 겹쳐져서 눈에 거슬리는 패턴이 나타난다. 위와 같은 방법으로 한 개의 블루 노이즈 마스크를 사용하여 CMY 도트를 균일하게 흩어 출력한다.</p> <p>제안한 방법은 먼저 입력과 동일한 그레이 레벨에 \(C\)을 할당하고 입력 그레이 레벨의 두 배에 해당하는 패턴과, 세 배에 해당하는 값의 패턴을 만든다. 이 세 개의 패턴이 동시에 일치하면 \( C \)을 할당하고 이전의 C을 할당한 패턴과 두 개의 패턴이 일치하면 \(M\), 그리고 \(C\)과 \(M\)를 할당한 패턴에 서로 일치하는 패턴이 없는 경우에는 \( Y \)를 할당한다.<그림 3>은 임의의 블랙 도트를 CMY 조합으로 출력하는 예를 보여준다. (a)는 기준 패턴이고 (b)와 (c)는 기준 패턴에 두 배와 세 배의 도르를 출력했을 때의 패턴이다. (d)는 (a)와 (b) 및 (c) 세 개의 패턴이 일치했을 때 \( C \)이 할당된 것이고 (e)는 (b)와 (c) 두 개의 패턴이 일치했을 때 \( M\)가 할당된 것을 보여준다. (f)는 (a)와 (b) 및 (c) 세 개의 패턴이 일치하지 않았을 때 \(Y \)가 할당된 것을 보여준다. 제안한 방법에서는 문턱치가 전체 그레이 레벨의 \( 2 / 3 \)가 되어야 한다. 마스크의 크기가 \( 256 \times 256 \)이고 한 개의 그레이 레벨을 증가시킬 때마다 256개의 도트가 필요하기 때문에 만약 그레이 레벨이 전체 그레이 레벨의 \(2/3\)보다 낮으면 CMY 도트가 겹쳐져 출력된다.</p> <p>이러한 CMY 도트를 흩어서 출력하는 방법은 171에서 255까지의 85개의 그레이 레벨에 적용된다. 나머지 그레이 레벨인 0에서 170까지 해당하는 부분은 블랙 도트로 출력한다. CMY 조합으로 모든 그레이 레벨을 표현하면 블랙 도트로 그레이 레벨을 표현하는 것과 CMY를 흩어 출력하는 것과의 밝기 값의 차이가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 각각의 방법에 대한 \(\mathrm{CIEL}\mathrm{a}\mathrm{b}\)값을 이용하여 밝기값을 구하여 톤 곡선을 연결해 준다. 두 가지 방법의 톤 곡선의 연결로 왜곡이 없는 선형적인 재현도 가능하다.</p> <p> <그림 4>는 블랙과 CMY를 이용한 출력에 대한 \(\mathrm{CIEL}\mathrm{a}\mathrm{b}\)의 측정결과를 보여준다. CMY 조합을 이용한 방법에서는 171 이하에서는 도트가 중첩되기 때문에 171 이상에서만 측정하였다.<그림 5>는<그림 4>에서 측정한 결과로부터 \(\mathrm{CIEL}\mathrm{a}\mathrm{b}*\) 좌표 값으로 톤 곡선을 연결한 결과를 보여준다. CMY 조합을 이용했을 때의 171의 값과 블랙을 이용했을 때의 192의 그레이 레벨의 밝기값이 같기 때문에 0에서 170까지의 그레이 레벨은 블랙 도트를 사용했을 때의 21에서 191까지의 값으로 대신 출력하고 171에서 255까지는 CMY 조합으로 출력하여 전체 톤 곡선을 얻었다. CMY의 171 그레이 레벨과 매칭이 되는 \( K\)의 그레이 레벨을 찾기 위해서 실험자 10명을 두고 171 CMY 패치와 가장 유사한 패치를 256개의 \( K \) 패치에서 찾게 하였다. 실험에서 6명의 실험자가 192에 해당하는 \( K\) 패치를 선택하였다. 따라서 CMY의 171에 해당하는 패치로 \( K \) 의 192 패치를 선택하였다.<표 1>은 10명의 실험자가 선택한 \(K\) 패치를 보여주고 있다.</p> <table border><caption>표 1. CMY 패치와 K 패치의 비교 실험</caption> <tbody><tr><td>실험자</td><td>1</td><td>2</td><td>3</td><td>4</td><td>5</td><td>6</td><td>7</td><td>8</td><td>9</td><td>10</td></tr><tr><td>K패치</td><td>193</td><td>192</td><td>192</td><td>193</td><td>192</td><td>192</td><td>192</td><td>192</td><td>192</td><td>190</td></tr></tbody></table>	[ "표 1. CMY 패치와 K 패치의 비교 실험에서 실험자 10이 선택한 K패치 값은 무엇이지?", "표 1. CMY 패치와 K 패치의 비교 실험에서 가장 많은 실험자가 선택한 K패치값은 어떻게 되지?", "표 1에서 몇 명의 실험자가 192에 해당하는 \\( K\\) 패치를 선택했어?", "표 1에서 CMY 171 그레이와 매칭되는 \\( K\\)의 그레이 레벨 값은 뭐라고 볼 수 있어?", "표 1. CMY 패치와 K 패치의 비교 실험에서 실험자 1이 선택한 \\( K \\) 패치 값은 뭐야?" ]
4584a836-2e25-4f47-915d-c7fd671bfbb3	인공물ED	다중 안테나를 갖는 이동 릴레이의 셀 탐색과 입사각 추정방법	<h1>Ⅲ. 실 험</h1> <p>다중 안테나를 갖는 이동 릴레이에서의 셀 탐색과 입사각 추정을 위한 모의실험 환경은 표 1과 같다.</p> <p>그림 6은 본 논문에서 제안된 방식을 사용하여 TDD 시스템에서 셀 탐색과 입사각을 추정할 때의 셀 탐색 확률을 나타낸다. 그림 6(a)는 추정방법 1의 셀 탐색 확률이고, 그림 6(b)는 추정방법 2의 셀 탐색 확률, 그림 6(c)는 추정방법 3의 셀 탐색 확률을 나타낸다.</p> <table border><caption>표 1. 모의실험 환경</caption> <tbody><tr><td>Carrier frequency</td><td>\( 2 \mathrm{GHz} \)</td></tr><tr><td>Bandwidth</td><td>\( 10 \mathrm{MHz} \)</td></tr><tr><td>Sampling frequency</td><td>\( 10 \mathrm{MHz} \)</td></tr><tr><td>FFTsize</td><td>1024</td></tr><tr><td>CP size</td><td>128samples</td></tr><tr><td>No. of Base-station</td><td>2 (Cell D of target \( BS=1 \), Cell D of interference \( BS=2 \))</td></tr><tr><td>No. of Antenna</td><td>8(Beamforing Antenna)</td></tr><tr><td>Antema stncture</td><td>Unifom linear array (Target \( =-20^{\circ} \), Interference \( =60^{\circ} \)), Uniform circular aray (Target \( =\left[90^{\circ}, 200^{\circ}\right] \), Interference \( =\left[90^{\circ}, 60^{\circ}\right] \))</td></tr><tr><td>Channel</td><td>Pedestrian A</td></tr></tbody></table> <p>그림 6에서 신호대 간섭비가 \( 0 \mathrm{~dB} \)일 때 셀 탐색확률이 Cell ID 1과 Cell ID 2에 대해 약 \( 50 \% \)의 확률을 갖지만, 신호대 간섭비가 증가할수록 Cell ID 1을 찾을 확률이 1에 수렴하는 것을 볼 수 있다. 그리고 신호대 간섭비에 관계없이 셀 탐색에 실패하는 확률은 항상 0이 됨을 볼 수 있다. 따라서 제안된 방식에 의해 셀 탐색을 수행할 경우 항상 셀 탐색에 성공함을 알 수 있다.</p> <p>그림 7은 본 논문에서 제안하는 이동 릴레이에서 셀 탐색을 통해 목표 기지국으로 Cell ID 1을 선택했을 때의 입사각 추정 성능을 나타낸다. 이때 \( \mathrm{Eb} / \mathrm{N} 0 \)는 \( 30 \mathrm{~dB} \)이고, 빔형성 안테나는 선형 배열 안테나와 원형 배열 안테나를 사용하였다.</p> <p>그림 7(a)는 빔형성 안테나로 선형 배열 안테나를 사용하였을 때의 입사각 추정 성능을 나타낸다. 그림 7(a)를 통해 목표 기지국의 Cell ID 1에 해당하는 입사각도인 \( -20^{\circ} \)를 정확히 추정함을 볼 수 있다. 그리고 추정방법 2의 경우 셀 탐색 과정에서 각각 \( -20^{\circ} \)와 \( 60^{\circ} \)를 일차적으로 찾는 것을 확인 할 수 있다. 이때 일차적으로 추정된 입사각은 최대값 검출기의 입력값이 되어 Cell ID 1에 대한 \( -20^{\circ} \)를 최종적으로 추정한다.</p> <p>그림 7(b), 7(c), 7(d)는 빔형성 안테나로 원형 배열 안테나를 사용하였을 때의 입사각 추정 성능을 나타낸다. 그림 7(b), 7(c), 7(d)를 통해 목표 기지국의 Cell ID 1에 해당하는 각도인 \( \left[90^{\circ}, 200^{\circ}\right] \)를 정확히 추정함을 알 수 있다. 선형 배열 안테나와 마찬가지로 추정방법 2의 경우 셀 탐색과 입사각 추정과정에서 각각 \( \left[90^{\circ}, 60^{\circ}\right] \)와 \( \left[90^{\circ}, 200^{\circ}\right] \)를 일차적으로 찾는 것을 확인 할 수 있다. 이때 일차적으로 추정된 입사각은 최대값 검출기의 입력값이 되어 Cell ID 1에 대한 입사각인 \( \left[90^{\circ}, 200^{\circ}\right] \)를 최종적으로 추정한다.</p>	[ "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 Carrier frequency 값은 얼마야?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 FFTsize 값은 얼마인가?", "FFTsize 값은 본문의 표 1. 모의실험 환경을 참조하면 어떤 값을 가지지", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 Sampling frequency 값은 얼마니?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 CP size 값은 얼마일까?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 No. of Antenna 값은 얼마 정도지?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 No. of Base-station 값은 얼마 정도야?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 Channel은 무엇인가?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 Antema stncture 값은 얼마 정도인가?", "본문의 표 1. 모의실험 환경에서 Bandwidth 값은 얼마지?" ]
1d4c46e6-0f77-4ec3-b183-40c486900b2a	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<p>식 (2)에서 F 는 발진회로에서 발생되는 펄스파의 주파수이다.</p><p>\( T_{H I G H}=0.693 \times\left(R_{1}+R_{2}\right) \times C_{T} \)</p><p>\( T_{L O W}=0.693 \times R_{2} \times C_{T} \)</p><p>\( F=1.44 /\left(R_{1}+R_{2} \times 2\right) \times C_{T} \)<caption>(2)</caption></p><h3>다. 인덕터 측정</h3><p>그림 6 의 발진회로는 커패시터가 접지 가딩 기법에 의해 다른 소자와 패턴으로부터 완벽히 분리되는 경우에만 적용 가능하다. 즉 콘덴서가 저항 또는 다이오드와 병렬로 연견된 경우에는 적용이 불가능하다. 그리고 인덕터는 독립적으로는 측정이 불가능하고, 콘덴서와 병렬 또는 직렬로 연결함으로써 LC 공진회로를 구성하여 발생된 신호의 주기를 측정함으로써 그 값을 계산할 수 있다. 따라서 본 는문에서는 그림 7의 탱크회로를 구성하여 인덕터 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{T}}\right) \) 의 측정과 그림 6 의 발진회로로 측정이 불가능한 콘덴서 \( \left(\mathrm{C}_{\mathrm{T}}\right) \) 의 측정을 수행한다. 콘덴서와 인덕터의 측정 정밀도를 향상시키기 위해서는 탱크 회로의 \( \mathrm{C}_{1} \) 과 \( \mathrm{L}_{1} \) 의 교정을 수행해야 한다. 이를 위해 그림 7에서 표정 스위치(calibration SW1)가 off 상태에서의 초기 주표수 \( f_{1} \) 과 교정 스위치(calibration SW1)가 on 상태에서 기준 콘덴서 \( \mathrm{C}_{\mathrm{REF}} \) 에 의한 주파수 \( f_{2} \) 를 측정하고, 두 주파수를 이용하여 식 (3) (5)에 의해 탱크 회로의 \( \mathrm{C}_{1} \) 과 \( \mathrm{L}_{1} \) 을 계산한다.</p><p>\( f_{1}=\frac{1}{2 \pi \sqrt{\left(L_{1} \times C_{1}\right)}} \)<caption>(3)</caption></p><p>\( f_{2}=\frac{1}{2 \pi \sqrt{\left(L_{1} \times\left(C_{1}+C_{R E F}\right)\right.}} \)<caption>(4)</caption></p><p>\( C_{1}=\frac{f_{2}^{2}}{f_{1}^{2}-f_{2}^{2}} \times C_{R E F} \quad, \quad L_{1}=\frac{1}{4 \pi^{2} \times f_{1}^{2} \times C_{1}} \)<caption>(5)</caption></p><p>교정 후, 콘덴서 \( \mathrm{C}_{\mathrm{T}} \) 의 측정은 \( \mathrm{C}_{\mathrm{T}}, \mathrm{C}_{1} \) 과 \( \mathrm{L}_{1} \) 이 병렬상태가 되도록 핀 드라이버를 설정한다. 이때 \( f_{2} \) 는 식 (6) 과 같고, 식 (3)과 식 (6)에 의해 계산되는 \( \mathrm{C}_{\mathrm{T}} \) 는 식 (7) 과 같다.</p><p>\( f_{2}=\frac{1}{2 \pi \sqrt{\left(L_{1} \times\left(C_{1}+C_{T}\right)\right.}} \)<caption>(6)</caption></p><p>\( C_{T}=\frac{f_{1}^{2}-f_{2}^{2}}{f_{2}^{2}} \times C_{1} \)<caption>(7)</caption></p><p>인덕터 \( \mathrm{L}_{T} \) 의 측정을 위해 \( \mathrm{L}_{T} \) 와 \( \mathrm{L}_{1} \) 은 직렬, \( \mathrm{L}_{T} \) 와 \( \mathrm{L}_{1} \) 이 \( \mathrm{C}_{1} \) 과는 병렬이 되도록 핀 드라이버를 설정하면, \( f_{2} \) 는 식 (8)과 같고, 식 (3)과 식 (8)에 의해 계산되는 \( \mathrm{L}_{T} \) 는 식 (9)와 같다.</p><p>\( f_{2}=\frac{1}{2 \pi \sqrt{\left(C_{1} \times\left(L_{1}+L_{T}\right)\right.}} \)<caption>(8)</caption></p><p>\( L_{T}=\frac{f_{1}^{2}-f_{2}^{2}}{f_{2}^{2}} \times L_{1} \)<caption>(9)</caption></p>	[ "\\(1.44 /\\left(R_{1}+R_{2} \\times 2\\right) \\times C_{T} \\) 라는 식으로 나타낼 수 있는 값은 무엇인가?", "식 (2)의 값들 중 F 값은 펄스파의 주파수이며 동시에 어디에서 나타나는 값인가?", "커패시터가 접지 가딩 기법을 통해서 어떻게 되는 경우에만 그림 6 에 보이는 발진회로를 반영할 수 있겠는가?", "단독으로는 그 값을 측정할 수 없는 장치는 무슨 장치인가?", "인덕터의 값을 알아내기 위해 LC 공진회로를 이루려면 어떤 장치와의 병렬 또는 직렬 연결이 필요하겠는가?", "인덕터 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{T}}\\right) \\) 의 값을 재기 위해서는 논문의 어디에 있는 탱크회로를 구성해야 할까?", "콘덴서 \\( \\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{T}}\\right) \\) 의 값을 측정할 수 없는 회로는 그림 6에 존재하는 어떤 회로인가?", "탱크 회로의 \\( \\mathrm{C}_{1} \\) 과 \\( \\mathrm{L}_{1} \\) 을 바로 잡음으로써 콘덴서와 인덕터의 측정 정밀도를 어떻게 할 수 있겠는가?", "탱크 회로에 존재하는 값들을 어떻게 하면 콘덴서와 인덕터의 측정 정밀도가 올라가겠는가?", "탱크 회로의 값 중 \\( \\mathrm{C}_{1} \\) 과 \\( \\mathrm{L}_{1} \\) 값을 바로 잡으면 콘덴서와 인덕터의 무엇이 상승하겠는가?", "그림 7에서 확인할 수 있는 초기 주표수 \\( f_{1} \\)은 어디에서의 값을 말하는가?", "콘덴서 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{T}} \\) 의 측정은 교정이 끝나고 나서 어떤 방법으로 핀 드라이버를 설정하는가?", "\\( \\mathrm{L}_{T} \\) 와 \\( \\mathrm{L}_{1} \\)은 인덕터 \\( \\mathrm{L}_{T} \\) 의 측정을 위해서 어떤 값과 병렬이 되도록 설정이 돼?", "인덕터를 콘덴서와 병렬이나 직렬로 연결하여 어떤 과정을 거치면 그 값의 측정이 가능하겠는가?", "주파수 \\( f_{2} \\) 는 무슨 스위치가 켜져 있는 상태에서 잰 값인가?", "\\( \\mathrm{L}_{T} \\) 와 \\( \\mathrm{L}_{1} \\) 을 인덕터 \\( \\mathrm{L}_{T} \\) 의 값을 재기 위해서 어떻게 되도록 핀 드라이버를 맞추는가?", "그림 6에서 확인할 수 있는 발진회로를 적용하려면 어떻게 해야할까?", "콘덴서와 인덕터의 측정 정밀도 향상을 이룰 때 그 계산에 필요한 두 주파수는 식 (3) (5)에 의해서 어떻게 사용되는가?", "그림 6에 있는 발진회로는 콘덴서가 저항이나 다이오드와 어떻게 연결되었을 때는 적용할 수 없어?" ]
61f86903-2da6-4471-a2d9-fa75c81e5bff	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<p>실힘은 수동소자 각각에 대해 서로 다른 값 5 종류를 10 회 반복 측정하였으며, 검사시스템의 PCB 에 있는 테스트 포인트(TP)에 직접 연결함으로써 케이블의 길이와 커넥터에 의한 영향은 없는 상태에서 진행하였다. 측정값과 식 (10)에 의해 오차율을 계산한 결과는 표 1 과 같다. 측정 결과 저항의 측정 오차율 평균은 \( -2.82 \% \sim 3.80 \% \) 이며, 제조사 출고값의 허용오차 범위 \( \pm 5 \% \) 보다 작았다. 콘덴서의 측정 오차율은 \( 2.43 \% \sim 13.80 \% \) 이고, 인덕터의 측정 오차율은 \( -5.97 \% \sim-2.16 \% \) 이었으며, 이들의 제조사 출고값의 허용오차가 \( \pm 30 \% \) 임을 고려할 때 매우 낮은 측정 오차율임을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 1. 수동소자 측정 실험</caption><tbody><tr><td colspan=2>수동소자 종류 및 BOM값</td><td>검사기 측정값 평균</td><td>오차율(%) 평균</td></tr><tr><td rowspan=5>저항 \( (\mathrm{K} \Omega) \)</td><td>0.1</td><td>0.10380</td><td>3.80</td></tr><tr><td>1</td><td>0.98248</td><td>-1.75</td></tr><tr><td>10</td><td>10.099</td><td>0.99</td></tr><tr><td>100</td><td>97.180</td><td>-2.82</td></tr><tr><td>1000</td><td>1011.058</td><td>1.11</td></tr><tr><td rowspan=5>콘덴서 \( (\mathrm{uF}) \)</td><td>0.001</td><td>0.0011</td><td>11.77</td></tr><tr><td>0.01</td><td>0.0114</td><td>13.80</td></tr><tr><td>0.1</td><td>0.1024</td><td>2.43</td></tr><tr><td>1</td><td>1.0378</td><td>3.78</td></tr><tr><td>10</td><td>10.4499</td><td>450</td></tr><tr><td rowspan=5>인덕터 \( (\mathrm{uH}) \)</td><td>0.28</td><td>0.2638</td><td>-5.77</td></tr><tr><td>0.52</td><td>0.4889</td><td>-5.97</td></tr><tr><td>1.0</td><td>0.9559</td><td>-4.41</td></tr><tr><td>10.0</td><td>9.7841</td><td>-2.16</td></tr><tr><td>100.0</td><td>97.1224</td><td>-2.88</td></tr></tbody></table><h3>나. FPCB 모델 검사 실험</h3><p>모바일 디스플레이용 FPCB 모델에 대한 검사 실험을 수행하였다. 실험용 FPCB 모델은 2가지를 선정하였으며, 대상 모델의 검사 항목은 표 2 와 같다. 검사 대상 수동소자의 값은 BOM (bill of material)값, 멀티미터와 LC 미터를 이용한 계측기 측정값과 검사 시스템을 이용한 측정값으로 나타내었으며, 오차율은 식(10)에서 제조사 출고값을 회로도 상의 수동소자 값인 BOM 으로 대체하여 계산하였다.</p><p>표 3 과 표 4 는 검사 대상 FPCB 모델에 실장된 수동 소자의 측정값과 오차율 계산 결과이다. 모델 1 의 실험 결과, BOM 에 표기된 값과 비교하여 저항 측정값의 오차율은 \( -1.08 \% \) 와 \( 3.0 \% \) 이었으며, 콘덴서의 측정 오차율은 \( -2.0 \% \sim 18.0 \% \) 이었다.</p>	[ "케이블의 길이와 커넥터에 의한 영향이 없게 된 이유는 무엇이야?", "측정 결과 저항의 측정 오차율 평균은 얼마니?", "콘덴서의 측정 오차율은 얼마야?", "인덕터의 측정 오차율은 몇 % 이니?", "이들의 제조사 출고값의 허용오차가 \\( \\pm 30 \\% \\) 임을 고려할 때 오차율은 높낮이는 어떻니?", "표 2 에 나오는 내용은 무엇이야?", "모델 1 의 실험 결과, 콘덴서의 측정 오차율은 얼마야?", "모델 1 의 실험 결과 저항 측정값의 오차율은 얼마니?", "제조사 출고값의 허용오차 범위는 얼마보다 작았어?", "실험용 FPCB 모델은 몇 가지를 선정하였어?", "오차율은 식(10)에서 제조사 출고값을 회로도 상의 수동소자 값인 무엇으로 대체하여 계산하였어?", "검사 대상 FPCB 모델에 실장된 수동 소자의 측정값과 오차율 계산 결과는 어디에서 확인할 수 있니?", "실힘은 수동소자 각각에 대해 서로 다른 값 5종류를 몇 회 반복하여 측정하였어?", "검사시스템의 PCB 에 있는 무엇에 직접 연결하였어?", "측정값과 식 (10)에 의해 오차율을 계산한 결과는 어디에서 확인할 수 있어?", "표 1에서 검사기 측정값 평균이 가장 높게 나올 때에 해당하는 인덕터 값은 얼마니?", "표 1에서 오차율 평균이 1.11 일 때 저항값은 얼마니?", "표 1에서 저항이 1일 때 검사기 측정값 평균은 얼마야?", "저항값이 10일 때 오차율 평균은 얼마야?", "오차율 평균값이 450일 때 콘덴서 값은 얼마야?", "표 1에서 콘덴서 1일 때 검사기 측정값 평균은 얼마야?", "표 1에 따르면 콘덴서의 값이 1일 때 검사기 측정값 평균은 몇으로 나타나나?" ]
4d1b9588-bf4b-4e9f-8430-6aca0c834396	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<h1>요 약</h1><p>본 논문에서는 연성회로기판에 실장된 부품의 불량여부를 판별하기 위해 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용한 인 서킷 검사 시스템을 제안한다. 핸드폰 및 모바일용 디스플레이 장치에 사용되는 연성회로기판 모델의 검사신호의 입/출력을 위한 구조적인 공통 특성을 분석하고, 회로도를 기반으로 인가해야 할 검사 신호의 종류와 인가 위치에 대한 정보를 핀 맵으로 저장한다. 검사 신호는 저항, 콘덴서와 인덕터의 특성 검사가 가능하도록 응용회로와 알고리즘을 구성한다. 특정 위치에 특정 검사신호를 인가하기 위한 핀 드라이버를 설계하고, 핀 맵을 바탕으로 측정 대상이 포함된 최소한의 노드 및 메시가 구성되도록 핀 드라이버를 설정한다. 제안된 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적영한 인 서킷 검사 시스템을 구현하고, 수동소자 각각에 대한 측정 실험과 선정된 테스트 모델에 대한 검사 실험을 수행하고, 제안된 시스템의 정밀도와 효율성을 검증한다.</p><h1>I. 서 론</h1><p>연성회로기판(flexible printed circuit board: FPCB)은 재질의 특성상 작고 가벼우며, 내굴곡성이 뛰어나 핸드폰(cell-phone), 노트북, 디지털 카메라와 같은 소형 전자제품과, TFT-LCD, OLED 등의 디스플레이 제품의 중요 부품으로 많이 사용되고 있다.</p><p>SMT (surface mount technology) 공정에 의해 FPCB 에 실장된 전자 부품은 부품 자체의 불량과 부품의 오삽, 미삽과 역삽 등으로 인해 불량이 발생한다. 따라서 FPCB 을 검사하여 SMT 공정에서 발생할 수 있는 부품이나 회로의 결함을 확인하고 그 원인을 분석하여 생산 제품의 고품질화와 기업의 생산성을 향상시키기 위한 노력을 기울여왔다.</p><p>FPCB뿐만 아니라, Rigid-PCB 등에 실장 된 부품의 불량 여부를 자동으로 검사하는 시스템은 검사 방법에 따라 펑션 검사기(function tester), 베어 보드 검사기 (bare board tester), 인 서킷 검사기(ICT: in-circuit tester)로 구분된다. 펑션 검사기는 FPCB 에 부품을 실장 후 전원 및 구동신호를 공급하여 회로의 출력 신호와 제품의 기능이 정상적으로 동작하고 있는지를 검사하는 시스템이다. 하지만 이 검사기는 제품이 완성된 후에 검사하는 방법으로 어떤 소자에서 불량이 발생하였는지 정확히 분석할 수 없다. 베어 보드 검사기는 SMT 공정이 진행되기 이전 단계에서 기판에 생성된 회로의 불량여부를 검사하는 시스템으로, 기판 자체의 불량여부를 검사하는 시스템이다. 인 서킷 검사기는 SMT 공정 후 각 부품의 불량 검사와 회로의 오픈/쇼트 검사를 수행하는 시스템으로, 어떤 소자에서 불량이 발생하였는지를 정확히 분석할 수 있다는 장점이 있다.</p>	[ "인 서킷 검사 시스템에는 어떤 것들이 적용되어 있는가?", "연성회로기판 모델은 무엇에 사용되는가?", "회로도를 기반으로 인가해야 할 검사 신호의 종류와 인가 위치에 대한 정보 어떤 방식으로 저장하는가?", "핀 드라이버를 설계하는 이유는 무엇인가?", "핀 드라이버는 어떻게 설정해야 하는가?", "flexible printed circuit board의 약자는 무엇인가?", "연성회로기판의 재질적 특성은 무엇인가?", "연성회로기판은 어떤 소형 전자제품에 많이 사용되는가?", "무엇이 surface mount technology의 약자야?", "펑션 검사기는 언제 검사하는 방법인가?", "베어 보드 검사기는 언제 기판에 생성된 회로의 불량여부를 검사하는 시스템이지?", "베어 보드 검사기는 무엇의 불량을 검사하는 시스템이지?", "인 서킷 검사 시스템은 무슨 이유로 졔시안되었는가?", "in-circuit tester의 약자는 무엇일까?", "인 서킷 검사기는 언제 검사를 하는 시스템인가?", "무엇을 인 서킷 검사기가 수행하는가?", "인 서킷 검사기의 장점은 무엇인가?", "펑션 검사기는 제품이 완성된 후에 검사하는 방법으로 무슨 문제가 있는가?", "연성회로기판에 부착된 부품의 불량여부를 분별하려면 어떤 시스템이 필요한가?", "연성회로기판에 부착된 부품의 불량여부를 확인하기 위해서는 어떤 시스템을 필요로 하나요?", "인 서킷 검사 시스템은 어디에 부착된 부품의 불량여부를 판별하기 위해 제시되었는가?", "어디에 부착된 부품의 불량여부를 검사하기 위해 인 서킷 검사 시스템이 활용되었나?", "특정 위치에 특정 검사신호를 인가하기 위해 무엇을 만들었는가?", "무엇이 특정 위치에 특정 검사신호를 인가하기 위해 만들어졌어?", "TFT-LCD, OLED 등과 같은 디스플레이 제품의 부품으로는 어떤 기판이 이용되는가?", "어떤 기판이 TFT-LCD, OLED 등과 같은 디스플레이 제품의 부품을 위해 만들어지나?", "SMT공정으로 FPCB에 부착된 전자 부품은 무슨 이유로 불량이 생기지?", "SMT공정으로 FPCB에 부착된 전자 부품은 왜 불량이 발생할까?", "핸드폰, 노트북, 디지털 카메라와 같은 소형 전자제품에 연성회로기판이 많이 사용되는 이유는 무엇인가?", "연성회로기판이 핸드폰, 노트북, 디지털 카메라와 같은 소형 전자제품에 자주 사용되는 까닭은 뭐야?", "펑션 검사기, 베어 보드 검사기, 인 서킷 검사기는 FPCB뿐만 아니라 어디에 부착된 부품의 불량 여부를 자동으로 검사하지?", "펑션 검사기, 베어 보드 검사기 그리고 인 서킷 검사기는 어떻게 분류되지?", "펑션 검사기, 베어 보드 검사기, 인 서킷 검사기를 분류하는 방법은 뭐야?", "펑션 검사기는 어떻게 회로의 출력 신호와 제품의 기능이 올바르게 작동하는지 알아내지?", "어떻게 펑션 검사기가 회로의 출력 신호 및 제품의 기능 작동 여부를 알아낼까?", "저항, 콘덴서와 인덕터의 특성 검사를 하려면 검사 신호는 어떤 것들로 이루어져야 하지?", "저항, 콘덴서와 인덕터의 특성 검사를 위해 검사 신호는 무엇으로 구성되지?", "FPCB와 Rigid-PCB 등에 부착된 부품의 불량 여부를 검사하는 시스템에는 펑션 검사기, 베어 보드 검사기 그리고 무엇이 있는가?", "FPCB을 검사하고 SMT 공정에서 생길 수 있는 부품이나 회로의 결함을 해결하고 어떻게 했는가?", "기업의 생산성과 생산 제품의 품질을 우수하게 하기 위해서 어떻게 하였는가?", "기업의 생산성과 생산 제품의 품질 향상을 위해서 어떤 방법을 사용했어?", "FPCB 에 부품을 부착한 다음 전원 및 구동신호를 켜고 작동하는지 알아보는 시스템은 무엇인가?", "FPCB 에 부품을 부착한 후 전원 및 구동신호를 켜서 작동 여부를 확인하는 시스템은 뭘까?", "검사 신호는 무엇이 가능하도록 응용회로와 알고리즘을 만들었지?", "검사 신호는 응용회로와 알고리즘을 통해 무엇이 가능하게 했지?", "FPCB 에 어떤 공정으로 부착된 전자 부품은 부품 자체의 불량과 부품의 오삽, 미삽과 역삽 등으로 인해 불량이 생기는가?", "펑션 검사기는 FPCB 에 부품을 부착한 후 전원 및 구동신호를 줘서 무엇을 알아내는 시스템이지?" ]
ee6fc762-8c98-410f-ad56-b448ca04d6be	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<h2>3. 검사 알고리즘</h2><p>모바일 디스플레이용 FPCB 는 TFT-LCD 패널에 실장되어 있는 구동 드라이버 IC 의 부가회로이며, 메인보드와 구동 드라이버 IC 의 신호연결을 위한 기능, 노이즈 제거와 바이패스 기능을 수행하기 위한 수동소자가 필요하다. 따라서 모바일 디스플레이용 FPCB 에는 SMT 공정을 통해 저항, 인덕터, 콘덴서의 수동소자가 실장되며, 실장 된 수동소자의 미삽, 오삽 및 역삽에 대한 검사가 수행되어야 한다. 수동소자의 종류에 따라 그림 4 에서의 검사신호를 인가하여 실장 되어 있는 소자의 값을 측정한 후, 회로도를 통해 알고 있는 소자의 값과 비교하여 불량여부를 판단한다.</p><h3>가. 저항 측정</h3><p>FPCB 에 실장 된 소자 중 저항을 위한 검사 시스템은 그림 5 와 같으며, \( \mathrm{R}_{\mathrm{Xn}}(\mathrm{n}=1,2, \ldots, 5) \) 는 기준저항이다. 본 논문에서는 측정대상저항의 값의 측정 정밀도를 높이기 위해 기준저항은 5개로 구분하여 구성하였다.</p><p>\( \mathrm{R}_{\mathrm{T}} \) 는 측정대상저항, \( \mathrm{V}_{\mathrm{RT}} \) 는 측정대상저항 \( \mathrm{R}_{\mathrm{T}} \) 의 전압 강하에 의한 회로의 출력전압이다. 기준저항의 선택은 핀 맵을 이용한 핀 드라이버에 의해 결정되며, 핀 드라이버의 출력신호가 스위치 역할을 하는 FET 중 한 개만 동작(switch-on)시켜 특정 기준저항이 측정대상저항과 직렬로 연결되게 한다. 기준저항이 선택되어 구성된 회로에 대해 옴의 법칙(Ohm's Law)과 키르히호프의 전압법칙 KVL 을 적용한다. 기준저항과 측정대상저항을 직렬연결하고, 전압 \( \mathrm{V}_{\mathrm{IN}} \) 을 인가하면, 측정대상저항 양단에 전압강하가 발생한다. 이 전압강하를 측정하여 실장 된 저항의 값을 계산함으로써 실장된 저항 \( \mathrm{R}_{\mathrm{T}} \) 값을 구할 수 있다. 그림 5 의 회로에서 입력 전압 \( \mathrm{V}_{\mathrm{IN}} \) 과 기준저항 \( \mathrm{R}_{\mathrm{X} n} \), 측정대상 저항 \( \mathrm{R}_{\mathrm{T}} \), 출력전압 \( \mathrm{V}_{\mathrm{RT}} \), 정전류 I의 관계는 식 (1)로 나타낼 수 있다.</p><p>\( V_{R T}=V_{I N} \times \frac{R_{T}}{R_{x}+R_{T}} \quad, \quad R_{T}=V_{R T} / I \)<caption>(1)</caption></p><h3>나. 콘덴서 측정</h3><p>FPCB 에 실장된 콘덴서의 측정은 그림 6 과 같이 NE555 를 이용한 발진회로를 이용한다. 측정대상 콘덴서가 발진 회로의 \( \mathrm{C}_{\mathrm{T}} \) 에 위치하도록 핀 드라이버를 설정한다. 전원을 인가하면 회로는 발진하여 출력단자로 펄스파가 생성되며, 펄스파의 HIGH 레벨의 폭( \( \left.\mathrm{T}_{\mathrm{HIGH}}\right) \) 과 LOW 레벨의 폭( \( \left.\mathrm{T}_{\mathrm{LOW}}\right) \) 은 식 (2)와 같이 저항과 측정대상 콘덴서에 의해 결정된다. 따라서 펄스폭을 측정하면 측정대상 콘덴서의 값을 계산할 수 있으며, 핀 맵에 저장된 기준값과 비교하여 정상-불량 판단을 수행한다.</p>	[ "무엇을 이용한 핀 드라이버에 의해 기준저항이 선택돼?", "SMT 공정을 통해 모바일 디스플레이용 FPCB에 무엇이 실장되?", "\\( \\mathrm{V}_{\\mathrm{RT}} \\)는 측정대상 저항에 의해 무엇이 된 회로의 출력 전압값이야?", "검사신호를 인가하여 실장된 소자의 값을 측정하고 회로도를 통해 알고 있는 소자의 값과 비교하여 무엇을 판단해?", "모바일 디스플레이용 FPCB에 저항, 인덕터, 콘덴서의 수동소자가 실장하려면 어떤 공정을 해야해?", "FET는 회로에서 어떤 역할을 해?", "무엇이 FET 중 한개만 동작 시켜 특정 기준 저항이 측정대사저항과 직렬로 연결하게 해?", "핀 드라이버의 출력신호가 FET 중 한개만 동작시켜 특정 기준 저항이 측정대상저항과 어떻게 연결하게되?", "선택한 기준 저항으로 구성된 회로는 어떤 법칙을 적용해?", "선택된 기준 저항으로 구성된 회로에서 기준 저항과 측정대상 저항은 어떻게 연결해?", "기준 저항이 선택되어 구성된 회로에서 측정대상 저항 양단에 전압강하를 발생하게 하려면 어떻게 해야해?", "회로에 전압 \\( \\mathrm{V}_{\\mathrm{IN}} \\) 을 인가하면 측정대상저항 양단에 무엇이 발생해?", "전압강하를 측정하면 어떤 값을 계산할 수 있어?", "FPCB에 실장된 콘덴서는 무엇을 이용하여 구할 수 있어?", "NE555 를 이용한 발진회로를 이용하면 FPCB에 실장된 무엇을 측정할 수 있어?", "측정 대상 콘덴서가 어디에 위치하도록 핀 드라이버를 설정해?", "발진 회로의 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{T}} \\) 에 측정대상 콘덴서가 위치할 수 있도록 무엇을 설정해?", "전원을 인가하면 출력단자로 무엇이 생성돼?", "전원을 인가하면 출력단자로 왜 펄스파가 생겨?", "무엇이 펄스파의 HIGH 레벨의 폭과 LOW 레벨의 폭을 결정해?", "핀 맵에서 저장된 기준값과 비교하여 무엇을 판단해?", "수동 소자를 통해 무엇의 신호연결을 위한 기능을 수행할 수 있어?", "모바일 디스플리에용 FPCB에 실장된 수동소자의 무엇을 검사해야해?", "FPCB에 실장된 콘덴서를 측정하기 위해 사용된 발진회로는 뭐야?", "측정대상 콘덴서의 값을 계산하려면 무엇을 측정해야해?", "모바일 디스플레이용 FPCB는 어디에 실장되어 있는 구동 드라이버 IC의 부가회로야?", "메인보드와 구동 드라이버 IC 의 신호연결을 위한 기능, 노이즈 제거와 바이패스 기능을 위해 어떤 것이 필요해?", "실장되어 있는 소자의 값을 측정하기 위해 수동소자의 종류에 따라 무엇을 인가해?", "기준 저항을 5개로 구분하여 구성한 이유는 뭐야?" ]
39ebca0f-41a9-4bac-9443-a94aa8184c83	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<h1>IV. 결 론</h1><p>본 논문에서는 연성회로기판에 실장된 부품의 불량 여부를 판별하기 위해 핀 드라이비를 이용한 접지 가딩 기법을 제안하였고, 이를 적용한 인 서킷 검사 시스템을 개발하였다. 모바일 단말기용 연성회로기판에 대해 검사신호의 종류와 입/출력을 위한 구조적인 공통 특성을 분석하였으며, 회로도를 기초로 실장된 부품들에 대해 핀 맵을 작성하고 검사신호를 생성하였다. 생성된 검사신호에 따라 실장된 부품의 전기적 검사를 위해 접지 가딩 기법을 사용하였으며, 이를 위해 핀 드라이버를 설계하였다. 핀 드라이버는 핀 맵 에 따라 구동되며, 이를 통해 회로에서 측정 대상이 포함된 최소한의 노드및 메시가 구성되도록 하였다. 또한 모바일용 디스플레이 연성회로 기판에 실장된 저항, 콘덴서와 인덕터를 검사하기 위한 회로 및 알고리즘을 제시하였다. 제안된 검사 알고리즘과 시스템 구성에 따라 마이크로프로세서를 기반으로 한 연성회로 기판 검사 시스템을 개발하였다. 검사 시스템을 이용하여 커넥터와 연결케이블의 영향이 없는 상태로 수동소자 각각에 대한 개별 테스트와 모바일용 연성회로기판 테스트 모델을 선정하여 검사 실험을 수행하였으며, 측정 오차율로 측정 정밀도를 나타내었다. 수동소자 각각에 대한 실험결과, 저항의 측정 오차율은 최대 \( -2.82 \% \sim 3.80 \% \) 이었으며, 콘덴서는 \( 2.43 \% \sim 13.80 \% \), 인덕터는 \( -5.97 \% \sim -2.16 \% \) 로 수동소자의 제조사 출고값의 허용오차보다 훨씬 작았다. 실제 사용되는 연성회로기판 테스트 모델에 대한 실험에서는 저항의 측정 오차율은 \( -1.08 \% \) 와 \( 3.0 \% \), 콘덴서는 \( -2.0 \% \sim 20.0 \% \) 의 범위에서 측정 오차율을 보였으나, 이는 검사 시스템 기판 자체에서 발생하는 캐패시턴스 성분과 인덕턴스 성분에 의한 영향으로 판단된다. 실험결과를 통해 제안된 검사 시스템과 검사 알고리즘의 측정 정밀도를 확인 할 수 있었다.</p>	[ "핀 드라이버를 이용한 접지 가딩 기법을 적용하여 개발한 시스템은 무엇이지?", "연성회로기판에 실장된 부품의 불량 여부를 판별하기 위해 제안한 기법은 무엇이지?", "핀 드라이버를 이용한 접지 가딩 기법을 제안한 이유는 뭐야?", "왜 핀 드라이버를 사용한 접지 가딩 기법을 제의했어?", "모바일 단말기용 연성회로기판에 대해 무엇을 위한 구조적인 공통 특성을 분석했지?", "분석을 위해 생성해야 하는 검사신호는 무엇을 기초로 실장된 부품들에 대한 핀 맵을 작성해?", "노드 및 메시가 구성되는 과정은 어떻게 돼?", "어떻게 노드 및 메시가 구성될까?", "본 논문에서는 무엇을 검사하기 위한 회로 및 알고리즘을 제시했지?", "본 실험은 검사 시스템을 이용하여 커넥터와 무엇의 영향이 없는 상태로 진행되지?", "본 실험은 수동소자 각각에 대한 개별테스트와 무엇을 선정하여 검사 실험을 수행했어?", "각각의 수동소자에 대한 실험결과에서 수동소자의 제조사 출고값의 허용오차보다 훨씬 작았던 수동소자는 무엇이지?", "실험결과에서 오차율이 가장 작았던 인덕터의 오차율은 얼마로 나타나?", "본 논문에서는 무엇을 기반으로 한 연성회로 기판 검사 시스템을 개발했어?", "실제 사용되고 있는 연성회로기판 테스트 모델에 대한 저항, 콘덴서의 오차율 값은 검사 시스템 기판 자체에서 발생하는 어떤 성분들에 의한 영향으로 나타났지?", "핀 드라이버를 이용한 접지 가딩 기법은 어디에 실장된 부품의 불량 여부를 판별하기 위해 제안됐어?", "실험의 결과를 통해서 제안된 검사 알고리즘과 거사 시스템의 무엇을 확인 할 수 있었어?", "실제 사용되고 있는 연성회로기판 테스트 모델에 대한 저항의 측정 오차율은 얼마로 나타나 있어?" ]
d67d129c-223d-4c55-b1ac-d1d1b18228a3	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<p>인 서킷 검사 시스템은 접지 가딩 기법(ground guarding method) 또는 절점 가딩 기법(node guarding method)을 사용한다. 절점 가딩 기법을 적용한 인 서킷 검사시스템은 회로를 구성하는 각각의 노드를 오픈 시키거나, 등전위를 형성하여 검사신호를 인가하는 방법으로, 매우 많은 검사 신호와 이를 특정 대상 위치에 입력하기 위한 많은 미세한 프로브(probe)들을 필요로 한다. 또한 회로의 변경 및 검사대상이 변경되었을 때 재사용이 불가능하다. 접지 가딩 기법의 인 서킷 검사시스템은 실장된 소자와 패드(pad)와 패드 사이의 패턴들을 회로에서 최소한의 메시를 구성하여 실장 부품의 전기적 특성을 측정하는 방식이다. 두 방식의 인서킷 검사 시스템은 회로의 변경 및 검사대상이 변경되었을 때 패턴의 재배치가 불가능하여 특정 모델에만 사용이 가능하다.</p><p>본 논문에서는 SMT 공정 후 전자 부품이 실장된 FPCB 에 대한 전기적 검사를 위해 패턴의 재배치가 가능한 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용한 인 서킷 검사시스템을 제안한다. 검사신호 입출력을 위해 FPCB 테스트 모델들의 입출력 단자인 OLB(outer lead bonding) 패드와 ILB(interface lead bonding) 패드의 구조적인 공통 특성을 파악하고, 입출력 단자를 통한 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용하여 수동소자 검사를 위한 알고리즘을 기술한다. 실험에서는 FPCB 테스트 모델의 검사 기준을 제시하고, 제안된 FPCB 검사 시스템을 이용한 검사 결과를 제시한다.</p><h1>II. 본 론</h1><p>1. FPCB 구조적 특징</p><p>핸드폰의 디스플레이 장치에 사용되는 연성회로기판은 그림 1 과 같이 공통적으로 OLB 패드와 ILB 패드가 있으며, 저항과 캐패시터 그리고 다이오드가 실장되어 있다. ILB 패드는 다른 PCB/FPCB 와의 연결을 위해 사용되는 패드로, 모델에 따라 커넥터(connector)를 이용하기도 한다. OLB 패드는 TFT-LCD 패널 또는 OLED 패널과의 인터페이스(interface)를 위해 사용되며, 패드 간의 간격이 \( 0.14 \mathrm{~mm} \sim 0.18 \mathrm{~mm} \) 으로 아주 미세하며, 모델마다 상이하지만 보동 60~140개의 패드로 구성되어 있다. 패드와 패드간의 간격은 대부분 동일하게 설계되지만, 특이한 경우 일정하지 않은 간격을 가지는 경우도 존재한다.</p><p>이러한 FPCB 의 패턴 및 실장된 부품의 검사를 위한 신호의 입력과 측정값의 출력은 OLB 패드와 ILB 패드를 통해 이루어진다. 그림 1 과 같은 FPCB 모델의 OLB 패드와 ILB 패드의 회로는 그림 2와 같이 구성되며, 확대한 회로도에 나타난 VCI (Common-Interface Voltage), VCL (Common-Low Voltage), GND 등과 같은 패턴의 속성은 FPCB 모델이 제품으로 완성되었을 때 패드 각각의 전기적 기능을 나타낸다. 그러나 소자 및 패턴 검사 시, 각각의 패드는 검사 입력신호를 인가하고 출력신호를 추출하기 위한 단순 입출력 기능으로 사용된다. 각 각의 수동소자 및 패턴을 검사하기 위해서 입력신호와 출력신호는 측정 대상에 의한 영향만 포함되어야 하므로, 회로에 존재하는 각각의 노드 및 메시를 분리하여 최소화해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 사용한다.</p>	[ "접지 가딩 기법은 영어로 뭐야?", "영어로 접지 가딩 기법을 뭐라고 해?", "node guarding method은 무슨 뜻이야?", "많은 검사와 신호를 입력하기 위해 무엇이 필요하니?", "핸드폰의 어느 장치에 연성회로기판이 사용되니?", "검사대상이 변경되면 회로의 무엇이 불가능해?", "회로의 무엇이 검사대상이 변경되면 불가능해?", "전자 부품인 EPCB는 무슨 검사를 위해 사용되고 있어?", "olb 패드는 몇개로 구성되어 있니?", "인 서킷 검사 시스템이 사용하는 기법들이 어떻게 돼?", "절점 가딩 기법을 적용한 인 서킷 검사시스템의 구체적인 방법은 무엇일까?", "인 서킷 검사시스템이 필요로 하는 것은 무엇이니?", "회로의 변경와 검사대상이 바뀌면 어디서 사용이 가능해?", "OBL패드는 패드 사이와 사이의 간격은 열마야?", "접지 가딩 기법의 인 서킷 검사시스템은 방식이 어떻게 돼?", "VCI가 의미하는 영단어는 뭐니?", "전기적 기능을 나타내는 제품은 뭐야?", "해당 논문에서 제안한 방법이 어떻게 돼?" ]
2725b132-6566-4428-88c1-3117fe640011	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<h1>III. 실 험</h1><h2>1. 검사시스템의 구성</h2><p>핀 드라이버와 접지 가딩 기법을 적용한 ICT 방식의 모바일 디스플레이용 FPCB 검사시스템에서 메인 컨트 롤러의 구성도는 그림 8과 같다. 핀 드라이버는 CPLD를 사용하였으며, 모델마다 다른 핀 맵으로 재배치가 가능하도록 마이크로프로세서를 이용하여 제어하였다. 핀 드라이버와 접지 가딩 기법이 적용될 수 있는 채널은 총 320 채널로 설계하였으며, 이를 통해 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 모델이 변경되거나 회로의 변경 및 실장 부품이 변경되었을 경우, 변경된 핀 맵 정보에 따라 핀 드라이버에서 제어하여 OLB 패드 및 ILB 패드에 할당된 채널을 재배치하였다.</p><p>그림 9 는 본 논문에서 제안된 구성에 의해 제작한 ICT 방식의 모바일 디스플레이용 FPCB 검사 시스템이다. 검사 과정은 다음과 같다. 검사 대상 FPCB 를 검사 시스템의 안착 지그에 장착한다. 검사 대상 FPCB 의 OLB 패드에 메인 컨트롤러의 검사 입출력 신호를 연결하기 위해 OLB 패드와 동일한 구조를 가지는 면접촉 FPCB 를 접촉한다. 이미지 센서를 통해 획득한 영상을 보면서 면접촉 FPCB 의 패드와 측정 대상 FPCB 의 OLB 패드가 정렬되도록 면 접촉 위치 조절기를 조절한다. 작업자가 검사 시작 버튼을 누르면 이를 감지하여 검사 항목에 대해 검사가 수행되며, 불량이 발생하면 검사 시스템의 디스플레이장치에 불량의 종류와 측정값이 표기된다. 검사 시스템은 검사를 진행 하는 동안 움직임을 최소화하기 위해 진공 발생장치와 실린더를 구동하여 검사 대상 FPCB OLB 패드와 면접촉 FPCB 를 고정시킨다. 본 검사 시스템은 안착 지그를 모델별로 제작-교체하는 방식으로 여러 모델에 대한 검사가 가능하며, 다른 모델의 FPCB 검사는 안착지그를 교체하고 핀 드라이버를 해당 모델의 회로에 맞게 다시 맵핑함으로써 간단히 수행된다.</p><h2>2. 실험결과</h2><h3>가. 수동소자 검사 실험</h3><p>본 논문에서 제안된 수동소자 검사 알고리즘을 검증하기 위해 실장 되지 않은 단품상태에서 측정 실험을 수행하였다. 수동소자의 값은 검사 대상 수동소자의 제조사 출고값과 본 논문에서 제안한 검사 시스템을 이용하여 측정한 검사기 측정값으로 나타내었으며, 측정값의 오차율은 제조사 출고값을 기준으로 식 (10)에 의해 계산하였다. 그리고 제조사 출고값과 오차범위를 기준으로 검사기 측정값과 비교하여 수동소자의 정상-불량을 판단하였다.</p><p>오차을 \( (\%)=\left(\frac{\text { 검사기 측정값 }-\text { 제조사출고값 }}{\text { 제조사출고값 }} \times 100\right) \)<caption>(10)</caption></p>	[ "그림 8은 무엇에 대하여 나타내었어?", "무엇에 대해 그림 8이 드러났지?", "핀 드라이버는 무엇을 사용하였어?", "무엇을 핀 드라이버가 이용했지?", "모델마다 다른 핀 맵으로 재배치가 가능하도록 무엇을 이용하여 제어하였어?", "무엇을 이용하여 모델마다 다른 핀 맵으로 재배치가 있능하도록 제어했지?", "그림 9 에서 볼 수 있는 것은 무엇이야?", "무엇을 그림 9 에서 볼 수 있어?", "핀 드라이버와 접지 가딩 기법이 적용될 수 있는 채널은 총 몇 채널로 설계하였어?", "총 몇 개의 채널로 핀 드라이버와 접지 가딩 기법이 적용될 수 있게 설계했니?", "검사 대상 FPCB 는 어디에 장착하니?", "어디에 검사 대상 FPCB가 장착돼?", "변경된 핀 맵 정보에 따라 핀 드라이버에서 제어하여 어느 패드에 할당된 채널을 재배치하였어?", "OLB 패드와 동일한 구조를 가지는 면접촉 FPCB 를 접촉하는 이유는 무엇이야?", "왜 OLB 패드와 동일한 구조를 지니는 면접촉 FPCB 를 접촉시켜?", "무엇을 통해 영상을 획득하였어?", "면접촉 FPCB 의 패드와 측정 대상 FPCB 의 OLB 패드가 정렬되도록 무엇을 조절하였어?", "무엇을 조절해야 면접촉 FPCB 의 패드와 측정 대상 FPCB의 OLB 패드가 정렬되지?", "작업자가 어떤 버튼을 누르면 검사가 수행되니?", "어떤 버튼이 눌리면 검사를 실행되지?", "불량이 발생하면 검사 시스템의 디스플레이장치에 무슨 값이 표기되니?", "검사 시스템의 디가레이장치에 불량이 발생하면 무슨 값이 표기되지?", "검사 대상 FPCB OLB 패드와 면접촉 FPCB 를 고정시키는 이유는 무엇이야?", "무슨 이유로 검사 대상 FPCB OLB 패드와 면접 촉 FPC 를 고정시키지?", "검사 대상 FPCB OLB 패드와 면접촉 FPCB 를 고정시키기 위해 무엇을 구동하였어?", "여러 모델에 대한 검사가 가능한 이유는 어떤 방식을 사용하기 때문이야?", "어떤 방법을 사용하기 때문에 여러 모델에 대한 검사를 할 수 있을까?", "다른 모델의 FPCB 검사는 어떤 방식으로 간단히 수행하였어?", "어떤 방법으로 다른 모델의 FPCB 검사가 간단히 수행되었지?", "본 논문에서 제안된 알고리즘은 무엇이야?", "무엇이 본 논문에서 제의된 알고리즘이지?", "측정값의 오차율은 무엇을 기준으로 계산하였어?", "무엇을 기준으로 측정값의 오차율을 제공했지?", "측정값의 오차율은 어떤 식의 의해 계산하였어?", "어떤 식의 의해 측정값이 오차율을 계산되었지?", "수동소자의 값은 어떤 값으로 나타내었어?", "어떤 값이 수동소자의 값으로 나타났어?", "수동소자의 값은 무엇을 이용하여 측정하였니?", "무엇을 통해 수동소자의 값이 측정되었어?", "제조사 출고값과 오차범위를 기준으로 검사기 측정값과 비교하여 판단한 것은 무엇이야?", "검사기 측정값과 비교하여 제조사 출고 금지를 표준으로 판단한 것은 무엇일까?", "측정 실험에서 왜 실장되지 않은 단품상태로 실행을 하는가?", "측정 실험은 왜 실장되지 않은 단품상태에서 이루어질까?" ]
7ef2a64c-3ca8-4e88-8b99-c486fc024dd4	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<table border><caption>표 4. 모델 2 검사결과</caption><tbody><tr><td rowspan=2>검사항목 및 BOM값</td><td colspan=2>검사 기준</td><td rowspan=2>검사기 측정값</td><td rowspan=2>오차율 (%)</td></tr><tr><td>계측기 측정값</td><td>제조사 출고값</td></tr><tr><td>CCOML : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.15uF</td><td>15.00</td></tr><tr><td>CCOMH : 1uF</td><td>1.06uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.08uF</td><td>8.00</td></tr><tr><td>CGVDD : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.07uF</td><td>7.80</td></tr><tr><td>CVDD : 1uF</td><td>1.09uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.07uF</td><td>7.00</td></tr><tr><td>CVREF 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.08uF</td><td>8.00</td></tr><tr><td>CRESET: 0.1uF</td><td>0.12uF</td><td>0.1uF ( \( \pm \)30%)</td><td>0.12uF</td><td>20.00</td></tr><tr><td>CVCL 1uF</td><td>1.18uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.10uF</td><td>10.00</td></tr><tr><td>C31M : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.11uF</td><td>11.00</td></tr><tr><td>CAVDD : 1uF</td><td>1.06uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.05uF</td><td>5.00</td></tr><tr><td>C12M : 1uF</td><td>1.10uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.02uF</td><td>2.00</td></tr><tr><td>C11M : 1tF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.12uF</td><td>12.00</td></tr><tr><td>CVC1 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.05uF</td><td>5.00</td></tr><tr><td>C21M : 1uF</td><td>1.09uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.06uF</td><td>6.00</td></tr><tr><td>C22M : 1uF</td><td>1.02uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.07uF</td><td>7.00</td></tr><tr><td>CVGL : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.06uF</td><td>6.00</td></tr><tr><td>CVGH : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.08uF</td><td>8.00</td></tr><tr><td>CLED+ : 1uF</td><td>1.06uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.16uF</td><td>16.00</td></tr><tr><td>CVCr : 1uF</td><td>1.03uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.13uF</td><td>13.00</td></tr></tbody></table><p>모델 2 는 저항이 포함되어 있지 않은 모델이며, 콘덴서의 경우 BOM 에 표기된 값을 기준으로 측정 오차율은 \( 2.0 \% \sim 20\% \) 범위에서 측정됨을 확인하였다. 앞서 실험한 수동소자 개별 측정 실험에서와 마찬가지로, 수동 소자 각각의 허용오차 범위보다 횔씬 작은 측정 오차율이 나타나므로, 본 논문에서 제안된 수동소자 검사 알고리즘 및 검사 시스템의 효율성 및 측정 정밀성을 알 수 있다.</p>	[ "오차율이 가장 높은 검사항목이 갖는 제조사 출고값은 표에서 얼마일까요?", "주어진 표의 검사 결과에서, CCOML에 대한 계측기 측정값은 얼마인가요?", "검사기 측정값과 검사기준 계측기 측정값이 동일하게 1.05uF를 나타내는 검사항목의 오차율은 어떻게 되나요?", "CCOMH에 대한 계측기 측정값은 표4에 의하면 얼마지?", "주어진 표의 검사 결과에서, CCOMH에 대한 오차율은 몇 퍼센트야?", "주어진 표의 검사 결과에서, CGVDD에 대한 오차율은 얼마지?", "주어진 표의 검사 결과에서, CVDD에 대한 계측기 측정값은 얼마야?", "주어진 표의 검사 결과에서, CVDD에 대한 검사기 측정값은 뭐야?", "주어진 표의 검사 결과에서, CVDD에 대한 오차율은 어느 정도지?", "주어진 표의 검사 결과에서, CVREF에 대한 계측기 측정값은 얼마야?", "다음 중 모델 2 콘덴서의 측정 오차율의 범위로 옳은 것은?", "주어진 표의 검사 결과에서, CCOMH에 대한 검사기 측정값은 얼마야?" ]
8d89d8df-ec4a-4a31-8031-b342ed1c08e5	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<h2>2. 핀 드라이버와 접지 가딩 기법</h2><p>인 서킷 검사시스템은 회로에서 각각의 소자 및 패턴 각각에 대한 검사를 수행하기 위헤서 측정 대상이 아닌 부품이 측정 대상의 입출력 신호에 영향을 주지 못하게 분리하여야 정확한 측정이 가능하며, 이를 위해 측정 대상에 대해 최소의 노드 및 폐루프 메시가 구성되도록 등가회로로 변경해야 한다. 이를 위해 본 논문에서는 접지 가딩 기법을 사용한다.</p><p>접지 가딩 기법은 그림 3을 이용하여 간단히 설명할 수 있다. 그림 3(a)에서 \( \mathrm{Rx} \) 를 측정하기 위하여 노드 V1, V2, V3 를 접지로 연결하는 접지 가딩 기법을 적용하면, R1, R2, R3, R4, R5, R6 는 노드 V1으로 인가되는 입력신호에 대해 영향을 미치지 못하며, 출력신호는 \( \mathrm{Rx} \) 에 의한 영향만 포함한다. 따라서 그림 3(a)의 회로는 접지 가딩 기법을 적용할 경우, 그림 3(b)의 등가회로로 간략화 할 수 있다.</p><p>접지 가딩 기법을 적용하여 측정 대상이 아닌 소자 및 패턴을 분리하기 위해서는 검사시스템에서 OLB 패드와 ILB 패드 각각을 검사 신호 입출력과 접지로 선택할 수 있어야 한다. 또한 측정 대상에 따라 특정 패드에 적절한 검사 신호를 인가해야 하며, 만약 측정 대상이 아닌 부품 또는 패턴에 검사신호가 인가되면 측정값에 왜곡이 발생할 수 있으며, 부적절한 검사 신호가 인가될 경우에는 부품을 파손시킬 수도 있다. 따라서 FPCB의 OLB 패드와 ILB 패드 각각에 대해 적절한 기능 설정과 측정 대상의 종류에 따라 적절한 검사신호를 인가하는 방법이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 주어진 회로의 각 패드 정보를 이용하여 핀 맵(pin map)을 작성하고, 각각의 패드에 적절한 신호를 인가하기 위한 핀 드리이버(pin driver)를 구성하였다.</p><p>핀 맵은 FPCB 의 회로도를 이용하여 OLB 패드와 ILB 패드 각각에 대한 정보를 룩업 테이블(look-up table) 형태로 작성한 것이다. 핀 드라이버는 핀 맵을 기반으로 특정 패드에 적절한 검사 신호를 인가하기 위해 릴레이를 이용하여 구성한 스위칭회로이다. 핀 드라이버는 검사신호의 종류를 선택하기 위한 스위칭회로와 선택된 검사 신호를 패드로의 연결을 제어하기 위한 스위칭회로로 구성되며, 이는 CPLD(Complex Programm able Logic Device) 및 FPGA(Field Programmable Gate Array)에 의해 제어된다.</p><p>그림 4 는 본 논문에서 설계한 접지 가딩 기법과 핀 드라이버의 개념도를 나타내었다. 검사신호의 종류는 검사항목에 의해 결정되며, 검사항목은 저항, 인덕터, 콘덴서 그리고 오픈/쇼트이다. 회로도에 근거하여 각각의 패드를 동해 수행되어야 할 검사항목을 확인하여 핀 맵에 등록하고, 등록된 핀 맵 정보를 이용하여 특정 검사신호를 인가한다. 검사 신호 인가 방식은 다음과 같다. 초기상태에서 모든 패드는 접지 가딩된 상태이다. 검사 시작 후, 저항 검사를 해야 하는 패드에 저항 검사 신호가 인가되도록 CPLD 및 FPGA 에서 핀 맵 정보를 이용하여 핀 드라이비 회로를 구동한다. 저항 검사 완료 후, 동일한 방식으로 인덕터, 콘덴서 등의 해당 검사 신호를 순차적으로 인가하여 각각의 항목에 대한 검사를 수행한다.</p>	[ "핀 맵이 패드 정보를 어떤 형태로 작성해?", "패드 정보를 핀 맵이 어떤 형태로 작성하지?", "접지 가딩 기법을 적용하고 난 후 출력신호에 영향을 주는 것이 뭐야?", "접지 가딩 기법으로 측정 대상이 아닌 부품을 분리하기 위해 검사시스템에서 선택하는 검사 신호 입출력이 뭐야?", "본 논문에서 각 패드에 적절한 신호를 인가하기 위해 구성한 것이 뭐야?", "측정 대상에 부적절한 검사 신호가 인가되면 어떤 문제가 발생해?", "핀 맵이 활용하는 패드는 어떤 것들이야?", "핀 드라이버의 회로 종류가 뭐야?", "핀 드라이버가 회로를 구성하기 위해 활용하는 것이 뭐야?", "인 서킷 검사시스템에서 검사항목에 검사신호를 인가하기 위해 어디에 등록해?", "검사항목에는 어떤 것들이 있어?", "인 서킷 검사 시스템에서 측정대상을 등가회로로 변경하는 것은 무엇이 구성되도록 하기 위함인가?", "본 논문에서 인 서킷 검사시스템이 측정 대상이 아닌 부품의 영향을 받지 않기 위해 사용한 기법이 뭐야?", "측정 대상이 아닌 부품에 검사신호가 인가되면 생기는 문제가 뭐야?", "핀 맵이 활용하는 회로도는 어떤 기판의 것이야?", "핀 드라이버를 제어하는 장치가 뭐야?", "검사 신호 인가 방식에서 모든 패드의 초기 상태가 뭐야?", "무엇이 검사 신호 인가 방식에서 모든 패드의 초기 상태일까?", "접지 가딩 기법을 적용하여 측정 대상이 아닌 부품을 분리하기 위해서 검사시스템의 ILB 패드는 어떤 것으로 이용돼?", "인 서킷 검사시스템을 정확하게 측정하기 위해서 측정 대상이 아닌 부품이 어떤 신호에 영향을 주지 못하도록 분리해?" ]
5c98b31c-ca25-4c97-8466-a9aaaf3b00cd	인공물ED	핀 드라이버와 접지가딩 기법을 적용한 모바일 디스플레이용 연성회로기판의 ICT검사 시스템	<table border><caption>표 3. 모델 1 검사결과</caption><tbody><tr><td rowspan=2>검사항목 및 BOM값</td><td></td><td>검사기준</td><td rowspan=2>검사기 측정값</td><td rowspan=2>오차율 (%)</td></tr><tr><td>계측기 측정값</td><td>제조사 출고값</td></tr><tr><td>R1:130 \( \Omega \)</td><td>131.6 \( \Omega \)</td><td>130 \( \Omega \) ( \( \pm \)5%)</td><td>128.6 \( \Omega \)</td><td>-1.08</td></tr><tr><td>R2:1000 \( \Omega \)</td><td>1.032 K\( \Omega \)</td><td>1 K\( \Omega \) ( \( \pm \)5%)</td><td>1.03 K\( \Omega \)</td><td>3.00</td></tr><tr><td>C01 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.09uF</td><td>9.00</td></tr><tr><td>C02 : 1uF</td><td>1.09uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.09uF</td><td>9.00</td></tr><tr><td>C03 : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.15uF</td><td>15.00</td></tr><tr><td>C04 : 1tF</td><td>1.06uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.10uF</td><td>10.00</td></tr><tr><td>C05 : 1uF</td><td>1.10uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.12uF</td><td>12.00</td></tr><tr><td>C06 : 1uF</td><td>1.18uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.18uF</td><td>18.00</td></tr><tr><td>C07 : 2.2uF</td><td>2.25uF</td><td>2.2uF ( \( \pm \)30%)</td><td>2.28uF</td><td>3.64</td></tr><tr><td>C08 : 1uF</td><td>1.09uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.09uF</td><td>9.00</td></tr><tr><td>C29 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.05uF</td><td>5.00</td></tr><tr><td>C10 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.05uF</td><td>5.00</td></tr><tr><td>C11 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.02uF</td><td>2.00</td></tr><tr><td>C12 : 22uF</td><td>2.3uF</td><td>2.2uF3 ( \( \pm \)30%)</td><td>2,26uF</td><td>2.73</td></tr><tr><td>C13 : 1uf</td><td>1.03uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>0.98uF</td><td>-2.00</td></tr><tr><td>C14 : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1,08uF</td><td>8.00</td></tr><tr><td>C15 : 1uF</td><td>0.98uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.12uF</td><td>12.00</td></tr><tr><td>C16 : 1uF</td><td>1.05uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.08uF</td><td>8.00</td></tr><tr><td>C17 : 2.2uE</td><td>2.18uF</td><td>2.2uF ( \( \pm \)30%)</td><td>2.35uF</td><td>6.82</td></tr><tr><td>C18 : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.12uF</td><td>12.00</td></tr><tr><td>C19 : 1uF</td><td>1.16uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.12uF</td><td>12.00</td></tr><tr><td>C20 : 1uF</td><td>1.08uF</td><td>1.0uF ( \( \pm \)30%)</td><td>1.08uF</td><td>8.00</td></tr></tbody></table>	[ "검사항목 및 BOM값이<td>R1:130 \\( \\Omega \\) 일때 오차율은 몇이야 ?", "표3에서 계측기 측정값이<td>1.032 K\\( \\Omega \\) 이면 제조사 출고값은 어떻게나와 ?", "표3에서 오차율이 6.82 나왔을때 계측기 측정값은 몇이 나왔어 ?", "검사항목 및 BOM값이 C02 : 1uF일때 오차율은 몇이야 ?", "표3에서 오차율이 -2.00 이면 제조사 출고값은 어떻게돼 ?" ]
de5b891e-243e-4a41-a719-dcc4c2ac9b6d	인공물ED	고속 인터페이스를 위한 원단누화 보상 기술 동향	<h2>2.수신단(RX)에서의 FEXT 보상</h2><p>수신단에서는 FEXT에 의해 왜곡된 신호를 직접 보상할 수 있는데, 이는 주로 고역 필터(high-pass filter)를 사용한다. 유도 채널로부터 피유도 채널에 가해지는 FEXT의 정보를 반영하여 유사 FEXT 신호를 고역 필터를 통해 만들 수 있으며, 이를 피유도 채널로부터 빼 줌으로써 피유도 채널의 FEXT를 보상할 수 있다.</p><h3>가. 채널 출력 단에서의 보상</h3><p>그림 11 은 채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법을 나타낸다. 멀티채널 환경에서 인접한 채널인 \( \mathrm{N}-1 \) 번째 채널과 \( \mathrm{N}+1 \) 번째 채널로부터 유발된 FEXT 가 \( \mathrm{N} \) 번째 채널의 성능을 저하시키므로, 채널 출력단에서 누화 제거 회로인 Crosstalk Canceller(CTXC) 회로를 통해 FEXT를 보상한다. 그림 12는 고역 필터를 사용하여 설계된 CTXC 회로를 나타낸다. 두 개의 고역 필터를 사용하여 위쪽 유발 채널인 \( \operatorname{Vin}[n-1] \) 과 아래쪽 유발 채널인 \( \operatorname{Vin}[n+1] \) 로부터의 FEXT를 모두 보상할 수 있으며, Vout 단에서 FEXT의 양만큼 해당하는 전류가 빠지는 형태로 보상이 이루어진다. 이 방법은 유도 채널로부터 고역 필터를 통해 형성된 유사 FEXT 신호를 피유도 채널에 직접 보상하므로 수신단 보상에 비해 보다 정밀한 장점을 가지고 있다. 하지만, 인접하는 유발 채널들이 고역 필터와 직접 연결됨을 감안하면, 임피던스 매칭이 까다롭다는 단점이 있다. 또한, 전류-모드(current-mode) 구조인 관계로 전력 소모가 클 수 있다는 한계가 있다.</p><h3>나. Continuous-time linear equalizer 단에서의 보상</h3><p>그림 13은 수신단에서 고역 필터를 사용하여 Continuous-time linear equalizer (CTLE) 단에서 FEXT를 보상하는 기법을 나타낸다. 그림에서 보는 바와 같이, channel 1 과 channel 2 사이에서 주고받는 FEXT 는 미분기를 통해 유도 채널 (channel 2)로부터 형성된 유사 FEXT 신호가 피유도 채널(channel 1)과 합쳐지게 되어 왜곡을 받지 않은 출력 파형을 얻을 수 있다. 그림 14 는 본 방법의 구체적인 회로 구현을 나타내고 있다. 피유도 채널(channel 1)의 신호와 고역 필터를 거친 유도 채널(channel 2)의 신호가 증폭기에서 합쳐지며, 증폭기의 출력은 Amp & EQ 블록을 통해 보상된 파형이 최종 출력으로 나오게 된다. 이 방법 역시 유도 채널로부터 FEXT 정보를 직접 받아 피유도 채널에 직접 보상해줌으로써 보다 정밀한 보상이 가능하다. 그러나 유도 채널과 피유도 채널의 타이밍을 맞춰주기 위해 복사 회로가 추가적으로 필요하며, 이는 CTLE 전 단인 채널 아웃풋에 위치하는 관계로 임피던스 부정합에 의해 반사 손실이 생길 수 있다.</p><h3>다. Decision-feedback equalizer 단에서의 보상</h3><p>그림 15(a)는 수신 단의 Decision-feedback equalizer (DFE)에서의 FEXT 보상 방법의 블록선도를 나타내며, 그림 15(b) 는 본 방법의 보상 원리를 파형을 통해 나타낸다. 채널 1로부터 채널 2로 유발되는 \( V_{F E X T 1} \) 에 의해 RX2 의 입력 단에 왜곡이 생기게된다. 이때 고역 필터로 구성된 XTC1 회로에 의해 유사 FEXT 신호인 \( V_{X T C I} \) 신호가 생성되며, DFE 내부에서 \( V_{X T C 1} \) 신호와 \( V_{F E X T 1} \) 신호가 더해져 FEXT 의 영향을 줄인다. 그림 16 은 수신단의 DFE단에서의 FEXT 보상 회로를 나타낸다. 유도 신호인 \( D 2 \) 는 증폭기와 고역 필터를 거쳐 피유도 신호인 \( D 1 \) 의 DFE 회로의 탭으로 연결된다. 그 결과, \( D 1 \) 신호에 유도된 FEXT 신호는 탭에 의해 제거 된다. 이 방법 역시 유도 신호로부터 유사 FEXT 신호를 직접 만들어 제거한다는 점에서 정확도가 높지만, 두 채널 신호의 타이밍을 맞추기 위해 전치 증폭기(pre-amplifier)가 필요하다는 단점이 있다. 또한, 고역 필터가 DFE 단의 탭 형태로 구현되어야 하므로 DFE 의 면적이 증가한다. 표 1 은 지금까지 검토한 FEXT 보상 기법들의 성능을 비교하여 정리한 결과이다.</p><table border><caption>표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교</caption><tbody><tr><td>Reference</td><td>09' JSSC</td><td>18’ ELEX</td><td>10’ CICC</td><td>12’ JSSC</td><td>13’ JSSC</td><td>15’ CICC</td><td>18’ JSSC</td><td>11’ JSSC</td><td>13’ JSSC</td></tr><tr><td>Process</td><td>\( 180 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 65 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 180 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 130 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 65 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 65 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 32 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 130 \mathrm{~nm} \)</td><td>\( 65 \mathrm{~nm} \)</td></tr><tr><td>XTC type</td><td>TX DTC</td><td>TX PWS</td><td>TX SRC</td><td>TX WA</td><td>TX DCD</td><td>TX SST w/ DCD</td><td>RX HPF @ ch. out</td><td>RX HPF @ CTLE</td><td>RX HPF @ DFE</td></tr><tr><td>Number of channels</td><td>3</td><td>4</td><td>2</td><td>2</td><td>2</td><td>4</td><td>8</td><td>2</td><td>2</td></tr><tr><td>Channel Attenuation</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>\( -5.0 \mathrm{~dB} \)</td><td>\( -5.9 \mathrm{~dB} \)</td><td>N/A</td><td>\( -30.0 \mathrm{~dB} \)</td><td>\( -9.0 \mathrm{~dB} \)</td><td>\( -14.3 \mathrm{~dB} \)</td></tr><tr><td>Data-rate</td><td>\( 4.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 6.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 5.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 7.2 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 7.5 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 20.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 7.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 5.0 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td><td>\( 7.5 \mathrm{~Gb} / \mathrm{s} \)</td></tr><tr><td>Supply</td><td>\( 1.8 \mathrm{~V} \)</td><td>N/A</td><td>\( 1.8 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.2 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.2 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.2 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.0 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.2 \mathrm{~V} \)</td><td>\( 1.2 \mathrm{~V} \)</td></tr><tr><td>Power(pJ/bit/lane)</td><td>28.4</td><td>N/A</td><td>11.5</td><td>4.5</td><td>1.8</td><td>0.9</td><td>8.0</td><td>2.4</td><td>3.5</td></tr><tr><td>Area \( \left(\mathrm{mm}^{2}\right) \)</td><td>0.70</td><td>N/A</td><td>0.08</td><td>0.06</td><td>0.03</td><td>0.05</td><td>0.01</td><td>0.03</td><td>0.03</td></tr></tbody></table>	[ "수신단에서는 FEXT에 의해 왜곡된 신호를 직접 보상할때 어떤 것을 주로 사용해?", "유도 채널로부터 피유도 채널에 가해지는 어떤 정보를 반영하면 유사 FEXT 신호를 고역 필터를 통해 만들 수 있는 거야?", "수신단에서는 FEXT에 의해 왜곡된 신호를 직접 보상할 수 없어?", "채널 출력단에서 누화 제거 회로는 무엇이지?", "채널 출력단에서 누화 제거 회로는 뭐야?", "유도 채널로부터 피유도 채널에 가해지는 FEXT의 정보를 반영하여 유사 FEXT 신호를 만들때 무슨 필터를 통해 만들 수 있어?", "유사 FEXT 신호를 저역 필터를 통해 만들 수 있어?", "채널 삭제단에서 FEXT를 보상하는 방법이 그림 11에 나타나있니?", "멀티채널 환경에서 인접한 채널인 \\( \\mathrm{N}-1 \\) 번째 채널과 \\( \\mathrm{N}+1 \\) 번째 채널로부터 유발된 FEXT 가 몇번째 채널의 성능을 저하시키는 거야?", "채널 출력단에서 사용하는 Crosstalk Canceller(CTXC) 회로를 누화 제거 회로라고 할 수 있어?", "Vout 단에서 FEXT의 양만큼 해당하는 어떤 것이 빠지는 형태로 보상이 이루어지는 거야?", "CTXC 회로를 설계할때 고역 필터를 사용할 수 있는 거야?", "그림 11에서 채널 출력단에서 FEXT를 보상하기 위해 사용하는 Crosstalk Canceller(CTXC) 회로는 어떤 회로의 종류에 포함되는 거야?", "고역 필터를 사용하여 설계된 CTXC 회로를 나타내는 것은 어떤 그림이야?", "몇 개의 고역 필터를 사용하여 위쪽 유발 채널인 \\( \\operatorname{Vin}[n-1] \\) 과 아래쪽 유발 채널인 \\( \\operatorname{Vin}[n+1] \\) 로부터의 FEXT를 모두 보상할 수 있어?", "그림 13은 수신단에서 고역 필터를 사용하여 어떤 단에서 FEXT를 보상하는 기법을 나타내는 거야?", "이방법의 장점은 뭐지?", "채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법은 유도 채널로부터 고역 필터를 통해 형성된 유사 FEXT 신호를 피유도 채널에 간접적으로 보상해?", "두 개의 고역 필터를 사용하여 아래쪽 유발 채널인 \\( \\operatorname{Vin}[n-1] \\) 만 보상해?", "채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법은 어떤 단점이 있어?", "채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법은 고역 필터와 간접 연결돼?", "그림 11 에서 채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법에는 단점이 존재하지 않아?", "채널 출력 단에서 FEXT를 보상하는 방법에서 전력 소모가 클 수 있다는 한계는 왜 생기는 거지?", "DFE 의 면적이 증가하는 이유가 뭐야?", "그림 13을 보면 channel 1 과 channel 2 사이에서 주고받는 FEXT 는 무엇을 통해 유도 채널 (channel 2)로부터 형성된 유사 FEXT 신호가 피유도 채널(channel 1)과 합쳐지게 되는 거야?", "미분기를 통해 유도 채널 (channel 2)로부터 형성된 유사 FEXT 신호가 피유도 채널(channel 1)과 합쳐지게 되면 왜곡이 생기니?", "유도 채널과 피유도 채널의 타이밍을 맞추기 위해 무엇이 추가로 필요하지?", "XTC1 회로는 어떤 필터로 구성되어 있어?", "유도 신호인 \\( D 2 \\) 는 무엇을 거쳐 피유도 신호인 \\( D 1 \\) 의 DFE 회로의 탭으로 연결되는 거야?", "유도 신호인 \\( D 2 \\) 는 증폭기와 고역 필터를 거쳐 피유도 신호인 \\( D 1 \\) 의 DFE 회로의 탭으로 연결된 결과 \\( D 1 \\) 신호에 유도된 FEXT 신호는 탭에 의해 어떻게 돼?", "그림 15(a)는 수신 단의 Decision-feedback equalizer (DFE)에서의 FEXT 보상 방법은 정확도가 높은 장점을 가지고 있니?", "전치 증폭기(pre-amplifier)가 필요한 이유는 두 채널 신호의 무엇을 맞추기 위해서야?", "고역 필터가 DFE 단의 탭 형태로 구현되어야 하므로 DFE 의 면적이 감소하는 거야?", "피유도 채널(channel 1)의 신호와 고역 필터를 거친 유도 채널(channel 2)의 신호가 어디에서 합쳐지는 거야?", "그림 13의 보상하는 기법은 FEXT 정보를 직접 받아 피유도 채널에 직접 보상해 주기 때문에 조잡한 보상이 가능한 기법이야?", "수신단에서 고역 필터를 사용하여 Continuous-time linear equalizer (CTLE) 단에서 FEXT를 보상하는 기법에서 임피던스 부정합에 의해 반사 손실이 생길 수 있는 이유는 어디에서 복사 회로가 위치하기 때문이야?", "그림 16 은 어떤 단에서의 FEXT 보상 회로를 나타내는 거야?", "표 1 은 지금까지 검토한 FEXT 보상 기법들의 무엇을 비교하여 정리한 결과야?", "증폭기의 출력은 어떤 블록을 통해 보상된 파형이 최종 출력으로 나오게 되는 거야?", "저역 필터로 구성된 XTC1 회로에 의해 유사 FEXT 신호인 \\( V_{X T C I} \\) 신호가 생성되는 거야?", "CTLE단에서 FEXT를 보상하는 방식은 무엇을 사용하나요?", "FEXT를 보상하는 기법은 세밀한 보상을 위해서 어떻게 피유도 채널에 보상해 주나요?", "무엇 때문에 채널 보상 과정에서 반사 손실이 발생하나요?", "어떤 과정으로 DFE 내부에서 FEXT 의 영향을 감소 시키나요?", "그림 15(b)에서 무엇 때문에 RX2 의 입력 단에 왜곡이 발생하나요?", "수신 단의 DFE에서의 FEXT 보상 방법에서 두 채널 신호의 타이밍을 위해 무엇이 필요해?", "미분기를 통해 유도 채널 (channel 2)로부터 만들어진 유사 FEXT 신호가 피유도 채널과 합쳐지게 되는 구체적인 회로를 표현한 그림은 몇번이야?", "그림 14 는 출력 파형을 얻을 수 방법을 간단하게만 표현하나요?", "어떤 그림에서 FEXT 보상 방법의 블록선도를 드러내나요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 12’ JSSC가 130 nm인 경우의 Reference는 어떤것인가요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 Reference가 Process 일때 09' JSSC에서의 값은 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference가 XTC type 일때 18’ ELEX 의 값은 어떤 거야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference가 Number of channels일때 10’ CICC의 값은 어떻게 나타나는 거야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 Reference가 Channel Attenuation 일때 12’ JSSC에서의 값은 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Data-rate일때 13’ JSSC의 값은 어떤 거야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Supply일때 15’ CICC의 값은 어떻게 나타나는 거야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 Reference가 Power(pJ/bit/lane)일때 18’ JSSC에서의 값은 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 09' JSSC가 TX DTC인 경우의 Reference는 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 18’ ELEX가 6.0 Gb/s인 경우의 Reference는 어떤것인가요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 10’ CICC가 1.8 V로 표시된 Reference는 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 13’ JSSC가 −5.9 dB로 나타난 Reference는 어떤것인가요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 15’ CICC가 0.05로 표시된 Reference는 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 18’ JSSC가 RX HPF @ ch. out인 경우의 Reference는 어떤것인가요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 11’ JSSC가 130 nm로 표시된 Reference는 뭐야?", "11’ JSSC가 130 nm로 표시된 Reference는 뭐지?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교 에서 13’ JSSC가 3.5로 나타난 Reference는 어떤것인가요?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Process일때 가장 낮은 수치는 얼마야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Number of channels인 경우 최고의 수치는 얼마야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Number of channels인 경우 가장 높은 값을 가지는 수치는 뭐지?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Data-rate일때 가장 높은 수치는 얼마야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Power(pJ/bit/lane) 일때 N/A로 표시되는것은 뭐야?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Power(pJ/bit/lane) 일때 N/A 가 나오는 항목은 뭐지?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Channel Attenuation 일때 무엇에서 −5.0 dB가 나타났어?", "표 1. FEXT 보상 기법들의 성능 비교에서 Reference 가 Channel Attenuation 일때 어디에서 −5.0 dB가 나타났어?" ]
de023bee-7872-48db-a10d-533ed21f3fff	인공물ED	고속 인터페이스를 위한 원단누화 보상 기술 동향	<h1>요 약</h1><p>멀티채널 단일 종단(single-ended) 환경에서 채널 사이의 상호인덕턴스 및 상호캐패시턴스에 의한 원단누화 현상(FEXT)은 결정적으로 채널의 대역폭 감소를 일으킨다. 원단누화에 의해 누화-유발 지터 (CIJ) 와 누화-유발 글리치 (CIG) 가 생기며 이들은 각각 타이밍 마진 감소와 전압 마진 감소를 일으킨다. 따라서 아이 오프닝 증가와 높은 데이터 전송속도를 얻기 위해서는 원단누화 현상을 보상해야 한다. 원단누화 보상은 송신단에서 타이밍 조절 또는 파형 변형을 통해 보상할 수 있다. 또한, 수신단에서 고역-필터를 사용하여 유사 원단누화 잡음을 만들어 보상하는 방법도 있다. 본 논문에서는 원단누화 보상의 최근 기술 동향을 소개하며, 이들의 장점과 단점을 논의한다.</p>	[ "유사 원단누화 잡음을 어떻게 만들어?", "채널의 대역폭 감소를 일으키는 현상이 뭐야?", "누화-유발 지터 (CIJ) 와 누화-유발 글리치 (CIG)는 각각 어떤 문제를 일으켜?", "아이 오프닝 증가와 높은 데이터 전송속도를 어떻게 얻을 수 있어?", "원단누화 보상은 어떤 방식으로 할 수 있어?", "원단 누화에 의해 생기는 것이 뭐야?" ]
c300fbc3-0b16-4c17-84f1-4c5065df33c0	인공물ED	고속 인터페이스를 위한 원단누화 보상 기술 동향	<h1>I. 서론</h1><p>최근 고속 인터페이스에서는 높은 대역폭을 얻고자 단일-종단 신호(single-ended signaling) 기법을 사용하여 신호를 전달한다. 하지만 단일-종단 신호 기법은 잡음에 매우 취약하다는 단점을 가지며, 멀티채널 환경에서는 특히 누화(crosstalk) 잡음이 성능을 제한하게 된다. 누화 잡음이란 인접한 두채널 사이의 단위 길이 당 상호 인덕턴스 및 상호 캐패시턴스에 의해 발생하며, 유발되는 방향에 따라 신호의 진행 방향과 같은 방향으로 유발되는 원단누화(far-end crosstalk, FEXT)와 신호의 진행 방향의 반대 방향으로 유발되는 근단누화(near-end crosstalk, NEXT)로 나뉜다. 이 중, 고속 인터페이스에서는 신호 전달 시간과 비례하여 잡음의 크기가 커지는 원단누화가 수신단의 신호를 치명적으로 왜곡한다. 원단누화로 인해 피유도(victim) 채널에는 두 채널 사이 천이 모드에 따라 방향이 바뀌는 누화-유발 지터 (crosstalk-induced Jitter, CIJ)와 유도 채널(aggressor)의 천이 방향에 따라 극성이 좌우되는 누화-유발 글리치(crosstalk-induced Glitch, CIG) 가 있다. CIJ와 CIG 는 수신단 신호의 아이 오프닝을 감소시켜 대역폭 향상의 걸림돌이 되므로 FEXT를 보상하여 아이 마진을 증가시켜야 한다. 본 논문은 이 문제를 해결하기 위해 송신단 및 수신단에 적용된 기술들과, 이들의 장점 및 단점을 소개하고자 한다.</p>	[ "최근 고속 인터페이스에서는 높은 대역폭을 얻고자 어떤 기법을 사용해 신호를 전달하니?", "잡음에 매우 취약하다는 단점을 가지는 기법은 무엇이니?", "최근 고속 인터페이스에서 단일-종단 신호 기법을 사용하여 신호를 전달하는 이유는 낮은 대역폭을 얻고자 이니?", "인접한 두 채널 사이의 단위 길이 당 상호 인덕턴스 및 상호 캐패시턴스에 의해 발생하는 잡음은 무엇이니?", "누화잡음 중 신호의 진행 반대 방향으로 유발되는 누화는 무엇이니?", "누화 잡음 중 신호의 진행방향과 같은 방향으로 유발되는 누화는 무엇이니?", "고속 인터페이스에서는 신호 전달과 시간에 비례하여 잡음의 크기가 커지는 어떤 누화가 수신단의 신호를 치명적으로 왜곡하니?", "피유도 채널에는 두채널 사이에 천이 모드에 따라 방향이 바뀌는 어떤 지터와 유도 채널의 천이 방향에 따라 극성이 좌우되는 유화-유발 클리치가 있니?", "두채널 사이 천이 모드에 따라 방향이 바뀌는 것은 무엇이니?", "유도 채널의 천이 방향에 따라 극성이 좌우되는 것은 무엇이니?", "CIJ와 CIG는 수신단 신호의 아이 오프닝을 증가시켜 대역폭 향상의 걸림돌이 되니?", "CIJ와 CIG는 대역폭 향상의 걸림돌이 되므로 어떤것을 보상하여 아이마진을 증가시키니?", "잡음에 매우 취약하다는 단점을 가지며, 멀티채널 환경에서 특히 누화 잡음이 성능을 제한하게 되는 기법은 무엇이니?" ]
564117c3-67be-475d-98c3-04c0c3550071	인공물ED	고속 인터페이스를 위한 원단누화 보상 기술 동향	<h1>III. 결론</h1><p>본 논문은 송신단 또는 수신단에서의 여러 가지 FEXT 보상 기술을 소개하였다. 효율적인 FEXT 보상은 보다 높은 데이터 전송 속도를 제공함으로써 차세대 메모리 인터페이스 설계에 결정적인 역할을 할 것이므로 지속적인 연구를 통한 기술 발전이 필요하다.</p>	[ "효율적인 FEXT 보상은 무엇을 제공하나요?" ]
d823c29c-4e6a-499f-b19e-fe3a0b22edba	인공물ED	독립형 DC 마이크로그리드의 최적화 설계와 협조적 제어	<h1>4. 시뮬레이션을 이용한 검증</h1><p>제안하는 독립형 DC 마이크로그리드 제어의 타당성을 검증하기 위하여 PSCAD/EMTDC 소프트웨어를 이용하여 시뮬레이션을 수행하였다. 실제와 유사한 성능의 검증을 위해서는 반드시 분산전원들의 특성이 시뮬레이션 안에 반영되어야 한다. 이를 위해 사용하는 분산전원들을 PSCAD/EMTDC 내부에 모델링하였다. 태양전지는 그 특성 수식을 사용하여 내부 Controller에서 실시간으로 출력을 만들어 내도록 하였고, PMSG는 PSCAD/ EMTDC의 라이브러리에 포함되어 있는 동기 발전기를 변형하여 그 출력 특성을 구현하였다. 사용하는 배터리는 \( \mathrm{Ni}-\mathrm{MH} \) 배터리로서 특성 수식을 사용하여 모델링 되었으며 SOC는 전류적분방식을 사용하였다.</p><p>표 1은 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들의 파라미터이다.</p><p>시뮬레이션의 목적은 DC 그리드 내부에서 발생할 수 있는 모든 상황에 대해 제안하는 기법의 타당성 검증이며 또한 운용에 일어날 수 있는 과도현상도 체크해 보아야 한다.</p><table border><caption>Table 1 Parameters of components</caption><tbody><tr><td rowspan=2>Engine Generator</td><td>Rated Power</td><td>Rated Voltage</td><td>Rated Current</td><td>Rated Frequency</td><td>Rated Velocity</td></tr><tr><td>\(1 ~\mathrm{[kW]}\)</td><td>\( 200~[\mathrm{V}] \)</td><td>\( 8.7~[\mathrm{A}] \)</td><td>\( 400~[\mathrm{Hz}] \)</td><td>\( 1714~[\mathrm{rpm}] \)</td></tr><tr><td rowspan=2>Wind Power Generator</td><td>Rated Power</td><td>Rated Voltage</td><td>Rated Current</td><td>Rated Frequency</td><td>Rated Velocity</td></tr><tr><td>\(3 ~\mathrm{[kW]}\)</td><td>\( 220~[\mathrm{V}] \)</td><td>\( 15~[\mathrm{A}] \)</td><td>\( 60~[\mathrm{Hz}] \)</td><td>\( 1800~[\mathrm{rpm}] \)</td></tr><tr><td rowspan=2>\(\mathrm{PV}\) Array</td><td>Rated Power</td><td>\( \mathrm{V}_{\mathrm{MPPT}} \)</td><td>\( \mathrm{I}_{\text {MPPT }} \)</td><td>\( \mathrm{C}_{\mathrm{PV}} \)</td><td>\( \mathrm{LPV}^{2} \)</td></tr><tr><td>\( 3~[\mathrm{kW}] \)</td><td>\( 250~[\mathrm{V}] \)</td><td>\( 12~[\mathrm{A}] \)</td><td>\( 270~[\mathrm{uF}] \)</td><td>\( 2~[\mathrm{mH}] \)</td></tr><tr><td rowspan=2>\(\mathrm{Ni-MH}\) Battery</td><td>Rated Power</td><td>Rated Voltage</td><td>Rated Current</td><td>\( \mathrm{L}_{\mathrm{BAT}} \)</td><td>Internal Resistance</td></tr><tr><td>\( 3~[\mathrm{kWh}] \)</td><td>\( 250~[\mathrm{V}] \)</td><td>\( 20~[\mathrm{A}] \)</td><td>\( 2~[\mathrm{mH}] \)</td><td>\( 0.11~[\mathrm{ohm}] \)</td></tr><tr><td rowspan=2>AC Load</td><td>Rated Power</td><td>Rated Voltage</td><td>Rated Current</td><td>\( \mathrm{L}_{\mathrm{LOAD}} \)</td><td>\( \mathrm{C}_{\mathrm{LOAD}} \)</td></tr><tr><td>\( 3.3~[\mathrm{kWh}] \)</td><td>\( 220~[\mathrm{V}] \)</td><td>\( 15~[\mathrm{A}] \)</td><td>\( 2~[\mathrm{mH}] \)</td><td>\( 20~[\mathrm{uF}] \)</td></tr></tbody></table><table border><caption>Table 2 Checking items</caption><tbody><tr><td>No.</td><td>Checking items 111 Simulation</td></tr><tr><td>1</td><td>Operation Sequence Of Energy Storage</td></tr><tr><td>2</td><td>SOC Limit Control Of Energy Storage</td></tr><tr><td>3</td><td>Control Accuracy 11 DC Grid Voltage</td></tr><tr><td>4</td><td>MPPT & Coordinated Control Of DGs</td></tr><tr><td>5</td><td>Transient Phennmena Of DC Grid Voltage</td></tr><tr><td>6</td><td>Percentage Of DC Grid with respect to Power</td></tr></tbody></table><p>이를 위해 타당한 시나리오를 설정하고 약 15초 동안 시뮬레이션을 수행하였으며 최대 전력이 발생하도록 하여 DC 그리드 전압의 변동을 분석하였으며 표 2에 시뮬레이션에서 점검하고자 하는 항목들을 나타내었다.</p><p>그림 11에 통합 연계제어 시뮬레이션 결과를 나타내었다.</p><p>그림 11(a)는 위에서부터 DC 그리드 전압, 부하 전력, 태양광발전, 풍력발전, 엔진발전의 전력을 나타내며 DC 그리드 전압은 운영기법에 의해서 총용량 대비 \(380\sim 420 \mathrm{v} \)에서 안전하게 제어되고 있음을 확인하였으며 부하에도 원하는 전력을 안정적으로 공급하고 있음을 보여준다. 태양광발전과 풍력발전은 입력되는 일사량 데이터와 풍속 데이터에 따라서 출력이 가변되고 있으며 MPPT제어가 원활히 수행되고 있음을 보여준다. 또한 DC 그리드 전압에 따라서 협조제어를 원활히 수행하여 DC 그리드의 전력균형을 유지하고 있음을 확인하였다. 엔진발전은 전력 지령 제어를 수행하고 있으며 DC 그리드 전압에 따라서 3 State로 스텝 체인지를 통해 DC 그리드의 전력균형을 유지하도록 협조제어를 수행함을 확인하였다.</p><p>그림 11(b)는 위에서부터 배터리 SOC, 등가저항, 태양광발전 FLAG, 풍력발전 FLAG, 엔진발전 FLAG를 나타낸다. 배터리 SOC는 정해진 범위 안에서 안정적으로 운영되고 있으며 배터리 보호제어가 제안하는 운영기법을 통해 효과적으로 이루어짐을 확인하였다. Droop제어를 형성하는 등가저항은 배터리 SOC와 DC 그리드 전압에 따라서 변환되고 있으며, 태양광발전, 풍력발전, 엔진발전의 FLAG는 DC 그리드의 전압 상황에 따라서 변환되어 원활한 협조제어가 수행되고 있음을 확인하였다.</p><p>그림 11(c),(d)는 DC 그리드 전압-전류의 Droop 곡선 시뮬레이션 결과이다. 제안한 협조적 Droop곡선과 매우 유사한 특성을 얻었으며 SOC 보호 운용구간, DC 그리드 전압에 따른 Droop곡선의 변경되는 부분을 모두 검증할 수 있었다.</p><p>앞서 표 2에서 확인하고자 하였던 사항들은 시뮬레이션 결과들에서 보는 바와 같이 모두 검증이 되었으며 전체 시뮬레이션 동안에 과도상태도 매우 안정적임을 보였다.</p>	[ "본 논문에서는 독립형 DC 마이크로그리드 제어의 타당성을 검증하기 위하여 어떻게 했어?", "DC 그리드 검증 과정은 어떻게 진행됐어?", "독립형 DC 마이크로그리드 제어의 검증시 실제와 유사한 성능 검증을 위해 꼭 필요한 방식이 뭐야?", "독립형 DC 마이크로그리드 제어의 타당성 검증을 하는 시뮬레이션에서 배터리는 어떤 특성을 갖도록 했어?", "실제와 유사한 성능의 검증을 위해 본 논문에서 무엇을 수행했어?", "실제와 유사한 성능의 검증을 위해 본 논문에서 PMSG는 어떻게 구현했어?", "실제와 유사한 성능의 검증을 위해 본 논문에서 태양전지가 어떻게 동작하게 했어?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 가장 높은 Rated Voltage를 생성하는 요소는 뭐야?", "본 논문의 시뮬레이션에서는 어떤 것을 수행했어?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 Rated Power가 가장 우수한 구성요소는 뭐야?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 가장 낮은 Rated Current를 발생시키는 요소가 뭐야?", "연계제어 시뮬레이션 결과에서 DC 그리드 전압은 운영기법에 의해서 어떻게 수행되고 있어?", "연계제어 시뮬레이션 결과에서 태양광발전과 풍력발전은 어떻게 수행하고 있어?", "연계제어 시뮬레이션 결과에서 DC 그리드 전압에 따라서 어떻게 처리되는 것을 알수 있었어?", "통합 연계제어 시뮬레이션 결과를 통해서 엔진발전이 무슨 과정을 수행하는지 알수 있었어?", "Table 2의 Checking items중에 SOC Limit Control Of Energy Storage고려한 시뮬레이션은 뭐야?", "Table 2의 Checking items중에 Control Accuracy 11 DC Grid Voltage를 고려한 시뮬레이션은 뭐야?", "통합 연계제어 시뮬레이션 결과로 DC 그리드의 전압 상황에 따라서 원활한 협조제어가 수행되고 있음을 어떻게 알 수 있어?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 Internal Resistance를 갖고 있는 요소가 뭐야?", "Table 2의 Checking items중 MPPT & Coordinated Control Of DGs를 적용한 시뮬레이션은 뭐야?", "DC 그리드 전압-전류의 Droop 곡선 시뮬레이션 결과로 무엇을 확인했어?", "Table 2 Checking items중에서 Operation Sequence Of Energy Storage 항목이 적용된 실험은 뭐야?", "통합 연계제어 시뮬레이션 결과로 배터리 관리가 어떻게 수행됨을 확인했어?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 MPPT기법으로 Rated Voltage를 얻는 것이 뭐야?", "표 1의 시뮬레이션에 사용된 독립형 DC 마이크로그리드 구성요소들중 Wind Power Generator의 Rated Velocity는 얼마야?" ]
93149b02-8f79-4521-bb01-ed9acf05255a	인공물ED	대규모 풍력 발전 단지의 최적운영 방안 연구	<table border><caption>표 1 연계 모의를 위한 계통 구성</caption> <tbody><tr><td>부하 조건</td><td>\(300 \mathrm{MW} \)(HVDC의 정상 운전을 고려한 최소 부하 계통)</td></tr><tr><td>기존 발전 구성</td><td>남제주내연 #1,2(\(7 \mathrm{MW} \)), 제주내연#1(\(26 \mathrm{MW} \)), 남제주TP#3(\(63 \mathrm{MW} \), swing 모선), 남제주TP#4(\(50 \mathrm{MW} \)) HVDC(최소 운전을 고려, \(40 \mathrm{MW} \))</td></tr><tr><td>풍력 발전 연계</td><td>행원풍력(\(9.8 \mathrm{MW} \)), 한경풍력(\(6.0 \mathrm{MW} \)), 신창풍력(\(1.7 \mathrm{MW} \)), 월정풍력(\(1.5 \mathrm{MW} \)), 난산풍력(\(14.7 \mathrm{MW} \)), 삼무풍력(\(30 \mathrm{MW} \)), 신산 풍력(\(12 \mathrm{MW} \)), 성산풍력(\(20 \mathrm{MW} \)), 한경2차풍력(\(15 \mathrm{MW} \)),</td></tr><tr><td>발전 용량 구성</td><td>\(193 \mathrm{MW} \)/\(409 \mathrm{MW} \)/\(110.7 \mathrm{MW} \) (기력/최대/풍력)</td></tr></tbody></table> <h2>3.2 계통과 연계 모의를 통한 유효전력제어 규정분석</h2> <p>유효전력 출력 제어와 관련하여 제주 계통과 풍력 발전 단지의 연계 시 모의를 대규모 계통의 해석에 적합한 PSS/E 프로그램을 이용하여 수행하고, 해당 제어의 필요성을 확인하였다. 따라서 제주 계통에 연계된 대규모 풍력 발전기의 급격한 출력 변동을 시나리오로 기존 제주 계통의 최소 부하 모델과 \( 110 \mathrm{MW} \) 풍력 발전단지의 연계 상황에 대한 모의를 진행하였으며, 풍속 변화에 의한 풍력 발전 단지의 유효 전력 출력 및 무효 전력 출력 변동 시 제주 계통의 주파수와 연계 점 전압 변화를 모의하였다. 표 1은 연계 모의에 사용된 계통의 정보를 간략하게 나타내며, 출력 변동을 모의하기 위해 계통에 연계된 풍력 발전 단지는 최초에 정격 출력의 \( 50 \% \)의 출력을 내는 상황을 가정하였다. 이에 따라 모의는 계통의 풍력 발전 단지의 풍속이 정격 출력을 기준으로 \( 0.5 \mathrm{pu} \)에서 \( 1 \mathrm{pu} \)에 가깝게 상승했다가 감소하는 것으로 진행하였으며, 계통의 주파수 및 전압 변화를 확인하였다.</p> <p>그림 은 풍속 변화에 따른 풍력 발전 단지(정격 용량 \( 20 \mathrm{MW} \))의 유효 전력 및 무효 전력 출력의 변화를 보여준다. 이때 풍속 변화는 일반적인 풍력 발전 단지의 출력 변화(분당 최대 정격 용량 \( 20 \% \) 내외)를 가정하였다. 풍속의 변화에 따라 풍력 발전기의 유효 전력은 정격 용량에 가깝게 상승하며, 무효 전력 역시 이러한 유효 전력 출력의 변화에 따라 급격하게 변동하게 된다. 그리고 풍속이 다시 초기 속도로 회복되면 풍력 발전기의 유효 및 무효 전력 출력도 기존 값으로 안정하게 수렴한다.</p> <p>그러나 풍력 발전 단지의 유효전력 출력 변동으로 전력 계통의 주파수 및 전압에 일시적인 변동이 발생된다. 그림 은 풍력 발전 단지의 유효전력 출력 변화에 따른 계통 주파수의 변화이다. \( 300 \mathrm{MW} \) 부하 상황에서 \( 110 \mathrm{MW} \) 풍력 발전기가 계통에 연계되어 있을 경우, 전체 풍력 발전 단지의 \( 0.5 \mathrm{pu} \) 정도의 유효 전력 출력 변화는 \( 0.1 \mathrm{~Hz} \) 정도의 주파수 변동이 발생된다. 풍력 발전 단지의 연계 용량이 \( 250 \mathrm{MW} \)까지 증가할 경우에는 풍력 발전 단지의 유효 전력 변동에 의해 주파수 유지에 영향을 미칠 수 있으므로, 풍력 발전기의 유효 전력 출력 변화율을 제한하거나(power gradient constraint), 풍력 발전기의 출력 증가를 제한하는 것으로 계통에 충분한 예비력을 확보하는 것이 필요하다.</p> <p>그림 는 풍력 발전 단지의 무효 전력 출력 변동에 따른 연계 기준 점에서의 전압 변동이며, 계통의 전압 에 영향을 주지 않는다.</p>	[ "표 1에서, 기존 발전은 어떻게 구성되어 있는가?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 구성이 어떻게 돼?", "표 1에서, 풍력 발전 연계는 어떤 구성을 가지는가?", "표 1에서, 발전 용량은 어떻게 구성되었는가?", "표 1에서, 발전 용량이 최대인 값은 얼마인가?", "표 1에서, 발전 용량 구성 중 기력의 값은 얼마인가?", "표 1에서, 기존 발전 구성 중 \\(7 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 것은 어떤 것인가?", "표 1에서, \\(50 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 기존 발전 구성은 어떤 것인가?", "표 1에서, 발전 용량 수성 중 풍력은 얼마인가?", "표 1에서, 기존 발전 구성 중 \\(26 \\mathrm{MW} \\) 부하 값을 갖는 것은 어떤 것인가?", "표 1에서, 기존 발전 구성 중 \\(63 \\mathrm{MW} \\)부하 값을 갖는 것은 뭘까?", "표 1에서, HVDC의 정상전인 운전을 고려했을 때 최소 부하 계통는 얼마가 되어야하는가?", "표 1에서, 부하 조건은 어떤 것인가?", "표 1에서, 최소 운전을 고려해야하고 \\(40 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 기존 발전 구성은 어떤 것인가?", "표 1에서, \\(1.7 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 풍력 발전 연계는 어떤 것인가?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 중 \\(6.0 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 것은 어느 것인가?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 중 행원풍력의 부하가 어떻게 돼?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 중 행원풍력의 부하는 얼마인가?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 중 \\(30 \\mathrm{MW} \\) 부하 값을 갖는 것은 무엇인가?", "표 1에서, 풍력 발전 연계 중 \\(15 \\mathrm{MW} \\) 부하를 갖는 것은 어느 것인가?" ]
70faf402-7d97-47b9-b07b-06b2888e791c	인공물ED	\(3\)차원 지형 디스플레이 기능을 갖는 SEAMCAT 기반 전파 간섭 평가 도구	<h1>IV. 간섭 분석 사례</h1><p>지표 고도의 변화 형태에 따라 간섭 영향이 어떻게 달라지는지를 보여주기 위하여 두 가지 종류의 간섭 시나리오를 상정하였다. 편의상 이를 간섭 시나리오 1,간섭 시나리오 2로 구분한다. 두 가지 간섭 시나리오에서 피간섭 링크는 OFDMA 시스템으로 설정하고, 간섭 링크는 SEAMCAT이 제공하는 기본 송수신 시스템으로 모델링하였다. 이때 피간섭 시스템과 간섭 시스템의 전송 관련 파라미터는 표 1과 표 2에 나타낸 바와 같이 설정한다. 표 1에서 명시한 바와 같이 피간섭 시스템은 총 19개의 셀로 구성되는데, 이때 중앙에 있는 셀을 기준 셀(reference cell)로 설정한다. 현재는 피간섭원이 하향 링크로 동작하는 경우를 가정하고, 이때 수신기 역할을 하는 단말의 ACS(adjacent channel selection)는 \( 20 ~\mathrm{dB} \)로 하며, 송신기 역할을 하는 기지국의 방사 특성은 그림 5에 나타낸 바와 같이 설정하였다. 그리고 간섭 링크의 송신기가 사용하는 송신 마스크의 특성은 그림 6에 나타낸 바와 같이 설정하였다. 그림 7과 그림 8은 두 가지 간섭 시나리오에서 간섭 링크와 피간섭 링크가 실제로 어떻게 배치되었는지를 보여주고 있다. 그림 7은 간섭 시나리오 1의 상황을 보여주고 있으며, 그림에서 보는 바와 같이 간섭 링크와 피간섭 링크 사이에 별다른 지형적 장애물이 없다. 그리고 Wt 근처 지표면에 표시된 19개의 점들은 OFDMA 시스템을 구성하는 기지국을 표시한 것이다. 마찬가지로 그림 8은 간섭 시나리오 2 상황을 표현한 것으로 지형 장애물이 피간섭 링크와 간섭 링크 사이에 존재함을 알 수 있다. 따라서 두 간섭 시나리오의 근본적인 차이는 간섭 링크와 피간섭 링크 사이에 장애물이 존재하느냐 하는 것이다. 현재 상황으로는 간섭 시나리오 1의 경우에는 장애물이 존재하지 않기 때문에 그만큼 피간섭원에 미치는 간섭 전력이 상대적으로 클 것이라는 것을 예상할 수 있다. 두 가지 시나리오에서 피간섭원인 OFDMA 시스템의 위치는 동일하고 OFDMA 시스템의 기준 셀과 간섭 링크의 It 간의 거리는 같게 설정하였는데, 이는 순수하게 지형 장애물의 영향만을 보기 위해서이다.</p><table border><caption>표 1. 피간섭 링크의 주요 전송 파라미터</caption><tbody><tr><td>파라미터</td><td>값</td></tr><tr><td>반송 주파수</td><td>\( 2000~(\mathrm{MHz}) \)</td></tr><tr><td>BS 송신 전력</td><td>\( 46~(\mathrm{dBm}) \)</td></tr><tr><td>대역폭</td><td>\( 10~(\mathrm{MHz}) \)</td></tr><tr><td>셀 반경</td><td>\( 433~(\mathrm{m}) \)</td></tr><tr><td>BS 안테나 이득</td><td>\( 15~(\mathrm{dBi}) \)</td></tr><tr><td>UE 안테나 이득</td><td>\( 0~(\mathrm{dBi}) \)</td></tr><tr><td>BS 안테나 높이</td><td>\( 30~(\mathrm{m}) \)</td></tr><tr><td>UE 안테나 높이</td><td>\( 1.5~(\mathrm{m}) \)</td></tr><tr><td>최소 결합 손실(minimum coupling loss)</td><td>\( 70~(\mathrm{dB}) \)</td></tr><tr><td>1개의 UE에 할당되는 자원 블럭 개수</td><td>\( 1 \)</td></tr><tr><td>가용 자원 블럭 개수</td><td>\( 24 \)</td></tr><tr><td>1개의 셀 내에 활동 사용자수</td><td>\( 24 \)</td></tr><tr><td>자원 블럭 1개의 대역폭</td><td>\( 375~(\mathrm{MHz}) \)</td></tr><tr><td>핸드오프 마진</td><td>\( 3~(\mathrm{dB}) \)</td></tr><tr><td>UE 잡음 지수</td><td>\( 9~(\mathrm{dB}) \)</td></tr><tr><td>1개 셀 내에 섹터 개수</td><td>\( 3 \)</td></tr><tr><td>셀 개수</td><td>\( 19 \)</td></tr></tbody></table><table border><caption>표 2. 주요 전송 파라미터</caption><tbody><tr><td>파라미터</td><td>값</td></tr><tr><td>반송 주파수</td><td>\( 2000~(\mathrm{MHz}) \)</td></tr><tr><td>송신 전력</td><td>\( 43~(\mathrm{dBm}) \)</td></tr><tr><td>대역폭</td><td>\( 10~(\mathrm{MHz}) \)</td></tr><tr><td>안테나 이득</td><td>\( 11~(\mathrm{dBi}) \)</td></tr><tr><td>안테나 높이</td><td>\( 30~(\mathrm{m}) \)</td></tr></tbody></table><p>표의 1과 표 2의 설정에 따라 간섭 분석을 하였을 때 기준 셀의 전송 효율을 정리하면 표 3에 나타낸 바와 같다. 표에서 알 수 있듯이 시나리오 2의 경우에 기준 셀의 전송 효율이 시나리오 1의 경우보다 높게 나타난다. 이는 앞서 언급한 바와 같이 시나리오 2의 경우에는 피간섭원과 간섭원 사이에 지형적 장애물이 존재하여 간섭원의 영향이 상대적으로 약하기 때문이다.</p><p>또한, 간섭 시나리오 2 환경에서 그림 3과 같은 시뮬레이션 결과 창의 전계 강도, 간섭 강도, 음영 지역을 표시하는 기능을 동작시켜 그림 9, 그림 10, 그림 11과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 참고로 음영 지역에 대한 기준 값은 \( 19 ~\mathrm{dB} \)를 사용하였다. 이들 그림들은 그림 7나그림 8과는 달리 공중에서 지표면을 바라보는 관점을 택하여 이들 관심 양들이 좀 더 명확하게 표시되도록 하였다. 현재 이 양들이 모두 사각형 모양의 관측 지역안에서만 표시되어 있는데 이 지역은 사용자가 Wt의 위치를 정하면서 설정한 간섭 분석 영역이다. 또한 그림에 있는 창에서도 표시한 바와 같이 이 값들이 큰 경우에는 붉은 색으로 표시하고, 작은 경우에는 푸른색으로 표시하는 식으로 정량적인 값의 변화를 표현하였다.</p><p>전계 강도는 피간섭 링크의 전계 강도를 의미하는 것으로, 주어진 OFDMA 시스템의 경우에는 19개의 셀로 구성되어 있고 셀 이외의 지역에서는 전계 강도를 정의할 수 없으므로 푸른색으로 표시하였다. 그림에서 19개의 점이 기지국 위치를 표시한다. 그리고 한 개의 셀 지역으로 한정하여 보면 기지국이 위치한 가운데로부터 바깥쪽으로 갈수록 전계 강도가 낮아지는 것으로 확인할 수 있다. 이는 전계 강도는 기지국에서 멀어질수록 낮아지기 때문이다. 간섭 강도는 간섭 링크로부터 발생한 간섭 전력을 표시하는 것으로 그림 10에서 보는 바와 같이 It 위치에서 멀어질수록 간섭 강도가 낮아지는 것을 확인할 수 있다. 그림 11은 음영 지역을 나타낸 것으로 짙은 검은색으로 표시한 영역이 \( dRSS / iRSS \) 값이 기준값에 미달하여 음영 지역이 된 영역이다. 또한 그림 12는 가시 분석 기능을 실행했을 때 창에 표시되는 결과를 보여주고 있다. 그림에서 보는 바와 같이 송수신기를 직선으로 잇는 선을 표시하여 송수신기 사이에 가리는 장애물이 있는지 여부를 시각적으로 판정할 수 있게 하였다. 또한 이때 발생하는 경로 손실이 창의 상단에 있는 가시 분석 버튼 오른쪽에 표시된다.</p>	[ "피간섭 링크 시나리오는 무엇으로 설정하였나요?", "간섭 시나리오 1, 2로 어떤 기준인가요?", "간섭 영향은 무엇에 따라 변합니까?", "기준 셀(reference cell)로 어떻게 설정합니까?", "1과 표 2는 무엇에 대한 것입니까?", "SEAMCAT의 송수신 시스템은 무슨 시나리오인가?", "피간섭원의 동작 가정은 어떨때인가요?", "간섭 링크 시나리오는 무엇으로 설정하였나요?", "송신기의 역할을 하는 기지국은 어디에 있나요?", "피간섭 시스템은의 구성 셀 개수는 몇 개인가요?", "두 가지 종류의 간섭 시나리오를 상정한 이유는 무엇인가요?", "기지국은 무엇을 구성합니까?", "송신기 역할을 하는 것은 무엇입니까?", "수신기 역할을 하는 단말의 ACS의 크기는 어떻게 됩니까?", "간섭 링크의 송신기는 무엇을 사용합니까?", "간섭 시나리오 1에서 결과는 어떻습니까?", "피간섭원이 하향 링크로 동작하는 경우를 가정했을 때, 수신기의 역할 것은 무엇입니까?", "그림 7과 8의 지형적 특성로 다른 점은 무엇입니까? 무엇입니까?", "피간섭 시스템은의 기준 셀은 어디에 위치했습니까?", "두 간섭 시나리오의 근본적 차이는 어떻게 알 수 있습니까?", "링크 사이에 장애물이 존재하는 것은 무엇을 의미합니까?", "간섭 시나리오 1의 경우 어떻게 예상됩니까?", "장애물이 존재하지 않는 시나리오는 무엇입니까?", "피간섭원에 영향을 주는 것은 무엇이라고 생각합니까?", "순수하게 지형 장애물의 영향만을 보기 위해서 어떻게 처리했습니까?", "지형 장애물의 영향만을 보기 위해 두 시나리오의 OFDMA 시스템은 어디에 있었나요?", "간섭 전력이 상대적으로 크다고 예측되는 경우는 언제입니까?", "OFDMA의 거리는 왜 동일하게 세팅하였나요?", "두 가지 시나리오에서 피간섭원은 무엇입니까?", "OFDMA 시스템의 거리적 특성은 어떤가요?", "간섭 전력이 상대적으로 크다고 예측되는 이유는 무엇입니까?", "피간섭 링크의 반송 주파수는 몇인가요?", "피간섭 링크의 대역폭 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 BS 송신 전력은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 대역폭은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 셀 반경은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 BS 안테나 이득은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 UE 안테나 이득은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 최소 결합 손실은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 1개의 UE에 할당대는 자원 블록개수는 총 몇인가요?", "피간섭 링크의 자원 블록 1개의 대역폭은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 핸드오픈 마진은 몇인가요? (단위포함)", "피간섭 링크의 UE 잡음지수는 몇인가요? (단위포함)", "총 셀 개수는 몇 개인가요?", "반송 주파수 파라미터는 몇으로 설정되어있나요? (단위 포함)", "송신전력 파라미터는 몇으로 설정되어있나요? (단위 포함)", "대역폭 파라미터는 몇으로 설정되어있나요? (단위 포함)", "안테나 이득은 몇으로 설정되어있나요? (단위 포함)", "안테나 높이는 몇으로 설정되어있나요? (단위 포함)", "직선은 장애물이 어디에 위치하면 표시됩니까?", "한 개의 셀 기준으로 볼 때 전계 강도는 어떻게 변화합니까?", "경로 손실은 어디에 표시됩니까?", "송수신기를 직선으로 잇는 선은 왜 있나요?", "전계 강도는 무슨색으로 나타나있습니까?", "전계 강도가 특정색으로 표시된 이유는 무엇입니까?", "시나리오 2 환경에서 어떤 기능을 동작시켰습니까?", "간섭 시나리오 2 의 시뮬레이션 결과는 어떻습니까?", "값들이 작은 경우 어떻게 표현합니까?", "간섭강도의 변화양상은 무엇입니까?", "오른쪽에 표시되는 가시 분석 버튼은 언제 생기는 경로 손실을 이야기합니까?", "한 개의 셀 기준으로 어디부터 전계 강도가 낮아집니까?", "간섭 강도는 무엇을 표시하는 것인가요?", "그림 12에 따르면 창에 표시된 결과는 언제 발생합니까?", "음영지역은 어떻게 처리하였습니까?", "간섭 강도는 주로 어디서 발생합니까?", "음영 지역에 대한 기준 값은 얼마였나요?", "전계 강도는 무엇의 크기입니까?", "창의 상단에 있는 가시 분석 버튼 오른쪽에 표시되는 것은 언제인가요?", "간섭 분석 영역은 어떻게 생기게 되었습니까?", "송수신기를 직선으로 잇는 선은 무엇입니까?", "언제 붉은색으로 표시합니까?", "음영 지역을 결정하는 기준은 무엇입니까?", "한 개의 셀 지역으로 보았을 때 위치에 따라 전계강도가 낮아집니까?", "음영 지역은 무슨 색으로 표현되었습니까?", "셀의 전송 효율이 더 높은 것은 무엇입니까?", "지형적 장애물이 어떨 때 간석원의 영향이 상대적으로 약해지나요?", "기준 셀의 전송 효율은 언제 정리된건가요?", "큰 값과 작은 값의 판단 기준은 무엇입니까?", "짙은 검은색으로 표시한 영역은 왜 음영지역이 되었습니까?", "경로 손실에 대한 표시창은 어떻게 확인 할 수 있나요?", "양들은 어디에 표시되어있나요?", "왜 양들은 특정 영역에만 표시되어있나요?", "셀의 전송 효율을 결정한 요소는 무엇인가요?", "음영 지역에 대한 기준 값은 \\( 19 ~\\mathrm{dB} \\) 기준값을 설정한 이유는 무엇인가요?", "시나리오 2가 셀의 전송 효율이 더 높게 나타난 이유는 무엇입니까?", "가시 분석 버튼 오른쪽에 표시된 것은 무엇입니까?" ]
2a2f3c24-444d-4c5c-bc95-e095e6dc0937	인공물ED	14b 100MS/s \(34\mathrm{mm^2}\) 145mW 0.18um CMOS 파이프라인 A/D변환기	<h1>IV. 시제품 ADC 제작 및 성능 측정</h1><p>제안하는 14b \(100 \mathrm{MS} / \mathrm{s}\) ADC는 SMIC \(0.18\mathrm{um}\) \( \mathrm{n} \)-well 1P6M CMOS 공정을 사용하여 제작되었다. 그림 11은 제안하는 시제품 \14b \(100 \mathrm{MS} / \mathrm{s}\) ADC의 칩 사진을 보여주며, ▣ 부분은 고속 동작에서의 잡음 차단을 위한 온-칩 PMOS 커패시터를 나타낸다.</p><p>제안하는 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용한 시제품 ADC는 \( 1.8 \mathrm{V} \)의 전원 전압과 \( 100 \mathrm{MS} / \mathrm{s} \)의 샘플링 속도에서 동작할 때 \( 145 \mathrm{mW} \)의 전력을 소모하며, 입/출력 패드를 제외한 칩 면적은 \( 3.4 \mathrm{mm}^{2} \)이다. 시제품 ADC의 측정된 DNL 및 INL은 그림 12와 같이 각각 \( -0.60 \sim+1.03 \mathrm{LSB}\),\(-5.31 \sim+5.47 \mathrm{LSB} \) 이내에 있다.</p><p>측정된 INL 성능이 DNL 보다 비교적 높은 것은 본 시제품 제작시점에서 제작공정 SMIC \(0.18\mathrm{um}\) CMOS 공정의 커패시터의 디자인 규칙이 수정되어 부분적으로 최적화 되지 않았던 것으로 보이나 DNL 은 14 비트 해상도 수준을 보여준다. 사실 많은 ADC 응용 시스템에서는 DNL 및 INL 사양이 둘 다 좋은 것이 바람직하지만 INL 보다는 DNL 요구사양이 더 엄격한 경향이 있음을 고려할 필요가 있다.</p><p>그림 13은 \( 1 \mathrm{MHz} \)의 입력 주파수, \( 100 \mathrm{MHz} \)의 샘플링 속도에서 온-칩 분주기를 사용하여 \( 1 / 2 \) 다운 샘플링하여 측정한 전형적인 신호 스펙트럼을 나타낸다.</p><p>그림 14는 시제품 ADC의 동적 성능을 나타낸다. 그림 14(a)는 샘플링 속도를 \( 10 \mathrm{MS} / \mathrm{s} \)에서 \( 100 \mathrm{MS} / \mathrm{s} \) 까지 증가시킬 때, \( 1 \mathrm{MHz} \)의 차동 입력 주파수에서의 Signal-to-Noise-and-Distortion Ratio (SNDR) 및 Spurious-Free Dynamic Range (SFDR)를 나타낸 것이다. 측정된 SNDR과 SFDR은 샘플링 속도가 \( 100 \mathrm{MS} / \mathrm{s} \)까지 증가하는 동안 \( 59 \mathrm{dB} \) 및 \( 72 \mathrm{dB} \) 이상 유지하는 것을 볼 수 있다. 그림 14(b)는 \( 100 \mathrm{MS} / \mathrm{s} \)의 최대 샘플링 속도에서, 입력 주파수를 증가시킬 때의 SNDR 및 SFDR을 나타낸다. 입력 신호가 Nyquist 주파수까지 증가할 때, SNDR과 SFDR이 각각 \( 53 \mathrm{dB} \) 및 \( 62 \mathrm{dB} \) 이상을 유지하는 것을 알 수 있다.</p><p>시제품 ADC는 14 비트 해상도를 갖고 있기 때문에 \( 1 \mathrm{ps} \) 미만의 지터를 갖는 크리스털 오실레이터를 샘플링 클록으로 사용하였으며, 전원 전압으로부터의 잡음을 최소화하기 위하여 적은 잡음을 갖는 전압 조정기(Voltage Regulator)를 측정보드에 장착하여 측정하였다. 또한 아날로그 입력 신호는 Agilent 33250A 신호발생기로 인가하여 측정하였는데, 신호발생기만을 측정한 결과 낮은 주파수 대역에서는 \( 70 \mathrm{dB} \) 수준의 SNR을 갖지만, 제안하는 ADC의 Nyquist 입력인 \( 50 \mathrm{MHz} \)에서는 \( 60 \mathrm{dB} \) 수준의 낮은 SNR을 갖게 되어 신호발생기 출력에 수동소자를 이용한 저대역 필터를 부착하여 측정을 하였다. 제안하는 시제품 ADC의 성능 측정 결과를 표 1에 요약하였다.</p><table border><caption>표 1. 시제품 ADC 성능 요약</caption><tbody><tr><td>Resolution</td><td>\(14\mathrm{bits}\)</td></tr><tr><td>Max. Conversion</td><td>\(100\mathrm{M}\text{Sample}/\mathrm{s}\)</td></tr><tr><td>Process</td><td>SMIC \(0.18\mathrm{um}\) CMOS (MIM Cap.)</td></tr><tr><td>Input Range</td><td>\( 1.0 \mathrm{V p-p} \)</td></tr><tr><td>SNDR (at fin \( =1 \mathrm{MHz} \))</td><td>\( 59.0 \mathrm{dB} \)</td></tr><tr><td>SNDR (at fin \( =1 \mathrm{MHz} \))</td><td>\(72.1\mathrm{dB} \)</td></tr><tr><td>DNL</td><td>\( -0.60 \mathrm{LSB} /+1.03 \mathrm{LSB} \)</td></tr><tr><td>1NL</td><td>\( -5.31 \mathrm{LSB} /+5.47 \mathrm{LSB} \)</td></tr><tr><td>ADC Core Power</td><td>\( 145 \mathrm{mW} \)</td></tr><tr><td>Active Area</td><td>\( 3.4 \mathrm{mm}^{2}(=1.76 \mathrm{mm} \times 1.93 \mathrm{mm}) \)</td></tr></tbody></table>	[ "제안하는 시제품 ADC의 resolution은 얼마인가요?", "아날로그 입력 신호를 어떻게 측정하였나요?", "어떻게 아날로그 입력 신호를 계측하였나?", "시제품 ADC에서 전원 전압으로부터 발생하는 잡음을 최소화하기 위하여 어떤 방법을 사용하였나요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC는 얼마나 빠르게 아날로그 값을 디지털 값으로 변환할 수 있나요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC의 DNL은 어떠한 범위에 있나요?", "본 논문에서 측정한 시제품 ADC의 성능 지표 중 \\( 59.0 \\mathrm{dB} \\)이라는 값을 가지는 지표는 무엇인가요?", "제안된 시제품 ADC는 얼마의 SFDR을 나타내나요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC의 Input Range는 어떻게 되나요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC에서 입출력 패드를 제외한 칩의 면적은 얼마인가요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC에서 측정된 INL의 최대값은 무엇인가요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC는 어떤 공정을 사용하여 제작되었나요?", "본 논문에서 제안한 시제품 ADC는 \\(1.8V\\)의 전원 전압과 \\(100 \\mathrm{MS} / \\mathrm{s}\\)의 샘플링 속도에서 동작할 때 전력을 어느 정도나 소모하나요?" ]
7aec0e74-5a74-4912-8ade-abdd376b3b59	인공물ED	풍력발전기 너셀에 장착된 풍속계를 이용한 출력성능 평가	<h2>3.4 측정출력계수</h2> <p>본 풍력발전시스템의 풍속별 측정출력계수의 변화는 Fig. 3.5와 같이 분석되었다. 이는 풍력발전 1호기의 운전특성은 \( 3 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 에서 7 \( \% \) 를 시작으로 \( 5 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 8 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 에서 \( 48 \% \sim 50 \% \) 의 최고 효율을, 풍력발전 2호기는 \( 4 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 에서 \( 41 \% \) 를 시작으로 \( 5 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 8 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \)에서 \( 50 \% \sim 54 \% \) 의 최고 효율을 나타냈다. 전체적으로 풍력발전 2호기가 1호기에 비해 효율이 더 우수한 상태였다.</p> <h2>3.5 측정 연간발전량 및 이용률</h2> <p>풍속자료의 분석은 풍속분포의 확률밀도를 2-웨이블 분포로써 가정하고 분포의 2변수치는 1차 및 3차 모멘트를 이용하여 계산하게 된다. 즉 풍속분포의 수학적 모델중 2변수 웨이블 분포함수의 식(3.1)을 이용하여 분석한다.</p> <p>여기서, \( V \)는 풍속을 나타내고 \( C \)는 스케일 파라미터로서 분포되는 풍속의 평균치와 관계하며, \( K \)는 형상 파라미터 로서 분포된 풍속의 편차와 관계하는 상수이고, \( P(V) \)는 풍속 \( V \)가 출현하는 확률밀도함수이다.</p> <p>\( P(V)=\left(\frac{C}{K}\right)\left(\frac{V}{C}\right)^{K-1} \exp \left[-\left(\frac{V}{C}\right)^{K}\right] \)<caption>(3.1)</capion></p> <p>연간발전량은 풍속확률분포를 표현하는 웨이블 분포로서 실측된 풍속의 분포를 구성한 후에 풍력발전기종의 출력 특성에 해당하는 풍속에 대한 출력을 확률 분포로 적분하여 계산한다. 여기서, 식 (3.1)과 풍력발전기종의 성능출력 곡선 \( \left[P_{w t}(V)]\right. \)에 의해 식 (3.2)와 같은 평균발전출력 \( \overline{P_{w t}} \)이 계산된다.</p> <p>\( \overline{P_{w t}}=\int_{0}^{\infty} P(V) \times P_{w t}(V) d V \)<caption>(3.2)</capion></p> <p>따라서, 식 (3.2)에서 구해진 평균발전출력에 \( 8,760 \mathrm{~h} \) (365일 \( \times \) 24 시간)을 곱하여 해당 풍력발전시스템의 연간발전량( \( (\mathrm{kWh}) \)을 산출 하였다. 이용률(availability)은 식 (2.5)를 이용하여 계산하였다.</p> <p>이때 측정 연간발전량은 블레이드의 후류 손실이 포함되어 풍발전시스템의 실제 출력으로 생산되었으므로 순 연간 발전량과 총연간발전량은 같아진다.</p> <p>결과적으로 시화 방아머리 풍력발전단지에서 풍력발전 1호기는 총 연간발전량 \( 3,239 \mathrm{MWh} \), 이용률 \( 24.7 \% \), 풍력발전 2호기는 총 연간발전량 \( 3,311 \mathrm{MWh} \), 이용률 \( 25.2 \% \) 로서 총 연간발전량은 \( 6,550 \mathrm{MWh} \), 이용률은 \( 24.9 \% \) 로서 Table 3.1과 같이 산출되었다.</p> <table border><caption>표 3.1. 풍력발전기 연간 발전량과 이용률</caption> <tbody><tr><td>구 분</td><td>총계</td><td>평균치</td><td>풍력발전 1호기</td><td>풍력발전 2호기</td></tr><tr><td>총.연간발전량 (\(\mathrm{MWh}\)/년)</td><td>6,550</td><td>3,275</td><td>3,239</td><td>3,311</td></tr><tr><td>순 연간발전량 (\(\mathrm{MWh}\)/년)</td><td>6,550</td><td>3,275</td><td>3,239</td><td>3,311</td></tr><tr><td>이용률(\(\%\))</td><td>24.9</td><td>24.9</td><td>24.7</td><td>25.2</td></tr></tbody></table>	[ "풍력발전기 연간 발전량과 이용률에서 총.연간발전량의 총계는 몇 (\\(\\mathrm{MWh}\\)/년)야?", "표3에서 순 연간 발전량의 총계는 얼마야?", "풍력발전1호기의 총 연간발전량은 얼마지?", "풍력발전 2호기의 총.연간발전량은 얼마야?", "풍력발전기 연간 발전량과 이용률을 나타낸 표 3.1에서 순 연간발전량의 총계는 얼마야?", "표 3.1에 나타난 순 연간발전량의 평균치는 뭐야?", "풍력발전 2호기의 순 연간발전량은 몇 \\(\\mathrm{MWh}\\)/년이야?", "풍력발전 1호기의 순 연간발전량은 얼마지?", "풍력발전기 연간 발전량과 이용률표에서 평균치 이용률은 얼마야?", "풍력발전 1호기의 이용률은 얼마지?", "풍력발전기 연간이용률이 큰것은 어떤거야?", "풍력발전기 연간 이용률은 몇퍼센트야?", "풍력발전기의 총 연간발전량의 평균치는 뭐지?", "풍력발전 2호기의 이용률은 얼마지?" ]
30742d00-c71b-4efd-8300-4f1db0658217	인공물ED	풍력발전기 너셀에 장착된 풍속계를 이용한 출력성능 평가	<h1>1. 서 론</h1> <h2>1.1 연구의 필요성</h2> <p>풍력발전시스템의 성능평가는 지형변화에 따른 풍황조건의 왜곡과 측정 결과의 불확실성을 최소화하여 표준의 성능평가 조건을 유지하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 제시된 지형조건과 측정절차에 따라 이루어진다. 즉 기상 마스트는 주 풍속 방향으로 풍력발전기 로타 직경의 2배 \( \sim\) 4배 사이에 위치해야 하며 2.5배가 권장되고 있다.</p> <p>그러나, IEC 규정에 제시된 조건을 만족하지 않아 기상 마스트를 설치할 수 없는 경우 풍력발전시스템 출력 성능을 평가할 수 있는 새로운 대안을 필요로 하게 된다.</p> <p>풍력발전시스템의 성능이라 함은 바람의 변화에 따라 풍력발전기의 출력변화를 나타낸 출력곡선을 의미한다.</p> <p>자연에서 부는 바람은 지역이나 지형마다 풍속 분포 특성이 다르고 풍향과 풍속이 수시로 변할 뿐만 아니라 때때로 돌풍이나 태풍으로 돌변하기 때문에 바람의 분포 특성을 조사하고 분석하는 일이 매우 중요하다. 이 때문에 우선 풍력발전 개발 후보지역중 한 두 곳에서 약 1년 동안 풍황을 관측하고 풍황예측모델을 이용하여 풍력발전 시스템 설치지점의 풍황 및 연간발전량을 예측하여 풍력 발전사업의 경제성을 평가하게 된다. 이는 풍력발전량은 풍속의 세제곱에 비례하기 때문에 풍황의 좋고 나쁨이 풍력발전사업에 미치는 영향이 크기 때문이다. 이 논문의 연구대상인 시화 방아머리 풍력발전단지는 주 풍속이 불어오는 북서방향으로 서해가 바로 연접하여있어 IEC 규정에 따라 기상마스트를 설치할 수 없는 지형적 조건을 갖고 있다. 따라서 풍력발전기 너셀에 장착된 풍속계를 이용하여 출력성능을 평가한 사례를 논하고자 한다.</p> <h2>1.2 연구내용</h2> <p>시화 방아머리 풍력발전단지의 풍력발전시스템은 주 풍속이 불어오는 북서방향으로부터 후류 손실을 줄이기 위해 Fig. 1.1과 같이 풍력발전 1호기는 X좌표-162,433, Y좌표-421,189에, 풍력발전 2호기는 X좌표-162,788, Y좌표-421,073에 설치되었으며 각 호기간의 이격거리는 \( 360 \mathrm{m} \)로서 로타직경의 약 5배를 확보하였다.</p> <p>시화 방아머리에서 성능평가를 실시한 풍력발전시스템은 Table 1.1과 같다. 이는 국내에서 개발되어 풍력발전기 및 풍력발전단지 국제인증기관(DEWI-OCC)으로부터 형식 인증(type certificate)을 획득하여 상용화된 제품이다.</p> <p>이 연구는 2011년 1월부터 12월까지 1년 동안 시화 방아머리 풍력발전단지에서 \( 1.5 \mathrm{MW} \) 풍력발전시스템 2대를 운전하여 얻은 출력데이터와 풍력발전기 너셀에 장착된 Table 1.2의 풍속계로 측정한 풍속데이터를 이용하여 산출한 측정 출력곡선과 풍력발전시스템 제작사가 제시한 보증출력곡선에 2004년 9월부터 2005년 1월까지 시화 방아머리에서 사전 실측한 Table 1.3의 표준풍속자료를 각각 대입하여 출력곡선, 출력계수, 연간발전량 및 이용률 등의 출력특성을 비교 분석하였다. 단, 지형 기울기(terrain sloop)에 따른 풍속 상승각도(up flow angle), 난류강도, 풍속전단계수(wind shear exponent), 대기온습도, 풍속계 후류영향 등의 조건이 불확실성으로 작용할 수 있다.</p> <table border><caption>표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가</caption> <tbody><tr><td>형 식</td><td>수평축 유도형발전기</td></tr><tr><td>정격출력/대수</td><td>\(1,500\mathrm{kW}\)/2대</td></tr><tr><td>시동/정격/종단풍속</td><td>3.5/12/25 \(\mathrm{m/s}\)</td></tr><tr><td>허브높이/로타직경</td><td>\(70\mathrm{m}\)/ \(77\mathrm{m}\)</td></tr><tr><td>설치일자</td><td>2010. 9</td></tr></tbody></table> <table border><caption>표 1.2. 풍력발전기 사양</caption> <tbody><tr><td>제작사</td><td>Mita-Teknik</td></tr><tr><td>입력전류</td><td>약 \(10\mathrm{mA}\)</td></tr><tr><td>측정범위</td><td>\((0.5\sim50)\mathrm{m/s}\)</td></tr><tr><td>정확도</td><td>\( \pm 3 \% \)</td></tr><tr><td>크 기</td><td>\( \Phi 135 \times 165 \mathrm{mm} \)</td></tr></tbody></table> <table border><caption>표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료</caption> <tbody><tr><td colspan=2>분석항목 \ 높이</td><td>\(55\mathrm{m}\)</td><td>\(60\mathrm{m}\)</td><td>\(64.7\mathrm{m}\)</td></tr><tr><td colspan=2>연평균풍속(\(\mathrm{m/s}\))</td><td>5.22</td><td>5.34</td><td>5.45</td></tr><tr><td colspan=2>풍려에너지밀도(\(\mathrm{W/m^2}\))</td><td>184</td><td>196</td><td>206</td></tr><tr><td colspan=2>주 풍향</td><td>NW</td><td>Nw</td><td>NW</td></tr><tr><td rowspan=2>Weibul 풍속분포</td><td>(\(\mathrm{m/s}\))</td><td>5.9</td><td>6.0</td><td>6.1</td></tr><tr><td>K</td><td>1.82</td><td>1.83</td><td>1.84</td></tr></tbody></table>	[ "본문의 표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가에서 정격출력/대수는 얼마야?", "본문의 표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가에서 시동/정격/종단풍속은 얼마인가?", "본문의 표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가에서 설치일자는 언제야?", "본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에서 입력전류는 얼마야?", "본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에서 제작사는 어디야?", "제작사는 본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양을 참고하면 누구지?", "본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에서 크기는 얼마일까?", "크기는 본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에 보면 얼마야", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(55\\mathrm{m}\\)일 때 연평균풍속은 얼마야?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(60\\mathrm{m}\\)일 때 연평균풍속은 얼마지?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(64.7\\mathrm{m}\\)일 때 풍력에너지밀도는 얼마 정도야?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(64.7\\mathrm{m}\\)일 때 주 풍향은 뭐지?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(50\\mathrm{m}\\)일 때 주 풍향은 뭘까?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(60\\mathrm{m}\\)일 때 주 풍향은 뭐야?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(55\\mathrm{m}\\)일 때 풍력에너지밀도는 얼마인가?", "본문의 표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가에서 형식은 무엇인가?", "허브높이/로타직경은 본문의 표 1.1. 풍력발전시스템 성능평가에 의하면 얼마지?", "본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에서 측정범위는 얼마지?", "정확도는 본문의 표 1.2. 풍력발전기 사양에서 얼마지", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(64.7\\mathrm{m}\\)일 때 연평균풍속은 얼마니?", "본문의 표 1.3. 풍력발전기 표준풍속자료에서 분석항목 \\ 높이가 \\(60\\mathrm{m}\\)일 때 풍력에너지밀도는 얼마일까?" ]
3b6018a5-a392-4747-b777-539191d36f43	인공물ED	풍력발전기 너셀에 장착된 풍속계를 이용한 출력성능 평가	<h1>4. 출력특성의 비교 분석</h1> <h2>4.1 출력곡선의 비교</h2> <p>각 풍력발전시스템의 풍속별 측정출력과 보증출력의 변화를 Fig. 4.1과 같이 비교 분석하였다. \( 3 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 10 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 의 저풍속 구간에서는 각 호기별 측정출력이 보증출력을 상회하고 있고, \( 11 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) \( \sim 17 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 의 중풍속 구간에서는 측정출력이 보증출력을 하회하였으며, \( 18 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 이상의 고풍속 구간은 바람이 불지 않아 나타낼 수 없었다. 이는 풍속 구간별로 블레이드 각도를 미세하게 조정하여 출력성능을 최적화하는 피치제어 특성이 저풍속 구간에서 최적화 되었음을 알 수 있었다. 또한 풍력발전 2호기의 측정출력곡선이 1호기 측정출력곡선에 비해 높게 형성되어 동일한 픙속조건에서 보다 많은 출력을 생산할 수 있음을 알 수 있었다. 여기서 풍력발전 1호기의 측정출력곡선이 \( 16 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 이상의 풍속 구간에서 급강하 한 것은 유효데이타 의 수가 너무 작아서 오차가 발생하였다.</p> <h2>4.2 출력계수의 비교</h2> <p>각 풍력발전시스템의 풍속별 측정출력계수와 보증출력계수의 변화는 Fig. 4.2와 같이 비교 분석되었다. 전반적으로 \( 4 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 11 \) \( \mathrm{m} / \mathrm{s} \) 의 저풍속 구간에서는 각 호기별 측정출력 계수가 보증출력계수를 약 3배 차이까지 가파르게 상승 하였다가 서서히 같아지고 있으며, \( 12 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 17 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 의 구간 에서는 각각의 측정출력계수가 보증출력계수를 미세하게 하회하고 있음을 알 수 있다. 이 역시 풍속구간별로 블레이드 각도를 미세하게 조정하여 피치제어 특성이 저풍속 구간에서 최적화 되어 저풍속 구간에서는 효율이 높으나 풍속이 높아질수록 효율이 점차 저하됨을 알 수 있다. 또한 풍력발전 2호기의 출력계수는 1호기에 비해 \( 3 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 4 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 의 저풍속 구간에서 다소 낮았으나, \( 5 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 17 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 의 중풍속 구간에서는 전체적으로 높거나 같아서 효율이 더 우수하다는 것을 알 수 있었다. 여기서 풍력발전 2호기의 출력계수는 풍속 \( 4 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 에서 데이터의 오류로 나타나지 않았다.</p> <h2>4.3 연간발전량 및 이용률의 비교</h2> <p>풍력발전시스템의 보증출력과 측정출력의 연간발전량 및 이용률을 비교 분석한 결과는 Table 4.1과 같다.</p> <p>보증출력에 의한 총 연간발전량은 \( 6,025 \mathrm{MWh} \), 이용률 \( 22.3 \% \), 측정출력에 의한 총 연간발전량은 \( 6,550 \mathrm{MWh} \), 이용률 \( 24.9 \% \) 로 비교 분석되었다. 따라서 측정출력은 보증 출력에 비해 총 연간발전량 \( 109 \% \), 이용률 \( 112 \% \) 가 개선 되어 보증 출력성능을 만족하는 것으로 분석되었다.</p> <p>풍력발전 1,2 호기의 각 연간발전량과 이용율은 보증출력 에서는 1호기가 크고, 측정출력에서는 2호기가 큰 것으로 분석되어 주풍속의 방향으로부터 각 풍력발전시스템의 이격 거리에 의한 후류영향은 없는 것으로 확인되었다.</p> <p>또한, 각 출력곡선과 출력계수를 비교했을 때 저 풍속 구간의 에너지생산량이 풍력발전시스템의 전체 에너지 생산 성능에 미치는 영향이 크다는 것을 알 수 있었다. 단, 지형 기울기에 따른 풍속상승각도, 난류강도, 풍속전단계수, 대기 온습도, 풍속계 후류영향 등의 조건이 불확실성으로 작용할 수 있다.</p> <table border><caption>표 4.1. 풍력발전시스템의 보증출력과 측정출력의 연간발전량 및 이용률 비교 분석</caption> <tbody><tr><td colspan=2>구분</td><td>총계</td><td>평균치</td><td>풍력발전 1호기</td><td>풍력발전 2호기</td></tr><tr><td rowspan=2>총 연간발전량 (\(\mathrm{MWh} \)/년)</td><td>보증치</td><td>6,025</td><td>3,012</td><td>3,026</td><td>2,999</td></tr><tr><td>측정치</td><td>6,550</td><td>3,275</td><td>3,239</td><td>3,311</td></tr><tr><td rowspan=2>순 연간발전량 (\(\mathrm{MWh} \)/년)</td><td>보중치</td><td>5,861</td><td>2,931</td><td>2,980</td><td>2,881</td></tr><tr><td>측정치</td><td>6,550</td><td>3,275</td><td>3,239</td><td>3,311</td></tr><tr><td rowspan=2>후류손실률 (\(\%\))</td><td>보증치</td><td></td><td>2.72</td><td>1.51</td><td>3.94</td></tr><tr><td>측정치</td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td rowspan=2>이용률 (\(\%\))</td><td>보증치</td><td>22.3</td><td>22.3</td><td>22.7</td><td>21.9</td></tr><tr><td>측정치</td><td>24.9</td><td>24.9</td><td>24.7</td><td>25.2</td></tr></tbody></table>	[ "풍력발전 1호기의 총 연간발전량의 보충치는 얼마인가요?", "총 연간 발전량의 보충치에 대한 두 풍력 발전기의 평균지 값은 얼마야?", "순 연간발전량 보충치의 평균값을 구한다면 그때 값을 얼마로 나오나요?", "풍력발전 1호기의 보충치에 대한 후류손실류은 몇 %인가요?", "총 연간발전량의 평균치를 구하기 위해 두개의 풍력발전기의 측정치에 대한 평균을 구하면 그 값은 몇으로 산출되는가?", "풍력발전기 1호와 2호의 순 연간발전량의 측정치는 얼마로 측정되는가?", "총 연간발전량에 대한 풍력발전 2호기의 보충치는 얼마일까?", "총 연간발전량의 보충치 총합은 얼마인가?", "풍력발전 1호기의 순 연간발전량의 보충치는 무슨 값이야?", "순 연간발전량의 측정치에 대한 두 풍력발전기의 평균치 값을 구한다면 이때 어떠한 값이 얻어집니까?", "풍력발전 1호기가 갖는 순 연간발전량의 값은 몇으로 볼 수 있습니까?", "순 연간발전량의 값은 풍력발전 2호기가 에서 몇으로 볼 수 있어?", "측정치 값을 구할때 총 연간발전량의 총합을 구한다면 몇이 나오나요?", "순 연간발전량의 보충치를 구하기 위해 풍력발전 2호기에서의 값을 구한다면 이때 값은 무슨 값이에요?", "총 연간 발전량에 대한 측정치 값은 풍력발전 2호기에서 몇이야?", "후류손실률을 풍력발전2호기에서 구한다면 몇으로 나오는가?", "보충치 값에서 두개의 풍력발전기의 후류손실률의 평균은 몇이야?", "풍력발전 1호기의 총 연간 발전량에 대한 측정치 값은 얼마로 나타나?", "보충치 값을 순 연간발전량에서 구한다면 두 발전기 값에 총합은 몇일까요?" ]
f96719f0-d22a-4fc1-9536-b0faf7fb5743	인공물ED	K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 이용한 에너지 절감형 LED 모듈 개발	<h1>요약</h1><p>본 논문에서는 실외용 움직임 감지에 적합한 K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 활용한 에너지 절감형 LED 모듈을 제안하였다. 헤어핀 형태의 마이크로스트립 공진기를 이용한 발진기를 설계하여 안정성을 높이고 제작이 쉽도록 하였다. 신호의 방사를 위해 송수신 2채널 패치 배열 안테나를 개발하여 적용하였다. 수신된 신호로부터 도플러 천이 값을 획득하기 위해 윌킨슨 전력분배기 및 링 하이브리드 혼합기를 개발하여 적용하였다. 신호의 안정성 및 원치 않는 외부잡음으로부터 보호하기 위해 쉴드 캔을 제작하여 장착하였다. 제안된 움직임 감지 센서를 실증용 LED 모듈에 장착하여 에너지 절감 성능을 모의실험을 통하여 검증하였다.</p>	[ "실외용 움직임 감지에 적합한 K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 활용한 어떤 모듈을 제안하였는가?", "수신된 신호로부터 도플러 천이 값을 획득하기 위해 윌킨슨 전력분배기와 무엇을 개발하여 적용시켰어?", "신호의 방사를 위해 송수신 2채널 패치 배열 안테나를 개발하여 적용했어?", "헤어핀 형태의 마이크로스트립 공진기를 이용한 무엇을 설계하여 안정성을 높이고 제작이 쉽도록 했어?", "에너지 절감형 LED 모듈에서 신호의 방사를 위해 어떻게 하였는가?", "신호의 안정성 및 원치 않는 외부잡음으로부터 보호하기 위해 무엇을 제작하여 장착시켰어?", "송수신 2채널 패치 배열 안테나를 개발하여 적용시킨 과정은 어떻게 되는가?", "에너지 절감형 LED 모듈과 관련된 발진기를 어떻게 설계하여 안정성을 높이고자 했는가?" ]
2ab9028a-4df8-47cf-96c3-c6dd40f48bae	인공물ED	K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 이용한 에너지 절감형 LED 모듈 개발	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>기술적으로 고도화된 현대사회에서 센서의 필요성은 나날이 증가하고 있다. 물체를 감지한다는 sense에서 기원한 센서(sensor)는 초기에는 인간의 오감(시각, 청각, 후각, 미각, 촉각)을 인간 대신 수행하는 소자였으나, 현재 인간이 감지할 수 없는 영역(적외선, 레이더, 라이다 등)을 포함한 다양한 대상을 감지할 수 있는 센서가 개발되어 사용되고 있다. 최근 스마트시티나 스마트공장의 수요가 높아짐에 따라 다양한 장소의 중거리 범위에서 발생하는 움직임을 감지하여 전력제어를 함으로써 에너지를 효율적으로 사용하는 지능형 에너지 절감 시스템의 필요성이 점차 증가하고 있다. 이러한 시스템의 핵심 부품으로는 중거리까지 감지할 수 있는 중거리 감지용 마이크로파 센서이다. 기존의 움직임 감지 센서는 동작 원리와 사용 방법에 따라 다양한 종류로 분류된다. 국내에서 조명용으로 많이 사용되는 PIR(Passive Infrared Sensor)센서는 감지거리가 짧고, 장애물을 통과하지 못하며 오동작 또한 빈번히 발생하는 단점이 있다. 초음파 센서의 경우 측정 거리가 짧은 경우가 많으므로 중거리 움직임 감지에는 적합하지 않다. 더욱이 감도가 온도변화와 같은 외란(disturbance)에 민감한 경우가 많아 설치 장소가 실외거나 계절 변화의 영향을 많이 받아 많은 어려움이 있었다. 반면 기존 실외용 마이크로파 센서는 유전체 공진기 (DR : dielectric resonator)를 사용하여 비교적 가격이 높고, 정확한 위치 장착과 주파수 설정의 단점이 있어 상용화에 많은 어려움이 있었고, 에너지 측면에서도 비용절감이 절실하였다.</p><p>본 논문에서는 기존에 사용되어오던 PIR 센서의 문제점을 개선하고, 안정적으로 동작하며 중거리 실외 LED 보안등에 적용하여 에너지 절감이 가능한 움직임 감지 시스템을 제안하였다. 연속파 (CW : continuous wave)를 이용하는 레이더(RADAR) 방식의 마이크로파 움직임 감지 센서를 채택하고, 기존에 사용하던 DR을 마이크로스트립 공진기로 대체하여 크기 및 가격 경쟁력을 개선하였다. 또한 중거리 \( (5 \sim 20 \mathrm{m}) \) 조명제어용 LED 모듈에 적용 가능성을 실증보드에 장착하여 확인하였다. 제안된 LED 모듈은 지하주차장 스마트 점등 시스템이나 스마트 가로등 시스템과 같은 중거리 에너지 절감형 시스템에 활용하기 위하여, 고안정성과 저가형 모듈을 구현하는데 주안점을 두고 설계하였다.</p>	[ "현대사회에서는 고도화된 기술발달로 어떤 것의 필요성이 증가하고 있나요?", "나날로 발달되는 고도화 기술 발전으로 인해 센서는 인간의 오감뿐만 아니라 인간이 감지 할 수 없는 어떤 영역도 감지할 수 있도록 개발되고 상용화 되었나요?", "효율적인 에너지 사용을 통해 여러 장소와 중거리 범위의 움직임 발생을 감지하여 전력을 제어 시켜주는 시스템은 무엇인가요?", "초음파 센서는 중거리 움직임 감지에 적합한가요?", "마이크로스트립 공진기로 기존의 DR을 대체하고자 연속파를 이용하는 어떤 방식의 센서를 선택했나요?", "DR를 사용해 비교적 가격이 높으며, 위치 장착이 취약하며 주파수 설정이 어려운 기존의 센서는 어떤 종류인가요?", "지능형 에너지 절감 시스템은 에너지를 효율적으로 어떻게 할 수 있는가?", "기존에 사용되어오던 PIR 센서의 문제점을 개선하기 위해 사용된 움직임 감지 시스템은 어떻게 구성되었는가?", "기존에 사용되어오던 PIR 센서의 문제점을 개선하기위해 사용된 움직임 감지 시스템을 어떻게 사용하였는가?", "초음파 센서의 경우 감도가 온도변화와 같은 어떤 것에 민감하게 반응하는가?", "DR 즉, 유전체 공진기를 사용하는 실외용 마이크로파 센서의 단점은 어떻게 되는가?", "단거리 감지와 장애물 통과를 하지 못하는 단점을 가진 국내의 조명용 센서는 어떤 것인가요?", "PIR 센서의 단점은 어떻게 되나요?", "지능형 에너지 절감 시스템의 핵심 부품은 어떻게 되는가?", "Passive Infrared Sensor의 단점은 어떻게 되는가?" ]
39571d79-a71e-444a-95c8-e16b34ed816d	인공물ED	K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 이용한 에너지 절감형 LED 모듈 개발	<h1>Ⅲ. 결론</h1><p>본 논문에서는 K대역에서 동작하는 마이크로파 움직임 감지 센서를 개발하고, 이를 LED 모듈에 적용한 에너지 절감형 지능형 조명시스템을 제안하였다. 제작된 움직임 감지 센서는 \( 24 \mathrm{GHz} \) 대역의 주파수에서 송신전력이 \( 100 \mathrm{mW} \) 이하, 소모전류가 \( 100 \mathrm{mA} \) 이하가 되도록 하였다. 송수신 안테나는 수직 및 수평 방향 빔폭이 각각 \( 80^{\circ}, 30^{\circ} \) 정도의 감지 범위를 가졌다. 움직임의 감지는 최종 IF 출력 파형에 따라 LED의 밝기를 제어하도록 하여 전체 소모 전력을 제어할 수 있음을 확인하였다. 제안된 모듈은 KC인증을 거쳐 기존의 PIR 센서를 대체하여 에너지 절감형 중거리 실외 보안등 및 스마트 움직임 감지 응용 시스템 등 활용 범위가 넓을 것으로 판단된다.</p>	[ "움직임 감지 센서의 송신절력은 얼마인가?", "송수신 안테나의 감지 범위는 얼마인가?", "움직임 감지 센서의 소모전류는 얼마인가?", "제안된 모듈은 어떻게 활용할수 있는가?", "기존의 어떤 센서를 대체하여 제안된 모듈을 사용할수 있는가?", "전체 소모 전력을 제어할수 있게 하려면 움직임의 감지는 어떻게하여야 하는가?", "움직임 감지 센서는 얼마의 주파수에서 사용되는가?" ]
acd05f6c-f771-4eef-ac0a-e9d82ab313b6	인공물ED	K대역 마이크로파 움직임 감지 센서를 이용한 에너지 절감형 LED 모듈 개발	<h1>Ⅱ. 본론</h1><h2>1. K대역 움직임 감지 시스템 구조</h2><p>일반적으로 움직임 감지 센서는 목표물의 거리변화를 반사파의 움직임에 의한 도플러 값을 통하여 물체의 근접 혹은 멀어짐을 감지한다. 본 논문에서 구현하고자 하는 움직임 감지 센서의 구조와 주요사양은 그림 1 과 표 1 에 각각 나타내었다.</p><p>제안된 시스템은 이러한 K대역의 마이크로파를 발진기로부터 생성하여 송신 안테나를 통하여 목표물에 방사시키고, 목표물에서 반사된 반사파를 수신 안테나를 통하여 수신하게 된다. K대역에서 송신하는 마이크로파는 정현파 형태의 연속파로서 단속적인 펄스파가 아니기 때문에 움직이는 물체에 반사될 경우 반사된 파동의 진동수가 변하는 도플러 현상이 발생하고 도플러 천이가 발생한 반사된 파동과 원래 파동을 혼합할 경우 움직임에 따른 맥놀이 현상이 나타나고 이를 이용하여 물체의 움직임을 감지회로를 통해 감지할 수 있다.</p><p>CW 발진기가 생성하는 주파수를 \( \mathrm{f}_{0} \) 라 할 때, 생성된 주파수는 식(1)과 같이 표현할 수 있다.</p><p>\( f_{0}(t)=V_{0} \sin 2 \pi f_{0} t \)<caption>(1)</caption></p><p>도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 주파수가 높아지고 멀어지고 있으면 낮아지는데 감지 대상 물체가 접근하고 있는 경우 \( c \)를 광속, 물체가 감지기에 접근하는 속도를 \( v_{a} \)라고 할 때 수신 신호는 식(2)와 같이 표현되며, 감지 대상 물체가 이탈하고 있는 경우 물체가 감지기에서 멀어지는 속도를 \( v_{b} \) 로 둘 경우 식(3)과 같이 된다.</p><p>\( f_{a}(t)=V_{a} \sin 2 \pi f_{0} \frac{c}{c-v_{a}} t \)<caption>(2)</caption></p><p>\( f_{b}(t)=V_{b} \sin 2 \pi f_{0} \frac{c}{c+v_{b}} t \)<caption>(3)</caption></p><p>식 (2), (3)에서 알 수 있듯이 물체가 가까워지고 있을 경우는 주파수가 증가하고, 멀어지는 상황에선 주파수가 감소하는 것을 알 수 있다. 이러한 주파수의 변화를 이용하여 물체가 접근 또는 멀어지는 정도를 파악할 수 있으며 물체의 움직임을 감지할 수 있다. 수신된 신호에서 DC 성분은 커플링 회로를 통해 제거하고 증폭과 비교 회로를 통해 유효한 정보를 얻은 경우, 일정시간 동안 출력값을 유지시키는 Hold 회로를 거쳐서 IF 출력을 얻는 방식이다.</p>	[ "CW 발진기에서 생성된 주파수 \\( \\mathrm{f}_{0} \\)를 구하는 식은 무엇인가요?", "1.은 무엇에 관한 글인가?", "1.은 K대역 움직임 감지 시스템 구조에 관한 글이다.", "일반적으로 움직임 감지 센서는 목표물의 거리변화를 어떻게 감지하는가?", "일반적으로 움직임 감지 센서는 목표물의 거리변화를 반사파의 움직임에 의한 도플러 값을 통하여 물체의 근접 혹은 멀어짐을 감지한다.", "일반적으로 움직임 감지 센서는 목표물의 거리변화를 반사파의 움직임에 의한 도플러 값을 통하여 물체의 근접 혹은 멀어짐을 감지할 수 없다.", "본 논문에서 구현하고자 하는 움직임 감지 센서의 구조와 주요사양은 어디에 나타나는가?", "본 논문에서 구현하고자 하는 움직임 감지 센서의 구조와 주요사양은 그림 1 과 표 1 에 각각 나타내었다.", "표 1.은 K대역 움직임 감지 센서의 주요사양에 관한 표이다.", "제안된 시스템은 어떤 역할을 하는가?", "제안된 시스템은 이러한 K대역의 마이크로파를 발진기로부터 생성하여 송신 안테나를 통하여 목표물에 방사시키고, 목표물에서 반사된 반사파를 수신 안테나를 통하여 수신하게 된다.", "제안 해제된 시스템은 이러한 K대역의 마이크로파를 발진기로부터 생성하여 송신 안테나를 통하여 목표물에 방사시키고, 목표물에서 반사된 반사파를 수신 안테나를 통하여 수신하게 된다.", "K대역에서 송신하는 마이크로파는 어떤형태의 파인가?", "K대역에서 송신하는 마이크로파는 정현파 형태의 연속파로서 단속적인 펄스파가 아니기 때문에 움직이는 물체에 반사될 경우 반사된 파동의 진동수가 변하는 도플러 현상이 발생하고 도플러 천이가 발생한 반사된 파동과 원래 파동을 혼합할 경우 움직임에 따른 맥놀이 현상이 나타나고 이를 이용하여 물체의 움직임을 무엇으로 감지 할 수 있는가?", "K대역에서 송신하는 마이크로파는 정현파 형태의 연속파로서 단속적인 펄스파가 아니기 때문에 움직이는 물체에 반사될 경우 반사된 파동의 진동수가 변하는 도플러 현상이 발생하고 도플러 천이가 발생한 반사된 파동과 원래 파동을 혼합할 경우 움직임에 따른 맥놀이 현상이 나타나고 이를 이용하여 물체의 움직임을 감지회로를 통해 감지할 수 있다.", "K대역에서 송신하는 마이크로파는 정현파 형태의 연속파로서 단속적인 펄스파가 아니기 때문에 움직이는 물체에 반사될 경우 반사된 파동의 진동수가 변하는 도플러 현상이 발생하고 도플러 천이가 발생한 반사된 파동과 원래 파동을 혼합할 경우 움직임에 따른 맥놀이 현상이 나타나고 이를 이용하여 물체의 움직임을 감지회로를 통해 감지할 수 없다.", "CW 발진기가 생성하는 주파수를 \\( \\mathrm{f}_{0} \\) 라 할 때, 생성된 주파수는 어떻게 표현 하는가?", "CW 발진기가 생성하는 주파수를 \\( \\mathrm{f}_{0} \\) 라 할 때, 생성된 주파수는 \\( f_{0}(t)=V_{0} \\sin 2 \\pi f_{0} t \\)<caption>(1)</caption>게 표현가능하다.", "도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 어떻게 되는가?", "도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 주파수가 높아지고 멀어지고 있으면 낮아지는데 감지 대상 물체가 접근하고 있는 경우 \\( c \\)를 광속, 물체가 감지기에 접근하는 속도를 \\( v_{a} \\)라고 할 때 수신 신호는 어떻게 표현되는가?", "도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 주파수가 높아지고 멀어지고 있으면 낮아지는데 감지 대상 물체가 접근하고 있는 경우 \\( c \\)를 광속, 물체가 감지기에 접근하는 속도를 \\( v_{a} \\)라고 할 때 수신 신호는 식(2)와 같이 표현되며, 감지 대상 물체가 이탈하고 있는 경우 물체가 감지기에서 멀어지는 속도를 \\( v_{b} \\) 로 둘 경우 어떤 식이 되는가?", "도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 주파수가 높아지고 멀어지고 있으면 낮아지는데 감지 대상 물체가 접근하고 있는 경우 \\( c \\)를 광속, 물체가 감지기에 접근하는 속도를 \\( v_{a} \\)라고 할 때 수신 신호는\\( f_{a}(t)=V_{a} \\sin 2 \\pi f_{0} \\frac{c}{c-v_{a}} t \\)<caption>(2)</caption>로 표현된다.", "도플러 현상은 파동을 발산하고 있는 물체가 접근시 주파수가 높아지고 멀어지고 있으면 낮아지는데 감지 대상 물체가 접근하고 있는 경우 \\( c \\)를 광속, 물체가 감지기에 접근하는 속도를 \\( v_{a} \\)라고 할 때 수신 신호는 식(2)와 같이 표현되며, 감지 대상 물체가 이탈하고 있는 경우 물체가 감지기에서 멀어지는 속도를 \\( v_{b} \\) 로 둘 경우 \\( f_{b}(t)=V_{b} \\sin 2 \\pi f_{0} \\frac{c}{c+v_{b}} t \\)<caption>(3)</caption>과 같이된다.", "식 (2), (3)에서 알 수 있듯이 물체가 가까워지고 있을 경우는 주파수가 증가하고, 멀어지는 상황에선 주파수가 감소하는 것을 알 수 있다.", "식 (2), (3)에서 알 수 있듯이 물체가 가까워지고 있을 경우는 주파수가 증가하고, 멀어지는 상황에선 주파수가 감소하는 것을 알 수 없다.", "주파수의 변화를 이용하면 어떤 것들을 알 수 있는가?", "주파수의 변화를 이용하여 물체가 접근 또는 멀어지는 정도를 파악할 수 있으며 물체의 움직임을 감지할 수 있다.", "주파수의 변화를 이용하여 물체가 접근 또는 멀어지는 정도를 파악할 수 있으며 물체의 움직임을 감지할 수 없다.", "수신된 신호에서 DC 성분은 커플링 회로를 통해 제거하고 증폭과 비교 회로를 통해 유효한 정보를 얻은 경우, 일정시간 동안 출력값을 유지시키는 Hold 회로를 거쳐서 무엇을 얻는 방식인가?", "수신된 신호에서 DC 성분은 커플링 회로를 통해 제거하고 증폭과 비교 회로를 통해 유효한 정보를 얻은 경우, 일정시간 동안 출력값을 유지시키는 Hold 회로를 거쳐서 IF 출력을 얻는 방식이다.", "수신된 신호에서 DC 성분은 커플링 회로를 통해 제거하고 증폭과 비교 회로를 통해 유효한 정보를 얻은 경우, 일정시간 동안 출력값을 유지시키는 Hold 회로를 거쳐서 IF 출력을 버리는 방식이다." ]
299c91f9-f44b-46b1-8c5a-16555b4c85b0	인공물ED	안테나 빔 내의 두 표적에 대한 각도 추정을 위한 적응형 위상 비교 모노펄스 기법	<p>두 번째 시뮬레이션에서는 신호 대 잡음 비는 30\( \mathrm{~dB} \) 로 설정한 후, \( d=0 \) 인 경우에 대해 동일한 시뮬레이션을 200 번 수행하였다. 각각의 표적 각도 추정기법을 이용하여 얻어낸 추정 각도에 대한 MAEA와 MAEE를 표 2에 도시하였다. 이는 해당 시뮬레이션 시나리오에서 Zheng 기법이 기존의 PCM 기법에 비하여 우수함을 보여준다. 각 시뮬레이션마다의 \( Z_{D} / Z_{S} \) 의 값은 그림 7에 도시해 놓았으며, 이를 통해 제안한 방법은 모든 시뮬레이션에 걸쳐 \( Z_{D} / Z_{S}<\eta \) 가 도출됨으로 인해 Zheng 기법을 선택하여 표적의 각도 추정을 수행하였고 이에 따라, Zheng 기법과 같은 MAEA와 MAEE를 도출하였다.<table border><caption>표 2. 시뮬레이션 (\(d\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>단위: degree(\(^{\circ}\))</td><td colspan=2>MAEA</td><td colspan=2>MAEE</td></tr><tr><td>표적 #1</td><td>표적 #2</td><td>표적 #1</td><td>표적 #2</td></tr><tr><td>기존의 PCM 기법</td><td>1.076</td><td>1.076</td><td>0.878</td><td>0.878</td></tr><tr><td>Zheng 기법</td><td>0.031</td><td>0.030</td><td>0.025</td><td>0.048</td></tr><tr><td>제안한 기법</td><td>0.031</td><td>0.030</td><td>0.025</td><td>0.048</td></tr></tbody></table></p> <p>마지막으로 안테나 빔 내의 두 표적이 서로 독립적으로 기동하여 해당 표적들의 위치가 실시간으로 변하는 실제의 경우와 유사한 상황을 가정하여 시뮬레이션을 수행하였다. 신호 대 잡음 비는 30\( \mathrm{~dB} \) 로 설정한 후, \( d \) 를 -3 에서 3 사이 임의의 정수 값을 가지도록 하여 앞과 동일한 시뮬레이션을 200번 수행하였다. 시뮬레이션마다 서로 다른 표적 각도 추정 기법을 이용하여 얻어낸 추정 각도의 MAEA와 MAEE를 표 3 에 기록하였으며, 실제 표적의 각도와 시뮬레이션마다의 추정 각도를 그림 8 에 산점도(scatter plot)로 나타내었다. 제안한 기법은 기존의 모노펄스 기법과 Zheng 기법에 비해 낮은 MAEA와 MAEE 값을 가졌으며, 상대적으로 정밀하게 각 표적에 대한 방위각 및 고각을 추정해 낼 수 있음을 알 수 있었다. 그러므로, 제안한 방법은 실제의 경우에 대하여 다른 기법들에 비해 우월한 각도 추정 성능을 보일 것이다.<table border><caption>표 3. 시뮬레이션 (-3\( \leq d \leq\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>단위: degree(\(^{\circ}\))</td><td colspan=2>MAEA</td><td colspan=2>MAEE</td></tr><tr><td>표적 #1</td><td>표적 #2</td><td>표적 #1</td><td>표적 #2</td></tr><tr><td>기존의 PCM 기법</td><td>0.286</td><td>0.303</td><td>0.279</td><td>0.295</td></tr><tr><td>Zheng 기법</td><td>0.131</td><td>0.137</td><td>0.118</td><td>0.137</td></tr><tr><td>제안한 기법</td><td>0.108</td><td>0.120</td><td>0.091</td><td>0.106</td></tr></tbody></table></p>	[ "표 2. 시뮬레이션 (\\(d\\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE에서 Zheng 기법일 때 MAEA가 0.031인 것은 몇 번 표적일 때야?", "표 2. 시뮬레이션 (\\(d\\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE에서 Zheng 기법일 때 MAEA가 0.030인 것은 몇 번 표적일 때야?", "표 2. 시뮬레이션 (\\(d\\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE에서 기존의 PCM 기법의 MAEE는 표적 상관없이 몇 이야?", "표 2. 시뮬레이션 (\\(d\\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE에서 기존의 PCM 기법의 MAEA는 표적 상관없이 몇 이야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #1은 기존의 PCM 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #1은 Zheng 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #1은 제안한 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #2은 기존의 PCM 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #2은 Zheng 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA에서 표적 #2은 제안한 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #1은 제안한 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #1은 Zheng 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #1은 기존의 PCM 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #2은 기존의 Zheng 기법 값은 뭐야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #2은 기존의 PCM 기법 값은 뭐야?", "표 2. 시뮬레이션 (\\(d\\)=0) 에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEA 및 MAEE에서 Zheng 기법일 때 MAEE가 0.025인 것은 몇 번 표적일 때야?", "표 3. 시뮬레이션 (-3\\( \\leq d \\leq\\) 3)에서 각 각도 추정 기법에 따른 MAEE에서 표적 #2은 기존의 제안한 기법 값은 뭐야?" ]
199ef10c-a7ee-417f-810d-43b2ba1e2c8d	인공물ED	영상의 방향성을 이용한 ROI 기반실시간 파노라마 영상 정합	<h1>II. 제안하는 영상 정합 방법</h1> <h2>1. 센서 데이터를 활용한 영상의 방향 판단</h2> <p>본 논문에서는 실시간으로 입력되는 영상의 방향을 판단하기 위해 자이로 센서와 가속도 센서의융합 데이터를 활용한다. 각 센서로부터 추출되는 데이터의 단점을 보완하기 위해 오일러 각변환 후 상보 필터를 활용하여 보정된 데이터를얻게 된다. 보정된 데이터를 활용하여 실시간으로입력되는 영상의 방향이 판단되면 해당 방향의 영역을 ROI로 지정한다. 자이로 센서와 가속도 센서를 이용한 영상의 방향 판단 알고리즘과 상보필터에 대한 알고리즘은 그림 1, 그림 2와 같다.</p> <p>상보 필터에 대한 알고리즘 그림 2와 같이 자이로센서 데이터와 가속도 센서 데이터에 대하여 각센서 데이터의 장단점을 보완하여 보정된 데이터를 얻는 알고리즘이다. 상보 필터는 자이로 데이터를 기준으로 하여 가속도 데이터를 보정시킨다. 즉, 자이로 데이터와 가속도 데이터의 오차를 누적시키고 누적된 오차와 자이로 데이터를 합하여 가속도 데이터에 근접시키는 방식이다. 상보 필터를 사용하면 카메라로부터 입력되는 영상에 대한 각도 등을 판단할 수 있다.</p> <h2>2. SURF/PROSAC 알고리즘을 적용한 영상 정합</h2> <p>영상 정합에 사용되는 알고리즘은 회전성에 강인하고 SIFT 알고리즘보다 빠른 SURF 알고리즘을 사용하였다. SURF 알고리즘은 복잡한 연산으로 인한 많은 연산량이 요구되지만, 영상 정합의 정확도가 높은 결과를 얻기 위해 SURF 알고리즘을 적용하였다. 또한, 기존 PROSAC 알고리즘을 적용하여 대응점 집합에서 수학적으로 적합한 모델을 추정하여 대응 품질을 높였다. PROSAC 알고리즘은 기존 RANSAC 알고리즘에 비해 무작위성의 단점을 보완한 알고리즘으로 기존 방식에 비해 정확한 데이터를 얻을 수 있다. RANSAC 알고리즘의 경우 샘플 데이터를 임의적으로 선택하기때문에 데이터에 대한 검증 시간을 요구하게 된다.하지만 PROSAC 알고리즘의 경우 샘플데이터에 대한 추가적인 검증 시간을 요구하지 않기 때문에알고리즘에 대한 처리 시간을 향상 시킬 수 있다.</p> <p>입력 영상에 대한 방향 판단 후 영상 정합을 하는 전체적인 알고리즘은 그림 3과 같다. 입력 영상에 대한 방향 판단을 하는 부분과 영상 정합을 수행하는 부분으로 나뉘어져 있다. 영상 정합 알고리즘에서 특징점 검출 알고리즘으로는 SURF 알고리즘을 사용하였고 기존 outlier 제거 단계에서는 RANSAC 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 PROSAC 알고리즘을 사용하였다.</p> <p>입력 영상에 대한 방향 판단 후 영상을 정합할때 해당 방향으로 ROI를 지정하여 영상을 정합할 수 있다. 실제 파노라마 영상 정합을 수행할 때영상의 특징점이 집중된 부분은 영상의 좌,우,중앙이기 때문에 입력 영상의 방향에 따라 해당 부분의 약 \( 50 \% \) 를 ROI로 지정하여 영상 정합 알고리즘을 수행하였다.</p> <h1>III 실험</h1> <p>본 논문에서 제안하는 영상 정합 알고리즘은ORDROID-X2 Board( \( 1.7 \mathrm{GHz} \) Quad Core ArmCortex-A9)환경에서 구현하였고, 입력 영상의 방향 판단 알고리즘은 Raspberry Pi B+(700 \mathrm{MHz} \) ARM1176JZF-S)환경에서 구현하였다. 자이로센서는 L3G4200, 가속도센서는 ADXL345를 사용하였다. 입력 영상에 대한 방향을 판단한 후 해당 방향에 대한 데이터를 영상 정합 알고리즘을 수행하는 ORDROI-X2 Board로 전송한 후 지정된 ROI 영역에 대한 영상 정합을 수행하여 실험을 진행하였다. 실험에 사용한 이미지의 해상도는QVGA \( (320 \times 240) \) 을 사용하였다. 실험 결과는 표 1과 같다. 입력 영상의 방향에 따른 ROI 설정을통하여 기존 ROI를 사용하지 않는 영상 정합과비교하여 처리 시간을 약 \( 0.385 \) 초 감소시켰다.</p> <table border><caption>표 1. 영상의 방향을 이용한 영상 정합 결과</caption> <tbody><tr><td></td><td>Feature of Image 1/2</td><td>Miss Matching points</td><td>Success rate(%)</td><td>Processing time1(sec)</td><td>Processing time2(sec)</td></tr><tr><td>A</td><td>555/545</td><td>0</td><td>100</td><td>0.840</td><td>-</td></tr><tr><td>B</td><td>355/363</td><td>6</td><td>88</td><td>0.455</td><td>-</td></tr><tr><td>C</td><td colspan=4>-</td><td>0.056</td></tr></tbody></table> <p>또한 방향 판단 알고리즘이 추가되어 총 처리 시간은 약 \( 0.056 \) 초 정도 증가되었지만 영상 정합알고리즘을 수행하는데 필요한 시간에는 큰 영향을 주지 않는다는 것을 확인 할 수 있었다. 그림 4는 제안하는 방법을 사용하여 카메라로부터 입력받은 두 개의 영상을 정합한 결과이다.</p>	[ "표에서 A와 B 중에 처리속도가 더 빠른 것은 어떤거야?", "표에서 A와 B 중에 성공율이 더 높은 것은 무엇이야?", "표에서 A의 처리시간은 몇 초인가?", "각 센서에서 오는 데이터의 단점을 해결하기 위해 어떻게 실험했나?", "대응 품질 향상을 위해서 어떻게 실행하였나?", "표에서 Miss Matching points 0인 것은 무엇이니?", "표에서 A와 B 중에 Miss Matching points가 많은 것은 뭐야?", "향상된 정확도의 영상 정합을 얻기 위해 어떻게 실행하나?", "표에서 B의 성공율은 얼마일까?" ]
4dc7ef60-9c3f-4634-9583-c1e3c36dea8d	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h2>3. 재해 발생 감지 후의 통신</h2><p>영역 분할 클러스터링 방식은 재해 발생 감지후 통신에서 감지 전에 형성된 클러스터를 이용하여 효율적으로 통신을 한다. 그림 6과 같이영역 8에서 재해가 발생했다고 가정한다. 이 때 영역 8에 존재하는 부모 단말은 3개의 단말의 행동 상태에서 재해 발생을 감지하고 통신 모드를 Post-Disaster 모드로 전환한다. 재해 발생 감지정보는 다른 지역의 부모 단말기의 자식 단말기에 전달된다. 정보를 얻은 각 단말은 통신 모드를 Post-Disaster 모드로 전환한다. 이 때, 각 단말기 보유자는 산출된 안전한 피난 경로로 대피한다고 가정한다. 재해 감지 후의 통신에서는 일정 시간후의 단말의 영역을 예측하고 클러스터를 다시형성한다. 이에 따라 기존에 비해 효율적인 통신을 행할 수 있다.</p><p>그림 7 ~ 그림 10은 영역 분할 클러스터링 방식의 재해 발생 감지 후의 개요도이다. 다음에 동작단계를 나타낸다.</p><ul><li>Step 1 : 각 단말기가 감지 이전의 네트워크를이용하여 피난 정보를 취득한다 (그림 7, 그림 8).</li><li>Step 2 : 각 부모 단말은 t 초 후에 있을 영역을 예측하고 클러스터를 다시 형성한다. (그림3.8)</li><li>Step 3 : 피난 완료 Step 2를 반복한다 (그림3.9).</li></ul><p>Step 1에서 재해 발생 감지 정보는 그림 7, 그림8과 같이 탐지 된 영역 부모 단말기에서 다른영역의 부모 단말, 다른 지역의 부모 단말기의 각각의 영역의 자식 단말기 순 로 전달된다. 정보를 얻은 각 단말은 통신 모드를 Post-Disaster모드로 전환한다. Step 2에서 산출 한 피난 경로,이동 속도, 지역 정보에서 일정 시간 후의 단말의 영역을 예측한다. 여러 부모 단말기가 동일한 영역으로 이동 할 것으로 예상 될 때 부모를 계속하는 단말기 중 하나를 선택한다.</p><h1>Ⅳ. 성능평가</h1><h2>1. 성능평가 환경설정</h2><p>이 장에서는 제안 방식의 효과를 나타내기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 성능평가를 실시한다. 본 시뮬레이션에서는 사각이 많이 존재하는 실내 환경에서 각 통신 방식의 트래픽 특성, 전력 소비 특성을 평가한다. 재해 발생 감지 이전의 시뮬레이션 환경을 표 1에 나타내었다. 시뮬레이션 영역은 학교나 소규모 아파트 등을 상정 한, 세로 \( 10 \mathrm{~m} \) \( \times \) 가로 \( 30 \mathrm{~m} \) 와 쇼핑센터 및 대규모 아파트를 상정한, 세로 \( 70 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 150 \mathrm{~m} \) 의 환경을 사용한다. 밀도의 변화에 따른 특성을 얻기 위해 단말 수는 10 에서 1,000 대로 한다. 세로 \( 10 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 30 \mathrm{~m} \) 의 환경에서 단말 수 \( 10 \sim 100 \) 대, 세로 \( 70 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 150 \mathrm{~m} \) 의 환경에서 단말 수 100 에서 1,000 대로 한다.</p><p>영역 분할 클러스터링은 동일한 영역마다 통신을 위한 시뮬레이션 영역을 여러 구역으로 나눌 필요가 있다. 이번에는 세로 \( 10 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 30 \mathrm{~m} \) 의 환경에서는, 세로 \( 5 \mathrm{~m} \times \) 세로 \( 5 \mathrm{~m} \) 의 공간, 세로 \( 70 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 150 \mathrm{~m} \) 의 환경에서는, 세로 \( 10 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 10 \mathrm{~m} \) 의 공간을 사용한다. 단말의 이동 속도는 재해 발생 감지 전을 상정 한 시뮬레이션에서는 일상의 보행을 가정하고 \( 1[\mathrm{~m} / \mathrm{s}] \) 로 한다. 클러스터링 TTL제어의 목표 확보 단말 수는 시간과 장소에 따라 변동한다. 지금까지의 재해 모의실험의 결과를 참고로 하여 이번에는 세로 \( 10 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 30 \mathrm{~m} \) 의 시뮬레이션 염역에서 목표 확보 단말 수를 10 , 세로 \( 70 \mathrm{~m} \times \) 가로 \( 150 \mathrm{~m} \) 시뮬레이션 영역에서 목표확보 단말 수를 30으로 한다.</p><p>재해 발생 감지 후의 시뮬레이션 환경을 표 2에 나타내었다. 시뮬레이션 영역은 재해 발생 감지 이전과 마찬가지로 한다. 단말의 이동 속도는 피난시의 이동을 고려하여 \( 2 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 로 한다. 재해 발생 감지후를 예상하기 위해 각 단말이 출구로 향하도록 이동시킨다. 또한 시뮬레이션 시간은 전체 단말이 출구에 도착하기까지의 시간으로 한다.</p>	[ "영역 분할 클러스터링 방식은 재해 발생 감지후 통신에서 감지 전에 형성된 어떤 것을 이용하여 통신을 하는가?", "그림 6은 어떤 영역에서 재해가 발생하였다고 가정하고 실험하였는가?", "재해 발생 감지정보는 다른 지역의 부모 단말기의 어떤 단말기로 전달되는가?", "재해 발생 감지 후 통신에서는 무엇을 예측하는가?", "단말기의 Post-Disaster 모드 무엇을 의미하는가?", "본 논문에서 제안한 방식은 왜 기존과 대비하여 효율적인 통신을 행할 수 있다고 얘기하는가?", "본 논문의 그림 7 ~ 그림 10이 나타내는 것은 무엇인가?", "영역 분할 클러스터링 방식의 재해 발생 감지 후 동작단계에서 '각 단말기가 감지 이전의 네트워크를이용하여 피난 정보를 취득한다.'는 몇 번째 동작단계인가?", "Step 2에서 각 부모 단말은 몇 초 후에 있을 영역을 예측하고 클러스터를 다시 형성하는가?", "Step 1에서 재해 발생 감지 정보는 그림 7, 그림8과 같이 탐지 된 영역 부모 단말기에서 다른영역의 부모 단말로 전달된 후 다음으로 어디로 전달하는가?", "Step 3 동작단계는 몇 번째 단계를 반복하는가?", "성능평가 시뮬레이션에서는 각 통신 방식의 어떤 특성을 평가하였는가?", "Step 2에서는 어떤 것을 예측하는가?", "본 논문의 표 1이 나타내는 것은 무엇인가?", "시뮬레이션 영역 중 학교나 소규모 아파트 등은 얼마의 크기로 정하였는가?", "세로 \\( 10 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 30 \\mathrm{~m} \\) 의 환경에서는 단말 수를 얼마로 하였는가?", "세로 \\( 70 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 150 \\mathrm{~m} \\) 의 환경에서 단말 수는 몇 대로 하였는가?", "영역 분할 클러스터링은 세로 \\( 10 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 30 \\mathrm{~m} \\) 의 환경에서는 얼마의 공간으로 구역을 나누는가?", "단말의 이동 속도는 재해 발생 감지 전을 상정 한 시뮬레이션에서는 일상의 보행을 얼마의 속도로 가정하였는가?", "클러스터링 TTL제어의 목표 확보 단말 수는 어떤 변수에 따라 변동하는가?", "재해가 발생된 경우 단말기 보유자는 어떻게 행동한다고 가정하는가?", "시물레이션 영역으로 지정된 장소는 어디인가?", "영역 8에 존재하는 부모 단말은 3개의 단말의 행동 상태에서 재해 발생을 감지하고 통신 모드를 어떤 모드로 전환하는가?", "세로 \\( 70 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 150 \\mathrm{~m} \\) 시뮬레이션 영역에서 목표확보 단말 수를 얼마로 정하였는가?", "영역 분할 클러스터링 방식의 재해 발생 감지 후 동작단계에서 '각 부모 단말은 t 초 후에 있을 영역을 예측하고 클러스터를 다시 형성한다.'는 몇 단계를 나타내는가?", "재해 발생 감지 정보는 그림 7, 그림8과 같이 탐지 된 영역 부모 단말기에서 다른영역의 부모 단말로 전달되는것은 몇 번째 동작단계에서 일어나는가?", "Step 1에서 재해 발생 감지 정보는 그림 7, 그림8과 같이 탐지 된 영역 부모 단말기에서 어디로 전달되는가?", "재해 발생 감지 후의 시뮬레이션 영역은 재해 발생 감지 이전과 동일하게 하는가?", "단말의 이동 속도는 피난시의 이동을 고려하여 얼마로 설정하는가?", "재해 발생 감지 후 시뮬레이션 시간은 전체 단말이 어디에 도착하기까지의 시간으로 정하는가?", "영역 8에 재해가 발생할 경우 영역 8에 존재하는 부모 단말은 몇 개의 단말에서 재해 발생을 감지하는가?", "재해 발생 감지 후의 Step3에서 어떤 동작을 시행해야 하는가?", "본 논문에서 제안한 방식의 성능평가는 어떤 방법으로 시행되었는가?", "시뮬레이션 영역 중 세로 \\( 70 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 150 \\mathrm{~m} \\) 크기 환경을 어떤 장소인가?", "세로 \\( 10 \\mathrm{~m} \\times \\) 가로 \\( 30 \\mathrm{~m} \\) 의 시뮬레이션 영역에서 클러스터링 TTL제어의 목표 확보 단말 수를 얼마로 정하였는가?" ]
15a8833a-146c-4e1c-af14-5c6a82f9a5e0	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h1>요 약</h1><p>세계적으로 지진, 해일, 홍수, 폭설 등의 자면 재해와 화재, 방화, 테러 등의 인위적 재해가 빈번하게 발생하고 있으며, 이러한 다양하고 예측 불가능한 재해로 인해 다수의 사상자가 발생하고 있다.</p><p>본 논문에서는 비상시 긴급 구조 및 피난 지원 시스템 구축을 위하여 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를 형성하고 각 클러스터의 부모 단말기끼리 통신을 하게하여 드래픽을 줄이는 영역 분할 클러스터링 방식 외 멀터 홉 애드혹 통신을 제안한다.</p>	[ "어떤 다양하고 예측 불가능한 자연재해로 인해 다수의 사상자가 발생하고있는가?", "비상시 긴급 구조 및 피난 지원 시스템 구축을 위하여 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를 형성하고 각 클러스터의 부모 단말기끼리 통신을 하게하여 드래픽을 줄이는 영역 분할 클러스터링 방식 외 어떠한 통신을 제안하는가?", "세계적으로 화재, 방화, 테러, 해일 등의 인위적 재해로 인해 다수의 사상자가 발생하고 있다.", "어떤 인위적 재해에 의해 다수의 사상자가 발생하고 있는가?", "어떠한 다양하고 예측 불가능한 재해로 인해 다수의 사상자가 발생하는가?", "논문에서는 비상시 긴급 구조 및 피난 지원 시스템 구축을 위하여 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를 형성하고 각 클러스터의 부모 단말기끼리 통신을 하게하여 드래픽을 줄이는 영역 분할 클러스터링 방식 외 멀터 홉 애드혹 통신을 제안하지 않는다.", "세계적으로 지진, 해일, 홍수, 폭설 등의 자연 재해로 인해 다수의 사상자가 발생 하고 있다.", "비상시 긴급 구조 및 피난 지원 시스템 구축을 위하여 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를 형성하고 각 클러스터의 부모 단말기끼리 통신을 하게하여 드래픽을 줄이는 영역 분할 클러스터링 방식 외 멀터 홉 애드혹 통신을 제안한다.", "비상시 긴급 구조 및 피난 지원 시스템 구축을 위하여 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 어떤것을 형성하게 하는가?" ]
4a34276c-89b5-42ab-bf98-af8e1ef3f2a3	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h1>Ⅱ. 등수 지향형 멀티 홉 통신 방식</h1><p>본 장에서는 기존 방식 인 등수 지향 멀티 홉 통신 방식에 관하여 설명한다. 이 등수 지향 멀티 홉 통신 방식은 정해진 목표 단말 수와 정보의 교환 ·공유하는 개념을 도입 한 재난 발생 감지를 위한 통신 방식이다.</p><h2>1. 개요</h2><p>MANET을 이용한 정보 교환 · 공유에서 효율적으로 정보를 교환 · 공유하기 위한 통신 모드를2개로 분할한다. 첫 번째는 재해 발생 감지 이전정보의 교환 · 공유를 담당하는 Pre-Disaster 모드이다. 두 번째는 재해 발생 감지 직후의 정보 교환· 공유를 담당하는 Post-Disaster 모드이다.Pre-Disaster 모드는 항상 주변 기기와 정보를 교환 공유함으로써 신속하게 재해 발생을 감지하는통신 모드이다. Post-Disaster 모드는 재해 발생감지 후, 신속하게 재난 정보(발생 장소, 재해의종류)를 주위의 많은 단말에 통지하는 통신 모드이다.</p><p>등수 지향 멀티 홉 통신 방식은 Pre-Disaster모드의 기존 방식이며, 방송 확산 방식의 문제점을 해결한다. 재해 발생을 감지하기 위해 범위를 각 단말이 제어하여 확대 · 축소하고 목표 확보단말 수와 정보의 교환 · 공유한다. 등수 지향 멀티 홉 통신 방식에는 TTL (Time To Live)을 이용한 TTL 제어 방식과 전송 전력을 변화시키는송신 출력 제어 (TPC : Transmission PowerControl) 방식, 클러스터링 제어를 이용한 클러스터링 TTL 제어 방식, 클러스터 TPC 방식 등이있다. 다음 절에서 클러스터링 TTL 제어 방식에 대해 상술한다.</p><h2>2. 클러스터링 TTL 제어 방식</h2><p>클러스터링 TTL 제어 방식은 TTL 제어 방식에 클러스터링 제어를 이용한 방식이다. 이 방식은TTL을 증가시킴으로써 통신 범위를 확대하고 목표 확보 단말 수를 확보한다. 목표 확보 단말 수는 재해 감지에 필요한 단말 수인 것이다. 이 방식은 배터리가 높은 단말을 부모 단말기로 선택하고 전력 소비의 네트워크를 구성한다는 특징을 가진다. 그림 1은 클러스터링 TTL 제어 방식의 개요도이다. 다음에 동작 단계를 나타낸다.</p><ul><li>Step 1 : TTL 값을 1로 설정하고 Query 방송</li><li>Step 2 : (현재 확보 단말 개수 : \( \mathrm{X} \) ) \(< \) (목표 확보 단말 개수 : \( \mathrm{K}) \) 의 경우 TTL 값을 1 개 올리고 다시 방송</li><li>Step 3: \( \mathrm{X} \geq \mathrm{K} \) 의 경우 그 범위룰 유지하고 점보를 곰유</li><li>Step 4 : 배터리 잔량이 많은 단말기를 부모단말기로 선택</li><li>Step 5 : Step1에서 Step4을 반복하여 최적의네트워크를 유지</li></ul><p>Step2에서 현재 확보 단말기 수 X는 현재 부모 단말기가 정보 공유를 실시하고 있는 단말기 수이다.</p><p>이 방식은 항상 현재 확보 단말기 수 이상의 단말기와 통신을 하고 그것을 유지함으로써 신속하게 재해를 감지한다. 그러나 클러스터링 TTL제어 방식 등 전통적인 방식에는 다음의 3 가지문제점이 있다. 첫 번째로, 목표 확보 단말 수를 어떻게 설정하는지에 대한 정의가 존재하지 않고,최적의 수를 결정하는 것이 곤란하다. 두 번째로,실내 환경에서 부모 단말과 떨어진 단말과 네트워크를 구축 할 우려가 있고, 재해 발생 감지의 정확도가 떨어질 위험이 있다. 세 번째 재해 감지 후 브로드캐스트는 재해 정보를 쓰기 때문에 네트워크 부하가 커진다. 다음 장에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 영역 정보를 이용한 통신 방식을 제안한다.</p>	[ "MANET을 이용한 정보 교환 및 공유를 위한 통신 모드는 3개인가요?", "Pre-Disaster 모드는 항상 주변 기기와 정보를 교환 공유함으로써 어떤 발생을 감지하게 될까요?", "주변 기기와 정보를 실시간 교환, 공유할 수 있도록 하는 Pre-Disaster 모드는 떤 발생을 감지할 수 있나요?", "Pre-Disaster 모드는 어떻게 신속하게 재해 발생을 감지하는가?", "재해 발생 관련해서 Pre-Disaster 모드는 이를 어떻게하여 신속하게 감지하게 되나요?", "MANET은 어떻게 효율적으로 정보를 교환 및 공유하지?", "클러스터링 TTL 제어 방식은 어떻게 통신 범위를 확대하는가?", "재해 발생을 Disaster 모드를 통해 감지한 후에 소식을 전달한 재난 정보의 내용은 어떻게 되나요?", "전통적인 클러스터링 TTL 제어 방식에는 몇 가지의 문제점이 있나요?", "Disaster모드의 기존 방식은 등수 지향 멀티 홉 통신 방식인가요?", "클러스터링 TTL제어 방식의 장점은 목표 확보 단말 수를 결정할 수 있나요?", "클러스터링 TTL제어 방식은 재해 감지 후 브로드캐스트는 네트워크 부하가 작아지는가?", "클러스터링 TTL 제어 방식은 어떻게 통신 범위를 확대하고 목표 단말 수를 확보하지?" ]
a1bad94f-2f19-4f66-81f4-d7ba0079dd4f	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h2>2. 재해 발생 감지 전을 가정한 평가 결과</h2><h3>가. 트래픽 특성</h3><p>그림 11에 트래픽 특성의 결과를 나타낸다. 세로축은 트래픽 량, 가로축은 시뮬레이션 영역에서 터미널 수이다. 시뮬레이션 모두에서 제안 방식 인 영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식 인 클러스터링 TTL 제어 방식과 비교하여 트래픽을 줄이는것을 알 수 있다.</p><p>그림 11 (a), (b)에서 영역 분할 클러스터링 방식은 클러스터링 TTL 제어 방식과 비교하여 트래픽이 \( 1 / 2 \) 에서 \( 1 / 6 \) 정도임을 알 수 있다. 클러스터링 TTL 제어 방식은 주변 단말 수가 적은 경우 TTL을 증가시켜 목표 확보 단말기 수 이상의 단말기 단위로 네트워크를 구축한다. 한편, 영역 분할 클러스터링 방식은 부모 터미널 주변에 존재하는 다른 단말의 수에 관계없이 지역마다 네트워크를 구축한다. 따라서 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 트래픽을 줄일 수 있다.</p><h3>나. 전력 소비 특성</h3><p>그림 12는 소비 전력량 특성의 결과를 나타낸다. 각 단말의 전력 소모는 식 (1)로 정의한다 \( E_{\text {total }}(k)=\left(E_{\text {elec }} k+E_{\text {amp }} k d^{2}\right) \)<caption>(1)</caption>\( \mathrm{E}_{\text {total }} \) 은 전력, \( \mathrm{E}_{\text {elec }} \) 회로의 전력 소모, \( \mathrm{E}_{\mathrm{amp}} \) 증폭기의 전력 소모, \( \mathrm{d} \) 는 전송 거리, \( \mathrm{k} \) 는 비트 수를 나타낸다. 세로훅은 소비 전력량, 가로축은 시뮬레이션 영역에서 터미널 수이다. 시뮬레이션 모두에서 제안 방식 인 영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식인 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 전력소비가 감소되고 있다.</p><p>그림 \( 12(\mathrm{a}),(\mathrm{b}) \) 영역 분할 클러스터링 방식은 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 전력 소비가 \( 2 / 3 \) 에서 \( 1 / 7 \) 정도임을 알 수 있다.클러스터링TTL 제어 방식은 TTL을 증가시켜 목표 확보단말기 수 이상의 단말기 단위로 네트워크를 구축한다. 한편, 영역 분할 클러스터링 방식은 부모터미널 주변에 존재하는 다른 단말의 수에 관계없이 지역마다 네트워크를 구축한다. 따라서 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 트래픽을 줄일 수있다. 또한 시뮬레이션 영역의 단말기가 증가함에따라 영역 분할 클러스터링 방식 클러스터링 TTL제어 방식 모두 소비 전력량이 증가한다.</p><h2>3. 재해 발생 감지 후를 가정한 평가 결과</h2><p>영역 분할 클러스터링 방식과 브로드 캐스트 확산 방식을 비교한다. 또한 영역 분할 클러스터링방식은 t 초 후의 각 부모 터미널의 지역을 예측하고 네트워크를 재구축하는 경우와 t 초 후 지역을예측하지 않고 네트워크를 재구성하지 않는 경우에대해 평가한다.</p><h3>가. 트래픽 특성</h3><p>그림 13에 트래픽 특성의 결과를 나타낸다. 시뮬레이션 영역의 크기에 관계없이 제안 방식 인영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식 인 브로드캐스트 확산 방식과 비교하여 트래픽 량을 대폭저감 할 수 있는 것을 알 수 있다. 브로드 캐스트확산 방식에서는 전체 단말이 피난 정보를 방송하기 위해 트래픽이 매우 커진다. 한편, 영역 분할 클러스터링 방식은 기본적으로 부모 단말기만 피난 정보를 전송하기 때문에 트래픽 량을 줄일수 있다.</p><h3>나. 전력 소비 특성</h3><p>그림 14에 소비 전력량 특성의 결과를 나타낸다. 시뮬레이션 영역의 크기에 관계없이 제안 방식 인영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식 인 브로드캐스트 확산 방식에 비해 전력 소비를 크게 줄일수 있는 것을 알 수 있다. 브로드캐스트 확산 방식에서는 전체 단말이 피난 정보를 방송하기 위해전력 소비가 매우 커진다. 한편, 영역 분할 클러스터링 방식은 기본적으로 부모 단말기만 피난 정보를 전송하기 때문에 전력 소모를 줄일 수 있다</p>	[ "영역 분할 클러스터링 방식은 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 전력 소비가 1/10이하야?", "기존 방식인 클러스터링 TTL 제어 방식과 비교하여 트래픽을 줄일 수 있는 방식은 어떤 방식이야?", "단말의 전력 소모 식에서 \\( \\mathrm{E}_{\\mathrm{amp}} \\)는 무엇을 나타내?", "시뮬레이션 영역의 크기가 커지면 영역 분할 클러스터링 방식의 트래픽량이 증가해?", "클러스터링 TTL 제어 방식은 주변 단말 수가 적은 경우 무엇을 증가시켜서 네트워크를 구축해?", "클러스터링 TTL 제어 방식은 기존 방식인 영역 분할 클러스터링 방식에 비해 전력소비가 감소되고 있다.", "브로드 캐스트확산 방식에서는 전체 단말의 트래픽이 매우 커져?", "트래픽 특성의 결과 그래프에서 세로축은 트래픽 량, 가로축은 시뮬레이션 영역에서 터미널 수야?", "영역 분할 클러스터링 방식은 다른 단말의 수에 영향을 받아 네트워크를 구축하니?", "시뮬레이션 영역의 단말기가 증가함에 따라 영역 분할 클러스터링 방식 클러스터링 TTL제어 방식 모두 소비 전력량이 어떻게 돼?", "그림 11 (a), (b)에서 클러스터링 TTL 제어 방식은 영역 분할 클러스터링 방식과 비교하여 트래픽이 2배이상 많다고 유추할 수 있어?" ]
1714c9d0-85fd-42a0-ba5e-d7bed473ef56	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h1>Ⅲ. 지역 정보를 이용한 애드혹 통신 방식</h1><h2>1. 개념 및 특징</h2><p>이 장에서는 영역 정보를 이용한 통신 방식인 영역 분할 클러스터링 방식'을 제안한다. 이 방식의 특징은 실내 환경에서도 신속하게 재해 발생감지가 가능한 네트워크 구축 및 재해 감지 후의 효율적인 통신이다. 지금까지의 통신은 장애물이 없는 공간을 가정하고 있었다. 그러나 실제 실내환 경에서는 벽이나 선반, 파티션 등의 장애물이있다. 장애물이 많이 존재하는 공간에서 재해가 발생했다고 가정한다. 재해를 관측 할 수 있는 피해자는 즉시 피난 행동을 개시 할 것으로 생각된다. 그러나 주변에 재해를 인식 할 수 없는 사람은 대피 행동이 지연 또는 피난 행동을 취하지 않을 것으로 생각된다. 즉, 신속하게 재해 발생을 감지하기 위해서는 재해를 관측 할 수 있는 범위의 단말기끼리 통신을 할 필요가 있다.</p><p>본 방식은 무선 LAN과 RFID 시스템에서 얻어지는 지역 정보를 이용하여 동일한 영역에 존재하는 단말끼리 재해 탐지를 위한 네트워크를 구성한다. 또한 이 네트워크를 하나의 클러스터로사용하여 부모 단말끼리만 정보 교환 및 공유 해 효율적으로 전체 단말기의 정보를 공유 할 수 있다. 부모 단말기는 배터리 잔량 등으로부터 동일지역 내에서 최적의 단말이 선택된다.</p><p>영역 분할 클러스터링 방식은 무선 LAN과 RFID 시스템을 이용하여 지역 정보를 취득하는 것을 가정하고 있다. 이 방식에서는 방이나 복도 등 각 지역의 천장에 iBeacon를 설치하고 고유의 비콘 id를 설정한다. 터미널에서 가장 신호가 강한신호의 id를 수신하고 id에 대응 한 영역을 현재위치로 표시한다. 비콘 설치 수에 따라 정확도는다르지만, 반경 3\(\mathrm{m}\) 정도의 지역 정보를 정확하게 얻을 수 있다. 또한 iBeacon에는 배터리가 내장되어 있으며, 재해 등의 정전 시에도 유효하다</p><h2>2. 재해 발생 감지 이전의 통신</h2><p>먼저, 재해 발생 감지 전에서 영역 분할 클러스터링 방식의 개요 및 동작 절차를 설명한다.</p><p>영역 분할 클러스터링 방식은 지역 정보를 사용하여 클러스터를 형성하고, 최적 범위에서 정보의 교환 · 공유하는 방식이다. 기존의 등수 지향 멀티 홉 방식은 하나의 네트워크를 구성하는 단말수를 결정할 필요가 있었다. 그러나 영역 분할 클러스터링 방식은 단말 수에 의존하지 않고 동일한 영역의 단말과 네트워크를 구성한다. 먼저 각 단말은 건물에 들어갈 때에 지도정보를 얻을 수있다. 또한 전술 한 방법에 의해 자동으로 단말이지도 내의 어떤 지역에 있는지를 얻을 수 있습니다. 동일한 영역에 존재하는 단말끼리 하나의 클러스터를 형성하여 지도의 모든 단말기의 정보를 효율적으로 공유 할 수 있다.</p><p>그림 2 ~ 그림 5는 영역 분할 클러스터링 방식의재해 발생 감지 전에 있어서 통신의 개요도이다.다음에 동작 단계를 나타낸다.</p><ul><li>Step 1 : 각 단말기가 지도 정보 및 지역 정보를 취득한다(그림 2).</li><li>Step 2 : 각 지역에서 부모 단말기를 결정하고네트워크를 구성한다(그림 3).</li><li>Step 3 : 각 지역의 부모 단말기끼리 정보를교환하고 공유한다(그림 4).</li><li>Step 4 : 단말의 이동에 따라 네트워크를 유지한다(그림 5).</li><li>Step 5 : 일정 시간 경과 후 Step 2로 돌아 부모단말기를 다시 결정한다.</li></ul><p>Step 2에서 단말이 특정 지역에 들어 왔을 때 영역에 들어간 것을 통지한다. 이 때 동일한 영역의 부모 단말이 존재하지 않고, 회신이 없으면,그 단말이 부모 단말기로 네트워크를 구성한다. 또한 동일한 영역에 존재하고 그 단말기의 통신범위 내에 있는 모든 다른 단말기와 정보를 교환하고 공유한다. Step 3 ~ Step 5에서 배터리 상태에 따라 부모 단말을 결정하고 다른 영역으로이동하지 않는 한 부모 단말기로 일정 시간 네트워크를 유지한다. 이상의 동작으로 정보를 교환하고 공유한다.</p>	[ "실내 환경에서 발생한 재해를 피해자가 관측하기 어렵게 하는게 뭐야?", "단말기를 네트워크로 클러스터링 하면 정보 교환 및 공유를 할 수 있어?", "영역 정보를 이용한 통신 방식은 뭐야?", "재해를 관측한 피해자는 즉시 피난 행동을 개시할 수 있어?", "동일한 영역에 존재하는 단말기의 정보를 효율적으로 공유하려면 무엇을 형성해야되?" ]
80040f05-3d29-4303-9b4b-cd255393b2a9	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>현재 세계에서 다양한 돌발적인 재해로 인해 많은 사람들이 피해를 받고 있다. 돌발적인 재해는 화재, 테러, 지진 등 다양하다. 우리에게 만약 이와 같은 돌발적인 재해가 대형 공공 건축물 내에서 발생했을 경우, 재해 발생 위치와 적절한 피난경로를 즉시 알 수가 없어서 피난에 실패하고 중상을 입거나 최악의 경우 사망에 이른다.</p><p>이러한 돌발적인 재해 사상자를 줄이는 시스템이 현재 전 세계적으로 주목 받고 있다. 예를 들어, 피해자의 대형 건물 내에서 피난 지원을 목적으로 한 활동의 주요 기술로 모바일 애드혹 네트워크(Mobile Ad-hoc NETwork : MANET)가 있다. MANET 환경 하에서 LPS (LocalPositioning System), 가속도 센서, 방향 센서,진동 센서 등으로부터 얻어지는 센싱 정보를 바탕으로 재해 상황에서 실시간성이 높은 정보를 자율적으로 생성 · 전달하는 비상시 긴급 구명 피난지원 시스템이 연구되고 있다.</p><p>재해 발생을 감지하기 위하여 정보의 교환 및 공유 통신 방식으로 등수 지향 멀티 홉 통신방식이 중요하다. 등수 지향 멀티 홉 통신 방식은 주위의 적절한 수(정해진 수)의 단말과 정보를 교환 및 공유한다. 기존의 대표적인 등수 지향 멀티 홉 통신 방식에 TTL (Time To Live) 제어방식, 송신 출력 제어 방식, 복합 제어 방식이있다. TTL 제어 방식은 TTL을 이용하여 통신 범위를 확대시켜 적정 수와 정보의 공유 및 교환을 실시한다. 송신 출력 제어 방식은 각 단말의 송신 전력을 증가에 따른 범위의 확대에 일정한 수의 단말과 정보의 공유 및 교환을 실시한다. 복합 제어 방식은 TTL 제어 방식과 송신 출력제어 방식을 조합 한 제어 방식이다. 그러나 쇼핑센터 등 대형 건물 내에서 수백 명 규모의 사람들이 밀집한 환경에서 작업이 요구된다. 즉, 종래방식의 문제점으로 주위의 단말기 수가 매우 많은 경우에도 각 단말이 특정 단말 및 정보 공유 및 교환을 실시한다. 따라서 교통량의 급증과 네트워크 부하의 증가가 발생하여 재해 발생 감지가 지연 될 수 있다.</p><p>본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해영역 정보를 이용한 통신 방식을 제안한다. 본 제안 방식은 동일 지역 정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를 형성한다. 또한 각 클러스터의 부모 단말기끼리 통신을 하게한다. 그러면 트래픽 량을 억제하면서 적절한 범위의 통신을 할수 있다.</p>	[ "돌발적인 재해가 대형 공공 건축물 내에서 발생하면 재해 발생 위치와 적절한 피난경로를 즉시 알 수 있어?", "TTL을 이용하여 통신 범위를 확대시켜 적정 수와 정보의 공유 및 교환을 실시하는 방식은 뭐야?", "정보의 교환 및 공유 통신 방식으로 등수 지향 멀티 홉 통신방식이 중요한 이유는 뭐야?", "피해자의 대형 건물 내에서 피난 지원을 목적으로 한 활동의 주요 기술은?", "본 논문에서 제안하는 것은 뭐야?", "돌발적인 재해의 종류에는 어떤 것들이 있어?", "재해 발생을 감지하기 위한 정보의 교환 및 공유 통신 방식은?" ]
69902732-6d84-482c-87c6-9be4bd74aac3	인공물ED	긴급피난지원을 위한 애드혹 통신망에서 트래픽 제어	<h1>Ⅴ. 결론</h1><p>세계 각지에서 다양한 재해로 인해 많은 사상자가 발생하고 있는데, 돌발적인 재해 사상자를 줄이기 위한 시스템이 현재 전 세계적으로 연구 개발되고 있다.</p><p>비상시 긴급 구명 피난 지원 시스템에서 재해탐지 피난로 검색을 실시하는데 있어서 핵심이 되는 MANET을 이용한 정보 교환 ·공유 방법에서 기존의 등수 지향 멀티 홉 통신 방식에는 3가지문제점이 존재한다.</p><p>본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 영역 정보를 이용한 통신 방식을 새롭게 제안했다. 재해 발생 감지 이전에 본 제안 방식은 동일 지역정보를 가지는 단말 사이에서 하나의 클러스터를형성한다. 또한 각 클러스터의 부모 단말기끼리통신한다. 또한 재해 발생 감지 후에도 이 클러스터를 이용하여 효율적인 통신을 한다.</p><p>본 제안 방식에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 통해성능 평가를 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 재해 발생 감지 이전 통신에서 제안 방식인 영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식인 클러스터링 TTL 제어 방식에 비해 뛰어난 트래픽 량과 전력 소비 특성을 가진다. 재해 발생 감지 후통신에서 제안 방식인 영역 분할 클러스터링 방식은 기존 방식인 브로드 캐스트 확산 방식에 비해 뛰어난 트래픽 량과 전력 소비 특성을 가진다. 또한 영역 분할 클러스터링 방식에서 각 부모단말기가 t 초 후에 어떤 영역으로 이동할지 예측하고 한 지역에 하나의 부모 단말기가 되도록 네트워크를 재구축함으로써 보다 효율적인 통신을 할 수 있다.</p>	[ "영역 분할 클러스터링 방식으로 틀린것은 무엇인가?", "기존 등수 지향 멀티 홉 방식 외에 새롭게 제안한 방식은 뭐야?", "영역 분할 클러스터링 방식은 클러스터링 TTL 제어 방식보다 뛰어나지 않았는가?", "재해 발생 감지 후통신 제안 방식은 무엇인가?", "등수 지향 멀티 홉 방식의 핵심이 되는 프로그램은 뭐야?", "영역 분할 클러스터링 방식 이전의 방식은 뭐야?", "영역 분할 클러스터링 방식은 어떤 특성을 가지고 있어?", "등수 지향 멀티 홉 통신 방식에는 몇가지 문제점이 있어?" ]
b5083683-2bd9-4a78-bbcf-ae7de85d3da6	인공물ED	IEC 기반의 배전계통 플리커 관리기준 연구	<h2>2.3 배전계통 플리커 전달계수 산정</h2> <p>일반적으로 방사형 배전계통에서의 플리커는 하위계통으로 전달되며 전달과정에서 감쇠되어 전달계수는 1.0보다 작다. 전압레벨이 높아짐에 따라 고장용량이 증가하는 반면 전압변동이 동시에 일어날 확률이 줄어들기 때문에 하위계통에서 상위계통으로의 플리커의 플리커 전달은 무시할 수 있다.</p> <p>IEC 61000-3-7 국제규격에는 플리커 전달계수를 서로 다른 전압레벨에서 동시에 측정한 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)값들의 비로 정의하고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내 주요 플리커 부하가 연결된 인근의 변전소 중 전북 군산, 강원도 태백 소재의 변전소에서 측정된 Pst 결과를 이용하여 \( 154 \mathrm{kV} \) 모선과 \( 22.9 \mathrm{kV} \) 모선 간의 전달계수를 계산하였다.</p> <p>플리커 전달계수의 계산을 위한 플리커\( \left(\mathrm{P}_{\mathrm{st}}\right) \) 측정은 \( 154 / 22.9 \mathrm{kV} \) 주변압기(용량 \( 60 \mathrm{MW} \)) 의 PT 2차측에서 정상근무시간동안 연속적으로 이루어졌다. 그 측정결과를 아래 표 5와 6에 나타내었다.</p> <p>위 측정결과에서 TR 2차측 모선의 플리커 왜곡현상이 더 심각한 경우인 전달계수가 1 이상인 부분과 측정값이 과도하게 큰 부분은 어두운 색으로 표시하고 전달계수 계산에서 배제하였다. 측정된 Pst를 바탕으로 국내 송전계통(HV)에서 배전계통(MV)으로의 플리커 전달계수를 계산하였으며, 그 평균값으로 계산된 송전계통에서 배전계통으로의 플리커 전 달계수\( \left(T_{P s t H M}\right) \)는 0.87이다. 이는 국내 전압레벨을 고려했을 때 송전계통에서 배전계통으로의 플리커 전달계수\( \left(T_{P s t H M}\right) \)는 \( 154 \mathrm{kV} \rightarrow 22.9 \mathrm{kV} \)이므로 유럽의 경우와 비교하여 \( 220 \mathrm{kV} \rightarrow 70 \mathrm{kV} \)과 \( 70 \mathrm{kV} \rightarrow 15 \mathrm{kV} \)의 중간적인 크기를 가지므로 그 결과값(0.87)이 매우 타당함을 알 수 있다. IEC 국제규격에서 예시로 제시하고 있는 전달계수는 아래의 표 7과 같다.</p> <p>또한 배전계통(MV)에서 저압 배전계통(LV)으로의 플리커 전달계수\( \left(T_{P s t M L}\right) \)는 거의 1에 가깝고 국내 배전전압의 크기 및 배전용 변압기 내부 전압강하를 고려하여 0.98로 선정하였다.</p> <table border><caption>표 5 변전소 플리커 측정 결과(전라북도 소재)</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>구 분</td><td colspan=3>P상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td><td colspan=3>S상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td><td colspan=3>T상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td></tr><tr><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td></tr><tr><td>1</td><td>1.0138</td><td>0.809</td><td>0.7980</td><td>0.9069</td><td>0.7167</td><td>0.7903</td><td>0.9124</td><td>0.7415</td><td>0.8127</td></tr><tr><td>2</td><td>0.8716</td><td>0.7009</td><td>0.8042</td><td>0.9082</td><td>0.7153</td><td>0.7876</td><td>0.9811</td><td>0.7909</td><td>0.8061</td></tr><tr><td>3</td><td>1.0997</td><td>0.8855</td><td>0.8052</td><td>1.0511</td><td>0.8337</td><td>0.7932</td><td>1.1936</td><td>0.9632</td><td>0.8070</td></tr><tr><td>4</td><td>0.5691</td><td>0.4716</td><td>0.8287</td><td>0.556</td><td>0.4514</td><td>0.8119</td><td>0.5772</td><td>0.4772</td><td>0.8267</td></tr><tr><td>5</td><td>1.1725</td><td>0.9432</td><td>0.8044</td><td>1.0903</td><td>0.8621</td><td>0.7907</td><td>1.1651</td><td>0.9456</td><td>0.8116</td></tr><tr><td>6</td><td>1.2452</td><td>0.9918</td><td>0.7965</td><td>1.1147</td><td>0.8751</td><td>0.7851</td><td>1.1647</td><td>0.9398</td><td>0.8069</td></tr><tr><td>7</td><td>0.7493</td><td>0.6047</td><td>0.8070</td><td>0.7193</td><td>0.5777</td><td>0.8031</td><td>0.7289</td><td>0.5965</td><td>0.8184</td></tr><tr><td>8</td><td>0.6035</td><td>0.4929</td><td>0.8167</td><td>0.5862</td><td>0.4756</td><td>0.8113</td><td>5.744</td><td>0.4995</td><td>0.0870</td></tr><tr><td>9</td><td>1.0831</td><td>0.8616</td><td>0.7955</td><td>0.9714</td><td>0.7643</td><td>0.7868</td><td>1.0154</td><td>0.8596</td><td>0.8466</td></tr><tr><td>10</td><td>0.7009</td><td>0.5732</td><td>0.8178</td><td>0.689</td><td>0.5489</td><td>0.7967</td><td>0.6605</td><td>0.5439</td><td>0.8235</td></tr><tr><td>11</td><td>1.0893</td><td>0.8753</td><td>0.8035</td><td>0.9475</td><td>0.7472</td><td>0.7886</td><td>0.9581</td><td>0.805</td><td>0.8402</td></tr><tr><td>평 균</td><td></td><td></td><td>0.8071</td><td></td><td></td><td>0.7950</td><td></td><td></td><td>0.8200</td></tr></tbody></table> <table border><caption>표 6 변전소 플리커 측정 결과(강원도 소재)</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>구 분</td><td colspan=3>P상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td><td colspan=3>S상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td><td colspan=3>T상 \( \mathrm{P}_{\mathrm{st}} \)</td></tr><tr><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td><td>1차측</td><td>2차측</td><td>전달계수</td></tr><tr><td>1</td><td>0.0914</td><td>0.0857</td><td>0.9382</td><td>0.0878</td><td>0.0868</td><td>0.9880</td><td>0.0922</td><td>0.0860</td><td>0.9326</td></tr><tr><td>2</td><td>0.0920</td><td>0.0851</td><td>0.9254</td><td>0.0886</td><td>0.0846</td><td>0.9546</td><td>0.0887</td><td>0.0815</td><td>0.9191</td></tr><tr><td>3</td><td>0.1164</td><td>0.1049</td><td>0.9013</td><td>0.1080</td><td>0.1036</td><td>0.9599</td><td>0.1066</td><td>0.0987</td><td>0.9261</td></tr><tr><td>4</td><td>0.0743</td><td>0.0716</td><td>0.9640</td><td>0.0685</td><td>0.0703</td><td>1.0273</td><td>0.0707</td><td>0.0687</td><td>0.9716</td></tr><tr><td>5</td><td>0.1754</td><td>0.2028</td><td>1.1562</td><td>0.1698</td><td>0.2123</td><td>1.2504</td><td>0.1724</td><td>0.2113</td><td>1.2257</td></tr><tr><td>6</td><td>0.0944</td><td>0.0882</td><td>0.9349</td><td>0.0923</td><td>0.0896</td><td>0.9700</td><td>0.0921</td><td>0.0860</td><td>0.9339</td></tr><tr><td>7</td><td>0.1099</td><td>0.1014</td><td>0.9228</td><td>0.0985</td><td>0.0931</td><td>0.9452</td><td>0.0964</td><td>0.0892</td><td>0.9256</td></tr><tr><td>8</td><td>0.0704</td><td>0.0675</td><td>0.9596</td><td>0.0800</td><td>0.0765</td><td>0.9561</td><td>0.0684</td><td>0.0665</td><td>0.9721</td></tr><tr><td>9</td><td>0.0861</td><td>0.1561</td><td>1.8129</td><td>0.0856</td><td>0.1255</td><td>1.4671</td><td>0.0871</td><td>0.1563</td><td>1.7931</td></tr><tr><td>10</td><td>0.0878</td><td>0.0807</td><td>0.9193</td><td>0.0858</td><td>0.0814</td><td>0.9492</td><td>0.0832</td><td>0.0765</td><td>0.9189</td></tr><tr><td>11</td><td>0.1725</td><td>0.1583</td><td>0.9177</td><td>0.1694</td><td>0.1550</td><td>0.9154</td><td>0.1655</td><td>0.1540</td><td>0.9307</td></tr><tr><td>평 균</td><td></td><td></td><td>0.9306</td><td></td><td></td><td>0.9520</td><td></td><td></td><td>0.9318</td></tr></tbody></table>	[ "TR 2차측 모선의 플리커 왜곡현상이 심각한 경우, 전달계수가 1 이상이거나 측정값이 과도하게 큰 부분은 어떻게 처리했는가?", "보통, 방사형 배전계통에서 플리커는 어떻게 전달되는가?", "대체적으로 방사형 배전계통의 플리커는 전달과정에서 어떻게 처리되는가?", "전압레벨이 갈수록 높아지면 고장용랑은 어떻게 되어가는가?", "본 논문에 따르면 전압레벨이 높아지면 고장용량은 어떻게 되는가?", "표 5의 측정 결과를 보면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 1번 전달계수는 몇인가?", "표 5에 따르면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 1번 전달계수의 값은 뭐야?", "표 5의 측정 결과 중에서 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목 1부터 11까지의 전달계수 평균은 몇인가?", "표 5에 나타나는 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목의 전달계수 평균은 얼마야?", "표 5의 측정 결과를 보면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수가 제일 높은 값은 무엇인가?", "표 5에서 나타난 측정결과에 따르면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수가 가장 클 때 그 값은 얼마인가?", "표 5의 측정 결과에서 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수 값이 제일 낮은 번호는 몇 번인가?", "표 5의 측정 결과에 따르면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수 값이 가장 낮은 번호는 몇인가?", "표 5의 측정 결과 중, S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수가 0.7876에 해당하는 번호는 몇 번인가?", "표 5의 측정 결과 중에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 1차측 값이 0.7193</td>, 2차측 값이 0.5777 일떄 전달계수 값은 몇 인가?", "표 5의 측정 결과 중에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 1~11번 평균 전달계수 값은 어떻게 되는가?", "표 5에 나타난 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 평균 전달계수는 몇인가?", "표 5의 측정 결과에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 전달계수 값이 제일 낮은 값은 무엇인가?", "표 5에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 전달계수 값이 가장 작은건 몇인가?", "표 5의 측정 결과를 보면 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수가 제일 높은 값은 무엇인가?", "표 5의 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수가 가장 높은건 얼마인가?", "표 5의 측정 결과에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목의 1~11까지 전달계수 평균은 몇인가?", "표 5에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 전달계수 평균 값은 얼마인가?", "표 5에서 측정 결과를 보면 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달 계수 값이 제일 높은 것은 몇인가?", "표 5에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)의 전달계수 값이 가장 높은건 몇인가?", "표 5의 측정 결과 중에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수가 가장 낮은 값은 무엇인가?", "표 6은 변전소 플리커 측정 결과를 나타냈다. 어느 지역에서 측정했는가?", "표 6은 어느 지역에서 측정한 변전소 플리커 측정결과인가?", "표 5는 변전소 플리커 측정 결과를 나타낸 것이다. 어느 지역에서 측정했는가?", "표 5는 어느 지역의 변전소 플리커 측정결과를 나타낸것인가?", "표 6은 측졍 결과를 나타냈다. P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 1~11까지 전달계수 평균은 얼마인가?", "표 6의 측정결과에 나타난 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목의 전달계수 평균은 몇인가?", "표 6에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목 중 1~11까지 전달계수 평균은 얼마인가?", "표 6에 나타난 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목의 전달계수 평균은 몇인가?", "표 6에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목 중, 전달계수가 가장 높은 값은 무엇인가?", "표 6에 의하면 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 중 가장 높은 전달계수는 얼마로 나타났는가?", "표 6에서 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수가 가장 낮은 값은 무엇인가?", "표 6의 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 가장 낮은 전달계수 값은 얼마인가?", "표 6의 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목 1~11까지의 전달계수 평균 값은 무엇인가?", "표 6에 따르면 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목의 전달계수 평균은 얼마인가?", "표 6의 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수가 가장 높은 값은 무엇인가?", "표 6에 나타난 S상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 에서 가장 높은 값의 전달계수는 얼마인가?", "표 6은 측정 결과를 나타내었다. 전달계수가 0.9254일때 1차측에 해당되는 값은 무엇인가?", "표 6에서 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목 중 전달계수가 가장 낮은 값은 무엇인가?", "표 6에 나타난 T상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 중 가장 낮은 전달계수 값은 얼마인가?", "표 6의 측정 결과 중, P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 전달계수가 가장 낮은 값은 무엇인가?", "표 6을 보면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 중 가장 낮은 전달계수 값은 얼마인가?", "표 6에서 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\) 항목에서 전달계수가 가장 높은 값은 무엇인가?", "표 6에 따르면 P상 \\( \\mathrm{P}_{\\mathrm{st}} \\)에서 가장 높은 전달계수는 얼마인가?" ]
5dc14433-5dd3-49da-b440-aa7a33b06eb5	인공물ED	미소초점엑스선원 개발을 위한 전산모사	<h2>3. \( \mathrm{Ve} \)의 변화에 따른 전자의 궤적</h2><p>Fig. 5(a)와 Fig. 5(b)는 \(\mathrm{Vs}\)가 각각 \( -140 \mathrm{~kV} \)와 \( -130 \mathrm{~kV} \)일 때, \( \mathrm{Ve} \) 변화에 따른 전자궤적을 보인 것이다. \( \mathrm{Ve} \)가 증가할수록 focal point의 위치는 emitter로부터 멀어짐을 확인할 수 있다.</p><p>전자의 궤적을 좀 더 자세히 추적하기 위하여, Fig. 4에서와 같은 방법으로 전자 출발점의 \( \mathrm{y} \)-좌표를 변화시키면서 교차점의 변화를 관찰한 것이 Fig. 6이다. \( \mathrm{Ve}=-130 \mathrm{~kV} \)일 때 출발점의 \( \mathrm{y} \)-좌표가 증가함에 따라 교차점의 위치가 점점 짧아짐을 볼 수 있다. 이러한 추세는 \( \mathrm{Ve}-129.4 \mathrm{~kV} \)까지 이어지다가, \( \mathrm{Ve}=-129.2 \mathrm{~kV} \) 근처에서는 교차점의 위치 변화가 거의 없고, \( \mathrm{Ve}=-129.0 \mathrm{~kV} \)일 때는 교차점의 위치가 오히려 길어짐을 볼 수 있다. 이것은 전자 출발점의 \( \mathrm{y} \)-좌표와 무관하게 동일한 교차점을 갖는 emitter 전압 \( \mathrm{Ve} \)가 존재한다는 것을 의미한다. Emitter에서 방출되는 전자가 방출위치에 무관하게 교차점이 동일하다는 것은, 교차점의 빔 반경을 극소화시킬 수 있다는 것을 의미하기 때문에, 이것은 매우 중요한 결과이다.</p><p>Fig. 6의 각 그래프를 선형함수로 fitting하여 기울기를 계산한 다음, 기울기가 0일 때의 \( \mathrm{Ve} \) 값을 구하면, 그때의 \( \mathrm{Ve} \)가 바로 전자의 \( \mathrm{Y} \) 좌표와 무관하게 교차점을 한 곳에 모을 수 있는 전압이 된다. Fig. 7은 Fig. 6의 data를 1차함수로 fitting하여 다시 그린 것이고, Fig. 8과 Fig. 9는 각각 \( \mathrm{Vs}=-140 \mathrm{~kV} \)일 때와 \( \mathrm{Vs}=-150 \mathrm{~kV} \)일 때, Fig. 7과 동일한 방법으로 1차 함수 fitting한 결과이다.</p>	[ "Fig. 6은 전자의 궤적을 보다 상세히 조사하기 위해 어떻게 하였는가?", "전자의 궤적을 보다 상세히 조사하기 위해 Fig 6은 어떻게 하였는가?", "\\( \\mathrm{Ve}=-130 \\mathrm{~kV} \\)일 때 \\( \\mathrm{y} \\)좌표와 교차점의 위치 관계는 어떻게 나타나는가?", "\\( \\mathrm{Ve} \\)가 커질수록 focal point의 위치는 어떻게 되는가?", "F focal point의 위치는 어떻게 되어 있느 것이 커질수록\\( \\mathrm{Ve} \\)가 될까?", "Emitter에서 배출되는 전자의 교차점이 같다면 빔 반경을 어떻게 할 수 있는가?", "빔 반경을 어떻게 할 수 있는 것이 Emitter에서 배출되며 전자의 교차점이 같다고 해?", "Fig. 6의 각 그래프는 어떤 방법을 통해 기울기를 측정하였는가?", "어떤 방법을 통해 Fig 6의 각 그래프가 기울계를 측정했지?" ]
d6b66db6-a121-4871-9699-4b783e3300a7	인공물ED	채널 임펄스 응답을 이용한 OFDM 시스템 시간 동기	<h1>Ⅳ. 컴퓨터 시뮬레이션</h1> <p>본장에서는 제안 알고리듬의 성능을 평가하기 위해 DAB 규격을 따라 OFDM 시스템을 구성하여 모의실험을 수행하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 조건은 표1과 같다. 한 OFDM 심볼의 전체 부반송파 개수는 2048, OFDM 심볼 보호구간은 유효 심볼길이의 1/4, 데이터 변조방식은 QPSK로 하였다. 프레임은 DAB의 규격과 같이 첫 심볼은 알고 있는 훈련 심볼로 나머지는 전송 데이터 심볼로 구성하였으며 몇 가지 패턴의 채널에 대하여 제안 알고리듬과 기존의 알고리듬을 비교하였 다. 레일리 페이딩 환경에서도 비교적 동작을 잘하는 우수한 알고리듬으로 알려져 있는 기존의 알고리듬을 비교대상으로 하였다. 실험 시 수신단에서의 반송파 주파수 옵셋은 없다고 설정하였다.</p> <p>그림 2에서 그림 4까지는 AWGN 채널에서 \( E_{b} / N_{0} \)가 각각 \( 5 \mathrm{~dB}\), \(10 \mathrm{~dB}\), \(20 \mathrm{~dB} \)일 때 두 알고리듬의 심볼 타이밍 오차 예측 특성을 나타내었다. 기존 알고리듬은 \( E_{b} / N_{0} \)가 \( 10 \mathrm{~dB} \) 이하에서 정확히 동기오차를 찾지 못함을 알 수 있다. 반면, 제안 알고리듬은 \( E_{b} / N_{0} \)에 영향을 받지 않으며 타이밍 옵셋이 -0.5에서 0.5사이일 때, 선형적인 특성을 지니며 정확히 오차를 찾고 있음을 알 수 있다. 이는 제안 알고리듬은 열악한 환경에서도 잘 동작하므로 수신기 성능향상에 큰 도움을 줄 수 있다.</p> <p>원신호와 다중경로 신호의 크기가 같은 단일 주파수 네트워크(SFN) 채널에서의 실험 결과를 그림 5와 6에 나타내었다. 다중경로 신호의 지연시간은 각각 보호구간의 \( 10 \% \)(약50샘플)와 \( 90 \% \)(약450샘플)이며 주경로 신호와 크기가 같으며 \( E_{b} / N_{0} \)가 \( 20 \mathrm{~dB} \)인 경우이다. SFN 채널에서의 동기는 다중경로 신호와 원 신호의 크기가 동일하므로 원 신호와 지연된 신호의 구분이 어려워 동기 획득이 매우 어렵다. 제안 알고리듬은 SFN 채널에서 잔존 타이밍 옵셋이 -0.5에서 0.5일 때, 선형적인 특성을 가지면서 0을 지난다. 이는 소수배의 심볼 타이밍 동기를 정확히 획득하고 있음을 보여준다.</p> <p>도플러 천이가 \( 10 \mathrm{~Hz} \)인 래일리 채널에서 두 알고리듬의 특성은 그림 7과 같다. 제안 알고리듬은 AWGN이나 SFN 환경과 같이 정확히 동기를 획득하고 있음을 알 수 있다.</p> <p>제안 알고리듬은 0.5 샘플간격이내에서 본 논문에서 실험한 모든 채널에서 정확히 타이밍 오차를 추정하며 소수배의 동기를 획득함올 알 수 있다.</p> <table border><caption>Title</caption> <tbody><tr><td>Symbol Interval</td><td>2552 \(T\)(\(1.246\mathrm{ms}\))</td></tr><tr><td>No. of Subcarrier</td><td>1536</td></tr><tr><td>IFFT/FFT Period</td><td>2048</td></tr><tr><td>GI Duration</td><td>504 \(T\)(\(246\mu\mathrm{s}\))</td></tr><tr><td>Subcarier Mode</td><td>QPSK</td></tr><tr><td>1 Frame</td><td>76 심볼</td></tr><tr><td>Traning Symbol</td><td>프레임의 OFDM 첫 번째 심볼</td></tr><tr><td>Elementary Period</td><td>\(T\)(\(1/2048000\mathrm{s}\))</td></tr></tbody></table>	[ "Symbol Interval은 어떤 값을 가져?", "알고리듬의 성능 평가를 위해 어떻게 했어?", "알고리듬의 성능 평가를 위해 어떤 방법을 취했어?", "1536은 어떤 항목에 관한 값이야?", "Traning Symbol의 내용이 뭐야?", "1 Frame은 어떤 값을 나타내?" ]
82212e42-b74c-43cb-b710-c7eee7a2df5e	인공물ED	황화 암모늄을 이용한 \(\mathrm{Al_2O_3}/\mathrm{HfO_}\)2 다층 게이트 절연막 트랜지스터 전기적 및 계면적 특성 향상 연구	<h1>1. 서 론</h1><p>현재까지 반도체 산업게에서는, 소자의 집적화 및 성능을 향상시키기 위하여 수많은 연구를 진행해왔으며, 현재는 2차원적인 구조에서 벗어나 3차원 구조의 트랜지스터를 선보이고 있다. 반면, 마이크로프로세서의 고집적화와 사물인터넷 (IoT) 기반의 정보량 증가는 고집적화로 인한 전력 소모 밀도를 증가시키고 있다. 따라서, 현재 고성능/저전력 특성을 갖는 반도체 소자 제작 및 센서 시스템 연구가 전 세게적으로 활발히 이루어지고 있다. 현재의 기술 개발에도 불구하고 \( \mathrm{Si} \) 기반 MOS소자는 더이상 dimension의 스케일링에 따른 성능 향상은 기대할 수 없을 것으로 예상되며 \( 7 \mathrm{~nm} \) node 이하의 차세대 트랜지스터 소자로는 기존 실리콘에서 캐리어 이동도가 돞은 Ⅲ-Ⅴ 기반의 화합물 반도체로 교체하는 것이 필수적인 것으로 예측된다.</p><p>이러한 화합물 반도체는 실리콘 반도체보다 스위칭 속도가 10배 이상 빠르고, 소비 전력은 10분의 1 이하로 낮아 실리콘을 대체하는 새로운 채널로 적용하는 기술에 있어 가장 유력한 후보로 대두되고 있다. 특히 다른 화합물 기판과 비교했을 때 상대적으로 게이트 절연막과 계면 특성이 우수하며 전자의 이동도가 뛰어난 \( \mathrm{ln} _{1-x} \mathrm{Ga}_{x} \mathrm{As}\) \((0 \leq \mathrm{x} \leq 1) \)가 차세대 \( \mathrm{N} \)-채널 field-effect transistor (FET) 반도체 물질로 각광을 받고 있다. 하지만, 기존 실리콘 소자가 가지고 있던 뛰어난 계면특성에 비해 \( \mathrm{ln} \mathrm{Ga} \mathrm{As}\) 계면과 고 유전율 게이트 절연막(high-k) 사이의 게이트 구조 최적화와 관련한 연구는 아직 해결해야 할 과제로 남아있다. 이러한 산화막과 반도체 계면사이의 특성은 전자소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치기 때문에, 이를 구현하기 위하여 FET 소자의 계면 특성 및 산화막 내의 특성이 무엇 보다 중요한 요소 기술이며, 다양한 세정 및 표면보호층 형성 등 전 처리 공정을 통해서 계면 준위 밀도를 감소시키는 연구가 이어져 오고 있다. 궁극적으로 본 연구에서는 양자 우물 구조를 가지는 \( \ln _{0.7} \mathrm{Ga}_{0.3} \mathrm{As} \) 채널 박막 트랜지스터(thin-film transistor)를 제작하였으며, 소스/드레인 영역의 선택적 에피텍시얼 재성장 공정을 통해 기생저항을 낮추었다. 궁극적으로 게이트 구조 최적화를 위해 본 연구에서는 황화 암모늄 처리를 통해 우수한 서브쓰레스흘드 기울기(subthreshold swing), 드레인 유도장벽감소(DIBL) 등 전기적 특성과 계면 특성을 가지는 소자를 구현하였다. 이는 최첨단 반도체 센서인 FET형 마이크로 센서의 감도(sensitivity), 안정도(stability), 선택도 (selectivity)등의 반응 속도와 유관하며, 향후 마이크로 센서 감지 플랫폼을 구축하기 위해 고려해야할 중요한 요인이다.</p>	[ "화합물 반도체는 실리콘 반도체보다 스위칭 속도가 몇 배 이상 빠르지?", "차세대 \\( \\mathrm{N} \\)-채널 field-effect transistor 반도체 물질로 각광을 받고 있는 물질은 무엇인가?", "마이크로프로세서의 고집적화와 사물인터넷 기반의 정보량 증가는 무엇을 증가시키니?", "어떤 특성을 가진 반도체 소자 제작 및 센서 시스템 연구가 전 세게적으로 활발히 이루어지고 있니?", "전 세게적으로 활발히 이루어지고 있는 센서 시스템 연구는 고성능/저전력 특성을 갖고 있나?", "\\( 7 \\mathrm{~nm} \\) node 이하의 차세대 트랜지스터 소자는 무엇으로 바꿀 필요가 있어?", "실리콘 반도체보다 스위칭 속도가 10배 이상 빠른 것은 무엇인가?", "사물인터넷 기반의 정보량 증가와 무엇은 고집적화로 인한 전력 소모 밀도를 증가시키고 있니?", "산화막과 반도체 계면사이의 특성은 무엇에 큰 영향을 미치는가?", "전자소자의 전기적 특성에 큰 영향을 미치는 것은 무엇인가?", "고성능/저전력 특성을 갖는 반도체 소자의 무엇을 연구하는 것이 활발해?", "실리콘 소자는 어떤 특성을 가지고 있니?", "마이크로프로세서의 고집적화와 사물인터넷 기반의 정보량 증가는 고집적화로 인한 전력 소모 밀도를 감소시키니?", "\\( \\ln _{0.7} \\mathrm{Ga}_{0.3} \\mathrm{As} \\) 채널 박막 트랜지스터는 어떤 구조를 가지고 있어?", "\\( \\ln _{0.7} \\mathrm{Ga}_{0.3} \\mathrm{As} \\) 채널 박막 트랜지스터는 무엇을 통해 기생저항을 감소 가능해?", "Si 기반의 MOS소자는 무엇에 따른 성능 향상은 고대 할수 없니?", "실리콘에서 캐리어 이동도가 높은 Ⅲ-Ⅴ 기반의 화합물 반도체로 변경하는 것이 필요한 것은 몇 node 이하의 차세대 트랜지스터 소자인가?", "\\( \\mathrm{ln} _{1-x} \\mathrm{Ga}_{x} \\mathrm{As}\\) \\((0 \\leq \\mathrm{x} \\leq 1) \\)은 다른 화합물 기판과 비교했을 때 게이트 절연막과 계면 특성과 전자의 이동도가 뛰어난가?", "다른 화합물 기판과 비교했을 때 게이트 절연막과 계면 특성과 전자의 이동도가 뛰어난 \\( \\mathrm{ln} _{1-x} \\mathrm{Ga}_{x} \\mathrm{As}\\) \\((0 \\leq \\mathrm{x} \\leq 1) \\)은 무엇으로 주목받고 있니?" ]
a9bedb55-8d24-49d7-9be5-6931b9021651	인공물ED	황화 암모늄을 이용한 \(\mathrm{Al_2O_3}/\mathrm{HfO_}\)2 다층 게이트 절연막 트랜지스터 전기적 및 계면적 특성 향상 연구	<h1>3. 결과 및 고찰</h1><h2>3.1 황화 암모늄을 이용한 트랜지스터 전기적 특성</h2><p>Fig. 2에서 제작된 \( \mathrm{InGaAs}\) 트랜지스터의 황와 암모품 처리에 따른 전기적 특성을 보여주고 있다. 게이트 길이 및 푹이 \( 50 \mu \mathrm{m} \) 소자에 대해 전류-전압 특성을 분석하였을 때, 황화 암모늄 처리된 소자에서 드레인 전압 \( 0.05 \mathrm{~V} \) 에서 서브쓰레스흘드 기울기가 \( 74 \mathrm{mV} / \mathrm{dec} \) 로 황화 암모늄 처리하지 않은 소자 보다 서브쓰레스홀드 기울기가 크게 개선된 것을 확인할 수 있으며(Fig. 2(a)), 출력 특성에서 포화영역에서의 on current가 약 \( 1.7 \)내 증가하였다. (Fig. 2(b))</p><p>또한, 제작된 소자에 드레인 전압 \( 0.05 \mathrm{~V} \) 와 \( 0.7 \mathrm{~V} \) 를 인가하여 얻은 쓰레스홀드 전압의 차이를 통해 드래인 유도장벽감소 특성을 분석하였을 때, 황화 암모늄 처리한 소자에서 DIBL특성이 개선된 것을 확인할 수 있다. 이러한 특성은 게이트 길이가 큰 디바이스부터 수 \( \mu \mathrm{m} \) 디바이스까지 유사한 특성을 보이는 것으로 측정되며 (Fig. 2(c)), 서브쓰레스홀드 영역 에서의 드레인 전류수식을 통해 얻어진 서브쓰레스홀드 기울기는 아래 수식 (1)과 같이 주어진다. 수식에 의해 황화 암모늄 처리된 소자의 \( \mathrm{C}_{\mathrm{it}} \) (interface trap)의 개선을 통해서, 우수한 트랜지스터 특성을 얻은 것을 확인할 수 있다.</p><p>\( S=2.3 \frac{K T}{q}\left(1+\frac{C_{d}+C_{i t}}{C_{a x}}\right) \)<caption>(1)</caption></p><h2>3.2 황화 암모늄을 이용한 트랜지스터 계면적 특성</h2><p>제작된 트랜지스터의 계면적 특성을 확인하기 위해, \( \mathrm{InGaAs} \) 계면과 고 유전율 게이트 절연막 사이의 계면트랩 밀도를 컨덕턱스 방법을 통해 실험적으로 분석하였다. 컨덕턴스 방법은 측정 바이어스 전압과 주파수 변화에 따라 얻은 병렬 컨덕턴스의 변화를 기반으로 밴드갭 내의 트랩 준위에 따른 계면트랩 밀도를 분석할 수 있는 방법 중 하나이다. 게이트 길이 및 폭이 \( 50 \mu \mathrm{m} \) 소자에 대해 상온에서 주파수 \( 10 \mathrm{kHz} \)부터 \( 1 \mathrm{MHz} \)까지 전압 변화에 따른 정전용량을 반전 영역에서 축적 영역까지 측정을 하였다. 하지만 측정된 정전용량 값은 기생성분에 의한 영향이 섞여 있기 때문에, 정확한 계면트랩 밀도를 추출하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 기생 정전용량을 제외하고, 소스/드레인에서의 기생저항 성분을 고려한 고유 정전용량 값을 통해 계면트랩 밀도를 추출하였다.</p>중간 밴드 갭과 가까운 에너지 준위에서 고유전율 게이트 유전막에 황화 암모늄처리를 적용한 디바이스에서 계면트랩 밀도 \( 2.83 \times 10^{12}\) \(\left[\mathrm{eV}^{-1} \mathrm{~cm}^{-2}\right] \) 를 가지며, 이는 황화 암모늄 처리를 하지 않은 디바이스의 계면트랩밀도 \( 3.53 \times 10^{12}\) \(\left[\mathrm{eV}^{-1} \mathrm{~cm}^{-2}\right] \) 에 비해 우수한 계면특성을 가지는 것을 보여준다. 이러한 결합에 트랩된 전하는 소자의 동작을 불안정하게 하며, 전자 이동도를 감소시켜 포화 전류 특성을 저하시키는 문제를 발생시키기 때문에 게이트 유전막 공정 전치리 과정을 신중하게 선택하는 것이 중요하다.</p>	[ "게이트 길이 및 푹이 \\( 50 \\mu \\mathrm{m} \\) 소자에 대해서 전류-전압 특성을 분석했을 때 황화 암모늄 처리하지 않은 소자가 황화 암모늄 처리된 소자보다 서브쓰레스홀드 기울기가 크게 개선이 되는 거지?", "게이트 길이 및 푹이 \\( 50 \\mu \\mathrm{m} \\) 소자에 대해서 분석했을 때 황화 암모늄 처리된 소자의 드레인 전압 \\( 0.05 \\mathrm{~V} \\) 에서 서브쓰레스흘드 기울기는 몇이야?", "제작된 소자에 드레인 전압 \\( 0.05 \\mathrm{~V} \\) 와 \\( 0.7 \\mathrm{~V} \\) 를 인가해서 얻은 쓰레스홀드 전압의 차이를 통해서 드래인 유도장벽감소 특성을 분석하였을 경우 황화 암모늄 처리한 소자에서 개선된 특성은 어떻게 돼?", "서브쓰레스홀드 기울기 수식에 의해서 황화 암모늄 처리된 소자의 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{it}} \\) 의 개선을 통해 어떤 특성을 얻을 수 있니?", "드레인 전류 수식을 통해 서브쓰레스홀드 영역에서 얻어진 서브쓰레스홀드 기울기는 식으로 어떻게 나타내는 거야?", "컨덕턱스 방법을 통해서 \\( \\mathrm{InGaAs} \\) 계면과 고 유전율 게이트 절연막 사이의 계면트랩 밀도를 분석한 이유가 뭐야?", "컨덕턴스 방법으로 계면 트랩 밀도를 분석할 때는 어떤 변화를 기반으로 분석하는 거야?", "컨덕턴스 방법은 계면트랩 밀도를 어떻게 분석 할 수 있어?", "측정된 정전용량 값이 정확한 계면 트랩 밀도를 추출하기에는 어려운 문제가 발생하는 이유가 뭐야?", "게이트 길이 및 폭이 \\( 50 \\mu \\mathrm{m} \\) 소자에 대해 어떤 변화에 따라서 정전용량을 축적 영역에서 반전 영역까지 측정할 수 있었어?", "고 유전율 게이트 절연막 사이와 \\( \\mathrm{InGaAs} \\) 계면의 계면트랩 밀도는 어떤 방법을 통해서 분석한 거야?", "황화 암모늄 처리한 소자에서 개선된 DIBL특성은 어떤 디바이스까지 유사한 특성을 보이는 거야?" ]
28c213ab-c08b-4cc1-9ea1-50da526fe7a0	인공물ED	황화 암모늄을 이용한 \(\mathrm{Al_2O_3}/\mathrm{HfO_}\)2 다층 게이트 절연막 트랜지스터 전기적 및 계면적 특성 향상 연구	<h1>4. 결 론</h1><p>본 연구에서는 황화 암모늄을 이용한 \( \mathrm{InGaAs} \) \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} / \mathrm{HfO}_{2} \) 박막 트랜지스터 제작 및 전기적 무결성 및 계면적 특성을 실험적으로 조사하였다. 황화 암모늄 처리를 통해 제작된 트랜지스터가 서브쓰레스홀드 기울기 특성, 전기적특성 그리고 계면적 특성 모두 우수한 것으로 보이며, 이는 원자층 증착 장비를 통한 고유전율 박막 증착에 앞서 황화 암모늄 처리를 통한 공정을 통해 InGaAs 계면과 고 유전율 게이트 절연막(high-k) 사이의 게이트 구조가 개선되었음을 나타낸다.</p>	[ "본문에서 \\( \\mathrm{InGaAs} \\) \\(\\mathrm{Al}_{2} \\mathrm{O}_{3} / \\mathrm{HfO}_{2} \\) 박막 트랜지스터 제작 및 특성들을 조사하기 위해서 어떤 물질을 사용했어?", "황화 암모늄 처리를 통해서 만들어진 트랜지스터의 서브쓰레스홀드 기울기 특성은 우수하지 않은 특성을 가지고 있니?", "염화 암모늄 처리를 통해서 만들어진 트랜지스터는 서브쓰레스홀드 기울기 특성, 전기적특성 그리고 계면적 특성이 매우 뛰어난가?", "고 유전율 게이트 절연막과 InGaAs 계면 사이의 게이트 구조는 어떻게 향상된 거야?" ]
8b0a2e51-6bbc-4f09-9950-2b4129415fee	인공물ED	황화 암모늄을 이용한 \(\mathrm{Al_2O_3}/\mathrm{HfO_}\)2 다층 게이트 절연막 트랜지스터 전기적 및 계면적 특성 향상 연구	<h1>2. 연구 방법</h1><p>황화 암모늄을 이용한 트랜지스터를 제작하기 위해 반 절연 성질의 InP기판에 분자빔 에피택시( MBE)를 이용하여 성장된 상피층 구조로 \( \mathrm{In}_{0.52} \mathrm{Al}_{0.48} \mathrm{As} \) 버퍼층 \( 300 \mathrm{~nm} \) 와 \( \mathrm{In}_{0.7} \mathrm{Ga}_{0.3} \mathrm{As} \) 채 \( 10 \mathrm{~nm} \) 로 구성된 기판을 사용하였으며, 표면 채널에 더미 게이트로 \( \mathrm{SiO}_{2} \) 막을 플라즈바 화학 기상 증착법 (PECVD)을 통해 성장 후, \( \mathrm{SiO}_{2} \) 마스크로 소스/드레인 영역에 MOCVD 기반으로 도핑 농도 \( 5 \times 10^{19} \mathrm{~cm}^{-3} \)를 가지는 \( 60 \mathrm{~nm} \) \(\mathrm{n}+\operatorname{In}_{0.53} \mathrm{Ga}_{0.47} \mathrm{As}\) 층을 재성장하였다. \( \mathrm{SiO}_{2} \) 더미 게이트를 제거한 후 황산, 과수 그리고 탈이온수 합성 용액을 통해 소자간 전기적 절연을 수행 하였으며, 재성장 공정을 통해 높은 도핑 농도를 가지는 소스/ 드레인 영역에 \( \mathrm{Ti} / \mathrm{Mo} / \mathrm{Ti} / \mathrm{Pt} / \mathrm{Au} \) 금속 구조를 통해 오믹 접합을 형성하였다.</p><p>황화 암모늄이 \( \mathrm{In} \mathrm{Ga} \mathrm{As} \) 계면에 미치는 영향을 분석하기 위해 황화 암모늄 처리한 소자와 처리하지 않은 소자를 제작하였다. 염산과 탈이온수 합성 용액에서 \( \mathrm{In} \mathrm{Ga} \mathrm{As} \) 계면의 자연산화막을 제거한 후 계면 특성 향상을 위해 상온에서 \( 21 \% \) 황화 암모늄 용액 \( \left(\mathrm{NH}_{4}\right)_{2} \mathrm{~S} \)에 기판을 넣고 10분간 황화 암모늄 처리를 하였으며, 다른 소자는 염산과 탈이온수 용액 처리만 진행하였다. 이후 thermal방식의 원자층 증착 장비(ALD)를 통해 고 유전율 산화막 \( \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} / \mathrm{HfO}_{2} 1 / 4 \mathrm{~nm} \) 이중 구조로 증착 하였으며, 이후 plasma 방식의 원자층 증착 장비를 통해 전면에 게이트 전극 \( \mathrm{TiN} \) \( 5 \mathrm{~nm} \) 증착 하였다. 다음으로 전자빔 물리 기상 증착 장비를 통해 메탈 게이트 \( \mathrm{Ti} \)/\( \mathrm{Au} \)를 증착 후 메탈 게이트를 마스크로 \( \mathrm{TiN} \) 건식 식각 공정을 통해 \( \mathrm{InGaAs}\) \(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3} / \mathrm{HfO}_{2} \) 박막 트랜지스터를 제작하였으며, 제작된 소자의 구조는 다음과 같다.</p>	[ "본문에서는 무엇을 활용한 트랜지스터를 만들고자 해?", "황화 암모늄을 이용한 트랜지스터를 만들기 위헤 사용한 기판은 얼마의 버퍼층으로 구성되었어?", "무엇을 기반으로 하여 \\( \\mathrm{SiO}_{2} \\) 마스크로 소스/드레인 영역에 도핑 농도 \\( 5 \\times 10^{19} \\mathrm{~cm}^{-3} \\)를 가지는 \\( 60 \\mathrm{~nm} \\) \\(\\mathrm{n}+\\operatorname{In}_{0.53} \\mathrm{Ga}_{0.47} \\mathrm{As}\\) 층을 재성장시켰어?", "본문에서 \\( \\mathrm{SiO}_{2} \\) 막을 어떻게 성장시켰어?", "황산, 과수, 탈이온수 합성 용액을 통한 소자간 전기적 절연은 \\( \\mathrm{SiO}_{2} \\) 더미 게이트를 없앤 후에 진행할 수 있어?", "상온에서 몇\\( \\% \\)의 황화 암모늄 용액에 기판을 넣어서 계면 특성을 증가시켰어?", "전면에 무엇을 plasma 방식의 원자층 증착 장비를 이용하여 증착햇어?", "무엇을 \\( \\mathrm{Ti} / \\mathrm{Mo} / \\mathrm{Ti} / \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Au} \\) 금속 구조를 이용하여 높은 도핑 농도를 가지는 소스/ 드레인 영역에 만들 수 있어?", "메탈 게이트 \\( \\mathrm{Ti} \\)/\\( \\mathrm{Au} \\)를 증착하는 것은 어떤 장비를 사용한 거야?", "고 유전율 산화막 \\( \\mathrm{Al}_{2} \\mathrm{O}_{3} / \\mathrm{HfO}_{2} 1 / 4 \\mathrm{~nm} \\) 이중 구조로 증착하기 위해 무엇을 사용했어?", "본문에서 황화 암모늄 처리를 한 소자와 비처리된 소자를 만든 것은 황화 암모늄이 무엇에 미치는 영향을 알아보기 위해서야?", "황화 암모늄이 \\( \\mathrm{In} \\mathrm{Ga} \\mathrm{As} \\) 계면에 미치는 영향을 알아보기 위해 어떻게 실험을 진행했어?", "\\( \\mathrm{InGaAs}\\) \\(\\mathrm{Al}_{2} \\mathrm{O}_{3} / \\mathrm{HfO}_{2} \\) 박막 트랜지스터를 마스크로 \\( \\mathrm{TiN} \\) 건식 식각 공정을 이용하여 만들었어 ?" ]
1946c41a-01ad-4ef6-a2a8-0c5b2ac43afb	인공물ED	높은 승압비를 갖는 부스트-플라이백 컨버터의 개선된 모델링 방법	<h1>4. 시뮬레이션 결과</h1> <p>그림 10는 SIMPLIS 시뮬레이터를 이용하여 부스트-플라이백 컨버터의 이득/위상 여유 주파수 응답을 나타낸 것이다. 그림 6(a)에서 얻어진 제어입력에 대한 출력 전압 전달함수와 비교하면 결과가 일치하는 것을 확인할 수 있으며, 이것은 제안된 모델링 방법의 유효함을 증명한다. 단, 그림 10에서 고 주파수 영역\( (100 \mathrm{kHz}) \)의 갑작스런 변화는 시뮬레이션에서 스위칭 주파수를 \( 100 \mathrm{kHz} \)로 선정하였기 때문이다.</p> <p>그림 11은 제어 입력에 대한 출력 전압 전달함수를 바탕으로 하여 설계된 PI제어기를 시스템에 적용한 후, 부하 가변 시에도 출력 전압\( (200 \mathrm{V}) \)을 일정하게 추종하는 PSIM 시뮬레이션 결과이다. 부스트-플라이백 컨버터는 정상 상태에서 \( 100 \mathrm{W} \)의 정격 전력과 \( 200 \mathrm{V} \) 출력 전압을 유지하도록 설계하였으며, 출력 전력이 \( 100 \mathrm{W} \)에서 \( 20 \mathrm{W} \)로 가변되어도 출력 전압은 일정하게 \( 200 \mathrm{V} \)를 추종한다. 과도 상태에서 시스템의 출력 전압변동은 정상상태 출력 전압\( (200 \mathrm{V}) \)의 \( 1 \% \) 범위이다.</p> <table border><caption>표 1 시스템 소자의 주요 정격</caption> <tbody><tr><td>Parameter</td><td>Symbols</td><td>Values</td></tr><tr><td>Output power</td><td>Po</td><td>\( 100 [\mathrm{W}] \)</td></tr><tr><td>Input voltage</td><td>Vin</td><td>\( 30 [\mathrm{V}] \)</td></tr><tr><td>Output voltage</td><td>Vo</td><td>\( 200 [\mathrm{V}] \)</td></tr><tr><td>Boost inductance</td><td>Lb</td><td>\( 15 [\mu \mathrm{H}] \)</td></tr><tr><td>Magnetizing inductance</td><td>Lm</td><td>\( 200 [\mu \mathrm{H}] \)</td></tr><tr><td>DC-link capacitance</td><td>Ce</td><td>\( 4.4 [\mu \mathrm{H}] \)</td></tr><tr><td>Output capacitance</td><td>Co</td><td>\( 440 [\mu \mathrm{H}] \)</td></tr><tr><td>Output resistance</td><td>R</td><td>\( 400 [\Omega] \)</td></tr><tr><td>Switching frequency</td><td>fs</td><td>\( 100 [\mathrm{kHz}] \)</td></tr><tr><td>Transformer turns ratio</td><td>n</td><td>5</td></tr></tbody></table>	[ "Parameter의 종류가 Output capacitance 인 경우 Values는 무엇인가?", "파라미터의 종류가 Magnetizing inductance 일 때 해당하는 심벌은 어떤 것인가?", "시스템 소자가 DC-link capacitance 이라면 해당 Values는 어떤 것인가?", "시스템 소자의 종류가 Boost inductance 인 경우 Symbol의 값은 무엇인가?", "시스템 소자가 Output power 인 경우 해당하는 심벌의 값은 무엇인가?", "파라미터가 Output voltage 이라면 해당 Symbol은 무엇인가?", "Parameter의 종류가 Input voltage 일 때 심벌은 어떤 것인가?", "시스템 소자의 종류가 Boost inductance 인 경우 해당하는 Values는 무엇인가?", "시스템 소자가 DC-link capacitance 이라면 심벌은 무엇인가?", "시스템 소자의 종류가 Switching frequency 이라면 Values는 어떤 것인가?", "Parameter의 종류가 Output capacitance 인 경우 해당 Symbol의 값은 무엇인가?", "파라미터의 종류가 Transformer turns ratio 인 경우 해당 Values는 무엇인가?", "파라미터가 Output resistance 일 때 해당하는 Values의 값은 무엇인가?", "파라미터의 종류가 Magnetizing inductance 일 때 Values의 값은 무엇인가?", "시스템 소자가 Output power 인 경우 Values는 무엇인가?", "Parameter의 종류가 Input voltage 일 때 해당 Values의 값은 무엇인가?", "시스템 소자의 종류가 Switching frequency 이라면 해당하는 심벌은 무엇인가?", "파라미터의 종류가 Transformer turns ratio 인 경우 심벌의 값은 무엇인가?", "파라미터가 Output resistance 일 때 Symbol은 어떤 것인가?", "파라미터가 Output voltage 이라면 Values는 어떤 값인가?" ]
e2806ec0-f397-48b1-b75d-0d0b6bf34adc	인공물ED	전계방출 디지털 엑스선 소스 및 구동 기술	<h1>3. 전계방출 디지털 엑스선 소스 구동</h1><p>전계방출 엑스선 소스의 선량과 에너지를 독립적으로 제어하기 위해서는 에미터에 전기장을 직접 인가하는 게이트를 가진 삼극형의 전계방출 소자를 구현하여야 하며, 앞서 논의하였듯이 이러한 삼극형 구조에서는 캐소드로부터 방출된 전자빔이 상당히 퍼지기 때문에 전자빔을 집속하는 렌즈가 필요하다. 또한, 전계방출 엑스선 소스는 일반적인 전자 소자와 마찬가지로 전압 또는 전류 제어 방식으로 구동할 수 있는데, 전계방출 전류의 안정성 및 신뢰성 확보 측면에서 전류 구동이 보다 바람직스럽다. [그림 \(3\)]은 전계방출 소자의 일반적인 전압 구동 방법을 보여주는 개략도인데, 그림에서 보듯이 캐소드와 게이트 사이에 전계방출에 필요한 전압을 분할하여 구동하므로 비교적 쉅게 구동회로를 구현할 수 있다. 그러나 전계방출은 극한의 고전기장이 에미터 표면에 유도되어 일어나기 때문에 근본적으로 매우 불안정할 수밖에 없는데, 전압 구동방법으로는 이러한 불안정성을 개선하는데 한계가 있다. 전압 구동방법에서 전계 에미터의 캐소드 단자에 밸러스트(ballast) 저항을 연결하여 전계방출을 부분적으로 안정화시킬 수 있지만 극히 제한적이다.</p><p>전계방출 전류의 근원적인 불안정성을 개선, 해소할 수 있는 방법으로 액티브 전류 제어(Active-Current Control: ACC) 방법이 전계방출 초창기 연구시절부터 꾸준히 제안되어 왔다. [그림 \(4\)]는 전계효과 트랜지스터(FET)와 전계 에미터로 구성된 일반적인 전계방출 ACC 구동의 등가회로와 ACC 회로에서 전류 결정에 대한 그래프 해를 보여준다(주어진 전계방출 게이트 전압에 대해 FET의 순방향 특성과 전계 에미터의 역방향 특성이 직렬 연결됨). 그림에서 보는 바와 같이 삼극형 전계 에미터의 캐소드 단자에 FET와 같은 전압 구동-전류 소스를 직렬 연결시켜 구동하면 주어진 일정한 전계방출 게이트 전압하에서 전계방출 전류를 FET로 직접 제어할 수 있게 되머, 이에 따라 FET의 드레인 전압-전류의 포화영역을 넓게 확보하면 전계방출 전류의 불균일성과 불안정성을 획기적으로 개선할 수 있다. 이때, 전류 소스로 작용하는 FET는 전계방출 게이트 전압에 의해 캐소도 단자에 유도되는 높은 전압을 견딜 수 있는 고내전압 소자라야 한다.</p><p>ACC 구동에 의한 전계방출의 안정화는 엑스선 소스 응용에서 자주 발생되는 전기적 아크(arc)를 크게 낮출수 있다는 큰 장점으로 이어질 수 있다. ACC 구동은 [그림 \(4\)]의 아래쪽에서 보듯이 DC 또는 저주파 전류 측정으로는 감지할 수 없는 마이크로초(\(\mathrm{us}\)) 이하의 짧은 시간을 포함한 전계방출의 전 시간 영역에 대해 안정한 방출 전류를 제공하는데, 이는 일반적으로 소프트 아크(soft arc)에서 시작하여 치명적인 파괴(fatal failure)로 이어지는 하드 아크(hard arc) 전개에 관여하는 전류 사태(avalanche)를 효과적으로 막아 줄 수 있음을 의미한다.</p><p>일반적으로 전자 소자 또는 회로에서 전류 구동방법은 전류의 안정성을 확보할 수 있는 대신에 동작 속도가 저하되는 문제점을 안고 있다. 전계방출 소자에서의 ACC 방법도 동일한 문제를 가지는데, 특히 방출 전류가 꺼질 때(On → Off) 전이 특성이 매우 느려져 전체적으로 ACC 전계방출의 동작 속도를 저하시킨다.</p><p>최근 ETRI는 이러한 기존 ACC의 동작 속도 저하를 개선하기 위해 새로운 고속 ACC 구동회로를 제안, 발표하였다. [그림 \(5\)]는 ETRI가 CNT 에미터를 이용하여 제작한 진공 밀봉 튜브형 엑스선 소스와 이를 구동시키기 위한 고속 ACC 회로를 보여준다. 진공 밀봉 엑스선 튜브는 마이크로 및 매크로 정전 집속전극을 가지고 있으며, 대략 \( 0.3 \mathrm{mm} \)의 초점크기를 가진다. 그림에서 보듯이 고속 ACC 회로는 전계 에미터의 캐소드와 FET의 드레인 공통 단자에 부하 저항과 함께 별도의 푸시압(push-up) 전압 소스를 가지는데, 이 푸시압 전압소스가 전계 방출의 (On ⭢ Off) 전이 시 캐소드 단자의 전압을 강제로 상승시켜 전계방출을 빠르게 꺼지도록 한다. 푸시압 전압에 의해 FET 또는 전계방출 온 상태에서 누설 소비전력이 일부 증가할 수 있지만, 저항과 전압소스를 최적화한다면 이러한 단점을 최소화하면서 ACC 의 구동속도를 획기적으로 개선시킬 수 있다.</p>	[ "전계방출 전류의 근원적인 불안정성을 개선, 히소할수 있는 방법은 무엇인가?", "삼극형 구조에서 캐소드로부터 방출된 전자빔의 번짐을 막기위해 필요한 것은 무엇인가?", "ACC 구동에 의한 전계방출의 안정화가 가지는 장점은 무엇인가?", "ACC 전계방출의 동작 속도가 특별히 저하될때는 언제인가?", "전류 구동방법은 전류의 안정성 확보를 위해 어떤 문제점을 발생시키는가?", "최근 ETRI가 기존 ACC의 동작 속도 저하를 개선하기 위해 제안한 새로운 고속 ACC 구동회로는 무엇인가?", "삼극형의 전계방출 소자를 구현해야하는 이유는 무엇인가?", "전압 구동 방법을 비교적 쉽게 구동회로로 구현할수 있는 이유는 무엇인가?", "전계방출 게이트 전압은 어떻게 연결되어 있는가?", "어떻게 전계방출 게이트 전압이 연결되고 있지?", "전류구동이 보다 바람직한 이유는 무엇인가?", "전압 구동방법에서 전계방출을 부분적으로 안정화 시킬수 있지만 극히 제한적인 방법은 무엇인가?", "전압 구동방법이 가지는 한계점은 무엇인가?", "무엇이 전압 구동방법이 가지는 한계점일까?", "전압 구동-전류 소스를 직렬 연결시켜 구동하면 좋은점은 무엇인가?", "전압 구동-전류 소스를 직렬 연결시켜 FET의 드레인 전압-전류의 포화영역을 넓게 확보하면 어떤 점들을 개선할수 있는가?", "전류 소스로 작용하는 FET의 소자는 어떤것을 사용해야 하는가?", "전류 소스로 작용하는 FET의 소자를 고내전압소자로 사용해야하는 이유는 무엇인가?", "ACC 구동이 전계방출의 전 시간 영역에 대해정한 방출 전류를 제공한다는 것은 무엇을 의미 하는가?", "ACC 구동이 안정한 방출 전류를 제어하는 시간영역은 무엇인가?", "푸시압 전압에 의한 FET 또는 전계방출 온 상태에서의 증가되는 일부 누설 소비전력을 개선할수 있는 방법은 무엇인가?", "전계방출 엑스선 소스는 어떻게 구동가능한가?", "제안된 고속 ACC구동회로는 어떻게 구동되는가?" ]
5fc9fc2a-0060-467b-b377-3fa11f215546	인공물ED	전계방출 디지털 엑스선 소스 및 구동 기술	<h1>1. 서 론</h1><p>엑스선은 \(1895\)년 Röntgen에 의해 발견된 이래 의료검진, 산업 및 보안 검색, 물질 분석 등에 광범위하게 활용되고 있다. 엑스선은 여러 가지 방법으로 생성할 수 있으나, 실용적으로는 진공 튜브(vacuum tube)내에서 고에너지로 가속된 전자빔을 텅스텐, 몰리브덴과 같은 고내열성의 금속에 충돌시켜 얻는 Bremsstrahlung 엑스선이 널리 사용되고 있다. Bremsstrahlung 엑스선 생성에 필요한 전자빔은 대부분 텅스텐 필라멘트를 \( 1800^{\circ} \mathrm{C} \) 내외로 가열하여 얻으며(filament hot-cathode), 필라멘트에서 방출된 전자 빔을 수십 수백 \( \mathrm{kV} \)로 가속하여 금속 타겟에 충돌시킨다. 의료 및 산업, 보안검색 영상 분석에 사용되는 엑스선은 피사체의 구성 물질, 크기 등에 맞는 에너지, 선량, 해상력을 가져야 하는데, 이것은 금속 타겟에 충돌되는 전자빔의 가속전압(관 전압), 전류(관 전류), 초점 크기(focal spot size)에 의해 각각 결정된다. 특히, 초점 크기는 금속 타겟에 충돌되는 전자빔의 크기에 의해 결정되며, 보다 작은 초점 크기를 갖는 고해상력의 엑스선 소스를 얻기 위해서는 전자빔을 집속하는 렌즈 구조를 설치한다.</p><p>한편, 의료 및 산업용 엑스선 영상은 엑스선 소스, 피사체, 디텍터가 정지된 상태 뿐만 아니라 컴퓨터 단층촬영(Computed Tomography: CT)과 인라인(in-line) 산업 검사와 같이 움직이는 상태에서 획득되며, 이러한 움직이는 상태에서의 엑스선 영상은 엑스선의 노출시간(exposure time)에 의해 영상의 품질이 크게 좌우된다. 영상 획득에 필요한 노출 시간을 줄이기 위해서는 짧고 강한 엑스선 펄스가 필요하지만 기존의 필라멘트로 이루어진 열전자 에미터(thermionic emitter)로는 전자빔의 직접적인 변조가 극히 어려워 짧은 펄스의 엑스선을 얻는데 한계가 있다. 현재, 열전자 기반 엑스선 소스로부터 펄스 엑스선을 얻기 위해서는 이극형의 경우(열전자 에미터의 캐소드와 금속 타겟의 아노드로 구성된 엑스선 튜브) 수십 \( \mathrm{kV} \)의 가속 고전압을 직접적으로 펼스화하며, 캐소드와 아노드 사이에 추가적으로 그리드를 갖는 삼극형은 그리드에 인가되는 전압을 펄스화하지만, 이극형과 삼극형 공히 \( 10 \mathrm{~ms} \) 이하의 짧은 펄스의 엑스선을 얻지 못하고 있다. 이에 따라 움직이는 상태에서의 엑스선 영상은 상당한 영상 흐림(image blurring)을 감수하여야 하며, 이는 실제로 의료 및 산업영상 분석에 큰 제약을 주고 있다.</p><p>전계방출 엑스선 소스는 Bremsstrahlung 엑스선 생성에 필요한 전자원으로 기존 필라멘트 열음극 대신에 전계 방출 전자빔을 사용하기 때문에 짧고 강한 고주파의 엑스선 펄스를 쉽게 생성할 수 있으며, 뿐만 아니라 엑스선의 에너지와 선량을 정교하게 제어할 수 있는 장점을 가지기 때문에 디지털 엑스선 소스라 칭할 수 있다. 하지만, 전계방출 엑스선 소스는 아직 열전자에 비해 기술 성숙도가 낮은 초기 개발 단계에 머물고 있으며, 수십 수백 \( \mathrm{kV} \)의 고전압하에서 신뢰성 확보, 진공도에 대한 에미터의 내성 확보, 전류 안정성 확보 등의 기술적 문제와 더불어 저가격화 문제를 해결하여야 한다.</p><p>현재 연구개발되고 있는 전계방출 디지털 엑스선 소스는 [표 \(1\)]에서 보는 바와 같이 터보 분자 펌프(turbo molecular pump) 또는 이온 펌프(ion pump)로 진공을 유지하는 인챔버(in-chamber)형과 완전 진공 밀봉된 튜브형으로 대별될 수 있으며, 각각의 엑스선 소스는 고유의 응용 분야를 목표로 개발되고 있지만 인챔버형보다는 튜브형이 진공 펌프가 필요없는 독립된(stand-alone) 단순 형태라는 점에서 보다 더 경쟁력을 가질 것으로 판단된다. 인챔버(in-chamber)형 전계방출 디지털 엑스선 소스는 미국 UNC(U. North Carolina)의 O. Zhou 교수 그룹이 가장 활발하게 연구 ◦ 개발을 추진하였을 뿐만 아니라 이와 관련된 전문기업을 미국과 대만, 중국에 각각 세웠다. Zhou 교수는 Xintek(사)을 모기업으로, 탄소나노튜브(CNT) 재료는 대만에 XinNano Materials(사)을, 엑스선 소스에 대해서는 미국과 중국에 Xinray Systems(사)와 Nuray(사)를, 의료영상 시스템 분야는 미국에 Xinray Systems(사)와 더불어 XinVivo(사)를 세워 각각 특화된 시장을 공략하고 있다. Xintek(사)는 특히 진공 챔버내에 엑스선 소스를 멀티(다수)로 구성하여 유방, 폐, 치과 등의 의료용 고정형 디지털 단층합성 영상(digital tomosynthesis) 시스템과 보안 검색용 고정 갠트리 CT(fixed-gantry CT) 등을 개발하고 있으며, 현재 유방 검진용 고정형 단층합성시스템(stationary Digital Breast Tomosynthesis: sDBT)은 임상 시험단계에 들어가 있다. 완전 진공 밀봉된 튜브형 전계방출 디지털 엑스선 소스는 일본의 AIST와 대만의 ERI(사), 한국의 ETRI와 일부 대학 및 기업이 개발하고 있으며, 특히 ETRI는 과거 전계방출 디스플레이 개발 과정에서 확보한 요소기술을 바탕으로 세계 최초, 최고 수준의 치과 및 의료용 진공 밀봉 엑스선 튜브를 개발하였으며, 현재 일부 기업과 함께 상용화를 추진하고 있다.</p>	[ "열전자 에미터를 영어로 어떻게 쓸 수 있는가?", "기술 성숙도가 낮은 초기 개발 단계에 머물고 있는 소스는 무엇인가?", "엑스선 소스에 대해서 Zhou 교수는 미국과 중국 각 어디에 나타내게 되었는가?", "진공 챔버내에 엑스선 소스를 Xintek 에서는 어떻게 하였는가?", "몇 년도에 Röntgen로부터 엑스선이 발견되었는가?", "오랜기간 꾸준히 활용되는 엑스선은 어떻게 활용되고 있는가?", "역사상 최초로 엑스선을 발견한 자는 누구일까?", "\\(1895\\) 발견 된 엑스선 같은 경우 여러 가지 방법으로 어떻게 할 수 있는가?", "현재까지도 광범위하게 사용되는 엑스선 중 가장 흔히 사용되는 엑스선은 무엇인가?", "Bremsstrahlung 엑스선을 얻는 과정 중 vacuum tube의 영어의 뜻은 어떻게 되는가?", "자주 사용되는 엑스선 같은 경우 전자빔을 고내열성의 어디에 충돌시키게 되는가?", "자주 사용되는 엑스선은 vacuum tube내에서 전자빔을 얻고자 무엇을 가속화 하게 되는가?", "Bremsstrahlung 엑스선 생성을 위해 텅스텐 필라멘트를 몇 \\( ^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 안팎으로 가열해야 할까?", "Bremsstrahlung 엑스선 추출 과정에서 전자빔을 어떻게시켜 엑스선을 추출하게 되는가?", "\\( 1800^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 가열한 필라멘트를 어떻게 하여 엑스턴을 생성하는가?", "\\(1895\\)년 이후로 꾸준히 사용되고 있는 엑스선은 피사체에 맞는 무엇을 가지고 있어야 하는가?", "필라멘트를 가열하는 방식을 영어로 어떻게 쓸 수 있는가?", "엑스선에 필요한 에너지, 선량, 해상력의 각 값은 어떻게 결정이 되는가?", "focal spot size를 해석 하면 어떻게 되는가?", "금속 타겟에 충돌로 초점 크기는 결정되는데 이 때 전자빔의 어디에 의해 결정되게 되는가?", "엑스선이 생성되기 위해 필요한 과정에서 focal spot size 같은 경우 어떻게 결정이 되는가?", "초점 크기가 결정되기 위해서는 전자빔의 크기에 맞추어 금속 타겟과 어떻게 되는 과정이 있어야 하는가?", "의료 및 산업용 엑스선의 영상 같은 경우 CT와 어떤 산업 검사와 같이 움직이는 상태에서 획득이 가능하게 되는가?", "움직임 상태 획득을 위해 의료 및 산업용 엑스선 영상에서 엑스선 소스, 피사체, 디텍터가 어떻게 된 상태에 가능하게 되는가?", "의료 및 산업용 엑스선 영상에서 moving 중인 엑스선 영상 같은 경우 영상의 품질이 엑스선의 무엇에 의해 크게 결정이 되는가?", "엑스선 펄스가 짧고 강한 것이 필요한 이유는 무엇인가?", "노출시간을 영어로 어떻게 쓸 수 있는가?", "thermionic emitter로 구성된 필라멘트는 전자빔의 직접 변조 어려움으로 어떻게 되는 한계가 있는가?", "노출 시간 단축을 위해 짧고 강한 엑스선의 무엇이 영상 획득에서 필요하게 되는가?", "thermionic emitter는 어떻게 이루어진 것인가?", "이극형같은 경우에 수십 \\( \\mathrm{kV} \\) 가속 고전압을 직접 펄스화를 왜 하는가?", "그리드에 인가되는 전압을 펄스화하는 것은 무엇인가?", "이극형의 경우 엑스선 튜브는 어떻게 구성되어졌는가?", "펄스화 과정을 필요로하는 이극형, 삼극형 모두 공통적으로 몇 이하의 짧은 펄스 엑스선을 얻지 못하는 중인가?", "이극형 삼극형의 펄스화 결과에서 나타난 문제점들로 인해 실제 우리의 삶에는 어떤 영향을 주게 되는가?", "짧은 펄스의 엑스선을 얻지 못한 결과로 어떤 상태에 있는 엑스선 영상에 특히 좋지 못한 결과값을 보게 되었는가?", "image blurring의 뜻은 어떻게 되는가?", "전계방출 엑스선 소스는 강한 고주파를 쉽게 생성하는 것은 기존 필라멘트의 무엇 대신에 전계 방출 전자빔을 사용하기 때문인가?", "전계방출 엑스선 소스가 짧고 강한 고주파의 엑스선 펄스를 왜 그렇게 쉽게 생성할 수 있는거야?", "기술 성숙도가 매우 낮은 전계방출 엑스선 소스는 어디에 대한 기술적 문제 해결과 저가격화 문제를 해결해야 하는가?", "신뢰성, 기술적, 저가격화 문제 해결이 필요한 전계방출 소스를 개선하고자 연구개발 중인 방법은 무엇인가?", "엑스선 소스에서 튜브형 같은 경우 인챔버형과 비교되는 것 중에 무엇이 필요가 없어도 사용이 가능한가?", "O. Zhou 교수 그룹이 활발하게 연구 개발한 것은 전계방출 디지털 엑스선 소스 중 어떤 것인가?", "튜브형 같은 경우 엑스선 소스에서 인챔버형이랑은 다르게 진공 펌프가 존재하지 않는 어떤 형태로 구성되었는가?", "일본의 어디 회사가 완전 진공 밀봉 전계방출 디지털 엑스선 소스를 개발중인가?", "미국에 Xinray Systems(사)와 더불어 XinVivo(사) 에 Zhou 교수는 어떤 분야에 대한 시장 공략을 하고자 하는가?", "완전 진공 밀봉된 튜브형 전계방출 디지털 엑스선 소스를 개발중인 회사 중 ERI는 어느나라 회사인가?", "한국에서는 일부 대학과 어디에서 완전 진공 밀봉 튜브형 전계방출 디지털 엑스선 소스를 개발하고 있는가?", "일반적으로 사용되는 Bremsstrahlung 엑스선은 어떻게 충돌시켜 얻게 되는가?", "엑스선 같은 경우 에너지, 선량, 해상력을 필요로 하는데 전제조건으로 피사체의 무엇과 합할 수 있어야 하는가?", "초점 크기도 크기가 다양한게 그 중에서 매우 작은 초점 크기를 얻게 되면 엑스선 소스는 어떤 요소를 가지게 되는가?", "다양한 초점 크기 중 고해상력의 엑스선 소스를 얻기 위해서는 어떻게 해야 하는가?", "컴퓨터 단층촬영을 영어로 어떻게 쓸 수 있는가?", "전계방출 엑스선 소스를 디지털 엑스선 소스라고 칭하게 된 계기는 어떻게 되는가?", "\\( 10 \\mathrm{~ms} \\) 이하의 짧은 펄스의 엑스선을 획득하지 못하는 것으로 인해 엑스선 영상은 어떻게 하게 되는가?", "turbo molecular pump를 나타내는 것을 어떻게 쓸 수 있는가?", "O. Zhou 교수 그룹은 미국 어디에 속해 있는가?", "인챔버(in-chamber)형은 turbo molecular pump 과 이온 펌프로 진공을 어떻게 해주는 것인가?", "전계방출 엑스선 소스는 전계 방출 전자빔을 통한 엑스선 펄스를 쉽게 생성한다는 장점이 있지만, 수십 수백 \\( \\mathrm{kV} \\)의 어디에서 신뢰성 확보가 필요한 상황인가?", "짧고 강한 고주파의 엑스선 펄스를 쉽게 생성가능한 전계방출 엑스선 소스는 아직은 무엇에 비해서는 기술 성숙도가 낮은 값을 보이는가?", "fixed-gantry CT 의 뜻은 무엇인가?", "XinNano Materials(사) 를 Zhou 교수가 어디에 세웠는가?", "완전 진공 밀봉된 튜브형 전계방출 디지털 엑스선 소스를 개발하고 있는 여러 나라들 중에 세계 최초로 치과 및 의료용 진공 밀봉 엑스선 튜브를 개발한 나라는 어디인가?", "의료용 고정형 디지털 단층합성 영상시스템과 보안 검색용 고정 갠트리 CT 를 개발 중인 회사는 어디인가?", "미국, 중국, 대만에 특화된 시장을 공력중인 자는 누구인가?", "CNT를 의미하는 것은 무엇인가?", "유방 검진용 고정형 단층합성시스템을 영어 약자로 어떻게 쓸 수 있는가?", "디지털 단층합성 영상을 영어로 어떻게 쓸 수 있는가?", "Xintek에서 개발 중인 여러 의료 관련 기기 등 중 임상 시험단계에 들어간 것은 무엇인가?", "O. Zhou 교수 그룹은 in-chamber형 전계방출 디지털 엑스선 소스 연구. 개발을 추진함과 더불어 전문기업들을 미국과 어디에 세우게 되었는가?" ]
60ddea21-62e8-42fe-8489-9b4e48fc0286	인공물ED	전계방출 디지털 엑스선 소스 및 구동 기술	<h1>4. 결 론</h1><p>최근 CNT, 그래핀 등의 나노 소재를 이용하여 활발히 연구 ◦ 개발되고 있는 전계방출 디지털 엑스선 소스의 구조, 구동방법, 용용에 대한 동향을 알아보았다. 전계방출 디지털 엑스선 소스는 현재 \(120\)년 이상 존속되어온 열음극 엑스선 소스의 대체와 더불어 의료 검진/치료, 산업 및 비파괴 검사, 보안 검사 등에서 새로운 엑스선 영상 모달리티(modality)를 창출하는 것을 목표로 활발히 연구되고 있다. 현재 전계방출 디지털 엑스선 소스는 초기 개발 단계를 지나 휴대용 치영상 시스템과 같은 소용량 엑스선 응용분야에서는 상용화 과정에 접어들고 있다. 전계방출 디지털 엑스선 소스가 기존 열음극 엑스선 소스에 비해 고속 디지털 구동의 장점을 가지고 있지만 보다 더 큰 경쟁력을 가지기 위해서는 고휘도/대전류의 전계 에미터, 단순 구조에 의한 전자빔 집속, 저비용 제조, 안정성 및 신뢰성 향상과 더불어 전계방출 디지털 엑스선 소스의 상점을 살릴 수 있는 응용분야를 찾아 조기에 상용화하는 게 무엇보다 중요하다.</p>	[ "전계방출 디지털 엑스선 소스의 목표가 뭐야?", "전계방출 디지털 엑스선 소스의 목적이 뭐지?", "전계방출 디지털 엑스선 소스가 큰 경쟁력을 가지기 위해 택한 방법이 뭐야'?" ]
fd621b1d-83ef-42c5-b427-27a66ca0674d	인공물ED	전계방출 디지털 엑스선 소스 및 구동 기술	<p>[그림 \(6\)]은 전계방출 디지털 엑스선 소스의 ACC 구동을 위한 타이밍 차트를 보여준다. 전계방출 게이트와 아노드에 인정한 전압 \( V_{G} \)와 \( V_{A} \)를 각각 인가한 상태에서(\( V_{G} \)는 전계방출 동작전압 이상, \( V_{A} \)는 엑스선 발생에 필요한 가속 전압을 각각 인가함) ACC용 고전압 MOSFET의 게이트로 어드레싱 펄스 전압 \( V_{Add} \)를 인가하여 전계방출 전류를 조절한다. 그림에서 보듯이 \( V_{Add} \)의 펄스 전압에 의해 ACC의 전류가 제어되도록 전계 에미터의 캐소드 노드 전압 \( V_{C} \)가 변조되는데, (On ⭢ Off) 전이와 (Off ⭢ On) 전이는 ACC 전류 차이로 인해 서로 비대칭적으로 반응하며, 이에 따라 반응시간(response time)이 긴 (On ⭢ Off) 전이가 전계 방출의 반응 시간 \( t_{R} \)을 결정한다. 전계방출 소자 구조 관점에서 반응시간은 캐소드와 게이트의 전기 용량(capacitance)에 직접적으로 의존하지만 주어진 소자 구조의 전기 용량 하에서 ACC 전류도 반응시간에 영향을 준다. 전계방출은 전기장에 의한 전자의 양자역학적 터널링으로 지극히 빠른 물리적 반응이지만, 소자로 구현되는 과정에서 필연적으로 생기는 전기용량과 저항에 의해 반응시간에 제한이 오며 이로 인해 고출력 마이크로웨이브 발진기(microwave generator) 등 고출력 고속소자로 응용되기 어려운 한계를 가진다.</p><p>전계방출 디지털 엑스선 소스의 고속 ACC 구동 특성을 확인하기 위해서 [그림 \(5\)]에서 언급된 완전 진공 밀봉된 전계방출 디지털 엑스선 튜브의 기본적인 전기적 특성을 먼저 분석하였다. [그림 \(7\)]은 아노드 전압 \( V_{A}=40 \mathrm{kV} \) 하에서 전계방출 디지털 엑스선 튜브의 게이트 전압에 따른 아노드 전류와 엑스선 흡수 선량비(absorbed dose rate)를 보여준다. 게이드 전압-아노드 전류 특성은 Fowler-Nordheim 관계식을 잘 따르고 있고, 엑스선 흡수 선량비도 삽입 그림에서 보듯이 아노드 전류에 대해 선형성을 잘 유지한다. 이는 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브가 전형적인 전계방출 특성으로 엑스선을 발생시킴을 나타낸다.</p><p>[그림 \(8\)]은 진공 밀봉된 디지털 엑스선 튜브를 ACC로 구동하면서 얻은 캐소드 노드 전압의 전이(transient) 특성을 보여준다. 발생된 펄스 엑스선을 \( \mathrm{ms} \) 이하 영역에서 직접 측정할 수 있는 계측기가 없기에, [그림 \(6\)]의 ACC 구동 차트에서 언급하였듯이 캐소드 노드 전압을 측정하여 반응시간을 분석하였다. 그림에서 보듯이 일반적인 ACC 구동의 경우 반응시간은 수 \( \mathrm{ms} \) 인 반면, 고속 ACC 구동은 \( 400 \mathrm{~V} \)의 푸시압 전압하에서 수 \( \mu \mathrm{s}\)정도로 짧다. 특히, 반응시간은 푸시압 부하 저항에 의존하며, \( 1 \mathrm{k} \Omega \)의 부하 저항에 대해 서브 마이크로초(sub \( \mu \mathrm{s})\)까지 짧아진다. 고속 ACC 구동에서 푸시압 전압은 전계방출 특성에 맞추어 설정되어야 하며, 낮을수록 온 상태의 누설 소비전력을 줄일 수 있다.</p>	[ "ACC 구동 반응시간은 푸시압 부하 저항이 높을수록 짧아지니?", "[그림6]은 디지털 엑스선 소스의 무엇을 보여주기 위한 차트야?", "전계방출이 고출력 고속소자로 응용되기 어려운 이유가 뭐니?", "전계방출 소자 구조 관점에서 ACC전류는 반응시간에 영향을 주니?", "그림 8에서는 캐소드 노드 전압의 어떤 특성을 확인 할 수 있어?", "전계방출 전류를 조절을 어떻게 해?", "ACC의 전류 제어를 위해서는 어떤 전압이 변조 되어야 해?", "고속 ACC 구동에서 누설 소비전력 감소를 위해서는 푸시압 전압은 높아야 해?", "(On ⭢ Off) 전이와 (Off ⭢ On) 전이는 서로 대칭적으로 반응하는가?" ]
b03ad09c-ef1f-4923-a44a-aca8028ec703	인공물ED	최적의 Bang-Bang 입력을 이용한 볼-빔 시스템의 강인한 추적 제어	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>대부분의 물리적 시스템은 불가피하게 불확실성 요소를 포함하고 있어 시스템에 제어기를 적용하면 저하된 성능이 발생하게 된다. 이처럼, 최근에는 불확실성 요소를 포함하고 있는 시스템의 성능을 향상시키고자 하는 연구가 진행되고 있다.</p><p>하지만, 대부분의 제어 방법은 입력정합조건(Input matching condition)에 부합할 때, 불확실성에 대한 강인성을 보이거나, 많은 제약조건으로 인해 실제로 설계하기도 힘들고 적용하기도 매우 어렵다. 또한, 입력정합조건에 부합하지 못할 때는 강인성을 보장할 수 없다는 단점이 있다. 실제로 많은 비선형 제어시스템은 입력정합조건을 부합하지 못하며, 이런 시스템에 대한 제어 방법 역시 활발히 연구되고 있다. 볼-빔 시스템(Ball and beam system) 역시 불확실성을 포함하고 있기 때문에 예외가 아니지만, [9],[10]을 바탕으로 불확실성을 포함하고 있더라도 조정제어를 통해 시뮬레이션과 실험결과간에 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 이번 연구는 볼-빔 시스템의 추종 제어를 다루기로 한다. 먼저, 볼-빔 시스템에 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용하여 시뮬레이션 및 실험을 비교한 결과 [9],[10]과는 달리 큰 차이가 발생하였다. 이러한 이유는 알 수 없는 외란과 입력정합조건에 부합하지 못해 영향을 미친것으로 판단되어 시뮬레이션에서도 실험 환경과 유사한 조건을 갖추기 위해 볼-빔 시스템의 상태방정식에 비선형 성분 즉, 외란을 적절히 추가하여 제어기를 설계하였다. 결과적으로 외란을 추가함으로써 입력정합조건을 만족하지 못하게 되었으며, 재모델링한 제어기로 시뮬레이션과 실험 결과간에 큰 차이가 없어 유효한 모델링인 것을 입증하였다. 하지만, 여전히 제어기의 저하된 성능은 피할 수 없었다. 한편, [12]에서는 피드백이 중단되었을 때, 일정 시간 동안 특정 경계내에 유한한 스위칭을 통해 시스템의 응답을 유지하는 bang-bang 제어 기법이 보고 되어있다. 이러한 점을 근거로 하여 본 논문에서는 앞서 언급한 [9],[10]을 통해 볼-빔 시스템에 서는 조정 제어가 효과적이지만, 추종 제어에는 부족하여 적절하게 bang-bang 제어 기법을 적용하면 추종 오차의 경계를 감소시키는데 효과적일 것으로 판단하였다. 이에 따라, 기존의입-출력 궤환 선형화 기반 제어기가 구동되고 있는 상황에서 쇠공이 초기 과도상태에서 벗어나 정상상태 궤도로 진입하고 있는 단계의 상태값으로부터, 적절한 스위칭 및 bang-bang 입력신호를 특정 시간동안 보충하였다. 그 결과, 시뮬레이션 및 실험 결과에서 모두 오차의 경계를 감소 시킴으로써 저하되었던 추종의 성능을 향상시켰다. 따라서, 파라미터의 불확실성에 대해서는 강인성을 그리고 외란 및 입력정합조건에 부합하지 못하는 불확실성에 대해서도 성능을 향상시키는 새로운 강인한 제어 기법을 제안하였고, 시뮬레이션 및 실험 결과를 통해 입증하였다.</p>	[ "입력정합조건에 부합하는 대부분의 제어방법의 특징은 무엇이야?", "본문에서 대부분의 제어방법의 경우 어떤 조건에 부합하면 불확실성에 대한 강인성을 보인다고 하는데 이 조건은 무엇인가?", "입력정합조건에 부합하는 대부분의 제어방법은 불확실성에 강인성을 보이거나, 제약조건이 많은 탓에 설계도 힘들고 적용하기 어려운 것이 맞아?", "물리적 시스템이 불확실성 요소를 포함하고 있지만 시스템 제어기를 적용하는 것으로 향상된 성능을 얻을수 있는 것이 맞아?", "시스템에 제어기를 적용하면 저하된 성능이 발생하게 되는 이유가 뭐야?", "대부분의 비선형 제어시스템은 입력정합조건을 충족하고 있는 것이 맞아?", "볼-빔 시스템에 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용했을 때 시뮬레이션 및 실험을 비교한 결과에 큰 차이가 발생했기에 이를 해결하기 위해 어떻게 했어", "입력정합조건에 부합하지 못하는 경우에도 강인성에 대해서는 충분히 보장되는 것이 맞아?", "불확실성을 포함한 볼-빔 시스템에 시뮬레이션과 실험결과에 큰 차이가 없는 결과를 얻기 위해 무엇을 적용해야해?", "대부분 입력정합조건을 부합하지 못하는 시스템은 무엇이야?", "본문에서 피드백이 중단되었을 때, 일정 시간 동안 특정 경계내에 유한한 스위칭을 통해 시스템의 응답을 유지할 수 있는 기법은 무엇이야?", "본문에서 볼-빔 시스템에 무엇을 적용하였을 때 시뮬레이션 및 실험을 비교한 결과 큰 차이가 발생했어?", "불확실성을 포함하고 있으나, 조정제어를 통한 시뮬레이션과 실험결과에 큰 차이가 없는 것을 보여준 시스템은 무엇이야?", "본문에서 외란을 추가여 입력정합조건을 만족하지 못하게 되었지만, 재모델링한 제어기가 시뮬레이션과 실험 결과간에 큰 차이가 없어 유효한 모델링인 것을 입증함과 동시에 성능 저하를 피할수 있었던게 맞아?", "볼-빔 시스템에 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용하였을 때 시뮬레이션 및 실험을 비교한 결과에 큰 차이가 발생하였는데 이유가 뭐야?", "볼-빔 시스템의 경우 불확실성을 포함하고 있기에, 조정제어를 적용하더라도 시뮬레이션과 실험결과간에 큰 차이가 발생하는 것이 맞아?", "본문에서 입력정합조건을 만족하지 못하게된 이유는 무엇을 추가했기 때문이야?", "볼-빔 시스템에 서는 조정 제어가 효과적이지만, 추종 제어에는 부족하여 적절하게 bang-bang 제어 기법을 적용하여 어떤 효과를 얻을 수 있어?", "bang-bang 제어 기법은 피드백이 진행중에도 일정 시간 동안 특정 경계내에 유한한 스위칭으로 시스템의 응답을 유지할 수 있는 특징을 가진 것이 맞아?", "기존의입-출력 궤환 선형화 기반 제어기가 구동되고 있는 상황에서 쇠공이 초기 과도상태에서 벗어나 정상상태 궤도로 진입하고 있는 단계의 상태값으로부터, 적절한 스위칭 및 bang-bang 입력신호를 특정 시간동안 보충하였을 때 어떤 효과를 얻을 수 있었어?", "볼-빔 시스템에 bang-bang 제어 기법을 적용하여 실험을 진행한 결과 예상과 달리 시뮬레이션 및 실험결과 모두에서 오차의 경계를 감소시키지 못해 추종의 성능에 변화가 없었던 것이 맞아?", "본문에서 볼-빔 시스템에 서는 조정 제어가 효과적이지만, 추종 제어가 부족하기에 적절하게 무엇을 적용했어?", "본문에서 제안한 제업 기법은 어떤 특징을 가지고 있어?", "입력정합조건에 부합하지 못하면 어떤 단점이 발생할 수 있어?", "본문에서 제안한 강인한 제어 기법은 입력정합조건이 충족되지 않는 불확실성에 대해서도 성능을 향상시킬 수 있는 것이 맞아?" ]
81107216-677a-4151-895e-a4761cd7fbb6	인공물ED	최적의 Bang-Bang 입력을 이용한 볼-빔 시스템의 강인한 추적 제어	<h1>요약</h1><p>본 논문에서는, 볼-빔 시스템에 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용하여 추종 궤적 \( r(t) \) 를 추종하도록 제어기를 설계하였다. 설계한 제어기로 시뮬레이션 및 실험에 적용한 결과, 실험에서 오차가 크게 발생하였다. 이러한 이유는 외란 및 입력정합조건을 만족하지 못해 발생한 것으로 판단되어 볼-빔 시스템의 기존 모델링에서 적절한 외란을 추가하여, 시뮬레이션을 통해 실험 결과와 비슷한 유효한 모델링임을 입증하였다. 그러나, 여전히 저하된 성능으로 인해 bang-bang 제어기를 추가로 적용하였다. 결과적으로, 시스템의 불확실성에 대해 강인하고 향상된 성능을 시뮬레이션 및 실험결과를 통해 검증하였다.</p>	[ "본문에서 추종 궤적 \\( r(t) \\) 를 추종하도록 설계한 제어기는 실험에서도 큰 오차를 보이지 않는 것으로 측정된 것이 맞아?", "추종 궤적 \\( r(t) \\) 를 추종하도록 한 제어기가 실험에서 크게 오차가 발생한 이유가 뭐야?", "본문에서 설계한 제어기가 크게 오차가 발생한 이유는 외란 및 입력정합조건을 만족하지 못해 발생한 것으로 판단되기에 이를 해결하기위에 어떻게 했어?", "본문에서 저하된 성능을 해결하기 위해 추가된 것은 무엇이야?", "무엇이 본문에서 저하된 성능을 처리하기 위해 추가되었지", "본문에서 bang-bang 제어기를 추가로 적용한 이유가 저하된 성능 때문인 것이 맞아?", "본문에서 저하된 성능으로 인해 bang-bang 제어기를 추가로 적용하였으나, 시뮬레이션 및 실험 결과에서 크게 향상된 성능을 보지 못한것이 맞아?", "시스템에 대한 불확실성과 강인하고 향상된 성능을 시뮬레이션과 실험결과를 통해 검증할 수 있게 한 제어기는 무엇이야?", "본문에서 저하된 성능으로 인해 bang-bang 제어기를 추가로 적용하였는데 이를 통해 얻을 수 있는 결과가 무엇이야?", "본문에서 볼-빔 시스템에 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용한 제어기를 통해 무엇을 할 수 있도록 하였는가?", "본문에서 제안한 제어기는 추종 궤적 \\( r(t) \\) 를 추종하도록 하기 위해 무엇을 적용하였는가?" ]
308e339a-3971-4a98-b7a5-08d545a43121	인공물ED	최적의 Bang-Bang 입력을 이용한 볼-빔 시스템의 강인한 추적 제어	<h2>3.2 입-출력 궤환 선형화 기반 상태궤환 제어기의 시뮬레이션 및 실험결과</h2><p>Fig. 2는 앞에서 설계한 제어기 식 (10)을 볼-빔 시스템의 초기조건과 추종 궤적 \( r(t) \) 를 이용하여 시뮬레이션 및 실험 결과를 비교한 것 이다.</p><p>관찰 1: Fig. 2에서 시뮬레이션 결과를 관찰하면 쇠공이 추종 궤적 \( r(t) \) 를 목표하는 만큼 추종하고 있어 오차가 없는 것을 확인할 수 있다. 그러나 실험 결과를 관찰하면 쇠공이 추종 궤적을 따라가지 못해 오차가 최대 \( 6[\mathrm{cm}] \) 까지 발생한 것을 확인할 수 있다. 이러한 이유는 볼-빔 시스템이 완전한 공칭 모델이 아니며, 알 수 없는 외란 및 입력정합조건(Input matching condition)을 만족하지 못해 오차가 발생한 것을 유추해 볼 수 있다. 여기서, 입력정합조건이란, 제어 변수들이 포함되어있는 상태방정식에만 불확실성이 들어가야 한다는 구조적 성질이다. 이처럼 볼-빔 시스템의 내적으로 불확실성 요인과 외적으로 외란을 고려하지 않았을때의 시뮬레이션과 실험 결과를 비교하였을 때, 오차가 크게 발생했기 때문에 시뮬레이션에서도 실험 환경과 비슷한 조건을 갖춘 좀 더 유효한 모델링을 설계해야 할 필요성이 있다.</p><h2>3.3 볼-빔 시스템의 재모델링</h2><p>앞서 언급했듯이 볼-빔 시스템에 제어기를 적용하여 구동시키면 시스템 자체의 불확실성과 알 수 없는 외란 및 입력정합조건을 만족하지 못해 시뮬레이션과는 달리 실험에서는 오차가 발생하여 성능이 저하된 결과를 확인하였다. 따라서, 시뮬레이션에서도 실험 환경과 비슷한 조건을 갖추기 위해 식 (1)을 다시 표현할 수 있다.</p><p>\( \Sigma:\left\{\begin{array}{l}\dot{x}_{1}=x_{2}+d_{e x 1} \\ \dot{x}_{2}=K_{b b}^{0} \sin x_{3}+\Delta K_{b b} \sin x_{3}+d_{e x 2} \\ \dot{x}_{3}=x_{4}+d_{e x 3} \\ \dot{x}_{4}=-\frac{1}{\tau} x_{4}+\frac{K}{\tau} u+d_{e x 4}\end{array}\right. \)<caption>(11)</caption></p><p>여기서, 볼-빔 시스템의 내부 요인으로는 식 (1)에서 \( K_{b b} \) 는 파라미터의 불확실성을 포함하여, \( K_{b b}^{\circ 0} \)와 \( \Delta K_{b b} \) 로 각각 공칭 및 불확실한 파라미터로 나눌 수 있으며, 외부 요인으로는 외란을 고려하여 식 (1)의 상태방정식에 \( d_{e x 1}=\sin 0.5 x_{2}+\sin 0.1 x_{3}, d_{e x 2}= \) \( 0.7 \sin 4 \pi x_{3}\), \(\quad d_{e x 3}=0.3 \sin 0.9 x_{1}\), \(d_{e x 4}=-3 \cos x_{2}-\cos \pi t \) 를 추가하게 되었다. 따라서, 실험 환경과 유사하게 모델링을 하다보니 입력정합조건을 만족하지 못하는 시스템이 되었다.</p>	[ "실험 결과를 관찰하면 쇠공이 추종 궤적을 따라가지 못해 오차가 최대 몇 cm까지 발생한 것을 확인할 수 있니?", "제어 변수들이 포함되어 있는 상태방정식에만 불확실성이 들어가야 한다는 구조적 성질은 무엇이니?", "시뮬레이션에서도 실험 환경과 비슷한 조건을 갖추기 위해 식을 어떻게 표현했니?", "오차가 발생한 이유는 볼-빔 시스템이 완전한 공칭 모델이 아니며, 알수없는 외란 및 입력정합조건을 만족하지 못해서 이니?" ]
82fb15f8-ef72-4fbc-874e-fa7ea2bad675	인공물ED	최적의 Bang-Bang 입력을 이용한 볼-빔 시스템의 강인한 추적 제어	<h2>3.4 재모델링의 유효성 검증 결과</h2><p>다음은 파라미터 \( K_{b b} \) 의 불확실성과 추가한 외란 \( d_{e x 1}\), \(d_{e x 2}\), \(d_{e x 3}\), \(d_{e x 4} \) 를 시뮬레이션 및 실험을 통해 볼-빔 시스템의 강인성을 확인하고, 유효한 모델링인 것을 검증한다.</p><p>\( \begin{array}{l} \text { Set } 1: K_{b b}=0.37647 \\ \text { Set } 2: K_{b b}=0.4183 \\ \text { Set } 3: K_{b b}=0.46013 \end{array} \)<caption>(11)</caption></p><h3>3.4 .1 재모델링의 시뮬레이션 결과</h3><p>Fig. 3은 입-출력 궤환 선형화 기반 상태궤환 제어기의 시뮬레이션 결과에서 쇠공의 위치 \( x_{1} \), 모터의 각 \( x_{3} \), 추종오차 \( e \), 입력전압 \( u \) 를 나타낸 것이며, 쇠공의 속도 \( x_{2} \) 와 모터의 각속도 \( x_{4} \) 는 측정할 수 없어 미분기를 사용하였다. 그리고 앞으로의 모든 시뮬레이션 및 실험결과에서는 제안한 제어기의 강인성을 확인하기 위해 set별로 각각 표시하였다.</p><h3>3.4 .2 재모델링의 실험결과</h3><p>Fig. 4는 앞의 시뮬레이션을 토대로 실험에 적용해 본 결과이다.</p><p>관찰 2: 시뮬레이션 결과 fig. 3의 (c)를 관찰하면 외란으로 인해 추종 오차가 대략 \( 6 \sim 8[\mathrm{cm}] \) 로 나타났고, 실험 결과 fig. 4 의 (c)를 관찰하면 추종 오차가 대략 \( 4 \sim 6[\mathrm{cm}] \) 인 것을 확인할 수 있으며, 입력 전압의 크기도 유사한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 추종오차와 입력전압이 실제 시스템에 근접하여 큰 차이가 없는 것을 바탕으로 앞에서 수정한 모델링이 유효한 것을 입증하였다. 그러나, 입-출력 궤환 선형화 기법을 적용한 제어기만으로는 추종 궤적 \( r(t) \) 를 추종하는 성능이 측정잡음, 노이즈, 외란등으로 인해 만족스럽지 못한 것을 확인 할 수 있다. 따라서, 제어기의 성능을 향상시키기 위해서는 입-출력 궤환 선형화 기법에 새로운 강인한 제어기법을 추가하여 더욱더 정밀도를 높일 수 있는 제어가 필요하다.</p><h1>Ⅳ. 제어성능 향상을 위한 bang-bang 제어기 설계</h1><p>재구성된 볼-빔 시스템의 모델링 식 (11)은 입력 정합조건을 만족하지 못하므로 기존의 슬라이딩 모드, 적응제어, 백스텝핑 등 기존의 제어 기법은 사용하기 어렵다. 따라서, 새로운 제어 기법이 필요하다. 한편, [3],[12]에서는 일정 시간 동안 특정 경계내에 유한한 스위칭을 통해 시스템의 응답을 유지하는 bang-bang 제어 기법이 보고 되어있다. 이러한 점을 근거하여 본 논문에서는 앞서 언급한 [9],[10]을 통해 볼-빔 시스템에서는 조정 제어가 효과적이지만, 추종 제어에는 부족하여 적절하게 bang-bang 제어 기법을 적용하면 추종 오차의 경계를 감소시키는데 효과적일 것으로 판단되어, bang-bang 제어를 통해 오차의 경계를 감소시켜 성능을 향상시킬 수 있는 제어기를 설계한다.</p>	[ "쇠공의 속도 \\( x_{2} \\) 와 모터의 각속도 \\( x_{4} \\) 는 측정할 수 없어 무엇을 사용하였니?" ]
e5c35b76-34a4-41b7-b4d0-5cbc461e5284	인공물ED	최적의 Bang-Bang 입력을 이용한 볼-빔 시스템의 강인한 추적 제어	<h3>4.1.1 bang-bang 제어기의 주기 \( T \) 개략도</h3><p>bang-bang 제어기의 설계요소로는 주기 \( T \), 스위칭 수 \( N \), 입력전압 \( K \) 3가지 요소가 있으며, Fig. 5는 기존의 입-출력 궤환 선형화 기반 상태궤환 제어기에서 특정 시간에 bang-bang 제어기가 추가되고 함께 구동되어 제어기의 성능을 향상시키기 위한 시스템의 개략도를 나타낸 것이다.</p><p>\( T \) 가 종료되면 종료된 시점의 상태값에서 \( T \) 를 반복적으로 입력하여 함께 구동하게 된다. 또한, 초기 과도상태에서는 시스템이 불안정하고 변화하는 과정이며, 정상상태에서는 반응이 일정하기 때문에, 시스템이 안정되어 반응이 일정한 정상상태에서 bang-bang 제어기를 추가해야 한다. 따라서, \( t_{1} \) 은 제어기의 응답이 초기 과도상태 궤적에서 정상상태 궤적으로 진입하는 순간을 의미하고, Fig. 3,4를 통해 \( t_{1}=5[s] \) 로 설정한다. 즉, 요약하면 다음과 같다.</p><p>ⅰ \( t=0 \sim t_{1} \) 까지는 입-출력 궤환 선형화를 기반 한 제어기가 구동되고, ⅱ \( t=t_{1}+(i-1) T \sim t_{1}+i T \) 까지는 \( t_{1} \) 의 상태값에서 bang-bang 제어기가 추가되어 Theorem 1에 의거하여 기존의 입-출력 궤환 선형화 기반 상태궤환 제어기와 함께 구동된다. 여기서, \( 0 \leq i \leq n \) 이다.</p><h3>4.1.2 입력전압 \( K \), 주기 \( T \), 스위칭 수 \( N \) 의 설계</h3><p>Table. 1과 Fig. 6 그리고 Table. 2는 bang-bang 제어기의 입력전압 \( K \), 주기 \( T \), 스위칭 수 \( N \) 을 설정하기 위해 볼-빔 시스템의 사양을 벗어나지 않는 범위 내에서 기준을 세운 것이다. 먼저, 입력전압 \( K \) 는 Fig. 4 의 (d)를 관찰하면 최대 입력전압의 크기가 대략적으로 \( 5[v] \) 이다. \( \dot{x}=u+w \) 에서 \( \|w\| \leq\|u\| \) 를 만족해야 하며, 볼-빔 시스템은 최대 허용 가능한 입력전압이 \( \pm 15[v] \) 이므로, 볼-빔 시스템에 무리가 가지 않도록 bang-bang 제어기의 입력전압을 최대 \( 5[v] \) 를 초과하지 않도록 설정하면 하드웨어적으로도 아무런 문제가 없다. 그리고 스위칭의 횟수가 적으면 쇠공이 추종 궤적을 추종하면서 bang-bang 입력전압이 한 방향으로만(\(+\)or \(-\) 방향) 입력되어 치우지게 되고, 스위칭이 많으면 기존의 입-출력 궤환 선형화 기반 제어기보다 bang-bang 제어기의 영향이 더 커져 성능이 저하될 수 있기 때문에, 스위칭 횟수에 대한 영향을 관찰하기 위해 스위칭 수 \( N \) 은 1초를 기준으로 0 ~ 24 회까지 설정하였다. 마지막으로 주기 \( T \) 는 빔을 따라 움직이는 쇠공이 \( r(t) \) 를 추종하면서 관성의 영향을 관찰하여 안정된 값을 설정하기 위해 Fig. 4의 (b)를 관찰한다. 먼저, 주기를 3,5,6초로 나누게 되면 5초 간격일 때, 모터의 각도가 대략적으로 양극단의 최대값 (\( x^{-}(-0.433) \sim x^{+}(+0.156)[\mathrm{rad}] \)) 근처이며, 3,6초 일 때는 제각각 인것을 확인할 수 있다. 다시 분석하면 쇠공의 속도를 감소시키기 위해 모터의 각도가 최대가 되었을 때, 즉, 쇠공의 속도가 0 근처가 되는 지점에서 bang-bang 제어기의 입력을 추가해야 관성의 영향을 가장 덜 받을 수 있기 때문에 Table. 3 에 3,5,6 초 일 때 측정된 모터의 각 \( x_{3} \) 와 양 극단의 최대값 (\( x^{-}, x^{+} \))의 차이를 나타내었고, 3,6초 일 때 보다 5초 일 때, 양 극단의 값에 더 가까운 것을 확인할 수 있어, 특정 주기 \( T=5[s] \) 로 설정한다.</p><p>여기서, 차이 \( \%=\left\{\left(\right.\right. \text{양극단의} x_{3}- \text{측정된} \left.x_{3}\right) / \text{양극단의} \left.x_{3}\right\} \times 100 \)이다.</p><h3>4.1.3 시뮬레이션을 통한 선정 결과</h3><p>Fig 7은 Fig. 6과 Table 2 를 통해 적절히 \( T\), \(K\), \(N \)을 설정하여 시뮬레이션을 한 결과이다.</p><p>관찰 3: Fig. 7은 Table 2를 통해 각각 \(( B_{1}: N=05\text{회}\), \( u^{\pm}=2.7[v])\),\((B_{2}: N=10 \text{회}, u^{\pm}=3.2[v] )\),\((B_{3}: N=20 \text{회}, u^{\pm}= \)\( 4.8[v]) \) 로 설정하여 추종 오차와 입력 전압을 나타낸 것이다. 입력 전압, 스위칭 횟수 그리고 주기는 모두 작지도 크지도 않은 중간값에서 가장 효과가 돋보였다. 따라서, 시뮬레이션 결과를 통해 \( B_{2} \) 를 bang-bang 제어기의 기준으로 설정한다.</p><h1>Ⅴ. 보정된 전체 제어기의 성능</h1><h2>5.1 보정된 전체 제어기의 시뮬레이션 결과</h2><p>Fig. 8은 3장의 기존의 시뮬레이션 결과에서 bang-bang 제어기를 \( t=t_{1}+(i-1) T \sim t_{1}+i T \) 동안 추가하여 쇠공의 위치 \( x_{1} \), 모터의 각 \( x_{3} \), 추종오차 \( e \), 입력전압 \( u \) 를 나타낸 것이다. 앞에서와 마찬가지로 bang-bang 제어기의 성능을 확인하기 위해 극점 및 외란은 동일한 조건에서 진행하였으며, bang-bang 제어기의 입력 전압의 크기는 \( 3.2[v] \), 스위칭 수는 25초 동안 총 250회를 하였다.</p><h2>5.2 보정된 전체 제어기의 실험결과</h2><p>Fig. 9는 위의 시뮬레이션을 토대로 같은 조건 하에서 실험에 적용해본 것이다.</p><p>관찰 4: Fig. 8,9에서 확인할 수 있듯이, 볼-빔 시스템에 bang-bang 제어기를 추가함으로써 향상된 성능을 확인하였고, Table 3 에 재모델링 및 보정된 제어기의 결과를 요약하여 나타내었다.</p><p>Remark 1: 볼-빔 시스템의 외란을 정확히 알 수 없기 때문에 재모델링한 제어기의 시뮬레이션 오차와 실험 오차간의 차이가 발생하였다.</p>	[ "\\( \\dot{x}=u+w \\)에서 어떤 조건을 만족해야 하는가?", "\\( t_{1} \\)은 무엇을 의미하는가?", "기존의 제어기에서 특정 시간에 bang-bang 제어기가 추가되어 함께 구동되면 제어기의 성능이 향상되는가?", "\\( T \\) 가 종료되면 종료된 시점의 상태값에서 무엇을 반복적으로 입력하는가?", "초기 과도상태는 어떤 과정인가?", "bang-bang 제어기의 설계요소로 무엇이 있는가?", "재모델링한 제어기의 시뮬레이션 오차와 실험 오차간의 차이가 발생한 이유는?", "\\( t=t_{1}+(i-1) T \\sim t_{1}+i T \\) 까지는 \\( t_{1} \\) 의 상태값에서 무엇이 추가되는가?", "최대 입력전압의 크기는 무엇인가?", "재모델링 및 보정된 제어기의 결과는 어디에 제시되었는가?", "스위칭의 횟수가 많으면 성능이 저하될 수 있는가?", "초기 과도상태에서 bang-bang 제어기를 추가해야 하는가?", "\\( x_{1} \\)은 무엇을 의미하는가?", "주기를 \\( T=5[s] \\) 로 설정한 이유는?", "bang-bang 제어기의 입력 전압의 크기는 무엇인가?", "스위칭 수 \\( N \\) 을 1초를 기준으로 0 ~ 24 회까지 설정한 이유는?", "bang-bang 제어기의 기준으로 설정된 값은 무엇인가?", "모터의 각도가 대략적으로 양극단의 최대값을 갖게 되는 주기는 무엇인가?", "볼-빔 시스템에 bang-bang 제어기를 추가하면 성능이 향상되는가?", "Fig. 7이 Table 2를 통해 나타내는 것은 무엇인가?", "스위칭 수는 1초 동안 총 10회를 하였는가?", "입력 전압, 스위칭 횟수, 주기는 어떤 값에서 가장 효과가 뛰어났는가?", "스위칭의 횟수가 적으면 어떤 일이 발생하는가?", "무엇을 통해 \\( t_{1}=5[s] \\)로 설정되는가?", "\\( B_{2} \\)가 bang-bang 제어기의 기준으로 설정된 근거는 무엇인가?", "시스템이 안정되어 반응이 일정한 상태는 무엇인가?", "bang-bang 제어기의 입력전압 \\( K \\), 주기 \\( T \\), 스위칭 수 \\( N \\) 을 설정하기 위한 범위는 무엇인가?", "관성의 영향을 가장 덜 받을 수 있는 지점은 어디인가?", "볼-빔 시스템의 최대 허용 가능한 입력전압은 무엇인가?", "어느 구간에서 bang-bang 제어기가 추가되었는가?", "모터 각도의 양극단의 최대값은 무엇인가?", "입-출력 궤환 선형화를 기반한 제어기가 구동되는 구간은?", "빔을 따라 움직이는 쇠공은 \\( r(t) \\) 를 추종하는가?", "모터의 각도를 최대로 한 이유는?", "Fig 7은 무엇을 나타내는가?", "볼-빔 시스템에 무리가 가지 않게 하기 위해 bang-bang 제어기의 입력전압을 어떻게 설정해야 하는가?", "Fig. 4의 (b)를 관찰하는 이유는?" ]
a869c88e-6d06-43be-98bf-0c8532de7e4c	인공물ED	그림자 영향을 고려한 새로운 태양광 추적시스템 제어	<h1>4. 실험 및 결과</h1> <p>본 논문에서 사용된 태양전지 어레이는 \( 210 \mathrm{Wp} \) 단결정 실리콘 태양전지 모듈로 태양전지 모듈 9장을 직렬로 연결하고 17병렬 시스템으로 설계하였다. 태양전지 모듈의 사양은 다음 표 2와 같다.</p> <table border><caption>표 2 태양전지 모듈 사양.</caption> <tbody><tr><td>Maximum power \( \left(P_{\max }\right) \) \( [W] \)</td><td>210</td></tr><tr><td>Max .power voltage \( \left({ }^{V_{m p}}\right) \) \( [V] \)</td><td>41.3</td></tr><tr><td>Max. power current \( \left(I_{m p}\right) \) \( [A] \)</td><td>5.09</td></tr><tr><td>Open circuit voltage \( \left(V_{o c}\right) \) \( [V] \)</td><td>50.9</td></tr><tr><td>Short circuit current \( \left(I_{s c}\right) \) \( [A] \)</td><td>5.57</td></tr><tr><td>Warranted minimum power \( \left(P_{\min }\right) \) \( [W] \)</td><td>199.5</td></tr><tr><td>Output tolerance \([\%]\)</td><td>+10/-5</td></tr><tr><td>Maximum system voltage \( [V] \)</td><td>600</td></tr><tr><td>Temperature coefficient of \( P_{\max } \) \( \left[\% /{ }^{\circ} \mathrm{C}\right] \)</td><td>-0.3</td></tr><tr><td>Temperature coefficient of \( V_{o c} \) \( \left[V /{ }^{\circ} \mathrm{C}\right] \)</td><td>-0.127</td></tr><tr><td>Temperature coefficient of \( I_{s c} \) \( \left[m A /{ }^{\circ} C\right] \)</td><td>1.67</td></tr><tr><td colspan=2>Standard Test Conditions : Air mass \( 1.5 \) Irradiance \( =1000 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} \), Cell temperature \( =25^{\circ} \mathrm{C} \)</td></tr></tbody></table> <p>또한, PCS(Power Conditioning System)의 용량선정을 위하여 태양전지 모듈의 온도계수를 고려한 전압 산출이 중요하다. 모듈의 직렬 수는 인버터의 동작전압에 따라 결정되며, 설치장소의 최저온도에서는 개방전압의 값보다는 적고, 최고온도에서는 최소 MPPT 전압 값 보다는 커야한다. 본 논문에서의 직렬 수는 9로 선정하였으며, 표 3은 태양광 인버터의 사양을 나타낸다.</p> <table border><caption>표 3 태양광 인버터 사양.</caption> <tbody><tr><td>항 목</td><td>규 격</td></tr><tr><td>Recommended power supply</td><td>\( 28-42 \mathrm{kWp} \)</td></tr><tr><td>MPP voltage range</td><td>\( 210-420 \mathrm{~V} \)</td></tr><tr><td>Max. input voltage (at \( 1000 \mathrm{~W} / \mathrm{m}^{2} /-10^{\circ} \mathrm{C} \) in an open circuit)</td><td>\( 530 \mathrm{~V} \)</td></tr><tr><td>Max. input current</td><td>\( 164 \mathrm{~A} \)</td></tr><tr><td>Nominal output power \( \left(P_{\max }\right) \)</td><td>\( 32 \mathrm{~kW} \)</td></tr><tr><td>Max. output power</td><td>\( 32 \mathrm{~kW} \)</td></tr><tr><td>Nominal mains voltage</td><td>\( 3 \mathrm{NPE} \times 400 \mathrm{~V},+10 /-15 \% \)</td></tr><tr><td>Nominal output Current</td><td>\( 3 \times 46.4 \mathrm{~A} \)</td></tr><tr><td>Nominal frequency</td><td>\( 60 \pm 0.2 \mathrm{~Hz} \)</td></tr><tr><td>Distortion factor</td><td>-</td></tr><tr><td>Power factor</td><td>1</td></tr><tr><td>Maximum efficiency</td><td>\( 94.3 \% \)</td></tr><tr><td>Overnight internal consumption</td><td>\( 9 \mathrm{~W} \)</td></tr><tr><td>Internal consumption operation</td><td>\( 66 \mathrm{~W} \)</td></tr><tr><td>Cooling system</td><td>Controlled forced-air ventilation</td></tr></tbody></table> <p>그림 12는 계통연계형 태양광 추적 시스템으로서 본 논문에서 제시한 실험장치 구성도를 나타낸다. 태양광 발전을 위한 태양전지 어레이와 위치추적을 위한 센서를 포함한다, 추적 제어 보드는 센서의 신호와 PC를 이용하여 개발된 알고리즘으로 제어된다. 인버터는 그림자 보상을 하였을 경우와 미 보상 하였을 경우를 비교하기 위해 두 그룹으로 구성하였으며, 최종 출력전력은 PC를 통해 모니터링을 할 수 있다. 또한 생산된 전력은 전력량계를 거쳐 한전계통과 연계되어 있다.</p> <p>그림 13 은 일사량 변화에 따른 대기온도 및 표면온도의 변화를 나타내고 있다. 일사량이 급변 시 모듈의 표면온도 역시 급변함을 알 수 있다.</p> <p>그림 14는 그립자 보상에 따른 교류전력 변화를 나타낸 것으로서 9시 40분까지 제안한 그림자 보상 알고리즘에 의한 발전량 차이를 비교하면 그림자 보상기능을 탑재한 추적장치의 발전량은 \( 21.94[\mathrm{kWh}] \)이고 그림자 보상기능을 제외한 추적장치의 발전량은 \( 16.45[\mathrm{kWh}] \)로서 발전량 차이는 \( 5.49[\mathrm{~kW}] \)이다. 또한, 오후 시간의 그림자 보상 알고리즘에 의한 발전량 차이는 저 일사량으로 인하여 거의 차이가 없음을 알 수 있다.</p> <p>그림 15는 본 논문에서 제안한 방법에 의한 그림자 보상을 알고리즘을 적용하여 분석한 자료로서 시간별 발전량 및 일사량의 변화를 나타내고 있다. 본 논문에서 제시한 그림자 보상 알고리즘에 의한 발전량은 그림자 영향이 미 보상된 발전량에 비해 약 \( 7[\mathrm{~kW}] \) 정도 높게 나타나고 있다.</p> <p>그림 16은 본 논문에서 제안한 방법에 의한 그림자 보상의 알고리즘을 적용하여 1 개월 동안의 분석 자료를 나타낸다. 최대 발전량 차이는 10월 31일에 약 \( 7[\mathrm{~kW}] \) 이다. 그림자 보상기능을 탑재한 추적장치의 충 발전량은 \( 4829[\mathrm{kWh}] \)이고 종래의 방법인 그림자 보상기능을 제외한 추적장치의 발전량은 \( 4768[\mathrm{kWh}] \)로 나타났으며, 두 비교군의 발전량 차이는 그림자 보상 알고리즘을 적용한 시스템이 \( 61[\mathrm{~kW}] \) 정도 높게 나타나고 있다. 따라서 실증실험에 의한 종래의 알고리즘 비교를 통해 본 논문에서 제시한 그림자 보상 알고리즘의 타당성 및 효율성을 입증할 수 있었다.</p>	[ "태양전지 모듈에서 41.3의 값을 갖는 것은 무엇인가?", "태양전지 모듈의 Maximum power은 얼마인가?", "Open circuit voltage를 어떤 문자로 표현하는가?", "표의 제목은 무엇인가?", "Short circuit current는 몇 \\( [A] \\)인가?", "태양광 인버터의 Recommended power supply의 값은 얼마인가?", "사양 중에서 600의 값을 갖는 것은 무엇인가?", "무엇의 온도 계수가 가장 큰 값을 갖는가?", "태양전지 모듈의 Warranted minimum power는 얼마의 값을 갖는가?", "Max. input voltage을 얼마의 \\( \\mathrm{W} / \\mathrm{m}^{2} /-10^{\\circ} \\mathrm{C} \\)에서 알아보았는가?", "\\( 210-420 \\mathrm{~V} \\)의 값을 갖는 항목은 무엇인가?", "\\( 3 \\mathrm{NPE} \\times 400 \\mathrm{~V},+10 /-15 \\% \\)의 값을 갖는 항목은 무엇인가?", "Nominal output power은 얼마의 값을 갖는가?", "항목 중에서 Nominal output Current은 얼마의 값을 갖는가?", "Power factor는 몇인가?", "\\( 9 \\mathrm{~W} \\)의 규격을 갖는 항목은 무엇인가?", "태양전지 모듈의 Output tolerance은 +10과 어떤 값을 갖는가?", "표의 제목은 무엇인가?", "Maximum efficiency는 얼마인가?", "표에서의 태양광 인버터 사양의 내부소비작업은 얼마의 규격인가?", "표에서 제공하는 실험 조건들 중 내부소비작업은 얼마인가?", "태양광 인버터에서 냉각 시스템의 규격은 무엇인가?", "태양광 인버터에서 냉각 시스템은 어떤 규격을 가지고 있니?", "무엇의 온도 계수가 -0.3의 값을 갖는가?" ]
9b365852-68a1-4d88-a79e-ac5a4e144f66	인공물ED	그림자 영향을 고려한 새로운 태양광 추적시스템 제어	<h1>3. 그림자 영향을 고려한 추적 제어 알고리즘</h1> <p>모듈을 구성하는 셀에 그림자의 영향이 있으면 셀이 발전하지 않고 Revers bias로 동작하게 되고 결과적으로 hot-spot의 문제로 나타나게 된다.</p> <p>이는 태양광 발전시스템에서 셀의 손상을 가져오며 전체적인 시스템 출력저하의 원인이 된다. 이를 방지하기 위해 Bypass diode와 Blocking diode를 사용하고 있다.</p> <p>태양전지 모듈의 성능감소 인자 중 hot-spot 현상은 모듈의 그림자에 대한 영향으로 Bypass diode가 없는 모듈에서는 그림자에 영향을 받은 셀이 Revers bias로 동작하여 발전을 하는 소자가 아닌 저항성 소자로 동작하여 전체적인 시스템 출력에 영향을 미친다. 또한 Bypass diode가 있는 경우라도 셀에 그림자가 \( 60 \% \) 이상이면 Bypass diode가 동작하여 그림자 영향이 없는 셀만 발전하게 되어 발전 전력량은 감소된다. 따라서 PV 어레이는 음영에 의해 발전량의 차이가 크게 변동하므로 하루 중 최대 에너지 획득을 위한 어레이 간 이격거리의 계산이 필요하며 넓은 면적이 요구된다. 하지만, 태양광 발전소의 설치용량 대비 부지면적 협소로 인하여 태양의 고도가 낮은 일출 후와 일몰 전의 시간에 야기되는 PV 어레이의 그림자 영향을 받아 셀의 Revers bias 동작이나 Bypass diode 동작으로 발전시스템의 발전량이 감소된다.</p> <p>그림 5는 그림자 영향을 고려한 새로운 제어 알고리즘을 나타내며, 태양의 방위각에 따른 PV 어레이 사이의 길이 계산을 위한 좌표는 그림 6과 같이 나타낼 수 있다.</p> <p>현재 태양의 방위각을 계산하여 PV 어레이 사이의 길이를 구할 수 있다. 태양의 방위각에 따른 PV 어레이 사이의 길이는 식 (17)∼(32)과 같이 계산 할 수 있다.</p> <p>Case 1) \[\text { Azimuth }\left(0^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \text { Azimuth }\left(45^{\circ}\right) \]</p> <p>\( \theta=45^{\circ}- \) Azimuth \( (\theta) \)<caption>(17)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(18)</caption></p> <p>Case 2) \[\text { Azimuth }\left(45^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \text { Azimuth }\left(90^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta= \) Azimuth \( (\theta)-45^{\circ} \)<caption>(19)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(20)</caption></p> <p>Case 3)\[\text { Azimuth }\left(90^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \text { Azimuth }\left(135^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=135^{\circ}-\operatorname{Azimuth}(\theta) \)<caption>(21)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(22)</caption></p> <p>Case 4) \[\text { Azimuth }\left(135^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \text { Azimuth }\left(180^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=\operatorname{Azimuth}(\theta)-135^{\circ} \)<caption>(23)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(24)</caption></p> <p>Case 5)\[\text { Azimuth }\left(180^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \operatorname{Azimuth}\left(225^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=225^{\circ}-\operatorname{Azimuth}(\theta) \)<caption>(25)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(26)</caption></p> <p>Case 6)\[\text { Azimuth }\left(225^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \text { Azimuth }\left(270^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=\operatorname{Azimuth}(\theta)-225^{\circ} \)<caption>(27)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(28)</caption></p> <p>Case 7)\[\operatorname{Azimuth}\left(270^{\circ}\right)<\operatorname{Azimuth}(\theta) \leq \operatorname{Azimuth}\left(315^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=315^{\circ}- \) Azimuth \( (\theta) \)<caption>(29)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(30)</caption></p> <p>Case 8)\[\text { Azimuth }\left(315^{\circ}\right)<\text { Azimuth }(\theta) \leq \operatorname{Azimuth}\left(360^{\circ}\right)\]</p> <p>\( \theta=\operatorname{Azimuth}(\theta)-315^{\circ} \)<caption>(31)</caption></p> <p>\( L=C \times \cos (\theta) \)<caption>(32)</caption></p> <p>여기서, \( \mathrm{X}, \mathrm{Y}, \mathrm{C} \)는 PV 어레이 사이 간격이므로 고정된 값이며, 그림 7은 본 논문에서 제시한 알고리즘을 이용하여 구성된 PV 어레이의 실제 배치된 사진을 나타내고 있다.</p> <p>식 (17)∼(32)을 통하여 PV 어레이의 구성을 한 후, 추적 시스템의 발전 효율을 감소시키는 그림자 영향의 제어 인자인 고도각을 고려해야 한다. 그림 8 은 고도각에 따른 PV 어레이 그림자 길이 계산을 나타내고 있다. 그림자의 길이는 다음 식 (33)과 같이 구해진다.</p> <p>\( S L=A L \div \cos (\theta) \)<caption>(33)</caption></p> <p>그림자 보상을 위한 제어방법은 PV 어레이의 그림자 영향을 받은 길이에 대하여 역으로 고도각을 제어하는 방법으로 식 (17)~(32)의 어레이 간 길이 \( (\mathrm{L}) \)와 식 (33)의 그림자 길이 \( (\mathrm{SL}) \)를 변수로 하여 \( (\mathrm{SL}) \)과 \( (\mathrm{L}) \)의 오차길이를 각도로 환산하여 실제 태양의 고도각에 오차각을 보상하여 현재 고도각을 제어 할 수 있다.</p> <p>\( S E=S L-L \)<caption>(34)</caption></p> <p>그림자 길이 \( (\mathrm{SL}) \)와 어레이 간 길이 \( (\mathrm{L}) \)을 변수로 하여 보상각도 \( (M \theta) \)는 식 (35)과 같이 구할 수 있다.</p> <p>\( M \theta=\cos ^{-1}\left(\frac{L}{S L}\right) \)<caption>(35)</caption></p> <p>그립자 영향에 따른 현재 고도각은 식 (36)과 같다.</p> <p>\( \mathrm{M} \alpha_{\mathrm{S}}( \) Modify Altitude \( )=\alpha_{\mathrm{S}}( \) Altitude \( )+\mathrm{M} \theta \)<caption>(36)</caption></p> <p>추적장치 제어기에서는 현재의 태양 방위각과 어레이간의 간격을 이용하여 실제 어레이 간 이격거리를 계산하고 현재 시간의 그림자 길이와 어레이간의 이격거리를 비교한다. 그림자 길이가 이격거리 보다 클 경우 추적장치 제어기에서는 현재 태양의 고도각에 이격거리 오차 고도각을 보상하여 위치를 제어한다.</p> <p>그림 9는 PV 어레이 사이 길이를 계산하는 알고리즘의 순서도를 나타낸다.</p> <p>그림 10은 위의 그림 9 에서 구해진 PV 어레이 사이 길이와 방위각을 이용하여 PV 어레이 그림자 길이를 계산하는 알고리즘을 나타내고 있으며, 그림 11은 본 논문에서 제시한 PV 어래이 그림자 보상 알고리즘의 순서도를 나타낸다.</p> <p>표 1은 태양의 방위각 및 고도각에 따른 그림자 보상각의 계산한 결과 값이다.</p>	[ "이를 방지하기 위해 어떻게 하였는가?", "PV 어레이는 어떻게 요구 되는가?", "태양전지 모듈의 성능감소 인자 중 hot-spot 현상은 어떻게 영향을 미치는가?", "모듈을 구성하는 셀에 그림자의 영향이 있으면 어떻게 되는가?", "태양광 발전소의 설치용량 대비 부지면적 협소로 인하여 어떻게 되는가?", "어떻게 PV 어레이 사이의 길이를 구할 수 있는가?" ]
8e09fe36-7a43-4683-8dad-2a914b95365d	인공물ED	지문 등록을 위한 템플릿 융합 알고리즘	<h1>IV. 실험 결과</h1> <p>실험을 위하여 FVC2002(the second Fingerprint Veri- fication Competition)의 데이터베이스를 이용하였다. FVC2002의 데이터베이스는 총 4가지가 존재하는데, 그 중 실험에 사용된 데이터베이스는 DB2와 DB4의 SetA이다. SetA는 총 100손가락, 손가락당 8장의 지문 영상으로 구성되어 있다. 다음의 표 1과 그림 5는 실험에 사용된 센서와 그 예제 영상들이다.</p> <p>등록에 사용한 입력지문의 개수 K를 1부터 7까지 변화시키면서 실험을 수행하였다. 만일 K개의 지문을 이용하여 등록 실험을 수행한다고 하면, 한 손가락에 대하여 등록할 수 있는 경우의 수는 \( { }_{8} C_{k} \)개이다. 이 때 본인 대 본인 정합은 8-k개 발생할 수 있고, 총 100손가락이므로 \( 100 (8-k) \left({ }_{8} C_{k}\right) \)번 본인 대 본인 정합이 가능하다. 본인 대 타인 정합은 각 손가락에 대하여 첫 K개의 지문 영상으로 생성된 슈퍼 템플릿과 나머지 손가락의 첫 지문 영상과의 정합으로 한정하였다. 그러나, K가 1인 경우는 FVC2002에서 제시하는 규칙을 따라 실험하였다. 이를 정리하면 정합 회수는 아래 표 2와 같다.</p> <table> <caption>표 2. 본인 대 본인/본인 대 타인 정합 회수</caption> <tbody><tr><td>입력지문 수 (K)</td><td>본인 대 본인 정합 회수</td><td>본인 대 타인 정합 회수</td></tr><tr><td>1</td><td>2800</td><td>4950</td></tr><tr><td>2</td><td>16800</td><td>9900</td></tr><tr><td>3</td><td>28000</td><td>9900</td></tr><tr><td>4</td><td>28000</td><td>9900</td></tr><tr><td>5</td><td>16800</td><td>9900</td></tr><tr><td>6</td><td>5600</td><td>9900</td></tr><tr><td>7</td><td>800</td><td>9900</td></tr></tbody></table> <p>그림 6(a)는 DB2 SetA에서 단일 지문을 등록했을 때의 EER(Equal Error Rate)을 1로 표현했을 때 등록 지문의 수를 증가시킴에 따라 EER이 계속 감소함을 보이고 있다. 특히 등록 지문의 수가 홀수일 경우 그 감소폭이 커짐을 알 수 있다. 이는 홀수일 경우 해당 특징점이 옳은지를 판별하는 것이 지문의 수가 짝수일 경우보다 더 명확하기 때문이다. 그림 6(b)는 동일 데이터베이스에 대한 DET(Detection Error Trade-off)곡선을 표현한 것이다. 거의 모든 임계치에 대하여 등록 지문의 수가 증가함에 따라 에러가 감소함을 알 수 있다. 이는 보다 많은 입력지문을 사용하여 슈퍼 템플릿을 생성할 수록 모든 임계치에 대하여 성능 향상이 발생함을 나타낸다. 마찬가지로 DB4 SetA에 대하여서도 동일한 실험을 수행하여, 그림 7과 같이 DB2에서와 유사한 결과를 얻을 수 있었다.</p> <p>다음의 그림 8은 등록에 사용된 템플릿 수에 따른 슈퍼 템플릿에 포함된 특징점 수의 분포를 나타낸 것이다. 입력지문의 개수가 2, 3인 경우에 비하여 5, 7인 경우의 분포가 좀 더 많은 특징점을 포함하고 있음을 알 수 있으나, 3인 경우부터 템플릿 내 특징점 개수의 증가 추세가 둔화되어 5와 7인 경우 그 분포가 유사하게 유지됨을 알 수 있다. 이는 알고리즘이 효율적으로 옳은 특징점만을 선별하고 있고, 입력지문 영상의 증가에 따른 잡음 입력이 효율적으로 제거되고 있음을 나타낸다.</p> <p>다음으로, 다수의 템플릿을 등록 템플릿에 저장하는 템플릿 선택 방법과 슈퍼 템플릿 생성 방법의 정합 시간 및 템플릿의 크기를 비교하는 모의실험을 수행하였다. 그림 9와 그림 10에서와 같이, 템플릿 선택 방법은 사용되는 템플릿의 수가 증가함에 따라 정합 시간 및 저장 공간이 선형적으로 증가되는 반면, 제안하는 슈퍼 템플릿 생성 방법은 사용되는 템플릿의 수에 무관하게 일정한 값을 유지함을 알 수 있다. 이는 템플릿 선택 방법이 선택된 K개의 템플릿을 저장하고 인증 시 K번 비교해야 하므로 템플릿 수의 증가에 따라 선형적으로 비용이 증가함에 반해, 슈퍼 템플릿 생성 방법은 위의 그림 8에서 본 바와 같이 입력 템플릿 수의 증가에 무관하게 특징점의 수가 유지되기 때문이다.</p>	[ "입력지문 수를 의미하는 K의 값이 5인 경우 본인 대 본인 정합 회수는 몇이야?", "입력 지문 수가 1일때 본인대 본인 정합 회수는 몇인가요?", "본인 대 타인 정합 회수 값을 입력지문 수가 1일 경우에서 구한다면 그 값은 얼마인가?", "본인에 대한 본인의 정합회수는 K가 3인 조건에서 얼마인가요?", "입력 지문 수가 2이면 본인 대 타인의 값을 구한다면 어떤 값이 구해집니까?", "본인 대 타인 정합 회수는 입련 지문이 2개일 때 얼마인가요?", "본인 대 본인의 정합회수를 입력지문 4개인 조건에서 구한다면 이때 나타나는 값은 몇으로 산출되나요?", "K가 3일때 본인에 대한 타인의 정합회수 값은 몇입니까?", "본인 대 본인의 정합회수 중 가장 낮은 값을 갖는 입력지문 수는 몇인가?", "표 2를 보면 입력지문 수가 얼마일 때 본인 대 본인의 정합회수가 가장 낮나요?", "본인대 본인의 정합회수 값 중 가장 높은 값은 어떤 값이야?", "입력 지문 수에 따른 정합회수들의 값을 구할때 본인 대 본인의 정합회수에서 나타나는 가장 낮은 값은 뭐야?", "K=5일때 본인대 타인 정합 회수의 값은 얼마야?", "입력 지문 수 중 가장 낮은 본인 대 타인의 정합회수 값을 산출해내는 K의 데이터는 무엇인가요?", "K의 값이 2일때 정합회수 값을 본인 대 본인에 대해 구한다면 그 값은 얼마로 나타날까요?", "본인 대 본인 정합 회수를 산출하는 조건이 입력지문 수 6인 조건일때 구해지는 값은 몇으로 나타나나요?", "본인에 대한 본인과 타인의 정합회수를 비교한다면, 본인대 타인의 정합회수는 입력지문이 4인 경우 얼마로 계산되?", "본인 vs 타인의 정합회수를 K=7인 설정에서 구하면 이때의 값은 몇으로 산출되?", "본인 대 타인 정합회수 값들 중 보여지는 가장 낮은 값은 어떤 값인가?", "K=1 에서 7까지 조건에서 본인 대 타인 정합회수를 구할때 가장 높은 값은 무슨 값으로 나타나는가?", "입력지문수 조건이 3과 4일때 본인 대 본인 정합회수가 동일하게 나타나는데 이때 두 조건에서 동일하게 나타나는 값은 무엇인가?", "타인 대 본인 정합회수를 구할때 입력지문 수가 2일때 부터 7일때 까지 모두 동일한 값을 갖는데, 이때 공통적으로 어떤 값이 나타나는가?", "7이 K값으로 설정될때 본인 대 본인 정합회수는 몇인가요?", "본인 대 본인 정합회수를 구할때 K=2, K=5인 조건에서 공통적으로 나타나는 값은 얼마인가요?", "K의 값이 6일때 구해지는 정합회수 값 중 본인 대 타인의 정합회수는 얼마입니까?" ]
dbe5905d-4b66-4ac2-8cca-c3b5fa6c2518	인공물ED	OPC UA Publisher와 DDS Subscriber의 상호운용성을 위한 게이트웨이 플랫폼	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>오늘날 산업 시스템에서는 시스템 상호 간에 데이터 교환의 중요성이 점점 증가하고 있다. 최근 산업 자동화 및 제어 시스템은 산업용 사물인터넷(IIOT)이 적용된 지능형 기기가 포함되어있어, MQTT (Message Queuing Telemetry Transport), AMQP (Advanced Message Queuing Protocol), HTTP 및 DDS(Data Distribution Service) 등 데이터 교환을 위하여 다양한 미들웨어를 사용하고 있다. 이러한 미들웨어는 정보 모델이 서로 상이하고 통신 프로토콜이 다르기 때문에 직접 통신하기 어렵다. 예를 들어, OPC UA 는 클라이언트-서버(요청-응답) 구조인 반면에, MQTT, AMQP 및 DDS는 발행-구독(Publish-Subscribe) 모델을 사용한다. MQTT나 AMQP을 사용하는 장치는 브로커를 사용하여 토픽 데이터를 연결하고 발행한다. 데이터 소비자 즉 구독자(subscriber)는 브로커에 연결하여 원하는 특정 토픽 데이터를 구독한다. 그러나 DDS는 브로커를 사용하지 않는 방식이다.</p><p>OPC UA는 자동화 피라미드(pyramid)의 상위 계층에서 사용되는 사실상 표준 통신 미들웨어 기술이고, Industry 4.0과 관련하여 가장 유망한 산업 자동화 통신 프로토콜 중 하나이다. 이러한 OPC UA는 SOA(Service-Oriented Architecture) 기반의 연결 지향형(connection-oriented) 프로토콜을 사용하여 제어 시스템과 엔터프라이즈 레벨의 자동화 기기 간에 데이터 교환용으로 사용이 되고 있다.</p><p>현재 필드 레벨에서는 성능을 달성하기 위하여 이더넷(ethernet) 기반 필드 버스(field bus) 프로토콜(예, SERCOS, ProfiNET, CAN 등)이 사용된다. 그러나 이러한 프로토콜들은 동작 특성이 서로 다르기 때문에 상호운용성(Interoperability)에 문제가 발생한다. 만약 필드 레벨에 여러 종류의 프로토콜이 사용된다면 서로 다른 프로토콜 특성 때문에 프로토콜별로 MMI(Man Machine Interface) 등이 요구되고, 또한 전체 시스템 통합 시 프로토콜 상호 변환 기능을 제공하는 여러 종류의 게이트웨이가 필요하게 된다. 이러한 문제를 해결하려면 자동화 레벨 전체를 동일한 프로토콜로 통합하는 것이 필요하다. 이러한 요구사항을 만족하기 위해서, OPC 협회는 실시간 및 비연결 메커니즘을 지향하고, MQTT나 AMQP와 같이 브로커 기능을 지원하는 새로운 사양인 OPC UA Publish-Subscribe(이하 PubSub) 모델을 OPC UA Part14 표준으로 추가하였다.</p><p>본 논문은 OPC UA Part14 표준으로 추가한 A-Open62541 PubSub 미들웨어를 사용하는 발행자 (publisher)와 DDS 구독자 간의 상호운용성 (Interoperability)을 지원하기 위한 게이트웨이 설계 및 구현에 관한 것이다. 제안된 게이트웨이는 MQTT나 AMQP 브로커 내에 존재하여 브로커가 수신한 OPC UA 발행자 데이터를 DDS 메시지로 변경한 후 DDS구독자로 전송한다.</p><p>본 논문에서 사용된 OPC UA PubSub 모듈은 Open62541 PubSub 오픈소스를 기반으로, 보안키 서비스를 제외하고 OPC UA Part14 사양을 구현 한 A-Open62541 PubSub을 사용하였다. A-Open62541 PubSub에서 지원하는 MQTT는 Open62541 PubSub에 적용된 MQTT-C를 사용하지 않고, 일반적으로 산업 표준처럼 사용되는 Mosquitto를 이용하였다. Open62541 PubSub은 AMQP를 지원하지 않지만, A-Open62541 PubSub은 RabbitMQ와 Apache에서 제공하는 Qpid-Proton 두 가지 모델을 지원한다. DDS는 오프 소스인 Open DDS를 사용하였다. DDS 게이트웨이 모듈과 브로커는 라즈베리파이 4에서 구동되고, A-Open62541 PubSub 및 DDS Subscriber는 데스크탑 PC의 가상머신에서 실행했다.</p><p>본 논문의 구성은 다음과 같다. 본론의 2 장은 게이트웨이 플랫폼 설계에 대한 내용이고, 3장은 DDS 게이트웨이 구현 및 실험에 대한 것이다. 마지막으로 결론 및 향후 연구 방향을 제시한다.</p>	[ "DDS 게이트웨이 모듈과 브로커의 경우 라즈베리파이 6에서 구동돼?", "산업 시스템에서 시스템 간에 데이터를 주고 받는 것의 중요성이 증가하는 추세야?", "최근 산업 자동화 및 제어 시스템에서 테이터 교환을 위해 사용하고 있는 것은 뭐야?", "MQTT, AMQP, HTTP 및 DDS는 직접 통신하기에 적합해?", "MQTT, AMQP 및 DDS는 어떤 모델을 사용해?", "MQTT, AMQP 및 DDS는 어떤 모델을 사용해?", "MQTT나 AMQP를 쓰는 장치가 토픽 데이터를 연결하고 발행하기 위해서 사용하는 매개체가 뭐야?", "데이터 소비자와 구독자는 같은 말이야?", "MQTT나 AMQP는 토픽데이터의 연결 및 발행을 위해 브로커를 사용해?", "DDS는 브로커를 사용하는 방식이야?", "OPC UA는 표준 통신 미들웨어 기술이야?", "OPC UA는 Industry 4.0과 관련해 난망한 산업 자동화 통신 프로토콜 중 하나야?", "SOA기반의 연결 지향형 프로토콜은 OPC UA가 엔터프라이즈 레벨의 자동화 기기와 제어 시스템 간에 데이터 교환용으로 쓰이고 있어?", "성능의 달성을 위해 필드 레벨에서 사용하는 것은 뭐야?", "이더넷 기반 필드 버스 프로토콜이 서로 동작 특성이 달라서 무엇에 문제가 발생해?", "이더넷 기반 필드 버스 프로토콜이 상호운용성에 대한 문제가 발생하는 이유는 동작 특성이 서로 일치하기 때문이야?", "필드 레벨에 여러 종류의 프로토콜이 사용될 경우 게이트웨이는 한 개면 충분해?", "필드 레벨에 여러 종류의 프로토콜이 사용될 경우 프로토콜마다 MMI가 요구될 필요가 있어?", "OPC 협회는 실시간 및 비연결 매커니즘을 지양해?", "게이트웨이는 OPC UA 발행자 데이터를 DDS 메시지로 바꾼 다음 후 어디로 전송해?", "이 글에서 OPC UA PubSub 모듈은 어떤 오픈소스를 기반으로 했어?", "이 논문에서 OPC UA PubSub 모듈은 Open62626 PubSub 오픈소스를 기반으로 했어?", "A-Open62541 PubSub에서 지원하는 MQTT는 MQTT-C를 사용했어?", "DDS가 사용한 오픈 소스는 Close DDS가 맞아?", "브로커와 DDS 게이트웨이 모듈은 어디에서 구동돼?", "데이터 소비자는 브로커에 연결해 특정 데이터를 구독할 수 있어?" ]
494e26f5-c4d2-46dd-b16d-be003328523d	인공물ED	OPC UA Publisher와 DDS Subscriber의 상호운용성을 위한 게이트웨이 플랫폼	<h1>Ⅲ. 결론</h1><p>본 논문은 OPC UA Publisher 및 DDS Subscriber간의 상호운용성 제공을 위한 DDS 게이트웨이에 대한 것이다. 본 논문에서 제안한 DDS 게이트웨이의 주 기능은 OPC UA Publisher로부터 전달된 데이터 타입을 DDS 메시지로 변환하는 것이다. 본 논문에서 사용된 A-Open62541 PubSub은 Open62541 PubSub을 기반으로 AMQP 기능을 구현하였고, JSON parser와 MQTT는 산업계에서 일반적으로 사용되는 JSON-C 및 Mosquitto로 교체하여 구현하였다. 그리고 성능분석을 통해서, DDS 게이트웨이의 처리량과 지연시간을 알아보았다.</p><p>OPC UA PubSub은 필드 레벨에서의 실시간성을 보장하는 프로토콜로써, OPC UA와 함께 공장 자동화 레벨 전체를 OPC UA 라는 동일한 통신 프로토콜로 통합할 수 있도록 해주고, 또한 MQTT나 AMQP의 연계를 통해, 클라우드를 기반으로 한 IIOT(Industrial IoT) 응용 서비스를 보다 쉽게 구축할 수 있도록 한다.</p><p>기존 연구는 OPC UA와 DDS와의 게이트웨이에 대한 것이 대부분이다. 따라서, 기존에 연구된 결과와 본 논문에서 제시된 기법을 통해, OPC UA 및 OPC UA PubSub 즉 OPC UA 표준을 지원하는 모든 디바이스는 DDS Subscriber와 상호운용성을 확보할 수 있게 되었다.</p><p>현재 구현된 A-Open6254 은 OPC UA Part14에서 권고한 SKS(Security Key Service)를 지원하지 않기 때문에, 향후에는 오픈 소스 SSL (Secure Socket Layer) 및 OAuth2.0을 기반으로 SKS를 구현할 예정이고 또한 TSN(Time Sensitive Network)을 지원하는 임베디드 시스템에서도 포팅을 할 예정이다.</p>	[ "본 논문에서 A-Open62541 PubSub는 Open62541 PubSub을 기반으로 어떤 기능을 구현하였는가?", "필드 레벨에서의 실시간성을 보장하는 프로토콜로써, OPC UA와 함께 공장 자동화 레벨 전체를 OPC UA 라는 동일한 통신 프로토콜로 통합할 수 있도록 하는 것은 무엇인가?", "OPC UA Publisher로부터 전달된 데이터 타입을 DDS 메시지로 변환하면 OPC UA 표준을 지원하는 모든 디바이스가 DDS Subscriber와 상호운용성을 확보할 수 있는가?", "OPC UA Publisher로부터 전달된 데이터 타입을 DDS 메시지로 변환시 Subscriber와 상호운용성을 확보할 수 있는 디바이스는 무엇인가?", "본 논문에서 JSON parser와 MQTT는 무엇으로 교체하여 구현하였는가?", "본 논문에서는 무엇으로 교체하여 JSON parser와 MQTT를 구현하였는가?", "OPC UA PubSub가 클라우드를 기반으로 한 IIOT(Industrial IoT) 응용 서비스를 쉽게 구축할 수 있는 방법은 무엇인가?", "본 논문에서 사용된 A-Open62541 PubSub은 무엇을 기반으로하여 AMQP 기능을 구현하였는가?", "본 논문에서 사용된 기법으로 인해 OPC UA 표준을 지원하는 모든 디바이스가 상호운용성을 확보하게 된 Subscriber는 무엇인가?", "OPC UA Publisher 및 DDS Subscriber간의 상호운용성 제공을 위한 DDS 게이트웨이의 주기능은 무엇인가?", "OPC UA PubSub은 필드 레벨에서 무엇을 보장하는 프로토콜인가?", "OPC UA PubSub은 OPC UA와 함께 공장 자동화 레벨 전체를 OPC UA 라는 동일한 통신 프로토콜로 통합을 하지 못하는가?" ]
5026ce09-1433-470b-b794-d684e0f95f55	인공물ED	OPC UA Publisher와 DDS Subscriber의 상호운용성을 위한 게이트웨이 플랫폼	<h1>요약</h1><p>제어 및 필드 레벨에서의 OPC UA는 필드 버스를 대체할 만큼의 충분한 성능을 제공하지 못한다. OPC 협회는 실시간 및 비연결 메커니즘을 지향하고, MQTT나 AMQP와 같이 브로커 기능을 지원하는 새로운 사양인 OPC UA 발행-구독 모델을 OPC UA Part14 표준으로 추가하였다. 본 논문은 OPC UA Part14 표준을 추가한 OPC UA 발행자와 DDS 구독자 간에 상호 운용성을 위한 게이트웨이에 관한 내용이다. 본 논문에서 제안한 게이트웨이는 라즈베리파이 4를 사용하였으며, DDS는 오픈 소스인 OpenDDS를 사용하였다. OPC UA 발행-구독 모듈은 Open62541 발행-구독 오픈 소스를 기반으로 해당 소스에서 제공하지 않는 기능을 추가 구현한 것인 A-Open62541 발행-구독 모듈을 사용하였다.</p>	[ "본 논문에서 제안한 게이트웨이는 어떤 라즈베리파이를 사용하였나요?", "본 논문에서 제안한 게이트웨이는 어떤 라즈베리파이를 이용하지", "실시간 및 비연결 메커니즘을 지향하는 주체는 어떤 협회인가요?", "어떤 협회가 실시간 및 비연결 메커니즘을 추진하는 주체야", "OPC UA는 제어 및 필드레벨에서 필드 버스를 대체할 만큼의 충분한 성능을 제공할 수 있나요?", "OPC UA 발행-구독 모듈이 기능을 추가 구현한 발행-구독 모듈은 무엇인가?", "OPC 협회는 새로운 발행 -구독 모델로 어떤 모델을 표준으로 정하였나요?", "오픈 소스인 DDS는 무엇인가요?", "무엇이 오픈 소스인 DDS야", "OPC UA 발행-구독 모듈은 왜 A-Open62541 발행-구독 모듈을 사용하게 되었나요?" ]
952419ce-0caa-47ce-b238-3577f384333b	인공물ED	확률적 수요함수를 고려한 공급함수의 전략변수 내쉬균형 연구	<h1>4. 사례연구</h1> <h2>4.1 대상 계통</h2> <p>전력시장에 참여하는 발전사는 \( \mathrm{F} 1, \mathrm{~F} 2 \) 두 개이고 부하는 하나의 집중된 수요함수로 가정한다. 발전사의 한계비용함수와 고정 수요함수의 기울기 및 절편은 다음 표 1 과 같다. 주어진 시장상황에 대해 완전경쟁, 쿠르노 모형, 그리고 절편전략과 기울기전략 모형에서의 내쉬균형을 구하면 다음 표 2 와 같다.</p> <table border><caption>표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형</caption> <tbody><tr><td></td><td>완전경쟁</td><td>쿠르노 모형</td><td>절편전략</td><td>기울기전략</td></tr><tr><td>발전량 \( \left(q_{1}\right) \)</td><td>72.65</td><td>50.07</td><td>58.66</td><td>56.64</td></tr><tr><td>발전량 \( \left(q_{2}\right) \)</td><td>56.50</td><td>44.80</td><td>52.49</td><td>50.06</td></tr><tr><td>가격 \( (p) \)</td><td>35.43</td><td>52.56</td><td>44.43</td><td>46.65</td></tr><tr><td>이윤(m,)</td><td>923.5</td><td>1692.4</td><td>1417.2</td><td>1514.4</td></tr><tr><td>이윤 \( \left(\pi_{1}\right) \)</td><td>718.3</td><td>1455.3</td><td>1187.0</td><td>1270.9</td></tr><tr><td>절편 \( \left(k_{1}\right) \)</td><td></td><td></td><td>23.89</td><td></td></tr><tr><td>절편 \( \left(k_{2}\right) \)</td><td></td><td></td><td>20.81</td><td></td></tr><tr><td>기울기 \( \left(s_{1}\right) \)</td><td></td><td></td><td></td><td>0.647</td></tr><tr><td>기울기 \( \left(s_{2}\right) \)</td><td></td><td></td><td></td><td>0.732</td></tr></tbody></table> <p>완전경쟁일 때 가격이 가장 낮고 쿠르노 모형에서 가장 높고 공급함수전략은 중간 정도이다. 발전량은 반대의 순서이다. 이윤은 가격의 순서와 같으며 절편전략보다 기울기전략이 높게 나타난다. 공급함수전략 중에서 병행전략에 대한 분석은 다음 절에서 살펴본다.</p> <h2>4.2 병행전략 내쉬균형</h2> <p>고정 수요함수에 대해 병행전략을 사용하는 경우의 내쉬균형 조건은 식(8) 혹은 (9)로 표현된다. 따라서 내쉬균형을 만족하는 \( \left(k_{1}, s_{1}\right) \) 조합과 \( \left(k_{2}, s_{2}\right) \) 조합은 무수히 많이 존재한다. 이를 \( s_{1}, s_{2} \) 평면에 이윤의 분포로 나타내면 다음 그림 1과 같다. 그림에 나타난 모든 값들이 이론적 내쉬균형을 나타낸다. 따라서 게임 참여자들이 실제로 균형상태를 선택하기는 매우 어렵다.</p> <p>이러한 상황에 대해서 참여자가 두 전략변수를 동시에 변화시킨다는 가정을 포함시키면 전반적인 균형상태는 \( s_{1}, s_{2} \)을 계속 증가시키는 방향으로 나타나며 증가할수록 시장의 결과는 쿠르노 균형상태로 수렴하게 된다.</p> <p>그림 1에서 이를 확인하기 위해 상태 \( \mathrm{P}\left(s_{1}=s_{2}=10\right) \) 를 살펴보면, 전략변수는 \( k_{1}=-455.9, k_{2}=-401.1 \) 이고 발전량은 \( q_{1}=50.78 \), \( q_{2}=45.30 \), 시장가격은 \( 51.96 \), 발전사 이윤은 \( \pi_{1}=1679.4, \pi_{2} \) \( =1439.0 \) 이다. 따라서 표 2에서의 쿠르노 균형상태에 근접함을 알 수 있다. 기울기를 더 크게 하고 절편을 더욱 작은 값으로 선택하면 결과는 쿠르노 균형에 더욱 가까워진다.</p> <p>이러한 결과는 발전사가 쿠르노 균형상태에 해당하는 수직선에 가까운 입찰함수를 제시하는 것인데 실제로는 입찰시의 시장규칙이나 제약으로 인해 실제로 사용하기는 힘들다. 또한 부하의 수요함수에 불확실성이 존재하는 경우, 수직선 형태로 입찰함으로 인해 이윤이 큰 폭의 변동을 하게되어 위험요소가 증가하여 쉅게 선택할 수 없는 전략이다.</p> <h2>4.3 확률적 수요함수</h2> <p>표 1에서 수요함수의 절편값이 확률분포로 나타나는 경우를 살펴본다. 평균값은 고정부하에서와 같은 100 으로 두고 80에서 120까지 동일한 확률로 변동하는 것으로 가정한다. 이를 나타내면 그림 2 와 같으며 절편의 분산값을 계산하면 \( 400 / 3 \) 이다.</p> <p>고정 부하인 경우, 상태 \( \mathrm{P} \) 는 균형조건인 (8)과 (9)를 만족하므로 두 참여자는 전략을 변화시키려하지 않을 것이다. 하지만 확률적 부하에서는 상태 P가 균형조건 (11)은 만족시키지만 조건(12)는 만족하지 않고 \( \mathrm{R} \) 만큼의 편차를 갖는다. 상태 \( \mathrm{P} \) 에서의 \( \mathrm{R} \) 값을 계산하면, \( A_{1}=-0.8757, \alpha_{1}=0.0909 \), \( V\left[b_{x}\right]=400 / 3, R=A_{i} \alpha_{i}^{2} V\left[b_{x}\right]=-0.965 \) 이다. 따라서 발전사 \( F_{1} \) 은 상태 \( \mathrm{P} \) 에서 기울기 \( s_{1} \) 을 1 만큼 감소시켜 이윤 기댓값을 0.965만큼 증가시킬 수 있으므로 기울기를 낮추려 할 것이다.</p> <h2>4.4 분산값의 영향 분석</h2> <p>발전참여자가 기울기 값을 바꾸려는 유인의 정도를 확인하기 위해 기울기를 8~12 범위에서 동일한 확률로 변화시키면서 이윤의 변화를 계산하면 그림 3과 같다. 상대편 전략은 상태 \( \mathrm{P} \)에서의 값으로 고정시키고 자신의 기울기를 바꾸면서 식(11)을 만족시키는 절편을 선택하여 이윤을 계산한것이다.</p> <p>고정부하로 표시한 선은 수요함수의 절편이 100으로 고정된 경우로서 이윤의 변화가 나타나지 않는다. 반면 확률부하에 대한 그래프는 기울기를 줄일수록 이윤이 증가함을 나타낸다. 상태 \( \mathrm{P} \) 에서 발전사 \( F_{1} \) 이 기울기를 1 만큼 감소시킬때 이윤의 변화는 \( 1691.326-1690.267=1.06 \) 정도이다. 이는 수치적 편차를 의미하며 미분으로 구한 편차 \( \mathrm{R}=0.965 \) 와 거의 일치함을 알 수 있다.</p> <p>두 참여자는 모두 기울기를 낮추려는 유인을 갖게 되어 상태 \( \mathrm{P} \) 는 더 이상 내쉬균형이 아니고 새로운 균형상태에 도달하게 되는데 이 점이 3.3절에서 유도한 기울기전략에 의한 내쉬균형 상태이다. 이를 계산하면 표 2에서의 기울기전략 결과와 동일하다. 즉, \( s_{1}=0.647, s_{2}=0.732 \) 가 될 때까지 기울기를 낮추게 된다. 두 발전사의 이윤은 상태 \( \mathrm{P} \)보다 더 낮아지지만 기울기전략 변화의 유인에 의해서 결국 이 상태에 도달하게 되는 것이다.</p>	[ "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 완전경쟁의 발전량 \\( \\left(q_{1}\\right) \\)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 절편전략의 절편 \\( \\left(k_{1}\\right) \\)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 기울기전략의 발전량 \\( \\left(q_{1}\\right) \\)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 쿠르노 모형의 이윤(m,)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 쿠르노 모형의 발전량 \\( \\left(q_{1}\\right) \\)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 기울기전략의 이윤(m,)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 기울기 전략의 기울기 \\( \\left(s_{1}\\right) \\)는 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 가격이 가장 과점모형은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 절편전략의 발전량 \\( \\left(q_{1}\\right) \\)은 뭐야?", "표 2 완전경쟁과 과점모형에서의 내쉬균형에서 절편전략의 절편 \\( \\left(k_{2}\\right) \\)은 뭐야?" ]
4fca84e0-5148-4878-ab29-45d10cecb721	인공물ED	다공성 입자 매질에서 고주파 영역 음향 측정 자료와 Kramers-Krönig 관계식의 비교	<h1>III. 다공성 매질의 고주파 측정결과에 적용</h1> <p>이 절에서는 위 절까지 Waters 등에 의해 유도된 Kramers-Krönig관계식 (13)과 (14)에 의한 추정 값과 이 등의 실험에 의해 얻어진 실험값을 비교했다. 이 등의 실험은 물이 찬 여섯 종류의 유리 구슬 매질에서 매질의 \( \mathrm{p} \)파 음속 및 감쇠계수를 측정하기 위해 계획되었다. 여섯 종류의 유리구슬의 평균입자크기는 최소 90 \( \mathrm{μm} \)부터 최대 875 \( \mathrm{μm} \)의 크기를 가지며 계측된 주파수 대역은 400\( \mathrm{~kHz} \) 와 1.1\( \mathrm{~MHz} \) 사이이다.</p> <p>여섯 종류의 유리 구슬의 평균입자크기에 따른 주파수 별 음속 및 감쇠계수의 측정 결과는 그림 1과 같다. 그림 1 (a)의 평균입자크기에 따른 주파수 별 음속 변화를 보면 미세한 유리 구슬로 이루어져 있는 S1, S2 매질에서는 분산현상이 거의 나타나지 않으며 매 실험 때마다 음속의 변동이 크게 나타났다. 이러한 음속 변동 현상은 다른 실험적 연구에서 일찍이 보고된 바 있다. 이러한 현상은 grain-packing 효과에서 오는 불확실성에 의한 오차라고 생각된다. 그러나, 비교적 굵은 알갱이로 이루어져 있는 S3, S4, S5, S6의 매질의 경우에는 확연히 음 분산 (negative dispersion) 경향이 나타나는 것을 볼 수 있다. 또한 평균입자크기가 큰 매질일수록 음 분산 경향이 강하게 나타나는 것을 알 수 있다. 그림 1 (b)는 평균입자크기에 따른 주파수 별 감쇠계수의 변화를 관찰할 수 있다. S1과 S2 매질의 경우에는 모든 실험 주파수 범위 내에서 \( f^{1} \) 에 비례하는 경향을 보이는 것을 관찰할 수 있고, S3 매질의 경우에는 500 \( \mathrm{kHz} \) 부근에서 \( f^{1} \) 에 비례하다가 800\( \mathrm{~kHz} \) 부근에서는 \( f^{2} \) 에 비례하는 경향을 보이는 것을 확인할 수 있다. 그리고 S4, S5, S6 매질의 경우에는 \( f^{4} \) 에 비례하여 감쇠계수가 변화하는 것을 관찰할 수 있다. 따라서 그립 1 (b) 에서 관찰한 바와 같이 이 등의 실험에서 나타난 고주파 감쇠계수는 주파수의 거듭제곱 함수의 형태로 표현될 수 있음을 확인할 수 있다.</p> <table border><caption>표 1. 감쇠계수 실험 결과의 거듭제곱함수 형태 추세값</caption> <tbody><tr><td colspan=7>\( \alpha(f)=\alpha_{0}\|f\|^{y}+\alpha_{1} \)</td></tr><tr><td></td><td>s1</td><td>s2</td><td>s3</td><td>s4</td><td>s5</td><td>s6</td></tr><tr><td>\( \alpha_{0} \)</td><td>\( 1.26\times 10^{-5}\)</td><td>\( 1.31\times 10^{-5}\)</td><td>\( 3.31 \times 10^{-15}\)</td><td>\( 6.45 \times 10^{-26}\)</td><td>\( 1.18 \times 10^{-25}\)</td><td>\( 2.28 \times 10^{-25}\)</td></tr><tr><td>y</td><td>1.058</td><td>1.052</td><td>2.621</td><td>4.486</td><td>4.495</td><td>4.517</td></tr><tr><td>\( \alpha_{1} \)</td><td>0</td><td>0</td><td>5.25</td><td>5.89</td><td>2.7</td><td>2.62</td></tr></tbody></table> <table border><caption>표 2. 감쇠계수가 거듭제곱함수의 형태를 가질 때 K-K 관계식 및 상수 값</caption> <tbody><tr><td colspan=7>\( \frac{1}{c(f)}-\frac{1}{c\left(f_{0}\right)}=\alpha_{0} \tan \left(\frac{\pi}{2} y\right)\left(f^{y-1}-f_{0}^{y-1}\right), \quad(n-1<y<n+1, n \) even \( ) \)</td></tr><tr><td></td><td>s1</td><td>s2</td><td>s3</td><td>s4</td><td>s5</td><td>s6</td></tr><tr><td>\( f_{0} \)</td><td>\( 8.70 \times 10^{5} \)</td><td>\( 8.95 \times 10^{5} \)</td><td>\( 5.45 \times 10^{5} \)</td><td>\( 4.60 \times 10^{5} \)</td><td>\( 4.45 \times 10^{5} \)</td><td>\( 5.20 \times 10^{5} \)</td></tr><tr><td>\( c\left(f_{0}\right) \)</td><td>\( 1.79 \times 10^{3} \)</td><td>\( 1.82 \times 10^{3} \)</td><td>\( 1.78 \times 10^{3} \)</td><td>\( 1.76 \times 10^{3} \)</td><td>\( 1.75 \times 10^{3} \)</td><td>\( 1.68 \times 10^{3} \)</td></tr></tbody></table> <p>그림 \( 1(\mathrm{~b}) \) 의 감쇠계수의 거동을 \( \alpha(f)=\alpha_{0}\|f\|^{y}+\alpha_{1} \) 형태로 회귀분석을 하면 표 1과 같은 결과를 얻는다. 표 1의 수치들로 나타낸 각 매질의 추세선과 감쇠계수 실험 결과의 비교는 그림 2 와 같다. 감쇠계수 실험 결과와 거듭제곱함수 형태로 표현된 추세선이 일치하는 것을 확인할 수 있다.</p> <p>표 1 에서 얻어진 \( \alpha_{0} \) 와 \( \alpha_{1} \), y 의 값은 식 (13)-(14)의 Kramers-Krönig 관계식에 의해 음속을 추정하는데 사용했다. 여기서 감쇠계수 값의 단위는 Neper/m 이고 또한 y 의 값이 정수가 아니기 때문에 실제적으로는 식 (13)을 사용하게 되며 이때 얻어진 임의의 상수 \( f_{0}, c\left(f_{0}\right) \) 의 값은 표 2 와 같이 정리하였다.</p> <p>그림 3에서는 Kramers-Krönig 관계식에 의한 추정값 과 실험을 통해 계측한 음속 결과를 비교했다. 비교 결과를 보면 실험을 통해 얻은 음속 결과와 Kramers-Krönig 관계식으로부터 예측한 음속 결과가 전체적으로 일치한 다는 것을 확인할 수 있다. 다만 평균입자크기가 다른 매질에 비해 미세한 S1과 S2 매질에 대해서는 실험오차가 크기 때문에 정량적인 비교를 하는데 어려움이 있다. 하지만 S3, S4, S5, S6 매질에서는 감쇠계수 결과로부터 추정된 음속과 계측된 실혐결과의 매우 유사한 경향을 보이는 것을 관찰할 수 있다. 각 매질마다 거의 모든 주파수 대역에서 최대 \( \pm 8 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 차이를 가지는 안정적인 결과를 보였으며 다만 S6의 경우 높은 주파수에서 비교적 낮은 SNR로 인해 실험결과가 Kramers-Krönig 관계식에 의해 예측된 값보다 최대 오차범위보다 조금 크게 떨어지는 것을 알 수 있다. 이러한 비교 결과는 이 등의 실험결과가 선험적인 인과성을 만족하고 있음을 입증한다.</p> <h1>IV. 결 론</h1> <p>본 논문에서는 음향학적 Kramers-Krönig 관계식에 대하여 리뷰하고 여섯 종류의 물이 찬 유리 구슬 매질에서 측정된 고주파 측정결과와 Kramers-Krönig 관계식의 추정 값을 비교했다.</p> <p>측정된 다공성 매질에서의 음속 및 감쇠계수가 전반적으로 분산 특성을 보이고 또한 감쇠계수 데이터가 거듭제곱함수의 형태를 가진다는 사실에 착안하여 Waters 등에 의해 유도된 미분 형태의 Kramers-Krönig 관계식을 이용해 해석적으로 음속 결과를 예측했다. 추정 값과 실험값이 비교적 정확히 일치하며, 이것은 Waters 등의 Kramers-Krönig 관계식의 타당성을 검증함과 동시에 이 등이 다공성 매질 실험을 통해 계측한 음속과 감쇠계수 측정결과는 물리적 인과성을 만족한다고 결론지을 수 있다.</p>	[ "표 1에서 \\( \\alpha_{1} \\)의 값이 0이고 y가 1.052일 때, \\( \\alpha_{0} \\)는 어떤 결과값을 보이나요?", "표 1을 보면 y값 중 제일 큰 값은 얼마입니까?", "y값 중 제일 큰 값의 경우 표 1에서 무엇이지", "표 1에서 s5일 때, \\( \\alpha_{0} \\)의 값이 2.7이면 y값은 어떤 결과를 가집니까?", "표 2에서 s3의 \\( c\\left(f_{0}\\right) \\)는 어떤 결과 값을 가집니까?", "표 2에서 \\( f_{0} \\)의 값이 가장 큰 것은 얼마일까?", "표 2에서 어떤 항목이 \\( f_{0} \\)의 값이 가장 작나요?", "표 1에서 \\( \\alpha_{1} \\)의 값이 가장 큰 항목은 무엇입니까?", "표 1에서 s4와 s5를 비교하면 y 값이 작은 것은 뭐야?", "표 2에서 \\( c\\left(f_{0}\\right) \\)의 값이 가장 큰 것은 얼마입니까?", "표2를 보면 \\( c\\left(f_{0}\\right) \\)의 값이 가장 작을 때 어떤 항목이니?" ]
7977e6bb-c279-48a9-b175-f81e5d392a74	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<p>그림 4 는 디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크의 회로도이다. 10개의 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀들로 구성되어 있으며 GCONT \(<9: 0>\) 에 의해서 조정된다. GCONT \(<N>\) 이 HGH 일 때, PMOS \( \left(\mathrm{M}_{1}, \mathrm{M}_{2}\right) \) 의 게이트는 FCDTW \(<64: 0>\) 으로 연결된다. 이와 반대로 GCONT \(<N>\) 이 LOW일 때 PMOS \(\left(\mathrm{M}_{1}, \mathrm{M}_{2}\right) \) 의 게이트는 VDD 로 연결되어 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀은 OFF 가 된다. 이 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀의 스위치들은 PMOS의 게이트에 연결되어 스위치의 기생 커패시턴스 성분을 최소화 하였다. 이 이득 조정 뱅크는 넓은 주파수 튜닝 영역에서 디지털 제어 발진기의 이득 \( \left(\mathrm{K}_{\mathrm{DCO}}\right) \) 를 조정하게 된다.</p><p>그림 5는 주파수 해상도 조정 원리를 나타낸 것이다. CDTW \(<63: 0>\) 과 SDM_OUT은 FCDTW \(<64: 0>\) 과 일대일 매핑될 수 있는데, 주파수 해상도를 조정하기 위해 주파수 디지털 컨트롤러(그림. 1)로부터 오는 신호인 RCONT \(<9: 0>\) 으로 CDTW \(<63: 0>\) 과 SDM_OUT의 전압 레벨을 새로 결정한 후 FCDTW \(<64: 0>\) 로 매핑 된다. 그 전압 레벨은 RCONT \(<9: 0>\) 에 의해서 저항으로 분배된 10 개의 레벨 중 하나의 전압 값이 된다. 이렇게 매핑 된 FCDTW \(<64: 0>\) 이 능동 인덕터 조정 뱅크 블록과 디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크 블록 내의 PMOS 게이트 전압이 된다. PMOS의 게이트 전압 값을 조정하는 것은 전류량을 조정하는 것이기 때문에 능동 인덕턴스가 변하게 되고, 디지털 제어 발진기의 출력 주파수가 변하게 된다. 예를 들어 RCONT \(<9: 0>\) 의 값이 "1000000000"이고. SDM_OUT의 값이 HIGH 일 때 SDM_OUT은 FCDTW \(<0>\) 에 매핑되고 그 전압 값은 \( \mathrm{V}_{9} \) 으로 결정되고, 이는 식 (4)와 같다.</p><p>\( V_{9}=V D D \times \frac{R_{9}}{\sum_{i=0}^{9} R_{i}}=V D D \times 0.1 \)<caption>(4)</caption></p><p>이 경우 FCDTW \(<0>\) 은 최소 주파수 해상도를 갖게 된다. 모든 저항 \( \left(\mathrm{R}_{0} \sim \mathrm{R}_{9}\right) \) 은 같은 값을 갖고 있고, VDD 는 공급 전압이다.</p>	[ "디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크의 회로도를 나타낸 건 그림 몇 번이지?", "디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크의 회로도를 살펴 봤을 때 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀은 몇 개야?", "GCONT \\(<N>\\) 이 HGH 일 때 PMOS \\( \\left(\\mathrm{M}_{1}, \\mathrm{M}_{2}\\right) \\) 의 게이트는 어디로 연결되지?", "제어 발진이 이득 조정 셀이 OFF가 되는 경우는 어떤 때이지?", "GCONT \\(<N>\\) 이 LOW일 때 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀은 OFF가 되는 이유는 뭐야?", "디지털 제어 발진기 이득 조정 셀의 스위치들이 스위치의 기생 커패시턴스 성분을 최소화하기 위해서는 어느 게이트와 연결되어야 할까?", "스위치의 기생 커패시턴스 성분을 최소화하기 위한 방법은 뭐지?", "PMOS의 게이트에 디지털 제어 발진기 이득 조정 셀의 스위치들은 연결되면 어떤 효과가 발생하지?", "디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크가 발진기의 이득을 조정하는 어떤 영역에서 가능해?", "주파수 해상도의 조정 원리를 담고 있는 건 그림 몇 번이지?", "CDTW \\(<63: 0>\\) 과 SDM_OUT은 FCDTW \\(<64: 0>\\) 과 일대일 매핑될 수 있는데, 주파수 해상도를 조정하기 위해서 어떤 절차를 거쳐 매핑될까?", "주파수 디지털 컨트롤러에 대한 건 그림 몇 번에 나오지?", "주파수 디지털 컨트롤러로부터 오는 신호는 뭐야?", "CDTW \\(<63: 0>\\) 과 SDM_OUT은 FCDTW \\(<64: 0>\\)과 어떻게 매핑될 수 있어?", "주파수 디지털 컨트롤러로부터 오는 신호인 RCONT \\(<9: 0>\\) 으로 CDTW \\(<63: 0>\\) 과 SDM_OUT의 전압 레벨을 새로 결정하게 되는데, 그 전압 레벨은 뭐가 되지?", "주파수 해상도 조정 원리에서 최종으로 매핑된 FCDTW \\(<64: 0>\\) 이 되는 건 뭐지?", "PMOS의 게이트 전압 값을 조정하면 어떤 것들이 따라서 변하게 되지?", "예를 들면 SDM_OUT이 FCDTW \\(<0>\\) 에 매핑되는 건 어떤 때일까?", "RCONT \\(<9: 0>\\) 의 값이 \"1000000000\"이고, SDM_OUT의 값이 HIGH일 때 SDM_OUT은 FCDTW \\(<0>\\) 에 매핑되고 전압 값은 뭘로 결정될까?", "주파수 해상도 조정 원리에서 RCONT \\(<9: 0>\\) 의 값이 \"1000000000\"이고, SDM_OUT의 값이 HIGH 일 때 SDM_OUT은 FCDTW \\(<0>\\) 에 매핑되고 전압 값은 \\( \\mathrm{V}_{9} \\) 로 결정되는데, 여기서 모두 같은 값을 갖게 되는 건 뭐야?", "\\( V_{9}=V D D \\times \\frac{R_{9}}{\\sum_{i=0}^{9} R_{i}}=V D D \\times 0.1 \\)<caption>(4)</caption>에서 공급 전압은 뭐야?", "그림 4는 디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크의 무엇을 나타낸 걸까?", "디지털 제어 발진기 이득 조정 뱅크 내에서 10개의 조정 셀을 조정하는 건 뭐지?", "디지털 제어 발진기의 이득은 어떻게 표현하지?", "주파수 해상도를 조정하기 위해 주파수 디지털 컨트롤러)로부터 오는 신호인 RCONT \\(<9: 0>\\) 으로 CDTW \\(<63: 0>\\) 과 SDM_OUT의 전압 레벨을 새로 결정한 후 FCDTW \\(<64: 0>\\) 로 매핑되는데, 이렇게 매핑된 FCDTW \\(<64: 0>\\) 는 어디 내에서 PMOS 게이트 전압이 될까?", "주파수 해상도 조정 원리를 살펴봤을 때, 디지털 제어 발진기의 출력 주파수를 변화시키려면 어떤 전얍 값을 조정해야 하지?", "PMOS의 게이트 전압 값을 조정하는 것은 무엇과 의미가 같을까?", "\\( V_{9}=V D D \\times \\frac{R_{9}}{\\sum_{i=0}^{9} R_{i}}=V D D \\times 0.1 \\)<caption>(4)</caption>에서 최소 주파수 해상도를 갖게 되는 건 뭐야?" ]
caeebaca-01cc-4860-b343-bae8e713104f	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<p>설계된 디지털 제어 발진기의 성능은 표 1 에 요약하였다. 주파수 디지털 제어 발진기의 위상잡음 성능은 참고 문헌 를 제외하고 가장 좋은 성능인 \( 1 \mathrm{MHz} \) 오프셋에서 \( -120 \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 의 성능을 보이고 있다. 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 쓰지 않았을 경우 다른 디지털 제어 발진기의 성능보다 가장 해상도가 좋은 \( 4.6 \mathrm{kHz} \) 의 성능을 보이고 있다. 그리고 제안한 디지털 제어 발진기와 참고 문헌과의 전체적인 성능 비교를 위해 계산된 \( \mathrm{FOM}_{\mathrm{T}} \) 은 \( -195.3 \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 로 기존의 참고 문헌보다 좋은 편이라 볼 수 있다.</p><table border><caption>표 1. 측정 성능 요약.</caption><tbody><tr><td></td><td>[1]</td><td>[4]</td><td>[5]</td><td>This Work</td></tr><tr><td>공 정</td><td>0.13um CMOS</td><td>0.18um CMOS</td><td>65mm CMOS</td><td>0.13um CMOS</td></tr><tr><td>공급 전압 (V)</td><td>1.5</td><td>1.8</td><td>1.1</td><td>1.2</td></tr><tr><td>전력 소모 (mW )</td><td>3.45</td><td>5</td><td>3.3</td><td>6.6</td></tr><tr><td>중간 주파수 ( GHz )</td><td>2.4</td><td>3.8</td><td>10</td><td>2.4</td></tr><tr><td>튜닝 영역 ( % )</td><td>20.8</td><td>26.3</td><td>10</td><td>58</td></tr><tr><td>주파수 해상도 [without SDM] (kHz )</td><td>23</td><td>20</td><td>1030</td><td>4.6</td></tr><tr><td>위상 잡음 @1 MHz ( dBc/Hz )</td><td>-117.0</td><td>-123 @1.2M Hz</td><td>-102</td><td>-120.6</td></tr><tr><td>FOMt (dBc/Hz)</td><td>-185.6</td><td>-194.4</td><td>-176.8</td><td>-195.3</td></tr><tr><td>면적\( \left(\mathrm{mm}^{2}\right) \)</td><td>0.54</td><td>N/A</td><td>0.02</td><td>0.28</td></tr></tbody></table><h1>IV. 결 론</h1><p>본 논문은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능의 능동 인덕터를 이용한 디지털 제어 발진기에 대한 논문이다. 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털하게 조정하였으며, 디지털 제어 발진기의 이득을 디지털하게 조정하여 이득 변화를 상쇄하였다. 또한, 넓은 튜넝 범위와 정밀한 해상도를 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였다. 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 \( 2.1 \mathrm{GHz} \sim 3.5 \mathrm{GHz} \) 로 \( 1.4 \mathrm{GHz} \) 의 영역을 갖는다. 유효 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 사용하여 \( 0.14 \mathrm{kHz} /\)LSB 를 구현하였다. 전체 전력 소모는 \( 1.2 \mathrm{~V} \) 공급전압에서 \( 6.6 \mathrm{~mW} \) 이며 위상 잡음은 \( 1 \mathrm{MHz} \) 오프셋에서 \( -120.67 \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 의 성능을 보이고 있다.</p>	[ "시그마 델타 모듈레이터를 쓰지 않았을 경우 주파수 해상도는 몇\\( \\mathrm{kHz} \\)의 성능을 보이는가?", "[5]의 공급 전압은 몇 \\(\\mathrm{V}\\)인가?", "[1]의 공급 전압은 몇 \\(\\mathrm{V}\\)인가?", "본 논문에서는 이득 변화를 상쇄하기 위해 디지털 제어 발진기의 이득을 어떻게 조정하였는가?", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기는 몇\\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 성능을 오프셋에서 보이는가?", "주파수 디지털 제어 발진기는 어떤 오프셋에서 \\( -120 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 위상잡음 성능을 보이는가?", "주파수 디지털 제어 발진기는 \\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 몇 \\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 위상잡음 성능을 보이는가?", "주파수 디지털 제어 발진기는 \\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 \\( -120 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 어떤 성능을 보이는가?", "\\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 주파수 디지털 제어 발진기는 몇 \\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 위상잡음 성능을 보이는가?", "시그마 델타 모듈레이터를 쓰지 않았을 경우 무엇은 \\( 4.6 \\mathrm{kHz} \\)의 성능을 보이는가?", "본 논문에서 제안한 어떤 발진기의 \\( \\mathrm{FOM}_{\\mathrm{T}} \\)은 \\( -195.3 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)인가?", "[4]의 공급 전압은 몇 \\(\\mathrm{V}\\)인가?", "본 논문에서 제안된 디지털 제어 발전기의 공급 전압은 몇 \\(\\mathrm{V}\\)인가?", "[1]의 전력 소모는 몇 \\(\\mathrm{mW}\\)인가?", "[4]는 몇 \\(\\mathrm{GHz}\\)의 중간 주파수를 가지는가?", "[1]는 몇 \\(\\mathrm{GHz}\\)의 중간 주파수를 가지는가?", "[5]는 몇 \\(\\%\\)의 튜닝 영역을 가지는가?", "본 논문에서 설계한 디지털 제어 발진기는 몇 \\(\\%\\)의 튜닝 영역을 가지는가?", "[2]은 몇 \\(\\mathrm{kHz}\\)의 주파수 해상도 [without SDM]를 가지는가?", "본 논문에서 설계된 디지털 제어 발전기의 주파수 해상도 [without SDM]는 몇 \\(\\mathrm{kHz}\\)인가?", "[1]의 위상 잡음@\\(1\\mathrm{MHz}\\)는 몇 \\(\\mathrm{dBc/Hz}\\)인가?", "본 논문의 디지털 제어 발진기는 넓은 어떤 범위와 정밀한 해상도 성능의 능동 인덕터를 이용하였는가?", "본 논문의 디지털 제어 발진기는 넓은 튜닝 범위와 정밀한 어떤 성능의 능동 인덕터를 이용하였는가?", "본 논문의 디지털 제어 발진기는 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능의 무엇을 이용하였는가?", "본 논문에서는 능동 인덕터의 무엇을 디지털하게 조정하였는가?", "본 논문에서는 왜 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털하게 조정하였는가?", "본 논문에서는 어떻게 이득 변화를 상쇄하였는가?", "본 논문에서는 무엇을 상쇄하기 위해 디지털 제어 발진기의 이득을 디지털하게 조정하였는가?", "본 논문에서는 이득 변화를 어떻게 하기 위해 디지털 제어 발진기의 이득을 디지털하게 조정하였는가?", "본 논문에서는 무엇을 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였는가?", "디지털 제어 발진기는 몇 \\( \\mathrm{GHz} \\)의 주파수 튜닝 영역을 가지는가?", "본 논문에서는 몇 \\( \\mathrm{kHz} /\\)LSB를 구현하였는가?", "본 논문에서는 유효 주파수 해상도를 어떤 모듈레이터를 사용하여 구현하였는가?", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기는 몇 \\( \\mathrm{~V} \\)의 전력을 소모하는가?", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기의 위상 잡음은 몇\\( \\mathrm{MHz} \\)인가?", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기는 오프셋에서 몇\\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 성능을 보이는가?", "어떤 제어 발진기는 \\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 \\( -120 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 위상잡음 성능을 보이는가?", "몇 \\( \\mathrm{MHz} \\)의 오프셋에서 주파수 디지털 제어 발진기는 \\(-120 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)의 위상잡음 성능을 보이는가?", "무엇을 쓰지 않았을 경우 주파수 해상도는 \\( 4.6 \\mathrm{kHz} \\)의 성능을 보이는가?", "본 논문에서 제안한 디지털 제어 발진기의 \\( \\mathrm{FOM}_{\\mathrm{T}} \\)은 몇 \\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)인가?", "[5]의 중간 주파수는 몇 \\(\\mathrm{GHz}\\)인가?", "본 논문에서 설계한 디지털 제어 발전기의 중간 주파수는 몇 \\(\\mathrm{GHz}\\)인가?", "[1]의 튜닝 영역은 몇 \\(\\%\\)인가?", "[4]의 튜닝 영역은 몇 \\(\\%\\)인가?", "[1]은 몇 \\(\\mathrm{kHz}\\)의 주파수 해상도 [without SDM]를 가지는가?", "[5]의 주파수 해상도 [without SDM]는 몇 \\(\\mathrm{kHz}\\)인가?", "본 논문의 무엇은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능의 능동 인덕터를 이용하였는가?", "본 논문에서는 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 어떻게 조정하였는가?", "본 논문에서는 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 어떻게 하였는가?", "본 논문에서는 이득 변화를 상쇄하기 위해 무엇의 이득을 디지털하게 조정하였는가?", "디지털 제어 발진기의 주파수 튜닝 영역은 몇 \\( \\mathrm{GHz} \\)인가?", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기의 전체 전력 소모는 몇 \\( \\mathrm{~V} \\)인가?1", "본 논문에서 제작한 디지털 제어 발진기는 몇\\( \\mathrm{MHz} \\)의 위상 잡음을 가지는가?", "본 논문에서 제안한 디지털 제어 발진기의 무엇은 \\( -195.3 \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\)인가?", "본 논문에서 제안된 디지털 제어 발전기의 전력 소모는 몇 \\(\\mathrm{mW}\\)인가?", "[4]는 몇 \\(\\mathrm{mW}\\)의 전력을 소모하는가?", "[5]는 몇 \\(\\mathrm{mW}\\)의 전력을 소모하는가?", "본 논문에서는 이득 변화를 상쇄하기 위해 디지털 제어 발진기의 무엇을 디지털하게 조정하였는가?" ]
b45f5e5d-30b1-41d7-abaa-eb9c2295eb5f	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<h1>요 약</h1><p>본 논문은 넓은 튜닝 범위와 정밀한 해상도 성능을 가지는 능동 인덕터를 이용한 디지털 제어 발진기에 대한 논문이다. 디지털 제어 발진기의 주파수를 조정하기 위해 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털적으로 조정하는 구조를 제안하였으며, 디지털 제어 발진기의 이득 또한 디지털적으로 조정하여 이득 변화를 상쇄하도록 하였다. 또한, 넓은 튜닝 영역과 정밀한 해상도를 구현하기 위해 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 제안하였다. 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 \( 2.1 \mathrm{GHz} \) - \( 3.5 \mathrm{GHz} \) 로 \( 1.4 \mathrm{GHz} \) 의 영역으로 이는 \( 2.4 \mathrm{GHz} \) 의 중간 주파수에 대하여 \( 58 \% \) 에 해당한다. 유효 주파수 해상도는 시그마 델타 모듈레이터를 사용하여 \( 0.14 \mathrm{kHz} / \) LSB 를 구현하였다. 제안하는 디지털 제어 발진기는 \( 0.13 \mu \mathrm{m} \) CMOS 공정으로 설계 되었다. 전체 전력 소모는 \( 1.2 \mathrm{~V} \) 공급전압에서 \( 6.6 \mathrm{~mW} \) 이며 위상 잡음 성능은 \( 2.4 \mathrm{GHz} \) 중간 주파수의 경우, \( 1 \mathrm{MHz} \) 오프셋에서 \( -120.67 \) \( \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 성능을 보이고 있다.</p><h1>I. 서 론</h1><p>Sub-micron 공정에서의 digital RF 구조는 시스템에서 요구하는 파워 소모와 비용, 면적을 최소한으로 줄이는 것이 중요하다. 이를 만족하기 위해 공급 전압 또한 내려가는 것이 일반적인데, 일반적인 아날로그 PLL (Phase Locked Loop)은 공정에 따라 재설계를 해야 한다. 그러나 디지털 PLL은 새로운 공정에 따른 설계가 용이하다. 디지털 PLL 구조에서는 몇 가지 이슈가 있는데 그 중에서 디지털 제어 발진기(digitally controlled oscillator) 블록이 그 중에서 가장 중요한 블록이다. 일반적으로 디지털 제어 발진기의 주파수는 varactor의 커패시터 값을 이용하여 조정 및 구현한다. 그러나 이는 공정상에서 물리적으로 한계를 가지고 있기 때문에 우리가 원하는 커패시터 값을 구현하기 위해 시그마 델타 모듈레이터를 이용하여 작은 커패시턴스 값을 구현하게 된다. 그럼에도 불구하고 여전히 주파수 해상도가 varactor의 커패시턴스에 대하여 한계를 갖고 있기 때문에 해상도를 최대한 끌어올리기 위해서는 시그마 델타 모듈레이터의 dithering 비트의 증가가 따르게 된다. 이는 면적과 파워 소모를 증대시키는 결과가 나온다. 따라서 본 논문에서는 능동 인덕터를 사용하여 주파수를 조정하고, 주파수 해상도에 따른 위와 같은 문제점들을 해결하도록 하였다.</p>	[ "시스템에서 요구하는 파워 소모, 비용, 면적을 최소한으로 줄이기 위해서는 무엇이 내려가야 돼?", "능동 인덕터는 넓은 튜닝 범위와 어떤 성능을 가지고 있어?", "본문은 능동 인덕터를 사용한 무엇에 대해 설명하고 있어?", "디지털 제어 발진기에 능동 인덕터의 트랜스컨덕턴스를 디지털적으로 조정하는 구조는 무엇때문이야?", "자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 루프를 왜 제안했어?", "디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 얼마야?", "\\( 2.4 \\mathrm{GHz} \\) 의 중간 주파수에 대하여 디지털 제어 발진기의 총 주파수 튜닝 영역은 얼마에 해당해?", "어떤 공정으로 제안하는 디지털 제어 발진기가 설계되었어?", "시그마 델타 모듈레이터를 사용해 유효 주파수 해상도는 얼마를 구현했어?", "제안하는 디지털 제어 발진기는 얼마의 공급전압에서 전력을 소모해?", "\\( 1.2 \\mathrm{~V} \\) 공급전압에서 전체 전력 소모는 얼마야?", "시스템에서 요구하는 파워 소모, 비용, 면적의 최소화가 어디에서의 digital RF 구조에 중요해?", "새로운 공정에 따른 설계가 무엇은 용이해?", "공급 전압이 내려가려면 공정에 따하 일반적으로 무엇은 재설계가 필요해?", "디지털 제어 발진기의 주파수는 일반적으로 무엇으로 조정해?", "원하는 커패시터 값을 구현하기위해 시그마 델타 모듈레이터를 이용하는 이유가 뭐야?", "원하는 커패시터 값을 어떻게 구현해?", "해상도를 최대한 끌어올리기 위해서는 무엇의 증가가 따라?", "해상도를 최대한 끌어올리기 위해서 왜 시그마 델타 모듈레이터의 dithering 비트 증가가 따르게돼?", "시그마 델타 모듈레이터의 dithering 비트의 증가는 무엇을 증대시켜?", "디지털 제어 발진기의 이득을 어떻게 조정하여 이득변화를 상쇄했어?", "디지털 PLL 구조에서 가장 중요한 블록이 뭐야?", "본문에서 주파수 해상도에 따른 문제점들을 무엇을 사용하여 주파수를 조정함으로써 해결하려고해?", "잡음 성능은 얼마의 중간 주파수의 경우에 \\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 \\( -120.67 \\) \\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\) 성능을 보여?" ]
80d1939a-555f-4a2c-a3cc-98f5027e45ea	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<h1>III. 실험 결과</h1><p>칩은 1 poly, 6 layer, \( 0.13 \mu \mathrm{m} \) CMOS 공정으로 설계하였으며, MIM (Metal-Insulator-Metal) 커패시터 및 높은 쉬트 저항을 갖는 폴리 저항을 사용하였다.</p><p>그림 7은 칩 사진을 보여주고 있다. 디지털 제어발진기 코어, 시그마 델타 모듈레이터와 주파수 튜닝 디지털 컨트롤러의 총 면적은 \( 0.28 \mathrm{~mm}^{2} \) 이다.</p><p>그림 8은 3단계 주파수 및 이득 튜닝 후에 측정된 디지털 제어 발진기의 튜닝 커브를 보여주고 있다. MIM 커패시턴스만 사용할 경우 \( 0.9 \mathrm{GHz} \) 의 튜닝 영역을 갖게 되는데 능동 인덕터를 사용하여 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 기법을 적용함으로써 총 튜닝 영역은 \( 1.4 \)\( \mathrm{GHz} \) 로 \( 0.5 \mathrm{GHz} \) 를 추가적인 MIM 커패시터 없이 증가 시키는 효과를 얻을 수 있다.</p><p>CDTW \(<63: 0>\) 의 \( 1-LSB \) 주파수 해상도는 \( 4.6 \mathrm{kHz} \) 이다. 이를 5-bit 시그마 델타 모듈레이터를 사용하였을 때 얻어지는 시간-평균적인 주파수 해상도는 식 (5)와 같이 \( 0.14 \mathrm{kHz} \) 이며, 디지털 제어 발진기의 이득은 \( 0.14 \)\( \mathrm{kHz} /\)LSB 가 된다.</p><p>\( \Delta \mathrm{f}^{\Delta \Sigma}=4.6 \mathrm{kHz} / 2^{5}=0.14 \mathrm{kHz} \)<caption>(5)</caption></p><p>그림 9 는 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 후의 디지털 제어 발진기의 출력 스펙트럼이다. 출력 레벨은 \( 2.4 \mathrm{GHz} \) 중간 주파수에서 - \( 11.8 \mathrm{dBm} \) 을 갖는다.</p><p>그림 10 에서 디지털 제어 발진기의 위상 잡음은 출력 주파수가 \( 2.4 \mathrm{GHz} \) 일 때, \( 1 \mathrm{MHz} \) 오프셋에서 \( -120.67 \) \( \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 의 값을 갖는다. 출력 주파수가 \( 2.1 \mathrm{GHz} \) 와 \( 3.5 \)\( \mathrm{GHz} \) 일 때, 위상잡음은 \( 1 \mathrm{MHz} \) 오프셋에서 각각 \( -121.2 \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 와 \( -116.1 \mathrm{dBc} / \mathrm{Hz} \) 의 값을 갖는다.</p><p>디지털 제어 발진기의 주파수 튜닝 영역을 적용한 \( \mathrm{FOM}_{\mathrm{T}} \) (figure of merit with the frequency tuning range)는 다음 (6)식과 같이 계산 되어 진다.</p><p>\( F O M_{T}=P N\left(f_{\text {offf }}\right)-20 \log \left(\frac{f_{0}}{f_{\text {offet } e t}}\right)+10 \log \left(\frac{P_{D C}}{1 m W}\right)-20 \log \left(\frac{F D R}{10}\right) \)<caption>(6)</caption></p>	[ "MIM 커패시턴스만 사용할 경우에 \\( 0.9 \\mathrm{GHz} \\) 의 튜닝 영역을 능동 인덕터를 사용하여 3 단계 주파수 및 이득 튜닝 기법을 적용함으써 얻을 수 있는 총 튜닝 영역은 무엇인가?", "3단계 주파수 및 이득 튜닝 후의 디지털 제어 발진기의 출력 스펙트럼의 출력 레벨은 무엇인가?", "칩의 디지털 제어발진기 코어, 시그마 델타 모듈레이터와 주파수 튜닝 디지털 컨트롤러의 총 면적은 얼마인가?", "MIM 커패시턴스만 사용할 경우 \\( 0.5 \\mathrm{GHz} \\) 를 추가적인 MIM 커패시터 없이 증가 시키는 효과를 얻을 수 있는 원인은 무엇인가?", "칩은 어떤 구성으로 설계되었는가?", "어떤 구성으로 칩이 만들어졌어?", "출력 주파수가 2.1 \\mathrm{GHz}2.1GHz일 때 위상잡음은 \\( 1 \\mathrm{MHz} \\) 오프셋에서 얼마의 갑을 갖게 되는가?", "5-bit 시그마 델타 모듈레이터를 사용하였을 때 얻어지는 시간-평균적인 주파수 해상도를 식으로 나타낸다면 어떻게 되는가?", "오프셋에서 \\( -120.67 \\) \\( \\mathrm{dBc} / \\mathrm{Hz} \\) 의 값을 갖기위한 전제 조건은 무엇인가?" ]
7642ed0e-af44-4f12-8c95-9ea26830b4f0	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<p>일반적으로 넓은 주파수 밴드를 가질 경우에 여러 개의 LC-발진기를 사용하여 그 주파수 밴드를 커버하게 된다. 이 경우 면적과 파워 소모가 발진기의 개수만큼 증가되는 문제점을 가지고 있다. 따라서 한 개의 LC-발진기로 넓은 주파수 영역을 커버하기 위해 여러 기술을 사용한다. 하지만 넓은 주파수 영역을 커버하기 위해 MIM(Metal-Insulator-Metal) 커패시터를 사용하기 때문에 주파수 튜닝 영역이 넓을수록 물리적 커패시터의 양은 증가하게 되고, 면적과 파워소모가 증가하게 된다. 또한, 넓은 주파수 영역을 가질수록 최소 주파수 커브와 최대 주파수 커브에서 디지털 제어 발진기의 이득 차이는 점점 커질 것이다. 디지털 제어 발진기의 이득은 디지털 PLL의 lock-time 및 위상 잡음과 연관이 있기 때문에 같은 밴드 내에서는 일정하도록 하는 것이 중요하다. 따라서 이와 같은 문제점을 해결하고자, 본 논문에서는 능동 인덕터를 사용하여 넓은 주파수 튜닝 영역을 갖으면서 자동 3 단계 주파수 및 이득 조정 기법을 사용하여 위에서 언급한 문제점들을 해결하였다.</p><h1>II. 본 론</h1><h2>1. 디지털 제어 발진기의 구조</h2><p>그림 1은 제안한 능동 인덕터를 갖는 디지털 제어 발진기의 블록도이다. 디지털 제어 발진기 코어, 시그마 델타 모듈레이터와 주파수 튜닝 디지털 컨트롤러로 구성되어 있다. 3 차 MASH 구조의 시그마 델타 모듈레이터를 사용하였으며 디지털 제어 발진기의 입력 비트 (DTW \(<68: 0>\) ) 중에서 5 개의 dithering 비트(FDTW \(<4: 0>) \) 를 사용 하였다. 시그마 델타 모듈레이터의 동작을 위한 클럭 (SDM_CLK)은 디지털 제어 발진기의 출력을 4 분주한 \( 600 \mathrm{MHz} \) 부근의 클록을 제공 받도록 되어 있다.</p><p>그림 2 는 디지털 제어 발진기 코어의 회로도이다. 이는 능동 인덕터, 수동 인덕터, 커패시터 뱅크와 Negative-Gm 셀로 구성되어 있다. 능동 인덕터는 광대역 주파수 튜닝과 협대역 주파수 튜닝을 조정한다. 그리고 MIM 커패시터들로 이루어진 커패시터 뱅크는 디지털 제어 발진기의 중간 대역 주파수 튜닝을 공급하고 제어한다. 능동 인덕터를 사용함으로써 발생하는 Q 값의 저하를 수동 인덕터를 능동 인덕터와 병렬로 연결함으로써 상쇄하였다. 그리하여 디지털 제어 발진기 위상 잡음의 성능을 만족시키도록 하였다.</p><p>그림 3은 능동 인덕터의 회로도이다. 차동적으로 구성된 gyrator-C 타입의 능동 인덕터를 사용하였다.</p><p>능동 인덕터의 인덕턴스는 식 (1)과 같다.</p><p>\( L_{e q}=2\left(C_{g v 1}+C_{g v 3}+C_{\text {wire }}\right) / G_{d s T o t}\left(2 g_{m 1}+g_{m 3}-G_{d s T o t}\right) \)<caption>(1)</caption></p><p>\( G_{d s T o t}=G_{d s 5}+G_{d s 7}+G_{d s 9}+G_{d s 11}+G_{d s G C B} \)<caption>(2)</caption></p><p>\( G_{d s 7} \cong \lambda I_{D 7} \)<caption>(3)</caption></p>	[ "넓은 주파수의 영역을 커버하기 위해 사용하는 커패시터가 어떻게 돼?", "본 연구에서 사용된 기법은 무엇인가?", "넓은 주파수 밴드를 가질 경우, LC-발진기를 사용하여 그 주파수 밴드를 커버하게 되는데 이때의 단점은 무엇인가?", "디지털 제어 발진기의 이득은 위상 잡음과 연과되어 있는데, 이득을 챙기기위한 조건은 무엇인가?", "다음의 수식 \\( L_{e q}=2\\left(C_{g v 1}+C_{g v 3}+C_{\\text {wire }}\\right) / G_{d s T o t}\\left(2 g_{m 1}+g_{m 3}-G_{d s T o t}\\right) \\)은 무엇을 나타내는가" ]
74a58019-e33e-4109-93bb-501d618ea321	인공물ED	능동 인덕터를 이용한 광대역 디지털 제어 발진기의 설계	<h2>2. 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝</h2><p>그림 6 은 자동 3 단계 주파수 및 이득 튜닝에 대한 원리를 나타낸 것이다.</p><p>1 단계 : 1단계 주파수 튜닝은 광대역 주파수 튜닝이다. 디지털 제어 발진기의 주파수는 주파수 튜닝 디지털 컨트롤러에 의해서 측정된다. 측정된 주파수에 따라서 튜닝이 시작될 중간 주파수가 FCONT 에 의해서 결정되고 이는 능동 인덕터의 큰 값의 인덕턴스가 조정되게 된다. 그래서 1 단계에서는 FCONT 에 의해서 \( \mathrm{G}_{\mathrm{ds} 9} \) 가 결정된다. 만약에 이를 MIM 커패시터를 이용하게 되면 상당히 큰 값을 갖는 MIM 커패시터를 사용해야 하는데 이는 많은 면적을 소비할 뿐만 아니라 출력 전압 스윙도 감소시킨다. 반면에 능동 인덕터를 사용함으로써 이와 같은 문제를 해결할 수 있다.</p><p>2 단계 : 2 단계 주파수 튜닝은 중간 대역 주파수 튜닝이다. 이 단계에서는 CAPS \(<9: 0>\) 을 이용하여 커패시터 뱅크의 MIM 커패시터를 조정하도록 되어 있다. 2 단계 주파수 튜닝으로 최적의 MIIM 커패시턴스를 선택하게 된다. 이때의 튜닝 영역은 \( 0.9 \mathrm{GHz} \) 를 갖는다.</p><p>3 단계 : 3 단계 주파수 튜닝은 협대역 주파수 튜닝이다. 2 단계 주파수 튜닝에서 주파수 간격이 수 MHz 로써 2 단계로 모든 주파수 튜닝을 완료시키기에는 간격이 넓은 편이기 때문에 이를 보완하고자 3 단계 주파수 튜닝을 하게 된다. 3 단계 주파수 튜닝에서는 앞서 실시한 2 단계 주파수 튜닝 커브사이에서 최적의 주파수 튜닝 커브를 찾게 된다. 이 단계에서는 DCONT \(<19: 0>\)이 Gds11을 조정함으로써 능동 인덕터의 인덕턴스 값을 변화시키게 된다. 그 결과 3 단계 주파수 튜닝에서 주파수 해상도는 \( 135 \mathrm{kHz} / \mathrm{LSB} \) 를 갖는다.</p><p>4단계 : 3단계 주파수 튜닝이 끝난 후 4 단계에서는 디지털 제어 발진기 이득 튜닝을 하게 된다. 디지털 제어 발진기의 이득은 1 비트가 바뀌었을 때 변화되는 주파수량과 같다. 이는 디지털 제어 발진기의 최종적인 주파수 해상도와 같다. 그래서 최종적인 주파수 해상도를 결정하는 RCONT \(<9: 0>\) 과 GCONT \(<9: 0>\) 의 값을 변화함으로써 조정 가능하다. 디지털 제어 발진기의 이득은 디지털 제어 발진기의 입력으로 DTW2와 DTW1을 넣었을 때 생성되는 각각의 주파수 Freq2와 Freq1 차 이를 보고 계산될 수 있다. 이 값을 주파수 튜닝 디지털 컨트롤러에 의해서 측정되고 계산되어 그 값이 우리가 원하는 값에 도달할 수 있도록 RCONT \(<9: 0>\) 과 GCONT \(<9: 0>\) 을 조정하게 된다.</p>	[ "그림 6 은 무엇에 관한 원리를 나타낸거야?", "본 논문에서 측정된 주파수에 따라 튜닝이 시작되는 중간 주파수가 FCONT에 따라 결정되면서, 어떻게 되는가?", "MIM 커패시터를 이용했을시 생기는 문제를 무엇으로 해결할 수 있는가?", "2 단계 주파수 튜닝은 뭐야?", "3 단계 주파수 튜닝에서는 어떤 값을 주파수 해상도가 갖는가?", "3단계 주파수 튜닝에서는 이미 진행된 2단계 주파수 튜닝 커브사이에서 무엇을 찾는가?", "2단계 주파수 튜닝에서 주파수 간격이 수 MHz이기에, 2단계로 모든 주파수 튜닝을 완료하기에는 간격이 어떻게 되지?", "본 논문에서 디지털 제어 발진기의 이득이 계산되려면, 우선 디지털 제어 발진기의 입력에서 어떻게 되는 것을 봐야하는가?", "디지털 제어 발진기의 이득은 어떤 주파수량과 같은가?", "1단계 주파수 튜닝은 뭐야?", "Digitally Controlled Oscillator의 주파수는 무엇에 의해 측정돼?", "무엇에 따라서 1 단계에서 \\( \\mathrm{G}_{\\mathrm{ds} 9} \\) 가 결정되는가?" ]
6288aa83-7e7c-4369-a8e4-0f6915e7baaa	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>직류전원은 전기, 전자 및 통신기기 등의 산업용에서 가정용에 이르기까지 폭넓은 분야에서 이용되고 있다. 특히 전력변환을 취급하는 스위칭 모드 전력변환 회로에서는 DC-DC 컨버터가 중요한 부분을 차지한다. 그리고 최근 친환경 신재생에너지 개발에 많은 관심을 보이고 있으며, 연료전지나 태양전지 발전시스템에 많은 연구개발이 이뤄진다. 이들 신재생 에너지 발전시스템에서 출력되는 전기에너지는 직류 전압의 형태를 가진다. 이렇게 출력된 직류전압은 부하가 요구하는 전압으로 승압, 강압 또는 승강압되어 공급되고, 이 때 신재생 에너지의 출력을 최대로 활용하기위해서 고효율의 SMPS (switching mode power supply) 즉, 고효율 DC-DC 컨버터가 요구된다. 현재 많이 사용되는 승강압용 DC-DC 컨버터는 그림 1 과 같이 에너지 축적용 인덕터 L과 단락용 제어 스위치 S를 이용하여 스위치의 PWM (Pulse width modulation)제어에 의해 실현된다. PWM 제어에 의해 승강압용 인덕터에 흐르는 전류는 연속모드 (CCM)또는 불연속모드 (DCM)로 제어된다.</p><p>전류불연속 모드 컨버터의 경우 전류연속 모드와 비교하여 승압율의 한계는 주어지나 제어회로 구성이 간단하고 듀티율 일정제어가 가능하여 제어기법이 용이한 장점들이 주어진다. 특히 DCM 컨버터는 사용된 제어용 스위치의 턴-온 동작이 영전류에서 스위칭되어 스위치의 턴-온 손실이 없는 특징이 있다. 그러나 스위치의 턴-오프 동작은 승강압용 인덕터의 최대전류에서 스위칭되므로 스위칭 주파수의 증가와 더불어 스위칭 스트레스와 손실이 증대되는 문제점이 주어진다. 이를 보완하기위해 스위치 양단에 그림 1 과 같이 스너버(snubber) 회로를 사용하여 스위치를 보호하지만 상당한 스너버 손실에 의한 컨버터의 효율을 감소시키는 요인이 된다. 최근 이를 개선하기위해 소프트 스위칭 즉, ZVS 또는 ZCS로 스위치를 동작시키는 회로 토폴로지들이 많이 연구된다. 그 결과 전력변환기는 스위칭 손실이 감소되어 변환기 효율을 증대시킨다. 그러나 이들 소프트 스위칭 회로들은 변환기의 스위치 단에 다양한 공진회로 기법들을 적용시킨 것으로써, 사용된 리액터 및 제어소자의 수가 증가하여 스위칭 시퀀스가 복잡하고 출력전류가 증가할 경우 지속적인 공진에 의한 공진소자들의 손실과 스트레스가 증가하는 문제점이 주어진다.</p><p>이를 개선하기위하여 본 논문에서는 DCM 컨버터에 새로운 유사공진 회로를 접목시킨 DCM-ZVS DC-DC 컨버터를 제안한다. 제안한 유사공진 회로는 기존의 컨버터에 사용되는 스너버 회로를 유사공진 회로로 변형 설계한 새로운 무손실 스너버 회로로써, 회로구성이 간단하며 유사공진으로 인한 공진용 소자들의 손실과 스트레스를 감소시킨다. 또한 유사공진용으로 이용된 커패시터는 기존의 스너버용 커패시터와 달리 무손실로 동작되어 출력전압을 증대시키는 이점이 주어진다.</p>	[ "전자 및 통신기기 등의 산업용에서 가정용에 이르기까지 폭넓은 분야에서 사용되는 전원은 무엇인가요?", "친환경 신재생에너지 관련에 DC-DC 컨버터가 중요한 부분을 차지하나요?", "태양전지 외 신재생에너지 개발 관련 발전시스템은 무엇이 있나요?", "ZVS 또는 ZCS의 단점은 무엇인가요?", "DCM 컨버터는 왜 스위칭 스트레스와 손실이 증대되는 문제점이 있을까요?", "PWM 제어에 의해 전류는 어떻게 구별되나요?", "직류전압은 마지막으로 어떤 형태로 공급되나요?", "전류불연속 모드 대비 전류연속 모드의 제어회로 구성 특징은 어떤가요?", "현재 사용되는 승갑압용 DC-DC 컨버터는 어떤 전기 소자를 사용하였나요?", "전류불연속 모드 컨버터의 경우 전류연속 모드 대비 장점이 있나요?", "제어용 스위치의 턴-온 동작이 영전류에서 스위칭되어 스위치의 턴-온 손실이 없는 특징이 있는 컨버터는 무엇입니까?", "소프트 스위칭은 리액터 및 제어소자 수의 감소를 초래합니까?", "왜 DC-DC 컨버터가 신재생 에너지에서 필요한가요?\\", "현재 많이 사용되는 승갑압용 DC-DC 컨버터는 무엇에 의해 실현됩니까?", "스너버 손실은 무엇의 효율을 감소시킵니까?", "스너버(snubber) 회로는 단점은 없나요?", "DCM 컨버터는 언제 스위칭 됩니까?", "신재생 에너지의 출력에서 사용되는 DC-DC 컨버터의 종류는 무엇인가요?", "사용된 리액터 및 제어소자의 수가 증가하여 스위칭 시퀀스가 복잡하고 출력전류가 증가할 경우 왜 문제인가요?", "인덕터의 목적은 무엇인가요?", "소프트 스위칭의 문제점을 해결하기 위해 DCM 컨버터에 어떤 회로를 접목시켰나요?", "어떤 회로를 사용하여 스위치의 턴-오프 동작의 문제점을 해결하고자 했나요?", "ZVS 또는 ZCS로 스위치를 동작시키는 회로를 무슨 스위칭이라고 하나요?", "사용된 리액터 및 제어소자의 수가 증가하여 스위칭 시퀀스가 단순해집니까?", "전류불연속 모드 컨버터의 경우 전류연속 모드와 비교하여 승압율의 한계는 주어지나 제어회로 구성이 간단하고 듀티율 변곡제어가 가능합니까?", "스너버 손실에 의한 컨버터의 효율을 감소시키기 위한 연구는 무엇이 있나요?", "제안한 유사공진 회로는 어떻게 유사공진 회로를 변형시켰나요?", "본 논문에서 DCM 컨버터에 새로운 유사공진 회로를 접목시킨 것을 뭐라고 합니까?", "리액터 및 제어소자의 수가 증가하면 문제인가요?", "소프트 스위칭이 전력변환기에 왜 좋은가요?", "또한 유사공진용으로 이용된 커패시터는 기존의 스너버용 커패시터와 달리 무손실로 동작되어 입력전압을 증대시키는 이점이 주어지나요?", "유사공진용으로 이용된 커패시터는 기존의 스너버용 커패시터와 달리 무손실로 동작되어 어떤 이점을 주어지나요?", "유사공진용으로 사용된 커패시터는 기존 스너버용 커패시터와 어떻게 다른가?", "제안한 유사공진 회로는 기존의 컨버터에 사용되는 스너버 회로를 유사공진 회로로 변형 설계한 새로운 무손실 스너버 회로로써, 회로구성이 복잡합니까?", "어떤 회로적 특성이 제안한 유사공진 회로의 장점인가요?", "PWM 제어에 의해 승강압용 인덕터에 흐르는 전류는 한 가지 종류로 제어됩니까?", "DC-DC 컨버터는 직류전원 중 하나일까요?", "직류 전원 중 전력변환 회로에서 중요한 부분을 차지하는 컨버터는 무엇인가요?", "교류전원은 전기, 전자 및 통신기기를 사용하는 산업에서부터 가정까지 폭 넓게 이용되고 있는가?", "신재생 에너지 발전시스템에서 입력될 전기에너지는 교류식 전압으로 전송됩니까?" ]
46b34764-0e85-4972-aaf1-6e61ff8843a3	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<h1>Ⅱ. 제안한 DCM-ZVS DC-DC 컨버터</h1><h2>1. 제안한 컨버터의 회로구성</h2><p>제안한 고효율의 DCM-ZVS DC-DC 컨버터의 주 회로도를 그림 2에 나타낸다. 회로구성은 승강압용 제어스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 와 소프트 스위칭을 위한 유사공진용 소자 \( L_{T} \) 과 \( C_{r} \), 그리고 주변소자들로 구성된다.</p><p>유사공진 회로부는 기존의 전력변환기에 사용되는 스너버 회로를 변형 설계한 구조로써 무손실 스너버로 동작된다. 스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 의 동작을 살펴보면, 스위치 턴-온은 인덕터 \( L_{T} \) 의 전류가 불연속적으로 제어되므로 영전류 스위칭으로 되고, 턴-오프는 유사공진 회로의 동작에 의해 커패시터 \( C_{r} \) 의 전압이 영으로 될 때 동작되어 영전압 스위칭으로 된다. 또한 제안한 컨버터는 PWM 스위칭제어에 의해 출력전압이 조정되고 승강압용 인덕터에 흐르는 전류는 불연속모드로 제어된다. 그 결과 제안한 컨버터는 소프트 스위칭에 의해 고효율로 동작하고 전류 불연속모드 제어에 의한 제어기법과 제어회로가 간단한 장점이 주어진다.</p><h2>2. 제안한 컨버터의 동작원리</h2><p>제안한 DCM-ZVS 컨버터의 동작원리를 해석하기 위하여 그림 3 에 스위칭 1 주기 \( \left(T_{c}\right) \) 에 대한 각 동작모드별 등가회로를 나타내고 있으며, 4가지 동작모드로 구분된다.</p><p>유사공진 회로부의 초기조건으로 스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 는 오프, 커패시터 \( C_{T} \) 에는 입력전압 \( V_{d} \) 와 출력측 커패시터 \( C_{d} \) 의 전압 \( V_{c d} \) 의 합 \( \left(V_{d}+V_{c d}\right) \) 으로 충전되어 있다.</p><p>모드 1 \( \left(T_{1}, t_{0} \sim t_{1}\right) \)</p><p>시각 \( t_{0} \) 에서 스위치 \( S_{1} \) 과 \( S_{Z} \) 를 동시에 턴-온하면, 회로경로는 \( V_{d^{+}}-L_{T}-S_{1}-C_{r}-S_{2}-V_{d-} \) 의 직렬공진 회로가 형성된다. 스위치 턴-온 직전의 인덕터 \( L_{r} \) 에 흐르는 전류 \( i_{L r} \) 는 영이므로 \( S_{1}, S_{2} \) 는 ZCS로 동작을 한다. 그리고 전원전압 \( V_{d} \) 와 커패시터의 충전전압 \( V_{c r} \) 와의 합이 인덕터 \( L_{T} \) 에 인가되어 \( L_{T} \) 와 커패시터 \( C_{T} \) 는 직렬공진을 하고 \( C_{T} \) 가 방전한다. 공진 인덕터의 저항을 무시하면, 커패시터의 전압 \( V_{c r} \) 는 식 (1)과 같이 방전하고 인덕터 \( L_{T} \) 에 흐르는 전류 \( i_{L r} \) 는 식 (2)와 같이 증가한다. 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 이 영으로 되면 모드 1 은 끝나고 식 (3)은 이 모드의 기간이고 식 (4)는 이 모드가 끝나는 시점의 인덕터 전류이다.</p><p>\( v_{c r}=\left(2 V_{d}+V_{c d}\right) \cos \omega_{r} t-V_{d} \)<caption>(1)</caption></p><p>\( i_{L r}=\frac{2 V_{d}+V_{c d}}{X} \sin \omega_{r} t \)<caption>(2)</caption></p><p>\( T_{1}=\sqrt{L_{r} C_{r}} \cos ^{-1}\left(\frac{V_{d}}{2 V_{d}+V_{c d}}\right) \)<caption>(3)</caption></p><p>\( I_{1}=\frac{1}{X} \sqrt{\left(2 V_{d}+V_{c d}\right)^{2}-V_{d}^{2}} \approx \frac{2 V_{d}+V_{c d}}{X} \)<caption>(4)</caption></p><p>여기서, \( \omega_{r}=\frac{1}{\sqrt{L_{r} C_{r}}}, X=\sqrt{\frac{L_{r}}{C_{r}}} \) 이다.</p>	[ "DCM-ZVS DC-DC 컨버터는 고효율인가?", "제안한 고효율의 DCM-ZVS DC-DC 컨버터의 회로 구성은?", "유사공진 회로부는 기존의 전력변환기에 사용되는 무엇을 변형한 설계 구조인가?", "제안한 컨버터는 연속모드로 제어되는가?", "제안한 컨버터는 연속모드로 어떤 것을 제공하지", "유사공진 회로부의 초기조건으로 스위치 S_{1}, S_{2} 는 오프, 커패시터 C_{T}에는 입력전압 V_{d} 와 출력측 커패시터 C_{d}의 전압 V_{c d}의 합 (V_{d}+V_{c d}\\으로 충전될수 있는가?", "인덕터 L_{T}의 전류가 불연속적으로 제어되므로 영전류 스위칭으로 되는것은 무엇에 대한 설명인가?", "제안한 DCM-ZVS 컨버터의 동작원리는 몇 가지인가?", "유사공진 회로부는 무엇으로 동작되는가?", "PWM 스위칭제어에 의해 출력전압이 조정되고 승강압용 인덕터에 흐르는 전류는 불연속모드로 제어되는 컨버터의 장점은?", "유사공진 회로의 동작에 의해 커패시터 C_{r} 의 전압이 영으로 될 때 동작되어 영전압 스위칭으로 되는것은 무엇에 대한 설명인가?", "시각 t_{0} 에서 스위치 S_{1}과 S_{Z} 를 동시에 턴-온하면 형성되는 회로 경로는?", "공진 인덕터의 저항을 무시하면 나타나는 현상은?", "전원전압 V_{d} 와 커패시터의 충전전압 V_{c r}권 시세 표시기와의 합이 인덕터 L_{T}에 인가되어 나타나는 현상은?", "DCM-ZVS 컨버터의 동작원리는?", "커패시터 전압 V_{c r}이 영으로 되면 나타나는 현상은?" ]
9ddab51a-1c80-4f5a-80fb-55eba8c355e9	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<p>모드 2 \( \left(T_{2}, t_{1} \sim t_{2}\right) \)</p><p>모드 2 는 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 이 영으로 되어 다이오드 \( D_{1} \) 이 도통되는 모드이다. 제어스위치들에 의한 단락회로가 형성되어 인덕터 \( L_{T} \) 의 전류는 \( S_{1}-D_{1}-S_{2} \)를 통하여 흐르고, 인덕터 \( L_{T} \) 는 에너지를 축적한다. 이 때의 인덕터 전류 \( i_{L r} \) 는 식 (5)와 같이 직선적으로 증가한다. \( T_{2} \) 는 스위치 \( S_{1}, S_{2} \)를 오프하기까지의 시간으로 식 (6)과 같다. 식 (7)은 이 모드가 끝나는 시점의 인덕터 전류이다.</p><p>\( i_{L r}=\frac{V_{d}}{L_{r}} t+I_{1} \)<caption>(5)</caption></p><p>\( T_{2}=T_{o n}-T_{1} \)<caption>(6)</caption></p><p>\( I_{2}=\frac{V_{d}}{L_{r}} T_{2}+I_{1} \)<caption>(7)</caption></p><p>모드 3 \( \left(T_{3}, t_{2} \sim t_{3}\right) \)</p><p>시각 \( t_{2} \) 에서 스위치 \( S_{1}, S_{Z} \) 를 오프하면, 인덕터 \( L_{T} \) 의 전류 \( i_{L r} \) 는 \( D_{2}-C_{r}-D_{3} \) 를 통하여 흐르고 인덕터 \( L_{r} \) 와 커패시터 \( C_{r} \) 는 다시 직렬공진을 하여 \( C_{r} \) 를 충전시킨다. 커패시터 \( C_{r} \) 와 병렬로 배치된 스위치들의 턴-오프 동작은 공진 초기에서 커패시터 전압이 영이므로 ZVS로 동작된다. 이 모드에서의 커패시터 전압은 식 (8)과 같으며, 인덕터에 흐르는 전류는 식 (9)와 같다. 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 이 입력전압 \( V_{d} \) 와 출력전압 \( V_{c d} \) 의 합으로 될 때 이 모드는 끝나며, 이 모드의 기간 \( T_{3} \)은 식 (10)에 주어지고 인덕터의 최종전류 \( I_{3} \) 는 식 (11)과 같다.</p><p>\( v_{c r}=V_{d}+\sqrt{\frac{L_{r}}{C_{r}}} I_{a} \sin \left(\omega_{r} t+\theta\right) \)<caption>(8)</caption></p><p>\( i_{L r}=I_{a} \cos \left(\omega_{r} t+\theta\right) \)<caption>(9)</caption></p><p>\( T_{3}=\sqrt{L_{r} C_{r}}\left\{\sin ^{-1}\left(\frac{V_{d}}{\sqrt{V_{d}^{2}+\frac{L_{r}}{C_{r}} I_{2}^{2}}}\right)-\theta\right\} \)<caption>(10)</caption></p><p>\( I_{3}=I_{2} \cos \omega_{r} T_{3}+\sqrt{\frac{C_{r}}{L_{r}}} V_{d} \sin \omega_{r} T_{3} \)<caption>(11)</caption></p><p>여기서, \( I_{a}=\sqrt{\frac{C_{r}}{L_{r}} V_{d}^{2}+I_{2}^{2}} \), \( \theta=\sin ^{-1}\left(-\frac{V_{d}}{\sqrt{V_{d}^{2}+\frac{L_{r}}{C_{r}} I_{2}^{2}}}\right) \).</p><p>모드 4 \(\left(T_{4}, t_{3} \sim t_{4}\right) \)</p><p>모드 4 는 커패시터 \( C_{r} \) 의 충전이 끝난 후 다이오드 \( D_{c} \) 를 통하여 인덕터 \( L_{T} \) 의 전류가 부하측으로 유입되는 모드이다. 이 때의 인덕터 전류 \( \dot{I}_{L r} \) 는 직선적으로 감소하며 인덕터 전류가 영으로 되면 이 모드는 끝난다. 제어스위치들은 다음의 스위칭 사이클에 대기하게 된다. 이 모드에서 인덕터 전류 \( i_{L r} \) 는 식 (12)와 같고 이 모드의 기간 \( T_{4} \) 는 식 (13)과 같다.</p><p>\( i_{L r}=-\frac{V_{c d}}{L_{r}} t+I_{3} \)<caption>(12)</caption></p><p>\( T_{4}=\frac{L_{r}}{V_{c d}} I_{3} \)<caption>(13)</caption></p>	[ "모드2에 해당하는 식이 아닌것은?", "모드 2 는 커패시터 전압 \\( V_{c r} \\) 이 영으로 되어 다이오드 \\( D_{1} \\) 이 도통되는 모드이다.", "커패시터 \\( C_{r} \\) 의 충전이 끝난 후 다이오드 \\( D_{c} \\) 를 통하여 인덕터 \\( L_{T} \\) 의 전류가 부하측으로 유입되는 모드는 뭐야?", "\\( T_{4}=\\frac{L_{r}}{V_{c d}} I_{3} \\)<caption>이 의미하는 것은 무엇이야?", "모드3이 끝나게 되는 경우를 설명해봐", "\\( T_{2} \\) 는 스위치 \\( S_{1}, S_{2} \\)를 오프하기까지의 시간을 나타낸 식은 뭐야?" ]
112c14f4-670c-4807-8109-6f22da0607ac	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<h1>요약</h1><p>본 논문에서는 영전압 스위칭 ZVS과 전류불연속 모드 DCM에 의한 새로운 고효율의 DC-DC 컨버터에 대해 연구된다. 일반적으로 고효율의 컨버터를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실을 최소화하여 이루어진다. 제안한 컨버터는 DCM에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만들고, 또한 새로운 유사공진 회로를 접목하여 컨버터의 고효율을 실현시킨다. 제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 소프트 스위칭, 즉 ZVS와 ZCS으로 동작시키고, 이에 따른 제어용 스위칭 소자들은 전압과 전류의 스트레스 없이 동작한다. 그 결과 제안한 컨버터는 스위칭 손실의 저감에 의해 고효율로 구동된다. 제안한 DCM-ZVS 컨버터의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 디지털 시뮬레이션과 실험결과를 통해 그 타당성이 입증된다.</p>	[ "고효율의 컨버터를 만들기 위해서는 전력변환기내에 사용된 반도체 스위칭 소자의 손실을 최대화시켜야 해?", "제안한 컨버터는 DCM에 의하여 스위치의 어떤 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만드는가?", "DCM에 의하여 스위치의 어떤 동작을 영전류 가능한 ZCS으로 제안한 컨버터는 만드니?", "제안한 컨버터는 무엇에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만드는가?", "무엇에 의하여 제안한 컨버터가 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만들지?", "제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 무엇으로 동작시키는가?", "제안한 DCM-ZVS 컨버터의 소프트 스위칭 동작과 시스템 효율은 디지털 시뮬레이션과 실험결과를 통해도 아직까지 그 타당성이 입증되지않고 있다는 게 옳아?", "제안한 컨버터에 사용된 제어용 스위칭 소자들은 유사공진 기법에 의해 ZVS와 ZCS으로 동작시키는데 이를 무엇이라 하는가?", "고효율의 컨버터를 만드려면 전력변환기내에 사용된 반도체의 무엇의 손실을 최소화해야 해?", "DC-DC 컨버터는 무엇에 의해 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만들고, 새로운 유사공진 회로를 접목하여 컨버터의 고효율을 실현시킬수 있는가?", "제어용 스위칭 소자들은 무엇과 무엇의 스트레스없이 동작이 가능한가?", "제안한 컨버터가 고효율을 실현시키는 방법은 DCM에 의하여 스위치의 턴-온 동작을 영전류 스위칭 ZCS으로 만들고, 또한 무엇을 접목하여야하는가?" ]
642c9de1-d483-4174-a733-6deb41c4fa21	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<h1>Ⅲ. 시뮬레이션 결과 및 실험결과 검토</h1><p>제안한 DCM-ZVS DC-DC 컨버터의 동작특성을 확인하기위해 PSpice로 시뮬레이션을 하였다. 컴퓨터 시뮬레이션에 사용된 회로정수들을 표 1 에 나타낸다.</p><p>제안한 컨버터의 스위칭 동작에 대한 각 부의 시뮬레이션 파형을 그림 4 에 나타낸다. 그림 4 에는 공진회로의 인덕터 전류 \( i_{L r} \), 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 그리고 제어스위치의 양단전압 \( V_{S 1}, V_{S 2} \) 와 스위치 전류 \( \dot{1}_{S 1}, i_{S 2} \) 등 주요 동작파형들을 스위칭 1 주기에 대해 각 모드별로 나타낸다.</p><p>그림 4 의 시뮬레이션 결과를 검토해보면, 시각 \( t_{0} \) 에서 스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 를 턴-온하면 \( L C \) 직렬 공진회로에 의한 커패시터 \( C_{T} \) 가 방전을 시작하고 인덕터 \( L_{T} \) 는 에너지를 축적하게 된다. 이 시점에서의 스위치 \( S_{1}, S_{2} \)를 흐르는 전류 \( i_{S} \) 는 인덕터 전류 \( i_{L R} \) 와 같고 스위치들은 \( \mathrm{ZCS} \) 로 동작된다. 시각 \( t_{1} \) 에서 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 가 영으로 되면 제어스위치들에 의한 단락회로가 형성되어 인덕터 \( L_{T} \) 의 전류는 직선적으로 증가하며 에너지를 축적한다. 그리고 시각 \( t_{2} \) 에서 스위치를 오프하면 다시 \( L C \) 직렬 공진회로에 의한 커패시터 \( C_{r} \) 가 충전을 시작한다. 그리고 이 시점에서의 스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 양단전압은 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 와 같고 스위치들은 ZVS로 동작한다. 시각 \( t_{3} \) 에서 커패시터 전압 \( V_{c r} \) 는 입력 전압 \( V_{d} \) 와 출력전압 \( V_{c d} \) 의 합으로 충전되고, 충전이 완료되면 인덕터 전류 \( i_{L r} \) 는 부하측으로 유입되어 직선적으로 감소하고 시각 \( t_{4} \) 에서 영으로 된다.</p><p>이상의 시뮬레이션 결과파형에서 공진회로는 공진 1 주기 동안 지속적으로 이루어지지 않고 스위치의 턴-온과 턴-오프 시점에서 부분적인 공진동작, 즉 유사공진 동작을 볼 수 있다. 이러한 동작에 의해 공진소자들의 용량분담과 스트레스를 줄인다.</p><p>소프트 스위칭 기법이 적용된 제안한 DCM-ZVS컨버터와 기존의 DC-DC 컨버터[그림 1]의 스위칭 손실을 비교하기위하여 제어소자의 \( V-I \) 특성곡선을 그림 5에 나타 낸다.</p>	[ "본 연구에서 시뮬레이션을 할 때 사용된 게 뭐야?", "무엇이 본 연구에서 시뮬레이션을 할 때 이용되었지?", "커패시터 \\( C_{T} \\) 가 방전을 시작하려면 어떤 스위치를 켜야 해?", "그림 4에서 \\( V_{c r} \\)는 무엇을 의미하니?", "그림 4에서 \\( i_{L r} \\)는 무엇을 의미해?", "그림 4에서 \\( \\dot{1}_{S 1}, i_{S 2} \\)는 무엇을 의미해?", "제안한 DCM-ZVS컨버터에는 어떤 기법이 적용되었니?", "표 1은 무엇을 나타내는 표야?", "무엇을 표 1이 나타내?", "본 시뮬레이션에서 어떤 공진 동작을 유사공진 동작이라고 칭해?", "본 연구에서 PSpice로 시뮬레이션을 한 이유가 뭐야?", "본 연구에서 무슨 이유로 PSpice로 시뮬레이션을 했어", "그림 4에서 \\( V_{S 1}, V_{S 2} \\) 는 무엇을 의미하니?", "본 논문의 그림 4는 어떤 파형을 나타내고 있니?" ]
2c0fe9be-77f0-4186-9532-441baab58e81	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<p>\( V-I \) 특성곡선에서 둘러싸인 면적이 스위칭 손실과 비례하므로 제안한 컨버터의 스위칭 손실이 매우 적음을 알 수 있다. 또한 제안한 컨버터에는 소프트 스위칭을 위한 새로운 유사공진 회로 즉, 무손실 스너버 회로가 설계되어 기존의 컨버터에서 나타나는 스너버 손실이 없이 소프트 스위칭으로 동작하여 컨버터의 효율을 증대시키는 결과를 가져온다.</p><p>실험회로 구성은 전력용량 \( 1 \mathrm{kW} \) 급, \( \mathrm{DC} 100 \mathrm{V} \) 의 입력전압에 \( \mathrm{DC} 300 \mathrm{V} \) 의 출력전압으로 설계하였으며, 실험회로에 사용된 소자들의 정수값을 표 2 에 나타낸다. 제어스위치의 구동 스위칭 주파수는 \( 40 \mathrm{kHz} \) 를 기준하여 DSP 프로세서에 PWM 데이터 테이블을 작성하여 듀티율 변화에 따른 각부 동작파형들을 측정 검증하였다. 그림 6은 제안한 DCM-ZVS DC-DC 컨버터의 실험회로구성 상세도를 보인다.</p><p>그림 7 은 제어스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 의 듀티율 \( 30 \% \) 인 게이터 제어신호에 대한 인덕터 전류 \( i_{L r} \) 와 커패시터 전압 \( V_{C I} \) 의 파형과 스위치 \( S_{1}, S_{2} \) 에 흐르는 전류 \( \dot{1}_{S} \) 와 스위치 양단에 걸리는 전압 \( V_{S} \) 의 파형을 나타낸다. 그림 7 (a)의 실험파형에서 공진회로는 공진 1 주기 동안 지속적으로 이뤄지지 않고 스위치의 턴-온과 턴-오프시에만 유사공진 동작을 볼 수 있으며, 이러한 동작에 의해 공진소자들의 용량분담과 스트레스를 줄이고, 출력전류가 증가할 경우 공진손실이 감소된다. 그리고 그림 \( 7(\mathrm{b}) \) 에서 제어스위치들은 공진동작에 의해 영전류에서 턴-온되며 영전압에서 턴-오프되는 소프트 스위칭 동작을 보인다. 이것은 무손실 스너버 회로가 적용된 제안한 컨버터가 기존의 컨버터와 비교하여 스위칭 손실이 적게되어 변환기의 효율을 증대시켰다. 또한 스위치들은 \( d v / d t, d i / d t \) 의 영향이 없으므로 EMI 등의 전자유도 잡음이 나타나지 않았다.</p><p>이상의 실험파형들은 스위칭 주파수 \( 40[\mathrm{kHz}] \), 듀티율 \( 30[\%] \) 에 대한 앞서의 시뮬레이션 결과와 잘 일치한다. 또한 유사공진용으로 이용된 스너버 커패시터 \( C_{T} \) 의 용량변화에 대한 출력전압 \( V_{c d} \) 의 변화를 그림 \( 8(\mathrm{a} \) )에 나타내며, 승강압용으로 이용된 공진 인덕터 \( L_{T} \) 의 용량변화에 대한 출력전압 \( V_{c d} \) 의 변화를 그림 8(b)에 나타낸다.</p><p>이들 결과에서 출력전압은 공진용 커패시터의 용량변화에는 거의 변화가 없으나 공진용 인덕터의 변화에는 크게 변화된 모습을 보인다.</p><p>그림 9는 제안한 DCM-ZVS 컨버터와 기존의 승강압용 컨버터에 대한 듀티율 변화에 따른 출력전압 \( V_{c d} \) 의 관계를 나타낸다. 제안한 컨버터가 듀티율 변화에 따른 더욱 상승된 출력전압 분포를 보인다. 이것은 제안한 컨버터에 유사공진용으로 이용된 커패시터 \( C_{T} \) 의 축적된 에너지가 유사공진에 의해 손실없이 입력측으로 회생되었기 때문이다[모드 1].</p><p>그림 10은 제안한 컨버터와 기존의 컨버터의 효율 측정 비교를 나타낸다. 제안한 컨버터는 기존의 컨버터와 비교하여 사용된 제어스위치의 소프트 스위칭에 의한 턴-온과 턴-오프 손실이 크게 줄어 효율이 상당히 개선되었다.</p>	[ "소프트 스위칭을 위한 새로운 유사공진 회로는 무엇인가요?", "기존의 컨버터가 제안한 컨버터보다 소프트 스위칭에 의한 턴-온과 턴-오프 손실이 크게 줄어 효율부분에서 더 뛰어나다." ]
5c765a9a-c3ca-498e-8e22-71c3c754dccf	인공물ED	새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터에 관한 연구A Study on New DCM-ZVS DC-DC Converter	<h1>Ⅳ. 결 론</h1><p>본 논문에서는 새로운 DCM-ZVS DC-DC 컨버터를 제안하여 기존의 승강압용 컨버터와 비교하여 검토하였다. 제안한 컨버터는 유사공진 기법이 적용된 새로운 소프트 스위칭 회로가 설계되어 회로구조와 제어기법이 간단한 이점이 주어졌다. 제안한 컨버터의 유사공진회로는 구조적으로 기존의 컨버터에 사용되는 승강압용 인덕터와 스너버 커패시터를 공진회로로 변형 설계한 새로운 무손실 스너버 회로구조로써 회로구성이 간단하였으며, 사용된 제어용 스위치들의 소프트 스위칭에 의한 컨버터의 효율을 증대시켰다. 또한 제안한 컨버터의 공진용 소자들은 유사공진에 의해 용량분담과 공진 스트레스가 줄어드는 이점이 주어졌다. 더욱이 제안한 컨버터에 유사공진용으로 이용된 커패시터의 축적된 에너지는 유사공진에 의해 손실없이 입력측으로 회생되어 기존의 컨버터와 비교하여 더욱 높은 출력전압을 가졌다.</p>	[ "유사공진용으로 이용된 커패시터의 축적된 에너지는 유사공진에 의해 손실없이 입력측으로 희생된다." ]
50d84c94-6ff1-429f-a740-c7d1b256baa3	인공물ED	X 대역 위성통신 송/수신 겸용 마이크로스트립 안테나	<h1>Ⅰ. 서 론</h1> <p>위성통신시스템은 다양한 형태로 존재하는 정보의 전송과 외부 전파환경으로부터 정보가 소멸되거나 변형되지 않는 생존성 있는 통신매체로 많이 활용되고 있으며, 특히 우리나라의 경우 많은 산악지형과 도서지방이 있어 어디에서나 원거리에 있는 상대와의 통신을 위해서 위성을 이용한 통신시스템이 필요하다.</p> <p>현재 군(軍) 위성통신 체계는 민\( \cdot \)군 통신 위성체, 지상관제소 및 각종 통신 목적과 용도에 따라 항공용, 차량용, 휴대용, 운반용, 수상함용, 수중함용 단말 등의 위성 단말로 구성되어 X 대역과 Ka 대역 주파수를 주로 사용하여 전술부대와 전략부대에 대한 통합지휘 통신망을 구축하고 음성뿐만 아니라, 다양한 멀티미디어 정보를 고속으로 전송할 수 있는 수단으로 이용하고 있다.</p> <p>지상의 위성단말은 고정형태에서 이동 형태의 단말로 그 수요가 확대되고 있으며, 이동형 단말에 사용되는 안테나는 일반적인 위성단말이 안정적인 위성추적 기능과 통신 기능에 주로 사용되고 있는 반사판형 안테나에서 이동 및 휴대가 간편하도록 소형(low small), 경량(light wei-ght), 박형(low profile)의 형태가 추가적으로 요구되고 있다. 이러한 요구를 만족하면서 배열에 적용하여 전파의 방향을 임의로 조절할 수 있는 등 그 용도에 따라 다양한 형태로 설계가 가능한 마이크로스트립 안테나는 위성통신뿐만 아니라, 다양한 무선통신 시스템 개발에 있어서 적합한 안테나가 될 수 있다.</p> <p>원형 편파 송/수신 겸용 마이크로스트립 안테나는 방사체와 송/수신 급전 회로가 동일 면상에 구성되어 있거나, 방사체와 동일 면상에 구성되지 않더라도 \( 90^{\circ} \) 하이브리드 급전을 이용하는 방법을 많이 사용한다. 그러나 참고문헌과 같이 방사체와 동일한 면상에 송/수신 급전 회로를 구성하게 되면, 방사체의 개수가 많아질수록 송/수신 급전 회로가 겹치거나 복잡해지며, 송/수신 급전회로 사이에 의도하지 않는 커플링이 발생하여 부엽 특성 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 참고문헌와 같은 방법 역시 방사체의 개수가 증가할수록 각각의 방사체마다 \( 90^{\circ} \) 하이브리드 급전을 구성해야 하므로 급전 회로의 구성이 매우 복잡하게 된다.</p> <p>본 논문에서는 X 대역 위성통신용 송/수신 겸용 안테나로 참고문헌과 다르게 송신 대역 급전 회로와 수신 대역 급전 회로사이에 ground층을 넣어 다층으로 설계하여 송/수신 급전 회로가 중첩되지 않고 불요방사를 최소화하도록 하였고, \( 90^{\circ} \) 하이브리드 급전을 사용하는 참고문헌와 다르게 순차 회전 배열(sequential rotation array)을 사용하여 양호한 축비 특성을 만족하는 이중 원형 편파를 구현하면서 급전 회로의 복잡함을 최소화하였다.</p> <p>본 논문에서 설계된 X 대역 위성통신용 송/수신 겸용 안테나의 사양은 표 1과 같다. 표 1의 사양 중 원형 편파 구현을 목적으로 정사각형의 방사 패치 대각모서리를 절단한 모절삭 사각 패치(truncated square patch) 형태의 단일 방사체를 사용하고, 송신 \( 25 \mathrm{dBi} \) 이상과 수신 \( 24.5 \mathrm{dBi} \) 이상의 이득 구현을 목적으로 전체 안테나의 형상은 \( 8 \times 12 \) 배열 구조를 가지며, MIL-STD-188-164B에서 권고하는 축비를 만족시키고, 급전 회로의 복잡함을 최소화하기 위해 내부적으로 \( 2 \times 2 \) 순차 회전 배열 방식을 적용하였다. 그리고 광대역 특성을 구현하기 위해 방사 패치 위에 기생 패치를 적층하는 구조를 사용하였고, 급전 선로의 불요방사를 최소화하기 위하여 송신 신호는 마이크로스트립 선로를 이용하여 급전하고, 수신 신호는 개구 결합(aper-ture coupled)을 적용하는 혼합 급전 구조를 이용하였다.</p> <p>본 논문에서 설계된 안테나는 상용 EM 시뮬레이션 툴인 CST사의 MICROWAVE STUDIO(이하 MWS)를 이용 하였으며, 설계 결과를 검증하기 위해 실제 안테나를 제작하고 그 성능을 측정하여 설계 결과와 비교, 검토하였다.</p> <table border><caption>표 1. 안테나 사양</caption> <tbody><tr><td colspan=2>항목</td><td>사양</td><td>단위</td></tr><tr><td rowspan=2>주파수(Frequency)</td><td>송신(Tx)</td><td>8.3~8.4</td><td rowspan=2>\( \mathrm{GHz} \)</td></tr><tr><td>수신(Rx)</td><td>7.65~7.75</td></tr><tr><td rowspan=2>편파(Polarization)</td><td>송신(Ix)</td><td>RHCP</td><td rowspan=2></td></tr><tr><td>수신(Rx)</td><td>LHCP</td></tr><tr><td rowspan=2>최대 이득(Maximum gan)</td><td>송신(Tx)</td><td>25</td><td rowspan=2>\( \mathrm{dBi} \)</td></tr><tr><td>수신(Rx)</td><td>24.5</td></tr><tr><td colspan=2>축비(Axial ratio)</td><td>< 2</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td></tr><tr><td colspan=2>정재파비(VSWR)</td><td>< 1.5:1</td><td></td></tr><tr><td colspan=2>포트 격리도(Port isolation)</td><td>>15</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td></tr><tr><td colspan=2>크기(Size)</td><td>\(< 400 \times 270 \times 20 \)</td><td>\( \mathrm{mm} \)</td></tr></tbody></table>	[ "표1에서 \\( \\mathrm{GHz} \\)를 포함하는 열은 무슨 이름을 가져?", "표1에서 안태나의 축비는 몇이야?", "표1에서 최대 이득의 단위가 뭐야?", "표1에서 RHCP\t사양은 무슨 편파가 가져?", "표1에 안테나 사양의 크기의 단위는 뭐지?", "표1에서 주파수의 송신과 수신 중에서 사양이 더 낮은 건 뭐지?", "표1에서 8.3~8.4가 속하는 열의 이름이 뭐야?", "표1에서 주파수 송신 행, 사양 열에 해당되는 값이 뭐야?", "표1에서 송신과 수신의 값의 차이가 0.5가 나는 항목은 무슨 항목이야?", "표1에서 단위가 \\( \\mathrm{dBi} \\)인 행의 이름은 뭐야?", "표1에서 단위가 \\( \\mathrm{dB} \\)인 행 중에서 더 큰 사양을 가진 항목 이름이 뭐야?", "표1에서 정재파비(VSWR)행에서 사양에 해당하는 값이 뭐지?" ]
6a9882b7-4ba9-4b55-a7ba-a8efa634cdc6	인공물ED	X 대역 위성통신 송/수신 겸용 마이크로스트립 안테나	<h1>Ⅱ. 본 론</h1> <h2>2-1 단일 방사체</h2> <p>그림 1은 원형 편파를 송/수신할 수 있도록 본 논문에서 설계한 단일 방사체의 형상이다. 도시된 단일 방사체는 한 개의 방사 패치와 한 개의 기생 패치, 송/수신 급전 회로 및 방사체를 외부 환경으로부터 보호할 수 있는 레이돔으로 구성된다.</p> <p>방사 패치는 X 대역 원형 편파 신호를 송/수신하기 위해 정사각형의 방사 패치 대각모서리를 절삭(truncated)하였고, 기생 패치는 임피던스 대역폭 확장을 위해 사용되었다. 방사 패치는 비유전율 (\( \epsilon_{r} 2.17 \)), 손실 탄젠트 (\( \delta 0.0009 \)), 두께(h) \( 0.508 \mathrm{~mm} \)인 Taconic사의 TLY-5 기판을 사용하고, 기생 패치는 비유전율이 3.3, 손실 탄젠트가 0.001인 얇은 필름(thin film)을 사용하였다. 또한, 방사 패치와 기생 패치 사이에 비유전율 1.1의 폼(foam)을 삽입하여 그 간격을 조절하였다. 그림 1과 같은 원형 편파 마이크로스트립 안테나를 설계하기 위해서 다음과 같은 절차를 따른다.</p> <p>① 사각형 패치 길이를 L, 폭 W, 두께 h, 유전율 \( \epsilon_{r} \)인 마이크로스트립 패치가 공진주파수(f)에서 동작되도록 식 (1) ~(5)를 이용하여 설계</p> <p>\( f=\frac{c}{2(L+\Delta l) \sqrt{\epsilon_{e}}} \)<caption>(1)</caption></p> <p>\( \epsilon_{e}=\frac{\epsilon_{r}+1}{2}+\frac{\epsilon_{r}-1}{2}\left(1+\frac{12 h}{W}\right)^{-1 / 2} \)<caption>(2)</caption></p> <p>\( W=\frac{c}{2 f}\left(\frac{\epsilon_{r}+1}{2}\right)^{-1 / 2} \)<caption>(3)</caption></p> <p>\( L \simeq 0.49 \lambda_{d}=0.49 \frac{\lambda}{\sqrt{\epsilon_{r}}} \)<caption>(4)</caption></p> <p>\( \Delta l=0.412 h\left(\frac{\epsilon_{e}+0.3}{\epsilon_{e}-0.258}\right)\left(\frac{\frac{W}{h}+0.264}{\frac{W}{h}+0.8}\right) \)<caption>(5)</caption></p> <p>여기서 c는 광속, \( \Delta l \)은 프린징 효과에 의한 미소 길이 증가분, \( \epsilon_{e} \)는 유효 유전율, \( \lambda \)는 자유공간에서의 파장, \( \lambda_{d} \)는 유전체에서의 파장이다.</p> <p>② 안테나 기판에 따라 무부하시(Unloaded)의 \( Q_{0} \) 값을 결정</p> <p>③ 식 (6)을 이용하여 섭동조각의 크기 \( (\Delta s) \) 결정</p> <p>\( \frac{\Delta s}{S} Q_{0}=\frac{1}{2} \)<caption>(6)</caption></p> <p>여기서 S는 사각 패치 면적이다.</p> <p>④ 시뮬레이션을 통해 섭동조각의 크기 \( \Delta s \)를 조절하여 원하는 주파수에서 공진이 일어나도록 패치의 치수를 조정</p> <p>식 (1)~(6)을 이용하여 패치 길이 \( L_{r} \)은 \( 12.4 \mathrm{~mm} \), 패치 폭 \( W_{r} \)는 \( 14.5 \mathrm{~mm} \), Unloaded \( Q_{0} \)는 \( 18, C_{r} \)은 \( 3.165 \mathrm{~mm} \)로 계산되었다. 이를 바탕으로 축비를 개선시키기 위해 \( L_{r}=W_{r} \)로 재설정하고, MWS를 이용하여 단일방사체를 설계하였다. 그림 2와 그림 3에 \( L_{r}, C_{r}, L_{p}, C_{p} \)의 변화에 따른 단일 방사체의 특성을 나타내었으며, 이 과정에서 도출된 단일 방사체의 파라미터 최적화 값들을 표 2에 나타내었다.</p>	[ "정사각형의 방사 패치 대각모서리를 절삭한 이유는 무엇인가?", "도시된 단일 방사체는 어떻게 구성되는가?", "방사 패치와 기생 패치 사이에 간격을 어떻게 조절하였는가?", "어떻게 원하는 주파수에서 공진이 일어나도록 패치의 치수를 조정하였는가?", "축비를 개선시키기 위해 어떻게 하였는가?" ]
306abbac-8109-48d5-b271-dbeda1c706c3	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>II. 주행 제어 시스템 설계</h1><h2>1. 영상처리부</h2><p>그림 3과 같이 프레임에 웹 캠(HD-3000)을 부착하여 볼 로봇의 영상을 취득하고, 취득된 영상을 PC에서 OPENCV를 이용한 영상처리를 통해 볼 로봇의 현재 위치값 \( \left(\mathrm{P}_{\mathrm{XY}}\right) \)을 측정하고, 해당 값을 블루투스 UART 통신을 통해 볼 로봇의 MCU 제어보드로 전송하는 영상처리부를 구성하였다.</p><p>프레임 상단 중앙에 웹 캠을 설치하고 선반에는 영상처리를 위한 PC를 배치하였다. 지면으로부터 \( 1.5 \mathrm{m} \)의 높이에 배치된 웹 캠에 촬영되는 영상의 범위는 가로 \( 1.4 \mathrm{m} \) 및 세로 \( 1.0 \mathrm{m} \)이다. 이 범위에 대해 볼 로봇의 위치 측정이 가능하며, \( 640 * 480 \) 픽셀의 해상도를 갖는 영상으로부터 계산되는 위치 좌표 분해능은 가로 \( 2.2 \mathrm{mm} \) 및 세로 \( 2.1 \mathrm{mm} \)이다.</p><p>그림 4와 같이 볼 로봇의 최상단에 직경 \( 15 \mathrm{mm} \)의 청색 원판을 부착하고 웹 캠에서 촬영한 영상을 이용하여 OPENCV에서 원판 색상을 인식하고, 인식한 색상에 해당하는 면적의 중심 좌표를 계산하고, 이 값을 볼 로봇의 위치로 설정하였다.</p><p>영상처리에서 오차를 줄이기 위해 볼 로봇의 주행 환경에서 웹 캠에 촬영되지 않는 청색을 원판의 색상으로 선정하였다. 또한, 빛의 반사로 인해 발생할 수 있는 노이즈의 영향을 최소화 하기 위해 물체로 인식하는 최소 크기에 대한 제한값을 설정하여 작은 노이즈 성분은 물체로 인식하지 않도록 하였다.</p><h2>2. 통신부</h2><p>볼 로봇의 통신부는 그림 5와 같이 총 4개의 UART 통신으로 구성되어 있다. AHRS 센서와 MCU 제어보드 사이의 유선통신은 \( 115,200 \mathrm{bps} \), 영상처리용 PC 및 어플리케이션용 테블릿 PC와 MCU 제어보드 사이의 무선통신은 \( 9,600 \mathrm{bps} \)의 통신속도로 설정하였다.</p><p>영상처리용 PC에서 볼 로봇의 MCU 제어보드로 위치 좌표의 데이터를 전송하는 주기와 볼 로봇의 MCU 제어보드에서 어플리케이션용 테블릿 PC로 위치 좌표 및 각도 데이터를 전송하는 주기를 \( 0.3 \mathrm{sec} \)로 동일하게 설정하였다.</p><h2>3. 표시부</h2><p>볼 로봇의 제어 상태를 실시간으로 표시하고. 주행 목표 좌표를 MCU 제어보드로 전송하기 위한 어플리케이션을 표시부에 적용하였다. 그림 6과 같이 표시부는 볼 로봇의 주행 위치 좌표 표시창, 주행 목표 좌표 입력창, 및 자세 각도 표시창으로 구성되었다. 주행 위치 좌표 표시창은 주행 범위인 가로( \( x \)축) \( 1.4 \mathrm{m} \) 및 세로( \( y \)축) \( 1.0 \mathrm{m} \)를 \( 640 * 480 \) 픽셀을 갖는 웹 캠의 영상으로 측정하여 태블릿 PC의 화면에서 \( 16 * 12 \) 칸의 격자로 나타내고, 격자 1칸은 가로 \( 87.5 \mathrm{mm} \) 및 세로 \( 83.3 \mathrm{mm} \)를 표시한다. 볼 로봇의 위치를 점으로 표시하고, 직전 위치와 현재 위치를 선으로 연결하여 이동 궤적을 나타낸다. 어플리케이션에서 주행 목표 좌표를 입력하면, 블루투스 통신을 통해 MCU 제어보드로 볼 로봇의 목표 위치값 \( \left(\mathrm{Pd}_{-\mathrm{XY}}\right) \)을 전송하도록 하였다. 또한 MCU 제어보드에서 0.3초 주기로 볼 로봇의 롤, 피치, 및 요 각도 값을 어플리케이션용 테브릿 PC로 전송하고, 전송된 데이터를 자세 각도 표시창에 표시하여 현재 볼 로봇의 자세 제어 상태를 확인할 수 있도록 하였다.</p>	[ "로봇의 현재 위치 값을 어떻게 측정해?", "로봇의 현재 위치 값을 무엇을 통해 로봇의 MCU 제어보드로 전송하였어?", "프레임 하단에 웹 캠을 설치하여 영상 처리부를 구성한 것이 맞아?", "어디에서 웹 캠에서 촬영한 영상을 이용하여 원판 색상을 인식해?", "물체로 인식하는 최소 크기에 대한 제한 값을 설정한 이유가 뭐야?", "로봇의 통신부는 몇 개의 UART 통신으로 구성되어 있어?", "로봇의 MCU 제어보드에서 어플리케이션용 테블릿 PC로 위치 좌표 및 각도 데이터를 전송하는 주기는 얼마야?", "볼 로봇의 제어 상태를 실시간으로 표시하였어?", "주행 위치 좌표 표시창의 가로가 \\( 1.4 \\mathrm{m} \\)이고 세로가 \\( 1.0 \\mathrm{m} \\)일 때 몇 픽셀을 가지는 웹 캠의 영상으로 측정하였어?", "로봇의 무엇을 점으로 표시하였을까?", "\\( 640 * 480 \\) 픽셀을 갖는 웹 캠의 영상으로 측정하여 태블릿 PC의 화면에서 몇 칸의 격자로 나타내었을까?", "직전 위치와 현재 위치를 선으로 연결하면 무엇을 알 수 있을까?", "MCU 제어보드에서 0.3초 주기로 로봇의 어떤 값을 테블릿 PC로 전송할까?", "웹 캠은 지면으로부터 \\( 1.5 \\mathrm{m} \\) 떨어져 있어?", "얼마의 해상도를 갖는 영상으로부터 계산되는 좌표 분해능이 가로 \\( 2.2 \\mathrm{mm} \\) 및 세로 \\( 2.1 \\mathrm{mm} \\)일까?", "로봇의 위치로 설정한 값이 뭐야?", "웹 캠에 촬영되지 않는 청색을 원판의 색상으로 정한 이유가 뭐야?", "표시부는 무엇으로 이루어져 있어?", "어떻게 하면 블루투스 통신을 통해 MCU제어 보드로 볼 로봇의 목표 위치값을 전송할 수 있을까?", "로봇의 요 각도, 롤, 피치 값을 테블릿 pc로 전송하고 난 뒤, 전송된 데이터를 자세 각도 표시창에 나타내면 무엇을 확인 할 수 있을까?", "MCU제어보드와 어플리케이션용 테블릿 PC 사이의 무선통신 속도와 MCU 제어보드와 AHRS 센서 사이의 유선통신 속도 중 더 속도가 빠른 것은 뭐야?" ]
e813efb1-a13c-4c41-b455-4be6948acf34	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>Ⅴ. 결론</h1><p>본 연구에서는 \( 90^{\circ} \) 간격으로 배치된 4개의 옴니 휠이 부착되는 모터, 볼링공, 제어를 수행하는 MCU 제어보드로 구성된 볼 로봇의 주행 제어를 위해 구동 모터에 부착된 엔코더를 사용하지 않고 웹 캠으로 취득한 영상의 영상처리를 통해 볼 로봇의 위치 좌표의 측정이 가능한 주행 제어 시스템을 설계 및 제작하고, 볼 로봇의 주행 제어 시스템을 적용한 주행 실험을 통해 볼 로봇의 제어 성능을 확인하였다. 볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기 위한 영상처리부 설계에서 \( 640 * 480 \) 픽셀의 해상도를 갖는 웹 캠 영상을 취득하고, OPENCV를 이용한 영상처리를 통해 \( 1.4 * 1.0 \mathrm{m} \)의 측정 범위에 대해 \( x \)축 \( 2.2 \mathrm{mm} \) 및 \( y \) 축 \( 2.1 \mathrm{mm} \)의 위치좌표 분해능을 확보하였다. 영상처리로 측정된 볼 로봇의 위치 좌표는 영상처리용 PC에서 무선통신으로 MCU 제어보드로 전달되어 주행 제어에 사용되고, MCU 제어보드에서 어플리케이션용 테블릿 PC로 전달되어 표시부에서 위치 좌표를 확인할 수 있다. 복잡한 연산 과정 없이 각 구동 축에 대한 PID 제어신호를 생성하기 위해 AHRS센서의 롤 및 피치 축 방향과 차체의 \( x \) 및 \( y \)축 방향이 정렬이 되도록 설계하여, 롤 자세 제어와 \( x \)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템과 피치 자세 제어와 \( y \)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템을 서로 분리하였다.</p><p>영상처리부, 통신부, 표시부 및 제어부로 구성되는 주행 제어 시스템을 적용한 주행 실험을 통해 볼 로봇이 오차의 누적 없이 \( x \)축 방향 \( \pm 50.3 \mathrm{mm} \) 및 \( y \)축 방향 \( \pm 53.9 \mathrm{mm} \)의 오차범위 이내에서 제어됨을 확인하였다. 볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기 위해 영상처리를 이용하는 주행 제어 시스템을 적용함으로써, 구동 모터에 부착된 엔코더를 주행 제어를 위한 위치 좌표로 사용함으로써 발생되는 위치 오차의 누적 현상을 개선할 수 있음을 확인 하였다.</p><p>본 연구에서 제안한 영상처리 기법을 적용하는 주행 제어 시스템은 휠과 공 사이의 미끄러짐 및 공과 지면 사이의 미끄러짐에 의해 발생하는 위치 오차의 누적 현상을 개선하여 볼 로봇의 주행 제어 성능 향상에 기여할 수 있다.</p>	[ "MCU 제어보드에서 어플리케이션용 테블릿 PC로 전달되어 표시부에서 위치 좌표를 확인할 수 없는가?", "주행 제어 시스템을 적용한 주행 실험을 통해 볼 로봇의 \\( y \\)축 방향 오차범위는 몇 이내인가?", "롤 자세 제어와 \\( x \\)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템과 피치 자세 제어와 \\( y \\)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템을 서로 분리하였는가?", "구동 모터에 부착된 엔코더를 주행 제어를 위한 위치 좌표로 사용함으로써 발생되는 위치 오차의 누적 현상은 어떻게 개선 하였는가?", "본 연구에서는 몇 \\( ^{\\circ} \\) 간격으로 배치된 옴니 휠이 부착되는 모터를 사용했는가?", "본 연구에서 모터에 부착되는 4개의 옴니 휠은 몇 \\( ^{\\circ} \\) 간격으로 배치되었나요?", "본 연구에서는 모터에 부착된 엔코더를 사용하지 않고 주행 제어 시스템을 설계 및 제작하였는가?", "볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기 위해 몇 픽셀의 해상도를 갖는 웹 캠 영상을 취득하였는가?", "본문에서 취득한 웹캠 영상은 볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기에 알맞은 몇 픽셀의 해상도를 지니고 있나요?", "영상처리용 PC에서 영상처리로 측정된 볼 로봇의 위치 좌표는 무선통신으로 어디에 전달되었는가?" ]
831c8016-9151-4a9d-82a2-d0079a364ec2	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>Ⅳ. 실험 및 고찰</h1><p>그림 8은 영상처리를 사용하는 주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 주행 제어 성능을 시험하기 위한 장치도를 나타내며, 시험에 사용한 볼 로봇의 구동부 사양을 표 1에 나타낸다. 그림 9는 영상 처리를 통해 볼 로봇의 위치 \( (334,158) \) 픽셀 좌표가 생성된 화면을 나타내며, 영상에서 1번 위치는 \( (0,0) \) 픽셀 좌표, 2번 위치는 \( (0,480) \) 픽셀 좌표, 3번 위치는 \( (640,0) \) 픽셀 좌표, 4번 위치는 \( (640,480) \) 픽셀 좌표 값을 나타낸다.</p><p>그림 10은 볼 로봇의 주행 제어 실험에서 영상처리를 통해 측정된 볼 로봇의 위치 궤적을 나타낸다. 볼 로봇의 주행 목표 위치 \( (x, y) \) 는 픽셀 좌표로 표시하면 ①\( (120,240) \), ② \( (520,240) \), ③ (320, 240) 픽셀이며, 위치 좌표로 표시하면 ① \( (262.8, 499.2) \), ② \( (1,138.8, 499.2) \), ③ \( (700.8,499.2)\) \(\mathrm{mm} \)이다. 그림 11은 볼 로봇이 주행 목표 위치 ①,②,③으로 이동 및 유지 시에 볼 로봇의 각 방향 위치를 시간 축에 대해 나타낸다.</p><table border><caption>표 1. 볼 로봇의 구동부 사양</caption><tbody><tr><td>Parameters</td><td>Value</td><td>Unit</td></tr><tr><td>Rated torque</td><td>9.2</td><td>\( \mathrm{kgf-cm} \)</td></tr><tr><td>Rated speed</td><td>152</td><td>\( \mathrm{rpm} \)</td></tr><tr><td>Rated voltage</td><td>24</td><td>\( \mathrm{V} \)</td></tr><tr><td>Reduction rate</td><td>\( 1/49 \)</td><td>-</td></tr><tr><td>Encoder resolution</td><td>512</td><td>\( \mathrm{ppr} \)</td></tr></tbody></table><p>그림 11에서 이동 및 유지 시에 주행 목표 위치 대비 \( x \)축 방향 \( \pm 50.3 \mathrm{mm} \) 및 \( y \)축 방향 \( \pm 53.9 \mathrm{mm} \)의 오차 범위에서 제어되며, 오차가 누적되지 않고 비슷한 값을 유지함을 확인하였다.</p><p>볼 로봇의 위치 정보를 구동 모터에 장착된 엔코더의 값을 이용하는 주행 제어와 비교하여 \( x \)축 방향 오차는 기존 \( \pm 100 \mathrm{mm} \)의 \( 50.3 \% \)로 감소되었으며, \( y \)축 방향 오차는 기존 \( \pm 80 \mathrm{mm} \)의 \( 67.4 \% \)로 감소되었다. 볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기 위해 영상처리를 이용하는 주행 제어 시스템을 적용함으로써, 구동 모터에 부착된 엔코더를 사용함으로써 휠과 공 사이의 미끄러짐 및 공과 지면 사이의 미끄러짐에 의한 위치 오차의 누적 현상의 발생이 개선됨을 확인 하였다.</p>	[ "주행 제어 시스템은 영상처리를 사용한다라는 게 옳아?", "그림 9는 영상 처리를 통해 볼 로봇의 위치 \\( (334,158) \\) 픽셀 좌표가 생성된 화면을 나타내는데 2번 위치는 얼마 픽셀 좌표인가?", "볼 로봇은 어떤 시스템을 적용하나요?", "어떤 시스템을 볼 로봇이 사용하나?", "그림 10은 볼 로봇의 주행 제어 실험에서 영상처리를 통해 측정된 볼 로봇의 무엇을 나타내는가?", "Rated speed 값이 사용하는 단위는 어떻게 되는가?", "그림 11은 볼 로봇이 주행 목표 위치 ①,②,③으로 이동 시 볼 로봇의 위치를 무엇에 대해 나타낸 것인가?", "그림 10은 볼 로봇의 위치 궤적을 나타내는 데 볼 로봇의 주행 목표 위치를 위치 좌표로 표시하면 어떻게 되는가?", "그림 10은 볼 로봇의 주행 제어 실험에서 영상처리를 통해 측정된 볼 로봇의 위치 궤적을 나타내는데 볼 로봇의 주행 목표 위치는 픽셀 좌표로 표시하면 어떻게 되는가?", "그림 8은 주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 무엇을 시험하기 위한 장치도인가?", "그림 11에서 이동 및 유지 시에 주행 목표 위치 대비 x축 방향 으로 어느 정도의 오차범위에서 제어되나?", "그림 11에서 이동 및 유지 시에 주행 목표 위치 대비 \\( y \\)축 방향 \\( \\pm 50.3 \\mathrm{mm} \\)의 오차 범위에서 제어된다는 게 옳아?", "그림 11에서 이동 및 유지 시에 오차범위는 \\( x \\)축 방향 \\( \\pm 50.3 \\mathrm{mm} \\) 및 \\( y \\)축 방향 \\( \\pm 53.9 \\mathrm{mm} \\)으로 오차가 누적되어 비슷한 값을 유지함을 확인할 수 있다는 게 옳아?", "기존 주행 제어는 볼 로봇의 위치 정보를 구동 모터에 장착된 어떤 값을 이용하였는가?", "볼 로봇의 위치 좌표 측정을 위해 주행 제어 시스템을 적용함으로써 무엇이 개선되었는가?", "위치 오차의 누적 현상의 발생이 개선된 이유는 무엇인가?", "엔코더의 값을 이용하는 기존의 주행 제어와 비교하면 x축 방향 오차는 기존 \\( \\pm 100 \\mathrm{mm} \\)에서 얼마로 감소되었는가?", "볼 로봇의 위치 좌표를 측정하기 위해 적용하는 시스템은 영상처리를 이용하는 주행 제어 시스템이라는 게 옳아?", "단위를 사용하지않는 Parameters는 무엇인가?", "엔코더의 값을 이용하는 기존 주행 제어에서 \\( y \\)축 방향 오차는 얼마였는가?", "구동 모터에 부착된 엔코더를 사용함으로써 발생되는 문제점은 무엇인가?", "볼 로봇의 구동부 사양으로 제시된 것은 Rated torque,Rated speed,Rated voltage,Reduction rate 그리고 무엇인가?", "그림 9는 영상 처리를 통해 볼 로봇의 위치 \\( (334,158) \\) 픽셀 좌표가 생성된 화면으로 영상에서 3번 위치의 픽셀좌표는 어느것인가?", "표1은 볼로봇의 구동부사양이다. Rated speed는 몇 \\(\\mathrm{rpm}\\)인가?", "표 1은 볼 로봇의 구동부 사양을 나타낸 것으로 Reduction rate는 얼마나 되는가?", "시험에 사용한 볼 로봇의 Rated torque는 얼마\\( \\mathrm{kgf-cm} \\)인가?", "볼 로봇의 구동부 사양에서 Encoder resolution의 단위는 무엇인가?", "볼 로봇의 구동부 사양으로 옳은 것은 어느 것인가?", "어느 것이 볼 로봇의 구동부 사양이지?" ]
bffbb736-c635-4172-9576-5861faada2c8	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h2>4. 제어부</h2><p>자세 제어를 위한 목표 각도값 \( \left(\phi \mathrm{d}_{-\mathrm{RP}}\right) \)과 주행 제어를 위한 목표 위치값 \( \left(\mathrm{Pd}_{-\mathrm{XY}}\right) \)을 모두 0으로 설정하여 볼 로봇이 자세와 초기 위치를 유지하도록 하였다. AHRS 센서의 롤 및 피치 축 방향과 차체의 \( x \) 밎 \( y \) 축 방향이 정렬 되도록 설계하여, 롤 자세 제어와 \( x \)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템과 피치 자세 제어와 \( y \)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템을 서로 분리하였으며, 각각 분리된 제어 블록선도는 동일하며 그림 7과 같다.</p><p>AHRS 센서로 측정되는 자세 제어용 각도값 (\( \phi_{RP} \)) 및 웹 캠으로 취득한 영상의 영상처리를 통해 계산되는 주행 제어용 위치값 \( \left(\mathrm{P}_{\mathrm{XY}}\right) \)을 목표 각도값 \(( \left.\phi d_{-R P}\right) \) 및 목표 위치값 \( \left(\mathrm{Pd}_{-XY}\right) \)과 비교하여 식 (1) 및 식 (2)와 같이 각도 및 위치 오차 \( \left(\mathrm{e}_{\phi \mathrm{RP}}, \mathrm{e}_{PXY}\right) \)를 생성한다.</p><p>\( \varepsilon_{\phi_{R P}}=\phi_{d_{-} R P}-\phi_{R P} \)<caption>(1)</caption></p><p>\( e_{P_{X Y}}=P_{d_{-} X Y}-P_{X Y} \)<caption>(2)</caption></p><p>각도 및 위치 오차에 대해 PID 제어를 통해 생성되는 제어신호는 식(3) 및 식 (4)와 같다. 생성된 두 제어 신호를 통합하여 PWM 신호 형태로 모터 드라이버를 통해 볼 로봇의 각 방향 모터의 제어 신호로 사용한다.</p><p>\( U_{\phi_{R P}}(n)=K_{p \phi} e_{\phi_{R P}}(n)+K_{i \phi} \Sigma e_{\phi_{R P}}(n) \Delta t \) \( +K_{d \phi} \frac{e_{\phi_{R P}}(n)-e_{\phi_{R P}}(n-1)}{\Delta t} \)<caption>(3)</caption></p><p>\( U_{P_{X Y}}(n)=K_{p P} e_{P_{X Y}}(n)+K_{i P} \Sigma e_{P_{X Y}}(n) \Delta t \) \( +K_{d P} \frac{e_{P_{X Y}}(n)-e_{P_{X Y}}(n-1)}{\Delta t} \)<caption>(4)</caption></p><p>여기서, \( \mathrm{U}_{\phi \mathrm{RP}}, \mathrm{K}_{\mathrm{p} \phi}, \mathrm{K}_{\mathrm{i}}, \mathrm{K}_{\mathrm{d} \phi} \)는 자세 제어를 위한 제어 신호 및 PID 게인, \( \mathrm{U}_{\mathrm{PXY}}, \mathrm{K}_{\mathrm{pP}}, \mathrm{K}_{\mathrm{iP}}, \mathrm{K}_{\mathrm{dP}} \)는 주행 제어를 위한 제어 신호 및 PID 게인, \( \Delta \mathrm{t} \) 는 제어 주기를 나타낸다.</p><p>볼 로봇의 구동축은 \( x \) 및 \( y \) 축으로 구성되며, 각 축당 2개의 모터에 의해 동작한다. 각 축은 자세 제어를 위한 PID 게인과 주행 제어를 위한 PID 게인으로 총 6개의 제어 변수 \( \left(\mathrm{K}_{\mathrm{p} \phi}, \mathrm{K}_{\mathrm{i}}, \mathrm{K}_{\mathrm{d} \phi}, \mathrm{K}_{\mathrm{pP}}, \mathrm{K}_{\mathrm{iP}}\right. \),\( \left.\mathrm{K}_{\mathrm{dP}}\right) \)를 가지며, 각 축의 제어 게인 값을 동일하게 설정하여 자세 및 주행 제어에 총 6개의 제어 변수를 사용하였다.</p>	[ "자세 제어를 위한 목표 각도값 \\( \\left(\\phi \\mathrm{d}_{-\\mathrm{RP}}\\right) \\)과 주행 제어를 위한 목표 위치값 \\( \\left(\\mathrm{Pd}_{-\\mathrm{XY}}\\right) \\)을 왜 모두 0으로 설정하였나요?", "볼 로봇이 자세와 초기 위치를 유지하도록 자세 제어를 위한 목표 각도값 \\( \\left(\\phi \\mathrm{d}_{-\\mathrm{RP}}\\right) \\)과 주행 제어를 위한 목표 위치값 \\( \\left(\\mathrm{Pd}_{-\\mathrm{XY}}\\right) \\)을 무엇으로 설정하였습니까?", "왜 AHRS 센서의 롤 및 피치 축 방향과 차체의 \\( x \\) 밎 \\( y \\) 축 방향이 정렬 되도록 설계하였습니까?", "롤 자세 제어와 \\( x \\)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템과 피치 자세 제어와 \\( y \\)축 위치 제어를 수행하기 위한 모터 제어 시스템을 서로 분리하기 위해 어떻게 설계하였습니까?", "AHRS 센서의 롤 및 피치 축 방향과 차체의 \\( x \\) 밎 \\( y \\) 축 방향이 정렬 되도록 설계하여 각각 분리된 제어 블록선도는 같습니까?", "웹 캠으로 취득항 영상처리를 통해 계산되는 것은 무엇입니까?", "AHRS 센서로 측정되는 자세 제어용 각도값 (\\( \\phi_{RP} \\)) 및 웹 캠으로 취득한 영상의 영상처리를 통해 계산되는 주행 제어용 위치값 \\( \\left(\\mathrm{P}_{\\mathrm{XY}}\\right) \\)을 목표 각도값 \\(( \\left.\\phi d_{-R P}\\right) \\) 및 목표 위치값 \\( \\left(\\mathrm{Pd}_{-XY}\\right) \\)과 비교하여 생성되는 것은 무엇입니까?", "볼 로봇의 각 방향 모터의 제어 신호로 사용되는 신호 형태는 무엇입니까?", "볼 로봇의 구동축은 각각 몇 개의 모터에 의해 동작합니까?", "볼 로봇의 구동축은 각 축당 몇 개의 모터에 의해 동작합니까?", "볼 로봇의 구동축은 무엇입니까?", "각 축은 자세 제어를 위한 PID 게인과 주행 제어를 위한 PID 게인으로 총 몇 개의 제어 변수를 가집니까?", "각 축은 자세 제어를 위한 PID 게인과 주행 제어를 위한 PID 게인으로 갖는 6개의 제어 변수는 무엇인가?", "AHRS 센서로 측정되는 것은 무엇입니까?", "볼 로봇의 구동축인 \\( x \\) 및 \\( y \\) 축은 어떻게 동작하는가?", "무엇을 어떻게 설정하여 자세 및 주행 제어에 총 6개의 제어 변수를 사용하였는가?" ]
b584a4e7-ddb8-4e88-a06b-4c2c99ee65bb	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>II. 시스템 구성</h1><p>볼 로봇은 그림 1과 같이 엔코더(512P/R)가 부착된 DC 모터(IG-42GM)에 연결된 옴니 휠(NEX)이 4방향으로 볼링 공에 접해 있으머, 모터 드라이버(Cytron MD30C), 리튬 폴리머 배터리(\( 22.2\mathrm{V} \cdot 5 \mathrm{Ah} \)), AHRS 센서(EBIMU-9DOFv4), 블루투스 모듈(HC-06), MCU(NUCLEO-F4292ZI)와 제어 회로가 배치되어 있다. 볼링공을 구 형태의 타이어로 사용하며, 볼링공 측면에 \( 90^{\circ} \) 간격으로 배치되는 모터에 연결된 옴니 휠이 볼링공을 회전하여 롤 및 피치 각도와 \( x \) 및 \( y \) 축 위치를 제어할 수 있다. 볼 로봇 차체의 중앙에 AHRS 센서를 배치하고, 센서의 \( x \) 및 \( y \) 축 방향을 차체의 \( x \) 및 \( y \) 축 방향과 동일하게 배치하여 롤 및 피치 각도를 측정하고 이 값을 이용하여 자세 제어를 수행 하도록 구성하였다.</p><p>그림 2는 볼 로봇 구성품의 기능 및 신호의 흐름도를 나타낸다. AHRS센서를 봉해 볼 로봇의 기울어진 각도를 측정하고, PC에서 영상처리를 통해 볼 로봇의 위치 좌표를 측정한다. MCU 제어보드에서 설정된 위치 좌표와 측정된 위치 좌표의 차이값을 이용하여 모터를 동작하기 위한 제어신호를 생성한다. 제어신호가 모터 드라이버를 통해 모터를 구동함으로써 볼 로봇의 자세 제어와 주행 제어가 가능하도록 하였다.</p>	[ "볼 로봇의 DC 모터에는 무엇이 부착되어 있어?", "무엇이 볼 로봇의 DC 모터 붙어 있지?", "볼 로봇 차체의 중앙에 배치한 센서는 무엇인가?", "무슨 센서가 볼 로봇 차체의 중앙에 배치되었지?", "볼 로봇에서 롤 및 피치 각도를 어떻게 측정할 수 있는가?", "볼 로봇의 기울어진 각도를 무엇을 통해 재는가?", "차체의 \\( x \\) 및 \\( y \\) 축 방향과 센서의 \\( x \\) 및 \\( y \\) 축 방향을 반대로 배치하여 롤 및 피치 각도를 측정하는가?", "볼 로봇에서 모터에 연결된 옴니 휠은 볼링공 측면에 몇 \\( ^{\\circ} \\) 간격으로 배치됐어?", "볼 로봇의 위치 좌표를 PC에서 무엇을 통해 측정하는가?", "PC에서 볼 로봇의 위치 좌표를 무엇을 통해 측정하는가?", "어떤 방법으로 볼 로봇의 자세 제어와 주행 제어가 가능하게 되었는가?", "모터를 동작하기 위한 제어신호를 어떻게 생성하는가?", "모터를 동작하기 위한 제어신호를 생성하는 곳은 어디야?", "그림 2는 무엇을 나타내는가?", "볼 로봇에서 엔코더가 붙어 있고 옴니 휠과 연결된 것은 무엇인가?", "볼 로봇에서 엔코더가 붙어 있는 DC모터에 연결된 옴니 휠은 무엇에 접해 있는가?", "볼 로봇 차체의 어디에 AHRS 센서를 배치하는가?", "볼 로봇의 기울어진 각도를 PC에서 영상처리를 통해 구하는가?", "볼 로봇에서 타이어 역할을 하는 것은 무엇인가?", "볼 로봇의 위치 좌표를 PC를 이용해서 구하는가?" ]
0fcbf951-57b7-4b3f-811e-f3d43b133f05	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>I. 서론</h1><p>로봇 기술이 발전함에 따라 모바일 로봇의 주행 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 모바일 로봇의 주행 시스템은 대부분 2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성되어 직선과 같은 단반향 주행에 장점이 있으나 방향전환 및 제자리 회전에 단점을 가지고 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 구 형태의 바퀴를 사용하는 볼 로봇에 대한 연구가 다양하게 수행되고 있다.</p><p>볼 로봇은 공 모양의 로봇 혹은 볼을 이동 수단으로 사용하는 로봇을 의미하며, 일반적인 타이어를 사용하는 이동수단이 갖는 단점을 보완할 수 있다. 볼 로봇은 협소한 공간에서의 방향전환에 유리하지만 구조적으로 가지고 있는 불안정한 특성에 의해 이동을 위한 주행 제어 이외에 균형을 유지하기 위한 자세 제어가 요구된다. 따라서, 볼 로봇의 제어방법에 대한 다양한 연구가 수행되어 왔다. Seo 등은 메카넘휠을 적용한 볼봇의 주행 제어 조건에 따른 휠과 볼 사이의 슬립량을 비교하였으며, 슬립량에 의해 엔코더의 위치 오차가 누적되어 정확한 주행이 어려움을 확인하였다. Lee 등은 자세 제어에 사용하는 모터의 엔코더 정보를 이용하여 이동을 위한 주행 제어 시에 횔과 볼의 슬립현상을 위치 오차 발생의 주요 원인으로 추정하였다. 따라서 주행 제어에서 모터의 엔코더 정보를 대체하기 위한 볼 로봇의 위치 측정 방법이 요구되고 있다.</p><p>본 연구에서는 볼 로봇의 영상처리를 통해 볼 로봇의 위치 좌표를 측정하고, 측정된 좌표를 주행 제어에 사용하는 주행 제어 시스템을 제안하였다. II장에서는 볼링 공, 옴니 휠, 모터, 센서 및 제어 회로부를 포함하는 볼 로봇의 구성 및 기능에 대해 분석 하였으며, III장에서는 볼 로봇의 위치를 측정하기 위한 영상처리부, 통신부, 표시부 및 제어부를 포함하는 볼 로봇의 주행 제어 시스템을 설계 및 제작하였다. IV장에서는 제작된 볼 로봇의 주행 제어 시스템을 적용한 주행 실험을 통해 주행 제어 성능이 개선됨을 확인하였다.</p>	[ "모터의 엔코더에서는 위치 오차 발생으로 인해 정확한 이동이 힘들어질 때가 있는데, 이를 해결하기 위한 방법은 무엇이 있을까?", "볼 로봇은 협소한 공간에서의 방향전환에 불리한 특성을 가지고 있니?", "볼 로봇의 구성요소인 것은 무엇일까?", "무엇이 볼 로봇의 구성요소야?", "모터의 엔코더 정보를 통해 이동 주행 제어 시 위치 오차가 발생하게 되는 주요 원인이 뭐야?", "기존 모바일 로봇에서는 위치 오차 발생 등의 오류가 있으므로 새로운 모델이 개발되어야 하지?", "볼 로봇이 일반적인 모바일 로봇의 어떠한 단점을 해결할 수 있는가?", "기존 모바일 로봇의 단점을 보완하기 위해 만들어진 볼 로봇은 기존의 모바일 로봇과 어떤 차이점이 있을까?", "모바일 로봇의 주행 시스템은 무엇을 기반으로 구분할 수 있어?" ]
14cf404a-9f09-4b53-91a7-d0cf45ab82aa	인공물ED	영상처리를 이용하는 볼 로봇의 위치 인식 방법을적용한 주행 제어 시스템	<h1>요 약</h1><p>로봇 기술이 발전함에 따라 모바일 로봇의 주행 시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성되는 모바일 로봇의 주행 시스템은 직선과 같은 단반향 주행에 장점이 있으나 방향 전환 및 제자리 회전에 단점을 가지고 있다. 볼을 휠로 사용하는 볼 로봇은 전방향 이동에 장점이 있으나, 구조적인 불안정한 특성에 의해 균형을 유지하기 위한 자세 제어 및 이동을 위한 주행 제어가 요구된다. 기존의 볼 로봇은 모터에 부착된 엔코더를 이용하여 주행제어를 위한 위치를 추정함으로써 오차가 누적되는 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 영상처리를 통해 볼 로봇의 위치 좌표를 추정하고, 이를 주행 제어에 사용하는 주행 제어 시스템을 제안하였다. 볼 로봇의 위치를 추정하기 위한 영상처리부, 통신부, 표시부 및 제어부를 포함하는 볼 로봇의 주행 제어 시스템을 설계 및 제작하고, 주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 주행 실험을 통해 \( x \)축 방향 \( \pm 50.3 \mathrm{mm} \) 및 \( y \)축 방향 \( \pm 53.9 \mathrm{mm} \)의 오차범위 이내에서 오차의 누적 없이 제어됨을 확인하였다.</p>	[ "2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성되는 모바일 로봇의 주행 시스템은 언제 장점이 존재해?", "모바일 로봇의 주행 시스템이 2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성될 때 언제 장점이 있어?", "2륜 및 4륜의 휠을 기반으로 구성되는 모바일 로봇의 주행 시스템은 제자리 회전에 용이하고 방향전환이 자유롭나?", "모든 모바일 로봇은 무지향성 휠을 사용하여 단방향 주행이 힘드나요?", "볼 로봇은 무엇을 사용하여 주행제어를 위한 위치를 추정 할 수 있을까?", "무엇을 이용하여 볼 로봇이 주행제어를 위한 위치를 추정할 수 있니?", "기존 볼 로봇의 모터에는 주행제어를 위한 위치를 추정 할 수 있게 엔코더가 부착되어서 오차가 계속 누적되니?", "주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 \\( y \\)축 방향 오차 범위는 얼마인가?", "주행 제어 시스템을 적용한 볼 로봇의 \\( x \\)축 방향 오차 범위는 얼마인가?", "볼 로봇의 주행 제어 시스템에는 어떤 것들이 포함되어 있나?", "어떤 것들이 볼 로봇의 주행 제어 시스템에 포함될까?", "볼 로봇은 전방향 이동이 자유롭다는 장점을 가지고 있나?" ]
750b93c1-a826-4afd-a346-7e742c6aaf5f	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>정보통신기술의 급속한 발전에 힘입어 다양한 사물들이 사물인터넷(Internet of Things)을 통한 네트워크로 연결되어 사람과 사물, 사물과 사물 간에 정보를 교류하는 지능형 인프라 및 서비스가 보편화되고 있다. 이와 같은 초연결 사회에서는 네트워크에 연결된 장치에 저장되고, 네트워크를 통해 유통되는 정보를 불법적인 유출, 위조 및 변조로부터 보호하고, 또한 정당한 사용자를 인증하는 등의 정보보안이 매우 중요한 요소가 된다. 정보보안은 데이터 암호화, 인증, 전자서명, 키 관리 등을 포함하는 다양한 기술들을 기반으로 하며, 소프트웨어나 전용 하드웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 혼합 방식으로 구현된다. 물리적인 안전성과 저전력 소모가 중요한 응용분야 또는 대량의 데이터에 대한 고속 실시간 처리가 필요한 경우에서는 보안 알고리듬을 전용 하드웨어로 구현하는 방법이 사용된다.</p><p>특히, IOT 네트워크 및 단말, 무선 스마트 단말기, 자율주행 자동차, 드론 등과 같이 제한된 하드웨어 및 소프트웨어 자원을 가지면서 다양한 보안 프로토콜의 구현이 필요한 분야에서는 보안 하드웨어 IP와 소프트웨어를 결합하여 구현할 수 있는 보안 SoC (System-on- Chip)가 핵심 컴포넌트로 부각되고 있으며, 이에 대한 연구와 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 일반적으로, 보안 SoC는 대칭키(symmetric-key) 암호 코어, 공개키(public-key) 암호 코어, 해시(hash) 함수 코어, TRNG(True Random Number Generator) 등의 하드웨어 IP(intellectual property)가 CPU에 버스로 인터페이스 되며, 데이터의 암호·복호, 전자서명, 키관리, 인증 및 무결성 검증 등의 다양한 보안 프로토콜이 하드웨어-소프트웨어 통합으로 구현된다.</p><p>본 논문에서는 블록암호와 경량 해시 함수가 통합 구현된 AAW (ARIA-AES-Whirlpool) 크립토 코어 IP를 Cortex-M0에 슬레이브로 인터페이스된 보안 SoC 프로토타입 구현에 대해 기술한다. Ⅱ장에서는 블록암호 국내 및 국제 표준인 ARIA, AES 알고리듬과 경량 해시 함수 Whirlpool에 대해 소개 하고, Ⅲ장에서는 Cortex-M0 기반의 보안 SoC 설계에 대해 설명한다. Ⅳ장에서는 설계된 보안 SoC의 BFM 시뮬레이션 및 FPGA 검증에 대해 기술하고, Ⅴ장에서 결론을 맺는다.</p>	[ "보안 SoC의 하드웨어 IP으로는 해시브라운 코어, 공개키 암호 코어가 있습니까?", "정보보안이 중요한 이유는 무엇인가요?", "사물과 사물 간에 정보를 교류하는 네트워크는 무엇인가요?", "초연결 사회에서 중요한 요소로 꼽히는 것은 무엇인가요?", "제한된 자원을 가지면서 다양한 보안 프로토콜의 구현이 필요한 분야로 올바른 것은 무엇인가요?", "물리적 안전성과 저전력 소모가 중요한 응용분야 또는 대량의 데이터에 대한 고속 실시간 처리가 필요한 경우에 사용되는 보안 알고리듬 방법은 무엇인가요?", "정보보안은 데이터 암호화, 인증, 전자서명, 키 관리 등의 다양한 기술을 기반으로 하나요?", "SoC는 무엇의 줄임말인가요?", "논문의 3장에서 설명하는 내용은 무엇인가요?", "소량의 데이터에 대한 일괄 처리가 필요한 경우에는 보안 알고리듬을 전용 하드웨어로만 구현합니까?", "IT의 급속한 발전으로 인해 보편화 된 것은 무엇인가요?", "4장에서는 보안 SoC의 BFM 시뮬레이션 및 ASIC 검증에 대해 기술하나요?", "하드웨어-소프트웨어 통합으로 구현되는 보안 프로토콜은 무엇인가요?", "이 논문은 블록체인과 경량 해시 함수가 통합 구현된 AAW 크립토 코어 IP를 Cortex-M0에 슬레이브로 인터페이스된 SoC 프로토타입 구현에 대해 기술하나요?", "논문에서 플랫폼 기반의 보안 SoC 설계에 대해 설명할 것으로 예상되나요?", "보안 프로토콜에는 데이터의 암호·복호, 전자서명, 키관리, 인증 및 무결성 검증이 있습니까?", "보안 SoC는 어떻게 구현되나요?", "보안 프로토콜의 구현이 필요한 분야에서 핵심 컴포넌트로 부각되는 것은 무엇인가요?", "정보보안은 데이터 상용화, 전자서명 등을 포함하는 다양한 기술을 기반으로 소프트웨어로만 구현되나요?", "정보보안에 대한 설명으로 알맞는 것은 무엇인가요?", "결론을 맺는 장은 6장인가요?", "하드웨어 IP가 CPU에 버스로 인터페이스되며, 다양한 보안 프로토콜이 하드웨어-소프트웨어 통합으로 구현되는 것은 무엇인가요?", "경량 해시 함수 Whirlpool에 대해 소개하는 내용은 몇 장에 나오나요?", "암호화와 복호화에 같은 암호 키를 쓰는 알고리즘은 무엇인가요?", "AAW 크립토 코어 IP는 무엇이 통합 구현된 것인가요?" ]
2e44ab19-d32e-4da9-85b5-01d4f0d840c7	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>Ⅲ. Cortex-M0 기반의 보안 SoC 설계</h1><p>Cortex-M0는 2만 게이트 정도로 구현이 가능하여 저면적과 저성능을 필요로 하는 IoT(internet of things)와 모바일 응용분야에 적합한 경량 MCU 코어이다. IoT, 무선 센서 네트워크, 모바일 분야의 보안을 위해서는 데이터의 기밀성과 함께 인증, 전자서명 등 다양한 보안 프로토콜의 구현이 필요하며, 이를 위해서는 MCU와 보안 IP가 단일 칩에집적된 보안 SoC의 경량 하드웨어 구현이 필요하다. 본 논문에서는 IoT와 같이 요구되는 성능은 낮으면서 저면적 구현이 필요한 응용분야에 적합하도록 Cortex-M0 기반의 보안 SoC 프로토타입을 구현하였다. 설계된 보안 SoC는 그림 1 과 같이 AAW_Slave가 AHB를 통해 Cortex-M0에 연결된 구조이며, AAW_Slave는 AHB 버스 프로토콜을 통해 Cortex-M0와 데이터를 송ᆞ수신한다.</p><h2>1. AAW_Slave</h2><p>AAW_Slave는 그림 2 와 같이 AHB슬레이브 인터페이스 모듈(AHB_SIF), AHB 슬레이브 컨트롤 모듈(AHB_SCntl) 그리고 AAW 코어 IP로 구성되며, AHB 버스에 인터페이스 되어 Cortex- M0와 데이터를 주고받는다. AHB_SIF는 AHB 프로토콜을 받아 동일한 사이클에서 주소와 데이터를 활성화시키며, AHB_SCntl로 입력되는 읽기/쓰기 신호를 만들어 낸다. AHB_SCntl은 AHB_SIF로부터 받은 데이터를 AAW 코어 IP의 입력 형식에 맞게 변환하여 보내준다. AAW IP의 출력은 AHB_SCntl 내부의 버퍼에 저장된 후, AHB_SIF를 거쳐 Cortex-M0로 출력된다.</p><p>AHB_SCntl의 내부 구성도는 그림 3과 같으며, AAW 코어의 동작을 제어하는 AAW_Cntl, 읽기 레지스터 RD_Reg, 쓰기 레지스터 WR_Reg로 구성된다. AAW_Cntl 블록은 컨트롤 레지스터 값을 해석하여 AAW 코어 IP 의 동작에 필요한 제어신호를 생성하며, AHB-lite 버스 프로토콜을 통해 입력되는 데이터를 키 길이, 메시지 길이, 평문 또는 암호문으로 구별하여 AAW 코어 IP에 입력하는 역할을 한다. Reg_map은 544-비트(32-b x 17)의 레지스터로 구성되며, 주소 0 번지는 제어 레지스터 ctrl_reg로 사용되고, 주소 1 번지 \(\sim\) 8 번지는 ARIA 또는 AES의 암호/복호를 위한 키, 평문/암호문 데이터의 버퍼로 사용되며, 주소 1 번지 \(\sim\) 16 번지는 Whirlpool 해시함수를 위한 메시지, 메시지 길이, 메시지 다이제스트 데이터의 버퍼로 사용된다. ARIA, AES 및 Whirlpool의 동작에 사용되는 데이터의 저장 공간이 공유되도록 설계하여 하드웨어 면적을 최소화 하였다.</p><p>WR_Reg는 Cortex-M0로부터 쓰기신호가 활성화되었을 때 입력되는 32-비트의 데이터, 그리고 AAW 코어로부터 출력되는 데이터를 Reg_map의 버퍼에 저장하는 역할을 한다. RD_Reg는 Cortex-M0로부터 읽기신호가 활성화되었을 때 AAW 코어의 출력을 AHB_SIF를 거쳐 Cortex-M0로 보낸다. 출력되는 데이터는 레지스터 ctrl_reg의 값에 따라 ARIA 또는 AES의 암호문/복호문이거나 Whirlpool의 메시지 다이제스트이다.</p><p>AAW 코어 IP의 동작모드와 그에 따른 제어신호의 생성 및 입력되는 데이터의 구별을 위해 컨트롤 레지스터 ctrl_reg는 표 1 과 같이 설정된다. 키, 평문/암호문, 키 길이에 관한 제어신호를 AAW코어 IP로 보낼 때 동작모드 신호가 입력되더라도 연산 중에는 동작모드가 변경되지 않도록 설계하여 오동작을 방지하였다.</p><h2>2. AAW(ARIA-AES-Whirlpool) 코어 IP</h2><p>ARIA, AES, Whirlpool 알고리듬의 특성을 이용하여 하드웨어 자원 공유가 극대화 되도록 설계하였다. 전체 구조는 그림 4 와 같으며, Whirlpool 해시함수를 위한 패딩 블록(padder), ARIA, AES, Whirlpool 알고리듬의 통합 라운드 블록(round), 통합 라운드 키 생성블록(key_gen), 제어 블록으로 구성된다. 패딩 블록은 가변 길이의 메시지를 Whirlpool 해시 함수에 적합하도록 512-비트의 고정 길이로 분할하고, 패딩하는 블록이며, 이때 패딩은 메시지 길이 데이터에 따라 그 방식이 변경된다. 통합 라운드 블록은 라운드 연산 중간 결과 값을 저장하는 512-비트 상태 레지스터 State_reg, 알고리듬 및 암호화/복호화 선택신호에 따라 치환계층 연산이 수행되는 통합 치환계층 블록(AAW-Sbox), 알고리듬에 따른 확산계층 연산이 수행되는 통합 확산계층 블록(AAW- Diff), 스테이트의 행과 열을 바이트 단위로 순환 시프트 하는 Shift-Row, Shift-Col 등으로 구성되며, 내부 데이터 패스는 128 비트로 설계되었다. 통합 치환계층 블록은 ARIA와 AES의 치환계층에 사용되는 S-box가 유한체에 기반을 두고 있기 때문에 S-box 연산 수행 시 이 부분을 공유하도록 설계되었다. 통합 확산계층은 XOR 블록 (common XORs), ARIA 확산 연산 블록, AES 확산연산 블록, 그리고 Whirlpool 확산연산 블록으로 이루어져 있다. XOR 블록에서 ARIA, AES 및 Whirlpool의 확산함수에 공통으로 사용되는 XOR 항을 공유함으로서 하드웨어를 최소화하였다. 통합 라운드키 생성 블록은 ARIA와 AES의 경우 128-비트와 256-비트 키 길이에 대한 키 초기화 과정과 라운드 키를 생성하며, Whirlpool의 경우 키 생성 과정과 라운드 연산과정이 동일하므로 라운드 함수 재사용 방식을 적용하여 라운드 연산과 키 생성이 시분할 방식으로 처리되도록 설계하여 하드웨어를 간소화하였다.</p>	[ "2만 게이트 정도로 구현이 가능하여 저면적과 저성능을 필요로 하는 IoT(internet of things)와 모바일 응용분야에 적합한 경량 MCU 코어는 무엇인가?", "Cortex-M0는 2만 게이트 정도로 구현이 가능하여 저면적과 저성능을 필요로 하는 IoT와 모바일 응용분야에 적합한 경량 MCU 코어이며, 여기서 IoT의 의미는 무엇인가?", "IoT, 무선 센서 네트워크, 모바일 분야의 보안을 위해서는 데이터의 기밀성과 함께 인증, 전자서명 등 다양한 어떤 프로토콜의 구현이 필요한가?", "데이터의 기밀성과 함께 인증, 전자서명 등 다양한 보안 프로토콜의 구현이 필요한 것은 IoT, 무선 센서 네트워크, 모바일 분야의 무엇을 위해서인가?", "설계된 보안 SoC는 그림 1 과 같이 AAW_Slave가 AHB를 통해 Cortex-M0에 연결된 구조이며, AAW_Slave는 어떤 프로토콜을 통해 Cortex-M0와 데이터를 송ᆞ수신하는가?", "설계된 보안 SoC는 그림 1 과 같이 AAW_Slave가 AHB를 통해 Cortex-M0에 연결된 구조이며, AAW_Slave는 AHB 버스 프로토콜을 통해 Cortex-M0와 어떤 역할을 수행하는가?", "그림 2 와 같이 AHB슬레이브 인터페이스 모듈(AHB_SIF), AHB 슬레이브 컨트롤 모듈(AHB_SCntl) 그리고 AAW 코어 IP로 구성되며, AHB 버스에 인터페이스 되어 Cortex- M0와 데이터를 주고받는 역할을 하는 것은 무엇인가?", "AHB_SCntl은 AHB_SIF로부터 받은 데이터를 어떤 IP형식에 맞게 변환하여 보내는가?", "AAW IP의 출력은 AHB_SCntl 내부의 버퍼에 저장된 후, AHB_SIF를 거쳐 무엇으로 출력되는가?", "AAW IP의 출력은 어느 버퍼에 저장되는가?", "ARIA, AES 및 Whirlpool의 동작에 사용되는 데이터의 저장 공간이 공유되도록 설계하여, 무엇을 최소화하였는가?", "ARIA, AES, Whirlpool 알고리듬의 특성을 이용하여, 하드웨어 자원 공유가 극대화 되도록 설계한 IP는 무엇인가?", "AAW코어 IP의 전체구조는 그림 4 와 같으며, Whirlpool 해시함수를 위한 패딩 블록(padder), ARIA, AES, Whirlpool 알고리듬의 통합 라운드 블록(round), 통합 라운드 키 생성블록(key_gen)과 어떤 블록으로 구성되는가?", "XOR 블록 (common XORs), ARIA 확산 연산 블록, AES 확산연산 블록, 그리고 Whirlpool 확산연산 블록으로 이루어져 있는 계층은 어떤 계층인가?", "XOR 블록에서 ARIA, AES 및 Whirlpool의 확산함수에 공통으로 사용되는 XOR 항을 공유함으로서 무엇을 최소화하였는가?", "AHB_SIF는 AHB 프로토콜을 받아 동일한 사이클에서 주소와 데이터를 활성화시키며, AHB_SCntl로 입력되는 어떤 신호를 만드는가?", "AAW_Cntl 블록은 어떤 값을 해석하여, AAW 코어 IP 의 동작에 필요한 제어신호를 생성하는가?", "컨트롤 레지스터 값을 해석하여 AAW 코어 IP 의 동작에 필요한 제어신호를 생성하며, AHB-lite 버스 프로토콜을 통해 입력되는 데이터를 키 길이, 메시지 길이, 평문 또는 암호문으로 구별하여 AAW 코어 IP에 입력하는 역할을 하는 블록은 무엇인가?", "AAW_Cntl 블록은 AHB-lite 버스 프로토콜을 통해 입력되는 데이터를 키 길이, 메시지 길이, 평문 또는 무엇으로 구별하여 AAW 코어 IP에 입력하는 역할을 하는가?", "WR_Reg는 Cortex-M0로부터 쓰기신호가 활성화되었을 때 입력되는 32-비트의 데이터, 그리고 무엇로부터 출력되는 데이터를 Reg_map의 버퍼에 저장하는 역할을 하는가?", "Reg_map은 544-비트(32-b x 17)의 레지스터로 구성되며, 주소 1 번지 \\(\\sim\\) 16 번지는 어떤 함수를 위한 메시지, 메시지 길이, 메시지 다이제스트 데이터의 버퍼로 사용되는가?", "패딩 블록은 가변 길이의 메시지를 Whirlpool 해시 함수에 적합하도록 512-비트의 고정 길이로 분할하고, 패딩하는 블록이며, 이때 패딩은 어떤 데이터에 따라 그 방식이 변경되는가?", "가변 길이의 메시지를 Whirlpool 해시 함수에 적합하도록 512-비트의 고정 길이로 분할하고 패딩하는 역할을 하는 블록은 무엇인가?", "AAW_Cntl 블록은 컨트롤 레지스터 값을 해석하여 AAW 코어 IP 의 동작에 필요한 어떤 신호를 생성하는가?" ]
2430dc4b-9f61-4f58-83e3-10a50c70a4cb	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>Ⅱ. ARIA, AES 블록암호 및 Whirlpool 해시 함수</h1><h2>1. ARIA 블록암호</h2><p>ARIA (Academy, Research Institute, Agency)는 128 비트의 평문/암호문을 암호화/복호화 하여 128 비트의 암호문/복호문을 만드는 대칭키 블록암호이다. 128/192/256 비트의 세 가지 키 길이를 지원하며, 키 길이에 따라 12/14/16회의 라운드 변환이 진행된다. 라운드 변환은 라운드 키 가산, 치환 (substitution) 계층, 확산 (diffusion) 계층의 연산으로 구성된다. 홀수 라운드의 변환함수와 짝수 라운드의 변환함수에 각기 다른 치환계층이 사용되며, 최종 라운드의 변환함수에는 확산계층이 라운드 키 가산으로 대체된다. ARIA는 ISPN(Involution Substitution-Permutation Network) 구조를 가지므로 암호화와 복호화 과정이 동일하며, 단지 라운드 키만 다르다. 키 스케줄러는 키 초기화 과정과 라운드 키 생성 과정으로 구성된다. 키 초기화 과정에서는 3라운드의 Feistel 구조를 이용하여 마스터키로부터 4 개의 128 비트 초기화키 값을 생성하고, 이 초기화키 값들은 라운드키 생성 과정에 사용된다. 키 길이에 따라 라운드 변환이 12/14/16회 만큼 진행되고 최종 라운드에서 키 가산이 두 번 이루어지므로, 총 13/15/17개의 라운드 키가 생성된다.</p><h2>2. AES 블록 암호</h2><p>AES(Advanced Encryption Standard) 알고리듬은 128 비트의 평문/암호문을 암호화/복호화 하여 128 비트의 암호문/복호문을 만드는 대칭키 블록암호이다. 128/192/256비트의 세 가지 키 길이를 지원하며, 키 길이에 따라 10/12/14회의 라운드 변환이 진행된다. 암호화 라운드 변환은 초기 라운드 키 가산(AddRoundKey) 후, SubByte, ShiftRow, MixColumn, AddRoundKey 연산으로 구성되며, 마지막 라운드에는 MixColumn 연산이 생략된다. 복호화는 암호화에 사용된 함수의 역변환인 InvSubByte, InvShiftRow, InvMixColumn이 사용된다.</p><h2>3. Whirlpool 해시 함수</h2><p>Whirlpool은 ISO/IEC 10118-3 표준으로 채택된 경량 해시 함수이며, 임의의 길이(최대 \( 2^{256} \) 비트)의 메시지를 512 비트의 메시지 다이제스트(message digest)로 변환한다. AES와 유사한 non-Feistel SPN 구조의 블록암호가 압축함수로 사용되며, 입력 메시지를 256 비트의 홀수 배가 되도록 만드는 메시지 패딩(message padding) 전처리가 필요하다. 라운드 변환은 초기 키 가산 후, SubBytes, ShiftColumn, MixRows, KeyAdd 연산으로 구성 되는 라운드 변환이 9 회 반복되며, 마지막 라운드 변환은 SubBytes, ShiftColumn, KeyAdd 연산으로 구성된다. 각 데이터 블록의 라운드 변환 결과 값과 해당 블록의 입력 데이터 그리고 직전 블록의 암호키가 XOR 연산되어 다음 데이터 블록의 암호 키로 사용되며, 이와 같은 연산이 모든 데이터 블록들에 대해 반복되어 메시지 다이제스트가 생성된다.</p>	[ "라운드 변환은 치환 (substitution) 계층, 확산 (diffusion) 계층의 연산과 무엇의 가산으로 구성되는가?", "128 비트의 평문/암호문을 암호화/복호화 하여 128 비트의 암호문/복호문을 만드는 대칭키 블록암호는 무엇인가?", "ARIA는 비트에 따라 세 가지 키 길이를 지원하는데, 세 가지 비트의 종류는 무엇인가?", "ARIA는 128/192/256 비트의 세 가지 키 길이를 지원하며, 키 길이에 따라 몇 회의 라운드 변환이 진행되는가?", "AES알고리듬은 128/192/256비트의 세 가지 키 길이를 지원하며, 키 길이에 따라 각각 몇 회의 라운드 변환이 진행되는가?", "암호화 라운드 변환은 초기 라운드 키 가산(AddRoundKey) 후, SubByte, ShiftRow, MixColumn, AddRoundKey 연산으로 구성되며, 마지막 라운드에는 어떠한 연산이 생략되는가?", "ISO/IEC 10118-3 표준으로 채택된 경량 해시 함수는 무엇인가?", "Whirlpool은 ISO/IEC 10118-3 표준으로 채택된 경량 해시 함수이며, 임의의 길이(최대 \\( 2^{256} \\) 비트)의 메시지를 몇 비트의 메시지 다이제스트(message digest)로 변환하는가?", "암호화 라운드 변환은 초기 라운드 키 가산(AddRoundKey)후, 어떠한 연산으로 구성되는가?", "복호화는 암호화에 사용된 함수의 역변환인 무엇이 사용되는가?", "Whirlpool은 ISO/IEC 10118-3 표준으로 채택된 경량 해시 함수이며, 임의의 길이(최대 \\( 2^{256} \\) 비트)의 메시지를 512 비트의 무엇으로 변환하는가?", "AES와 유사한 non-Feistel SPN 구조의 블록암호가 압축함수로 사용되며, 입력 메시지를 256 비트의 홀수 배가 되도록 만드는 어떠한 전처리가 필요한가?", "AES와 유사한 어떤 구조의 블록암호가 압축함수로 사용되는가?", "라운드 변환은 초기 키 가산 후, SubBytes, ShiftColumn, MixRows, KeyAdd 연산으로 구성 되는 라운드 변환이 몇 회 반복되는가?", "각 데이터 블록의 라운드 변환 결과 값과 해당 블록의 입력 데이터 그리고 직전 블록의 암호키가 XOR 연산되어 다음 데이터 블록의 암호 키로 사용되며, 이와 같은 연산이 모든 데이터 블록들에 대해 반복되어 생성되는 것은 무엇인가?", "각 데이터 블록의 라운드 변환 결과 값과 해당 블록의 입력 데이터 그리고 직전 블록의 암호키가 XOR 연산되어 다음 데이터 블록의 암호 키로 사용되며, 이와 같은 연산이 무엇에 대하여 반복되어 메시지 다이제스트가 생성되는가?", "홀수 라운드의 변환함수와 짝수 라운드의 변환함수에 각기 다른 치환계층이 사용되며, 최종 라운드의 변환함수에는 확산계층이 무엇으로 대체되는가?", "ARIA는 암호화와 복호화 과정이 동일하고 단지 라운드 키만 다른데, 어떤 구조를 가지고 있는가?", "ARIA는 ISPN구조를 가지므로 암호화와 복호화 과정이 동일하며 단지 라운드 키만 다른데, ISPN의 의미는 무엇인가?", "키 초기화 과정에서는 3라운드의 Feistel 구조를 이용하여 마스터키로부터 4 개의 128 비트 초기화키 값을 생성하고, 이 초기화키 값들은 무엇의 생성과정에 사용되는가?", "키 스케줄러는 키 초기화 과정과 어떤 과정으로 생성되는가?", "키 초기화 과정과 라운드 키 생성 과정으로 구성되는 것은 무엇인가?", "키 길이에 따라 라운드 변환이 12/14/16회 만큼 진행되고 최종 라운드에서 키 가산이 두 번 이루어지므로, 각각 몇개의 라운드 키가 생성되는가?", "홀수 라운드의 변환함수와 짝수 라운드의 변환함수에 각기 다른 어떤 계층이 사용되는가?", "라운드 변환은 라운드 키 가산, 치환 (substitution) 계층, 그리고 어떤 계층의 연산으로 구성되는가?", "무엇에 따라 라운드 변환이 12/14/16회 만큼 진행되고 최종 라운드에서 키 가산이 두 번 이루어지게 되는가?", "각 데이터 블록의 라운드 변환 결과 값과 해당 블록의 입력 데이터 그리고 직전 블록의 암호키가 어떻게 연산되어 다음 데이터 블록의 암호 키로 사용되는가?", "128 비트의 평문/암호문을 암호화/복호화 하여 128 비트의 암호문/복호문을 만드는 대칭키 블록암호는 어떤 알고리듬인가?", "3라운드의 Feistel 구조를 이용하여 마스터키로부터 4개의 128 비트 초기화키 값을 생성하고, 이 초기화키 값들이 라운드키 생성 과정에 사용되는 것은 어떠한 과정인가?" ]
031d8ea0-0014-495a-b3a9-7f6bd319ea90	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>Ⅴ. 결 론</h1><p>본 논문에서는 ARIA, AES 대칭키 블록암호와 Whirlpool 해시 함수가 통합 구현된 AAW 크립토 코어를 AHB 버스를 통해 Cortex-M0에 슬레이브 인터페이스 하여 보안 SoC 프로토타입을 설계하였다. 설계된 보안 SoC를 Cyclone-V FPGA 디바이스에 구현하고, Cortex-M0에 구현된 소프트웨어와 연동하여 하드웨어-소프트웨어 통합 검증을 하였다. 설계된 보안 SoC 프로토타입은 6,366 슬라이스로 구현되었으며, 약 \( 36 \mathrm{MHz} \) 의 최대 동작 주파수를 갖는다. 본 논문의 보안 SoC 프로토타입에 ECC 공개키 암호 IP와 무작위 난수 발생기 IP를 추가하면, EC-DSA, ECIES 등 다양한 보안 프로토콜 구현에 활용될 수 있다.</p>	[ "설계된 보안 SoC 프로토타입은 몇 개의 슬라이스로 구현되었나요?", "설계된 보안 SoC 프로토타입은 최대 동작 주파수가 몇인가요?", "본 논문의 보안 SoC 프로토타입에 순차적 발생기 IP를 사용하나요?", "본 논문에서 사용된 대칭키 블록암호는 무엇들인가요?", "본 논문에서 통합 구현된 AAW 크립토 코어를 무엇을 통해 Cortex-M0에 슬레이브 인터페이스하였나요?", "본 논문에서는 ARIA, AES 대칭키 블록암호와 Whirlpool 해시 함수가 각각 구현되었나요?", "본 논문은 SoC 프로토타입을 설계하였나요?", "설계된 보안 SoC를 Cortex-M0에 구현된 소프트웨어와 연동하였나요?", "설계된 보안 SoC를 typhoon FPGA디바이스에 구현하였나요?", "설계된 보안 SoC를 통해 하드웨어-소프트웨어 통합 검증 하였나요?", "설계된 보안 SoC를 무엇에 구현하였나요?", "어떻게 설계된 SoC를 하드웨어-소프트웨어까지 통합 검증하였나요?", "본 논문에서 어떤 방법으로 EC-DSA, ECIES 등 다양한 보안 프로토콜을 구현할까?", "본 논문의 보안 SoC 프로토타입의 두 가지 IP는 무엇인가요?", "본 논문의 보안 SoC 프로토타입에 ECC 공개키 암호 IP와 무작위 난수 발생기 IP를 추가하면 무엇을 구현 할 수 있나요?", "본 논문에서 언급한 보안 프로토콜의 종류엔 무엇이 있는가?" ]
870ec650-2013-4490-9160-7e4c3c28f33b	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>요약</h1><p>블록암호 알고리듬 ARIA와 AES 그리고 해시 함수 Whirlpool을 단일 하드웨어로 통합 구현한 AAW(ARIA- AES-Whirlpool) 크립토 코어를 Cortex-M0 CPU에 슬레이브로 인터페이스한 보안 SoC(System-on-Chip) 설계에 대해 기술한다. AAW 크립토 코어는 ARIA, AES, Whirlpool의 알고리듬 특성을 이용한 하드웨어 공유를 통해 저면적으로 구현되었으며, 128-비트와 256-비트의 키 길이를 지원한다. 설계된 보안 \( \mathrm{SoC} \) 프로토타입을 FPGA 디바이스에 구현하고, 하드웨어-소프트웨어 통합 검증을 하였다. AAW 크립토 코어는 5,911 슬라이스로 구현이 되었으며, AAW 크립토 코어가 포함된 AHB_Slave는 6,366 슬라이스로 구현되었다. AHB_Slave의 최대 동작 주파수는 \( 36 \mathrm{MHz} \) 로 예측되었으며, ARIA-128, AES-128의 데이터 처리율은 각각 \( 83 \mathrm{Mbps}, 78 \mathrm{Mbps} \)이고, Whirlpool 해시 함수의 512 -비트 블록의 처리율은 \( 156 \mathrm{Mbps} \) 로 평가되었다.</p>	[ "AAW 크립토 코어는 5,911 슬라이스로 구현이 되었으며, AAW 크립토 코어가 포함된 AHB_Slave는 6,366 슬라이스로 구현되었나?", "AAW 크립토 코어는 ARIA, AES, Whirlpool의 알고리듬 특성을 이용한 하드웨어 공유를 통해 저면적으로 구현되었으며, 128-비트와 256-비트의 키 길이를 지원하는가?", "AHB_Slave의 최대 동작 주파수는 36MHz 로 예측되었으며, ARIA-128, AES-128의 데이터 처리율은 각각 83Mbps, 78Mbps이고, Whirlpool 해시 함수의 512 -비트 블록의 처리율은 156Mbps 로 평가되었나?", "설계된 보안 SoC 프로토타입을 FPGA 디바이스에 구현하고, 하드웨어-소프트웨어 통합 검증을 하였나?", "블록암호 알고리듬 ARIA와 AES 그리고 해시 함수 Whirlpool을 단일 하드웨어로 통합 구현한 AAW(ARIA- AES-Whirlpool) 크립토 코어를 Cortex-M0 CPU에 슬레이브로 인터페이스한 보안 SoC(System-on-Chip) 설계에 대해 기술하는가?" ]
85403d62-f606-47a1-9d40-24ada54be7a5	인공물ED	블록암호와 해시 함수 IP가 내장된 Cortex-M0 기반의 보안 시스템 온 칩	<h1>Ⅳ. BFM 시뮬레이션 및 FPGA 검증</h1><h2>1. BFM 시뮬레이션 검증</h2><p>AAW 코어가 AHB 버스로 인터페이스 되어 AHB 프로토콜에 따라 정상동작 하는지 검증하기 위한 BFM (Bus Functional Model) 시뮬레이션을 진행하였다. 그림 5-(a)는 키 길이가 128-비트인 ARIA의 암호화 동작의 검증결과이며, 128-비트의 평문 “55555555 сссcccccc 55555555 dddddddd”을 암호화한 결과로 “ec8dd721 f55c93b6 edfe2ade a43873e8"의 암호문이 출력되어 ARIA-128 암호 모드가 정상 동작함을 확인하였다. 그림 5-(b)는 키 길이 256-비트인 AES의 암호화 동작을 검증한 결과이며, 평문 “6bc1bee2 2e409f96 e93d7e11 7393172a”을 암호화한 결과로 암호문 "f3eed1bd b5d2a03c 064b5a7e 3db181f8"이 출력되어 AES- 256 암호 모드가 올바로 동작함을 확인하였다. 그림 5-(c)는 Whirlpool 해시함수의 동작을 검증하기 위해 "aaaabbbb ccccdddd aaaabbbb ccccdddd aaabbbb ccccdddd aaabbbb ccccdddc aaaa”의 544-비트 메시지를 입력하여 512-비트의 메시지 다이제스트 "d46a8493 8e4f67ee d7e464b7 25f6a9bd 449b45d4 49c69a29 c250484d 6744b5da 345dd859 a1eca71a b025efc6 fcf83835 c5b4ac03 5a013fa8 8ef5d303 46b661c3"가 얻어져 Whirlpool 해시함수가 올바로 동작함을 확인하였다.</p><h2>2. FPGA 검증</h2><p>FPGA 검증을 위해 그림 6 과 같이 Cyclone-V FPGA가 탑재된 V2M-MPS2 보드를 이용하여 UART 통신을 통해 PC와 데이터를 송 · 수신하는 FPGA 검증 플랫폼을 구성했다. Cortex-M0와 AAW_Slave로 구성된 보안 SoC를 Altera Quartus Prime를 이용하여 합성한 후, Tcl script 기능을 통해 V2M-MPS2 보드로 다운로드 하였다. FPGA에 구현된 AAW_Slave의 동작을 제어하기 위한 소프트웨어는 Keil uVision을 사용하여 크로스컴파일하였다. V2M-MPS2 보드의 JTAG 포트와 연결된 ULINK2를 uVision의 디버그 기능을 이용하여 AAW_Slave의 입ᆞ출력을 확인하였다.</p><p>그림 7은 FPGA에 구현된 Cortex-M0 기반의 보안 SoC 동작을 검증한 결과이다. FPGA 검증을 위해 Python을 이용한 GUI 소프트웨어를 작성하여 사용하였다. 그림 7-(a)는 Whirlpool 동작모드의 FPGA 검증 결과이며, 데이터 길이와 임의의 길이의 메시지를 입력하여 AAW_Slave에서 얻어진 512-비트의 메시지 다이제스트를 GUI 화면에 출력한 결과를 보이고 있다. 그림 7-(b)는 128-비트의 키 길이에 대한 ARIA 암호, 복호 동작모드의 FPGA 검증 결과이다. 화면 좌측에 표시된 이미지의 픽 셀 값들을 평문으로 하여 암호화한 결과가 화면 중앙에 암호화된 이미지로 표시되었다. 암호화된 이미지를 다시 복호화한 결과로, 화면 우측의 이미지가 얻어졌으며, 화면 좌측의 이미지와 동일하게 복원되었다. 이와 같은 FPGA 구현 검증을 통해, 본 논문에서 설계된 보안 SoC가 Cortex-M0에 구현된 소프트웨어와 연동하여 올바로 동작함을 확인하였다.</p><p>표 2 는 본 논문의 보안 SoC에 IP로 사용된 AAW 크립토 코어와 AHB_Slave를 Spartan-6 XC6SLX45 FPGA 디바이스로 합성한 결과이다. AAW 크립토 코어는 5,911 슬라이스로 구현이 되었으며, AAW 코어 IP가 포함된 AHB_Slave는 6,366 슬라이스로 구현되어 AAW 코어 IP의 AHB 인터페이스에 약 \( 7.7 \% \) 의 슬라이스가 추가로 사용되었다. AHB 버스 인터페이스를 통한 데이터 전송에 38 클록 사이클이 소요되며, AHB_Slave의 최대 동작 주파수는 \( 36 \mathrm{MHz} \) 로 예측되어 AAW 코어의 최대 동작 주파수 \( 37 \mathrm{MHz} \) 와 비슷하다. AHB 인터페이스의 데이터 송수신에 소요되는 38 클록 사이클을 포함한 데이터 처리율은 ARIA-128, AES-128의 경우 각각 \( 83 \mathrm{Mbps}, 78 \mathrm{Mbps} \) 이고, Whirlpool 해시 함수의 512-비트 블록 처리율은 \( 156 \mathrm{Mbps} \) 로 평가되었다.</p>	[ "BFM (Bus Functional Model) 시뮬레이션에서 키 길이가 128-비트인 ARIA 암호화 동장의 검증결과를 토대로 128-비트의 평문 “55555555 сссcccccc 55555555 dddddddd”를 암호화한 결과는 무엇인가?" ]
b6571a7c-81df-40a4-a265-1a93dad7a203	인공물ED	LuGre 모델에 기반한 펜듀봇의 마찰력 보상	<h1>3. 실험 결과</h1> <p>본 논문에서 제안되었던 마찰력 보상방법의 유용성을 확인하기 위해 사용된 펜듀봇은 Quanser사에서 제작된 Planar SIP 모델을 사용하였다. 실험에서 사용된 펜듀봇의 물리적인 값은 표 1 에 나타낸 바와 같다.</p> <table border><caption>표 1 펜듀봇 모델의 파라미터</caption> <tbody><tr><td></td><td>\( \theta_{1} \)</td><td>\( \theta_{2} \)</td><td>\( \theta_{3} \)</td><td>\( \theta_{4} \)</td><td>\( \theta_{5} \)</td></tr><tr><td>퀀서모델 매개변수</td><td>0.0096</td><td>0.0005</td><td>0.0001</td><td>0.0342</td><td>0.0060</td></tr></tbody></table> <p>2.2절의 스윙업 제어 식 (21)에서 설계변수 \( K_{D}, K_{P}, K_{E} \) 는 각각 \( 0.7,220.3,5.5 \) 로 설계하였고, 발랜싱 제어에서 제어이득 \( K \) 를 구하기 위한 가중치 행렬은 \( Q=\operatorname{diag}[100,1,100,1], \quad R=1 \) 로 하였다. LQR제어기법을 이용한 제어이득은 \( K=[-105.2,-15.5,-48.761,-13.3] \) 이다. 펜듀봇이 스윙업 후 발랜싱 제어로 스위칭하는 조건은 \( \left\|q_{1}\right\|<0.4[\mathrm{rad}], \quad\left\|q_{2}\right\|<0.4[\mathrm{rad}] \) 이다. 그림 3 은 초기조건 \( \left(q_{1}, \dot{q}_{1}, q_{2}, \dot{q}_{2}\right)=(-\pi, 0,0,0) \) 에서 입력을 주었을 때 스윙업을 한 후 \( 0.4 \) 초에서 스위칭 조건에 의해 발랜싱 제어로 전환한다. 실험 결과에서 나타나듯이 선형제어기만을 사용하였을 때 0.4초 이후부터 제어 목표인 \( \left(q_{1}, \dot{q_{1}}, q_{2}, \dot{q_{2}}\right)=(0,0,0,0) \) 에 도달하지 못하고 목표 근방에서 \( 0.35 \)라디안의 크기로 주기적인 움직임을 하고 있다. 이는 비선형 시스템의 전형적인 특성 중 하나인 리밋사이클 현상이 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 리밋사이클의 원인을 마찰력으로 가정하고 마찰력 보상기를 이용하여 리밋사이클을 없앤다.</p> <p>마찰력 보상을 위하여 식 (34)의 LuGru 모델 보상기에 사용되는 파라미터들은 \( F_{c-}=0.023, F_{c+}=0.028, F_{s-}=0.031 \cdot k c \), \( F_{s+}=0.076 \cdot k c, \quad \sigma_{1}=1.5, \quad \sigma_{2}=0.001, \quad \epsilon_{0}=1, \quad \epsilon=0.05, \quad k_{c}=1.5 \), \( J=0.095, \eta=0.707, w_{0}=1, \rho=10^{6} \) 이다. 그림 3 은 선형제어기에 각각 마찰력 보상기와 사인파형 외란보상기를 적용하였을 때 비교를 한 결과이다. 먼저 마찰력 보상기를 사용한 실험에서는 펜듀봇이 초기조건 \( \left(q_{1}, \dot{q_{1}}, q_{2}, \dot{q}_{2}\right)=(-\pi, 0,0,0) \) 에서 스윙업을 한 후 4.5초 이 후부터 각각의 링크가 제어 목표인 \( \left(q_{1}, \dot{q}_{1}, q_{2}, \dot{q}_{2}\right)=(0,0,0,0) \) 에 수렴한다. 이는 펜듀봇의 두링크가 평형점에 도달해서 안정화가 되었다는 것을 증명한다. 그러나 사인파형 외란 보상은 \( q_{1} \) 의 최대값을 \( q_{1 \max } \), 최소값을 \( q_{1 \min } \) 이라고 하고, \( q_{2} \) 의 최대값을 \( q_{2 \max } \), 최소값을 \( q_{2 \min } \) 이라고 했을 때, 선형제어기만 사용하였을 때는 \( \left\|q_{1 \max }-q_{1 \min }\right\|= \) \( 0.235[\mathrm{rad}],\left\|q_{2 \max }-q_{2 \min }\right\|=0.309[\mathrm{rad}] \) 이며, 사인파형 외란 보상기를 추가 하였을 때는 \( \left\|q_{1 \max }-q_{1 \min }\right\|=0.037[\mathrm{rad}] \), \( \left\|q_{2 \max }-q_{2 \min \mathrm{n}}\right\|=0.083[\mathrm{rad}] \) 이다. 이는 사인파형 외란 보상기로 보상을 했을 때 성능은 우수하나 목표점으로의 수렴은 할 수 없음을 실험결과에서 보여주고 있다. 제안한 마찰력 보상은 4.5초 이후에 평형 점으로 도달하여 완벽한 보상이 이루어짐을 확인하였다. 그림4(a),(b)를 보면 사인파형 보상기가 마찰력 보상기를 적용하였을 때 보다 과도응답의 측면에서는 성능이 더 우수하다. 하지만 펜듀봇의 제어목적은 두링크가 수직으로 서서 정지하는 것이기 때문에 사인파형 외란보상기를 적용하였을 때의 실험결과는 바람직하지 않다. 그림 4(f)를 보면 사인파형 보상기의 제어입력에 의해서 펜듀봇의 두링크가 계속 진동하고 있다는 것을 알 수 있다. 마찰력 보상기에 의한 제어입력은 \( 4.5 \) 초 이후부터는 거의 0에 가깝다. 그림 5는 펜듀봇이 스윙업을 하여 목표점에 도달했을 때 외부 외란을 주었다. 그림 5(a)에서 보면 28초와 48초에서 외부 외란을 주었고 약 10 초 동안 흔들리면서 다시 목표점으로 수렴하는 것을 볼 수 있다. 이는 마찰력이 실제 마찰력을 추정하는데 약간의 시간이 걸리고 평균적으로 약5-10초 정도이다. 따라서 제안한 마찰력 보상에 의한 선형제어기가 외부 외란에도 강인함을 확인하였다.</p>	[ "표 1에서 퀀서모델 매개변수가 가장 큰 결과 값은 무엇일까?", "표 1 펜듀봇 모델의 파라미터에서 \\( \\theta_{1} \\)의 퀀서모델 매개변수는 무엇입니까?", "표 1에서 퀀서모델 매개변수가 가장 작은 결과 값은 어떤 거야?", "표 1에서 \\( \\theta_{1} \\)과 \\( \\theta_{5} \\)를 비교하면 무엇이 더 큽니까?", "표 1에서 \\( \\theta_{1} \\)이 0.0096 값을 가지는 것은 무엇을 나타내는 것입니까?", "표 1에서 \\( \\theta_{3} \\)과 \\( \\theta_{4} \\)를 비교했을 때, 작은 결과 값을 가지는 것은 뭐야?", "표 1에서 퀀서모델 매개변수가 0.0342의 값을 가지는 항목은 뭐지?", "표 1 펜듀봇 모델의 파라미터에서 \\( \\theta_{2} \\)와 \\( \\theta_{5} \\)를 비교했을 때, 더 큰 값은 얼마입니까?" ]
1b3f3382-71ff-4685-a6e0-1eab1b309591	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>Ⅴ. 결 론</h1><p>기온 변화를 고려하여 성덕대왕신종의 1 차 및 2 차 고유진동수 성분을 공명시키기 위한 명동 모델을 제시하였다. 간극을 현재보다 작은 \( 0.10 \mathrm{~m} \) 로 하여, 종체 공동, 간극, 명동과 외부 음장으로 음향계를 구성하고, 경계요소해석을 통하여 내부 공동의 음향 주파수응답특성을 구하여 공명조건을 찾았다. 공명주파수가 온도에 영향을 받는 점을 고려하여 국내 한겨울과 여름의 온도인 \( -10^{\circ} \mathrm{C} \sim 30^{\circ} \mathrm{C} \) 범위에서 공명주파수의 변화를 구하였다. 이를 근거로 바닥면 깊이를 조절할 수 있는 가변형 명동의 구조를 제시하였다. 가변형 명동으로, 바닥이 평면인 원통형 명동과 바닥을 구면으로 하는 혼합형의 2 가지 모델을 제시하고 현장에서의 적용 방법을 제시하였다. 국보급 문화재의 보존측면에서 바로 성덕대왕신종의 설치 현장에 적용하지 못한 한계는 있으나, 향후 유사한 대형 범종에 적용한다면 종소리를 더욱 웅장하고 오래가도록 하는 데에 큰 도움이 될 것이다.</p>	[ "현재보다 작은 \\( 0.05 \\mathrm{~m} \\) 간극을 적용하였나?", "현재보다 간극을 크게 하였나?", "현재대비 무엇을 작게 하였나?", "성덕대왕신종의 1 차 및 2 차 어떤 성분을 공명시키기 위해 기온 변화를 고려하여 명동 모델을 제시하였나?", "성덕대왕신종의 1 차 및 2 차 고유진동수 성분을 공명시키기 위해 기온 변화를 고려하여 명동 모델을 제시하였나?", "음향계의 구성은 종체 공동, 간극, 명동과 외부 음장으로 하였나?", "성덕대왕신종의 1 차 및 2 차 고유진동수 성분을 공명시키기 위해 무엇을 고려하여 명동 모델을 제시하였나?", "무엇의 1 차 및 2 차 고유진동수 성분을 공명시키기 위해 기온 변화를 고려하여 명동 모델을 제시하였나?", "내부 공동의 음향 주파수응답특성은 경계요소해석을 통하여 구하였나?", "성덕대왕신종의 1 차 및 2 차 고유진동수 성분을 공명시키기 위해 기온 변화를 고려하여 제시한 것은 무엇인가?", "종체 공동, 간극, 명동과 외부 음장은 무엇의 구성인가?", "음향계의 구성은 무엇으로 하였나?", "경계요소해석을 통하여 내부 공동의 어떤특성을 구하였나?", "공명주파수는 무엇에 영향을 받는가?", "공명주파수의 변화를 무엇의 범위에서 구하였나?", "공명조건은 어떻게 찾았나?", "국내 한겨울과 여름의 온도 범위에서 어떤특성의 변화를 구하였나?", "국내 어떤계절의 온도 범위에서 공명주파수의 변화를 구하였나?", "내부 공동의 음향 주파수응답특성은 어떤해석을 통하여 구하였나?", "공명주파수는 온도에 영향을 받는가?", "공명주파수의 변화를 \\( -15^{\\circ} \\mathrm{C} \\sim 40^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 범위에서 구하였나?", "공명조건은 간극을 현재보다 작게 하여 음향계를 구성하고 내부 공동의 음향 주파수응답특성을 구하여 찾았나?", "공명주파수의 변화를 몇도 범위에서 구하였나?", "간극을 현재보다 작게 하여 음향계를 구성하고 내부 공동의 음향 주파수응답특성을 구하여 어떤 조건을 찾았나?", "국내 한겨울과 봄의 습도 범위에서 공명주파수의 변화를 구하였나?", "온도에 영향을 받는것은 어떤특성인가?", "바닥면 깊이를 조절할 수 있는 구조는 무엇인가?", "가변형 명동의 구조는 바닥면 넓이를 조절할 수 있는가?", "온도영향에 따른 공명주파수 변화를 근거로 어떤 구조를 제시하였나?", "가변형 명동으로 3 가지 모델을 제시하였나?", "가변형 명동으로 제시한 모델은 바닥이 평면인 원통형 명동과 바닥을 구면으로 하는 혼합형인가?", "가변형 명동으로 제시한 모델은 어떤형태인가?", "가변형 명동으로 제시한 2 가지 모델에 대하여 무엇을 제시하였나?", "현장 적용 방법을 제시한것은 무엇인가?", "왜 공명주파수의 변화를 국내 한겨울과 여름의 온도 범위에서 구하였나?", "가변형 명동의 구조는 무엇을 가변하는가?", "온도영향에 따른 공명주파수 변화를 근거로 가변형 명동의 구조를 제시하였나?", "가변형 명동으로 몇 가지 모델을 제시하였나?", "바닥이 평면인 원통형 명동과 바닥을 구면으로 하는 혼합형은 어떤 명동으로 제시한 모델인가?", "가변형 명동으로 제시한 2 가지 모델에 대하여 현장 적용 방법을 제시하였나?", "가변형 명동은 성덕대왕신종의 설치 현장에 바로 적용하였나?", "가변형 명동을 성덕대왕신종의 설치 현장에 바로 적용하지 못한 이유는 무엇인가?", "가변형 명동은 성덕대왕신종의 국보급 문화재의 보존을 위해 설치 현장에 바로 적용하지 못하였나?", "성덕대왕신종과 유사한 대형 범종에 제시한 가변형 명동을 적용한다면 종소리를 더욱 웅장하고 오래가도록 만드는가?", "어떤종에 제시한 가변형 명동을 적용하면 종소리를 더욱 웅장하고 오래가도록 만드는가?", "성덕대왕신종과 유사한 대형 범종에 제시한 가변형 명동을 적용하면 종소리를 어떻게 만드는가?", "무엇과 유사한 대형 범종에 제시한 가변형 명동을 적용하면 종소리를 더욱 웅장하고 오래가도록 만드는가?" ]
8f584dcf-6512-44a4-812c-abe664d8ebe3	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>Ⅲ. 공명 주파수 및 공명 모드</h1><h2>3.1 공명조건</h2><p>그림 4에서 1 차 공명 피크는 \( 24 \mathrm{~Hz} \) 에서 발생하며, 그 음압분포는 공동내에서 음압의 위상 변화가 없는 헬몰쯔 모드를 보인다. 흥미로운 점으로 신종의 1 차 고유진동수인 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 부근에서 2차 공명 피크가 나타나고 있다. 즉, 현재의 \( 0.50 \mathrm{~m} \) 간극 및 \( 0.32 \mathrm{~m} \) 깊이의 구면형 명동에서 \( 67 \mathrm{~Hz} \) 의 2차 공명주파수가 발생한다. 그림 5 는 2 차 공명주파수의 공명모드를 보이는데, \( (\mathrm{r}, \ominus, \mathrm{z}) \) 좌표축 상에서의 절점 수로 공명모드를 표기하였다. 그림 5(a)는 종체 중립면상에서의 음압 분포로, \( z \) 축(길이 방향 축) 상에서 1 개의 절면을 보이며, (b)는 \( \mathrm{z}=5 \mathrm{~cm} \) 에 위치하는 수평 절단면상의 음압분포로 축대칭 음압 분포를 보인다.</p><p>이러한 해석결과의 신뢰도에 관련해서, 선행 연구는 공명주파수의 해석치와 측정치가 잘 일치함을 밝힌 바 있다. \( 67 \mathrm{~Hz} \) 의 (0, 0, 1) 모드는 성덕대왕신종의 1 차 진동음인 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 에 가까우므로, 조금만 조절하면 신종의 1 차 진동음을 정확하게 공명시킬 수 있다. 이 경우 숨을 쉬는 듯한 낮은 여음을 오래 들리게 할 수 있다. 그러나 신종에서 보다 중요한 진동음은 \( 168 \mathrm{~Hz} \)의 2차 진동음으로 확인된 바 있다. 1 차 진동음에 비해서 높은 주파수로 상대적으로 잘 들리고 끊어질 듯 이어지는 뚜렷한 맥놀이를 보이면서 신종의 소리를 지배한다. 이 2차 진동음을 공명시킨다면 현재보다 더욱 크게 들리게 만들 수 있을 것이나, 그림 4의 주파수응답을 보면 현재의 간극 및 명동으로는 이진동음의 공명을 전혀 기대할 수 없음을 알 수 있다. 선행 연구에서에 따르면, 그림 6(a)와 같이 간극을 \( 0.10 \mathrm{~m} \) 로 좁히는 경우, \( 64 \mathrm{~Hz}\) 1 차 진동음의 공명효과를 크게 증가시킬 뿐만 아니라, (b)와 (c)와 같이 (0, 0, 3)모드와 (0, 1, 2) 모드로 \( 168 \mathrm{~Hz} \) 의 2차 진동음을 공명시키는 것이 가능함을 확인 한 바 있다. 이하 본 연구에서는 간극을 \( 0.10 \mathrm{~m} \) 로 줄이는 조건하에서 공명효과를 극대화시키는 가변형 명동을 설계하였다.</p>	[ "그림 4의 주파수응답을 보면 현재의 간극 및 명동으로는 이진동음의 공명이 시작되는 조건인가요?", "1 차 고유진동수인 \\( 64 \\mathrm{~Hz} \\) 부근에서 2차 공명 피크가 신종으로 나타나고 있나요?", "그림 4에서 1 차 공명 피크는 \\( 20 \\mathrm{~Hz} \\) 에서 발생합니까?", "2차 공명피크와 주파수는 같은가요?", "그림 4에서 1 차 공명 피크는 음압의 위상 변화가 있나요?", "그림 5는 2차 공명주파수의 무엇을 보여주는 것입니까?", "2차 공명 피크의 주파수는 어디 부근인가요?", "몇 번 그림에서 공명피크에 대한 내용을 확인 할 수 있나요?", "구면형 명동의 깊이는 어느정도 됩니까?", "그림 5(a)는 종체 중립면상에서의 음압 분포로, \\( z \\) 축(길이 방향 축) 상에서 1 개의 절면을 보이며, (b)는 \\( \\mathrm{z}=3 \\mathrm{~cm} \\) 에 위치하는 수평 절단면상의 음압분포로 축대칭 음압 분포를 보입니까?", "그림 5 는 2 차 공명주파수의 공명모드를 보이는데, \\( (\\mathrm{x}, \\ominus, \\mathrm{z}) \\) 좌표축 상에서의 절점 수로 공명모드를 표기하였나요?", "무엇으로 공명모드를 표기했나요?", "수평 절단면상의 음압분포로 축대칭 음압 분포는 어디에 위치하나요?", "수평 절단면상에서 어떤 음압분포를 보이나요?", "공명주파수의 해석치와 측정치가 잘 일치한 연구가 되었나요?", "\\( 67 \\mathrm{~Hz} \\) 의 (0, 0, 1) 모드는 성덕대왕신종의 1 차 진동음인 \\( 64 \\mathrm{~Hz} \\) 에 가까우므로, 조금만 조절하면 신종의 1 차 진동음을 정확하게 공명시킬 수 있을까요?", "왜 2 차 진동음이 1 차 진동음보다 중요한가?", "왜 조금만 조절하면 신종의 1 차 진동음을 정확하게 공명시킬 수 있나요?", "신종의 1 차 진동음을 정확하게 공명 시킨 뒤 숨을 쉬는 듯한 낮은 여음을 오래 들리게 할 수 있나요?", "신종에서 보다 중요한 2 차 진동음의 주파수는?", "그림 4의 주파수응답의 간극으로 이진동음의 공명이 가능할까요?", "\\( 64 \\mathrm{~Hz}\\) 가 2 차 진동음이 공명하는 주파수인가요?", "간극을 얼만큼 줄여야 1 차 진동음의 공명효과를 크게 증가시킬 수 있을까요?", "2차 진동음 공명시키는 것이 가능한 주파수는 몇인가요?", "1 차 진동음에 비해서 낮은 주파수로 상대적으로 잘 들리나요?", "이 2차 진동음을 공명시킨다면 현재보다 더욱 크게 들리게 만들 수 있을까요?", "간극을 \\( 0.10 \\mathrm{~m} \\) 로 줄이는 조건하에서 무엇을 설계하였나요?", "공명효과를 극대화 할 수 있는 모델 설계의 조건은 무엇인가요?", "선행 연구에서에 따르면, 그림 6(a)와 같이 간극을 \\( 0.10 \\mathrm{~m} \\) 로 좁히는 경우, 1차 진동음 뿐 아니라 2차 진동음까지 공명시킬 수 있을까요?", "어떤 모드가 \\( 168 \\mathrm{~Hz} \\) 의 2차 진동음을 공명시키는 것이 가능한가요?" ]
71640c43-53b5-4edf-a3b6-a36adcd99d3b	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>Ⅳ. 가변형 명동의 설계 및 사용 방법</h1><h2>4.1 원통형 명동</h2><p>가변형 명동의 1 차 모델로, 그림 8 과 같이 명동 바닥을 평면으로 하는 원통형 명동을 구성하고, 피스톤상하 운동으로 바닥면의 깊이를 조절하는 원통형 명동을 제시한다. 이때 공명조건을 만족시키는 명동의 길이는 경계요소해석을 통하여 구하였다. 그림 9 (a)는 종체의 1 차 고유진동음의 공명조건의 해석결과이다. \( 64 \mathrm{~Hz} \) 를 (0, 0, 1) 모드로 공명시키기 위한 명동 깊이는 겨울에 \( 0.13 \mathrm{~m} \), 여름에 \( 0.40 \mathrm{~m} \) 이다. 따라서, 바닥면은 이 범위에서 상하 이동이 가능하여야 한다.</p><p>그림 9(b)는 2차 진동음을 (0, 0, 3) 모드로 공명시키는 조건을 표시한다. 겨울에 \( 0.03 \mathrm{~m} \) 깊이로부터 여름의 \( 0.23 \mathrm{m} \) 범위에서 깊이를 조절하여야 한다. 그림 9(c) 의 (0, 1, 2) 모드 공명조건에서는 \( -10^{\circ} \mathrm{C} \) 정도에서는 공명이 어렵고, 다른 계절에는 \( 0.30 \mathrm{~m} \) 이내 깊이에서 공명이 가능함을 보인다. 이 결과는 그림 6(c) 의 현명동의 공명조건(봄가을 \( 0.80 \mathrm{~m} \) )과는 큰 차이를 보인다. 그림 10(a) 는 (0, 0, 3)공명모드이고, (b)는 (0, 1, 2) 공명모드를 보인다. 두 모드 모두 공동의 수직축 상에서 절점을 갖는 모드로, 명동 깊이에 따라 민감하게 공명주파수가 변한다. 이러한 모드 특성이 가변형 명동의 적용을 가능케 한다.</p><h2>4.2 원통-구면 혼합형 명동</h2><p>바닥면을 현재의 구면으로 하여 상하 이동시키면, 그림 11 과 같이 측면은 원통면이고 바닥은 구면인 혼합형 명동이 된다. 그림 12 는 깊이의 변화에 따른 혼합형 명동의 공명조건 해석결과이다. 여기서 표시된 깊이는 원래의 구면 공동에 추가되는 깊이를 의미한다. \( 64 \mathrm{~Hz} \) 의 1 차 진동음은 \( 0.10 \mathrm{~m} \) 의 간극 하에서 \( -10^{\circ} \mathrm{C} \) 에서는 추가적인 깊이의 증가 없이 현재의 명동으로 공명이 가능하다. 그러나 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \) 에서는 현재보다 \( 0.25 \mathrm{~m} \) 더 바닥면을 깊게 하여야 (0, 0, 1) 모드로 공명된다.</p><p>그림 12(b) 에서 \( 168 \mathrm{~Hz} \) 의 2 차 진동음은 (0, 0, 3) 모드로는 가변형 명동으로도 공명시키기 어려운 상태임을 알 수 있다. 한여름에는 현재의 명동으로 공명이 되나, 봄가을이나 겨울에는 정확한 공명이 어렵다. 그림 12(c) 는 (0, 1, 2) 모드를 사용한 2 차 진동음의 공명 가능성을 보인다. 겨울에는 공명이 어려우나, 봄가을과 여름에는 \( 0.10 \mathrm{~m} \sim 0.25 \mathrm{~m} \) 범위에서 명동 깊이를 더하면 공명시킬 수가 있다. 그림 13은 혼합형 명동의 공명모드로, 역시 종체 길이상에서 절면을 가지므로 가변형 명동의 적용을 가능케 한다.</p><p>이상의 해석결과를 정리하면 다음과 같다. 명동 바닥을 현재의 구면으로 하여 깊이를 조절하는 혼합형명동은 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 의 1 차 진동음의 공명은 가능하나, \( 168\mathrm{Hz} \) 의 2차 진동음의 공명이 계절에 따라 제한되는 한계가 있다. 반면에 바닥이 평면인 원통형 명동은 깊이를 \( 0.13 \mathrm{~m} \sim 0.40 \mathrm{~m} \) 범위에서 조절하면 1 차 진동음을 공명시킬 수 있고, \( 0 \sim 0.30 \mathrm{~m} \) 범위에서 조절하면 2차 진동음을 공명시킬 수가 있다. 결과적으로 간극 \( 0.10 \mathrm{~m} \)하에서, 원통형 명동으로 \( 0 \sim 0.40 \mathrm{~m} \) 범위에서 명동 깊이를 조절한다면, 계절에 맞게 두 모드를 모두 공명시킬수 있음을 알 수 있다.</p><h2>4.3 가변형 명동의 구조 및 적용</h2><p>해석 오차를 고려하여 공명조건을 정확히 맞추기 위해서는 종의 설치 현장에서 정교한 공명조건 조정 작업이 필요하다. 즉, 해석결과를 근거로 명동 깊이의 조절 범위를 정하되, 최적의 공명효과를 내는 명동 깊이는 현장에서 실험적으로 결정해야 한다. 그림 14 는 가변형 명동의 구조를 보인다. 외부 핸들로 회전봉 R1-을 회전시키면 치차열 G1, G2, G3을 통하여 나사형 회전봉 R를 회전시키고 명동 바닥을 구성하는 피스톤이 상하 운동을 하게 된다. 피스톤의 상하 운동은 수동식과 전동식 모두 가능하다. 무엇보다 중요한 점은 피스톤의 이동 구간이 공명 조건을 충분히 포함하도록 하는 것이다. 이를 감안하여 해석시 기온의 변화 구간을 실제보다 넓게 잡을 필요가 있다.</p><p>가변형 명동이 종각에 설치되면 정밀 튜닝 작업이 수행된다. 종 내부에서 스피커로 종체의 1 차 또는 2차 고유진동수로 가진하면서 피스톤의 높이를 조절하여 가장 큰 공명 효과를 내는 깊이를 찾는다. 온도와 피스톤 깊이를 기록하여 교정곡선을 작성한다면, 온도 변화에 따른 최적의 공명조건을 쉽게 맞출 수 있을 것이다.</p>	[ "명동 깊이를 겨울에 0.03 \\mathrm{~m}0.03 m 깊이로부터 여름의 0.23 \\mathrm{m}0.23m 범위에서 조절한 무슨 조건을 위한거야?", "원통형 명동에 바닥을 평면으로 구성한 명동은 어떤 명동이야?", "그림 8 과 같이 제시된 바닥면의 깊이를 조절하는 원통형 명동의 길이는 어떠한 해석으로 구하였어?", "경계요소해석을 통하여 구한 명동의 길이는 무엇을 만족시키는 조건이야?", "여름에 0.40 \\mathrm{~m}0.40 m인 명동깊이는 몇 헤르츠 (0, 0, 1)모드를 공명시키기 위함이야?", "겨울에 0.13 \\mathrm{~m}0.13 m, 여름에 0.40 \\mathrm{~m}0.40 m인 명동깊이는 어떠한 모드를 공명시키기 위함이야?", "원통형 명동의 바닥면은 64 Hz 를 (0, 0, 1) 모드에서 상하이동이 가능하게하는 범위는 뭐야?", "(0, 0, 3) 모드로 2차 진동음을 공명시키는 조건을 표시한 그림은 뭐야?", "(0, 0, 3) 모드로 2차 진동음을 공명시키는 여름의 원통형 명동 깊이 조건은 뭐야?", "−10 ∘ C 정도에서는 공명이 어려원 공명조건은 뭐야?", "(0, 1, 2) 모드는 0.30 \\mathrm{~m}0.30 m 이내 깊이에서 공명이 가능했지만 어떤 온도의 조건에서는 어려웠어?", "(0, 1, 2) 모드 공명조건에서 봄가을은 명동깊이가 얼마였어?", "공동의 수직축 상에서 절점을 갖는 (0, 1, 2) 공명모드와 같이 나타난 모드는 뭐야?", "(0, 0, 3)공명모드와 (0, 1, 2) 공명모드는 어떠한 것에 따라 민감하게 공명주파수가 변했어?", "혼합형 명동의 바닥은 어떠한 모양이야?", "바닥은 구면이고 측면은 원통면인 혼합형 명동이 되려면 바닥면을 어떻게 이동 시켜야해?", "−10 ∘ C 에서는 추가적인 깊이의 증가 없이 현재의 공명이 가능했던 진동음의 헤르츠는 몇이야?", "64 \\mathrm{~Hz}64 Hz 의 1 차 진동음은 기온에 상관없이 현재의 명동으로 공명이 가능했어?", "그림 12(b) 에서 형태를 바꾼 명동으로도 공명시키기 어려운 상태의 진동음은 뭐야?", "30^{\\circ} \\mathrm{C}30 ∘ C 에서는 현재보다 0.25 \\mathrm{~m}0.25 m 더 바닥면을 깊게하여야 하고 −10 ∘ C 에서는 추가적인 깊이이 없이 현재의 명동으로 공명이 가능했던 1차 진동음의 몇 헤르츠야?", "168 \\mathrm{~Hz}168 Hz 의 2 차 진동음을 (0, 0, 3) 모드로 공명시켰을시 사계절 모드 현재의 명동으로 공명 됐어?", "2 차 진동음의 공명 가능성을 보인 (0, 1, 2) 모드는 봄가을과 여름에는 명동깊이를 얼마로 했어?", "0.10 \\mathrm{~m} \\sim 0.25 \\mathrm{~m}0.10 m∼0.25 m 범위에서 명동 깊이에도 공명이 어려웠던 계절은 언제야?", "1 차 진동음의 공명이 가능했던 깊이를 조절하는 혼합형명동은 몇 Hz에서 가능했어?", "64 \\mathrm{~Hz}64 Hz의 1차 진동음과 168Hz의 2차 진동음의 공명은 계절에 제한없이 공명이 가능했어?", "혼합형명동은 1차 진동음과 2차 진동음의 헤르츠가 같아?", "혼합형 명동은 어떤거에 따라 진동음의 공명이 제한되는 한계가 있어?", "64 \\mathrm{~Hz}64 Hz의 진동음이 발생한 공명은 혼합형 명동에서 몇차 공명이었어?", "혼합형 명동의 바닥은 현재의 구면으로 깊이를 조절해?", "원통형 명동이 바닥이 평면이면 얼마의 깊이의 범위에서 1차 진동음을 공명시킬수 있었어?", "원통형 명동은 간극 0.10 \\mathrm{~m}0.10 m하 얼마의 범위의 명동 깊이를 조절 하면 1,2차 진동음을 공명시킬수 있음을 알수 있었어?", "가변형 명동의 공명조건을 정확히 맞추기 위해서는 어떤한 공명 조건이 필요해?", "가변형 명동의 최적의 공명효과를 위해 명동깊이는 현장보다 제작과정에서 조절하는게 좋아?", "최적의 공명효과를 위한 가변형 명동은 명동 깊이의 조벌 범위를 정하는게 좋아?", "종각에 가변형 명동이 설치되려면 어떠한 작업이 필요해?", "가변형종의 고유진동수로 가진하려면 종 내부에 무엇의 장착이 필요해?", "제시된 원통형 명동은 바닥면의 깊이조절을 위한 어떤 운동으로 조절을 했어?", "바닥면의 깊이를 조절하고 명동 바닥이 평면으로 하는 원통형 명동은 어떤 모델로 제시했어?", "그림 8 에 나타낸 원통형 명동은 평면바닥이야?", "명동 깊이가 64 \\mathrm{~Hz}64 Hz 를 (0, 0, 1) 모드로 공명시키기 위해 겨울과 여름의 깊이가 달라?", "2차 진동음을 (0, 0, 3) 모드로 공명시키는 조건으로 원통형 명동은 겨울에 얼마의 깊이로 조절했어?", "(0, 1, 2) 공명모드를 보인 그림은 그림 10(a)야", "그림10(b)는 어떤 공명모드를 보였어?", "공명주파수가 명동깊이에 따라 민감하게 변하는 (0, 0, 3)공명모드와 (0, 1, 2) 공명모드의 특성은 어떤 명동의 적용을 가능하게 했어?", "구면인 바닥과 원통면이 측면인 명동은 현재의 구면으로 하여 바닥면을 상하 이동시키면 어떠한 명동이 되?", "64 \\mathrm{~Hz}64 Hz 의 1 차 진동음은 현재의 명동으로 공명이 가능했던 0.10 \\mathrm{~m}0.10 m 의 간극 하에서 -10^{\\circ} \\mathrm{C}−10 ∘ C 는 추가적인 깊이의 증가 없이 공명이 가능했어?", "혼합형 명동의 공명조건 해석결과인 그림 12 는 어떠한 변화의 조건으로 나타냈어?", "혼합형 명동의 공명조건 해석결과를 나타낸 그림 12 에서 깊이의 의미는 뭐야?", "−10 ∘ C 에서는 추가적인 깊이의 증가 없이 현재의 명동으로 공명이 가능 했던 64 \\mathrm{~Hz}64 Hz 의 1 차 진동음은 30 ∘ C에서는 바닥면을 얼마나 깊게 하여야 (0, 0, 1) 모드로 공명됐어?", "겨울에도 (0, 1, 2) 모드로 2 차 진동음은 공명 가능성을 보였어?", "종체 길이상에서 절면을 가진 그림 13은 어떠한 명동의 공명모드야?", "현합형 명동은 깊이를 조절하는 명동이야?", "혼합형 명동에서 168Hz 진동음은 몇 차의 공명이었어?", "원통형 명동은 현재의 구면으로 하여 깊이를 조절하는 명동이야?", "원통형 명동의 2차 진동음은 얼마의 범위에 깊이에서 공명시킬수 있어?", "그림 9 (a)에서 공명조건은 어떠한 조건의 해석결과야?", "겨울에 0.13 \\mathrm{~m}0.13 m, 여름에 0.40 \\mathrm{~m}0.40 m인 명동깊이의 64 Hz 를 (0, 0, 1) 모드로 공명시키기 위해 바닥면은 상하 이동은 상관이 없어?", "그림 12(b)의 나타난 공명에서 현재의 명동으로 공명이 가능했던 계절은 언제야?", "168 Hz로 2 차 진동음의 공명 가능성을 보인 모드는 무었이야?", "혼합형 명동의 공명모드인 그림 13은 가변형 명동의 적용이 가능해?", "0.30 \\mathrm{~m}0.30 m 이내 깊이에서 공명이 가능함을 보인 그림 9(c)의 결과는 그림 6(c) 의 현명동 공명조건(봄가을 0.80 \\mathrm{~m}0.80 m )과는 별 차이를 보이지 않았어?" ]
8db0c412-c2d3-4caa-9451-a06c6410fc5c	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>초 록</h1><p>본 연구는 성덕대왕신종의 공명효과를 극대화시키기 위하여 계절에 따른 기온의 차이를 보정할 수 있는 가변형 명동의 설계 모델을 제시한다. 성덕대왕신종의 종소리에서는 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 의 1 차 고유진동수와 \( 168 \mathrm{~Hz} \) 의 2 차 고유진동수가 가장 중요한 성분이다. 두 주파수 성분을 대상으로 종체 공동, 간극, 명동으로 구성된 내부 음향공동계의 공명조건을 구한다. 이를 위하여 SYSNOISE를 이용한 경계요 소해석을 통하여 내부공동의 음향 주파수 응답 특성을 구한다. 외적 요소로, 계절에 따른 기온 차이는 공명 조건에 크게 영향을 미친다. 그 결과 공명효과를 극대화시키는 명동의 길이는 계절에 따라 달라져야 한다. 이를 고려하여 본 연구에서는 기온 변화에 맞추어 명동의 길이를 종의 설치 현장에서 쉽게 조절할 수 있는 가변형 명동의 설계 모델을 제시한다.</p>	[ "성덕대왕신종의 종소리에서 고유진동수는 얼마인가?", "성덕대왕신종의 종소리에서 고유진동수는 얼마일까?", "계절에 따른 기온 차이는 어디에 크게 영향을 미치는가?", "성덕대왕신종의 공명효과를 극대화시키기 위하여 계절에 따른 무엇의 차이를 보정할 수 있어야하나?", "공명효과를 극대화시키는 것은 내부 음향공동계중 어느 것인가?", "외적 요소로서 공명조건에 가장 큰 영향을 미치는 것은 무엇인가?", "내부 음향공동계의 공명조건을 구하기 위해 내부공동의 음향 주파수 응답 특성을 구하는데 아용하는 방법은 무엇인가?", "두 주파수 성분을 대상으로 내부 음향공동계의 구성이 아닌 것은?", "계절에 따른 기온 차이는 공명 조건에 크게 영향을 미치지만 공명효과를 극대화시키는 명동의 길이는 계절과 상관없이 동일하다는 게 옳아?", "가변형 명동의 설계 모델을 제시하는 이유는 무엇인가?" ]
24c81fb9-59ef-429a-97cc-0cbae8f6b5eb	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h2>3.2 기온의 영향</h2><p>계절에 따른 기온의 차이는 아래 식 (1)과 같이 음속을 변화시킨다.</p><p>\( c=20 \sqrt{273.2+T} \)<caption>(1)</caption></p><p>여기서 c는 음속 \( (\mathrm{m} / \mathrm{s}) \) 이고, T는 온도 \( \left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right) \) 이다. 겨울과 여름의 기온을 \( -10^{\circ} \mathrm{C} \sim 30^{\circ} \mathrm{C} \) 범위로 하면, 음속은 \( 326 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \sim 348 \mathrm{~m} / \mathrm{s} \) 범위에서 변한다. 이에 비해서 종체 재료인 청동의 탄성계수나 밀도의 변화는 이 정도의 온도 범위에서 무시할 정도이다. 따라서 음속에 비례하는 공명주파수의 속성상, 한 겨울에 공명주파수를 종체의 고유진동수에 맞추어 명동을 설치하더라도 여름에는 공명 조건을 만족시키지 못하게 된다. 이러한 문제점을 검토하기 위하여 국내 겨울 온도를 \( -10^{\circ} \mathrm{C} \) 로, 봄과 가을의 기온을 \( 15^{\circ} \mathrm{C} \) 로, 그리고 여름 온도를 \( 30^{\circ} \mathrm{C} \) 로 하여 공명주파수를 경계요소해석을 통하여 구하였다. 그림 7은 현재와 같이 명동의 바닥면이 구면형인 명동을 대상으로, 명동 깊이를 변화시킬 때, 계절별 공명주파수의 변화를 보인다. 그림 7(a) 는 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 의 1차 진동음의 공명조건을 표시한다. \( -10^{\circ} \mathrm{C} \) 의 겨울에는 깊이 \( 0.26 \mathrm{~m} \) 에서 1 차 진동음이 공명된다. 그러나 봄가을에는 \( 0.54 \mathrm{~m} \) 에서 공명되고, \( 30^{\circ} \mathrm{C} \) 의 여름에는 \( 0.72 \mathrm{~m} \) 로 깊어져야 공명이 발생한다. 이는 1 차 진동음의 공명을 위해서는 명동의 깊이가 \( 0.26 \mathrm{~m} \) 에서 \( 0.72 \mathrm{~m} \) 까지 최소한 \( 0.46 \mathrm{~m} \) 만큼 변화되어야 함을 의미한다.</p><p>현재의 간극으로 공명이 어려운 2 차 진동음은 간극을 \( 0.10 \mathrm{~m} \) 로 줄인다면 2 개의 공명모드로 공명이 가능하다. 그림 7(b) 는 (0, 0, 3)공동 모드로 \( 168 \mathrm{~Hz} \) 를 공명시키는 조건을 보인다. 겨울에는 \( 0.04 \mathrm{~m} \) 의 깊이, 여름에는 \( 0.32 \mathrm{~m} \) 의 깊이에서 공명된다. 따라서 최소한 \( 0.28 \mathrm{~m} \) 의 변화가 필요하다. 그림7(c) 는 (0, 1, 2) 모드에 의한 공명조건을 표시한다. 봄가을에는 \( 0.80 \mathrm{~m} \) 의 깊이에서 공명이 가능하나, 겨울과 여름에는 깊이를 조절하여도 공명이 발생하지 않는다. 이러한 결과는 계절에 따른 기온의 변화가 공명조건에 크게 영향을 미치며, 공명조건을 만족시키려면 기온에 맞추어 명동의 깊이를 조절하여야 함을 시사한다. 선행연구에서 성덕대왕신종이나 소형 범종에서 공명주파수의 측정결과와 경계요소해석치가 잘 일치하였으므로, 해석결과의 신뢰도는 높다고 볼 수 있다. 그러나 종 설치 현장의 기온변화를 정확히 보정하기 위해서는 명동의 깊이를 조절하여 공명주파수를 종의 특정 주파수에 정확히 일치하도록 만드는장치가 필요하다.</p>	[ "겨울과 여름에는 깊이를 조절해도 공명이 발생하는게 맞아?", "종 설치 현장의 기온변화를 정확히 보정하려면 무엇이 필요한가?", "종 설치 현장의 기온변화를 정확히 보정하려면 무엇이 필요해?", "공명조건을 만족시키려면 어떻게 해야해?", "공명 조건을 만족시키려면 어떻게 해야하지?", "공명이 어려운 2차 진동음을 2개의 공명모드로 공명이 가능하게 하려면 어떻게 해야하는가?", "공명주파수의 속성은 음속에 반비례하는가?", "한겨울에 공명주파수를 종체의 고유진동수에 맞추어 명동을 설치했을 때 공명 조건을 만족시키지 못하는 계절은 무엇인가?", "한 겨울의 공명주파수를 종체의 고유진동수에 맞추어 설치하면 여름에도 공명 조건을 만족 시킬 수 있을까?", "간극을 \\( 0.10 \\mathrm{~m} \\) 로 줄인다면 3개의 공명모드로 공명이 가능한게 맞아?", "문제점을 검토하기 위하여 국내 겨울 온도는 무엇으로 설정했지?", "계절별 공명주파수의 변화를 보이는 것은 명동의 넓이를 변화시킬 때 변화를 보이는거야?", "바닥이 구면형인 명동의 무엇일 변화시킬 때 계절별 공명주파수의 변화를 보이지?", "명동의 바닥면이 구면형인 명동이 어떨 때 계벌별 공명주파수에서 변화를 보여?", "겨울에 \\( 0.26 \\mathrm{~m} \\)깊이에서 1차 진동음이 공명될려면 온도가 얼마여야하니?" ]
acdf85a6-e0f8-426b-aeb0-11bf32b8d18b	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h2>2.2 경계요소해석</h2><p>경계요소해석은 상용프로그램인 SYSNOISE를 이용하여 수행하였다. 표 3은 해석에 사용한 데이터이고, 그림 3은 경계요소해석 모델을 보인다. 종체 원주상에서 36등분 하였고, 높이 방향으로는 \( 10 \mathrm{~cm} \) 간격으로 등분하였다. 간극 주변에서는 하나의 요소를 다시 가로 세로 3 등분하여 보다 세밀하게 요소를 구성하였다. 종체의 두께를 모델링에 고려하였고, 내부 음장은 종 하단과 바닥 사이의 간극을 통하여 외부 음장과 연결시켰다. 총 요소수는 6756 개 6828개 범위로 가변형 명동의 구조 및 깊이에 따라 차이가 있다. 종체 표면 및 명동 표면, 그리고 석재 바닥은 강체 경계로 처리하였다. 지면을 구성하는 석재 바닥은 반경 \( 5 \mathrm{~m} \) 의 원형 배플로 설정하였다. 배플의 크기에 관련해서, 주요 저차 공명 주파수를 포함하는 해석 주파수대역에서 \( 5 \mathrm{~m} \) 이상의 배플 반경에서는 주파수 응답의 차이가 거의 없음을 확인하였다.</p><table border><caption>표 3. 해석 데이타</caption><tbody><tr><td>Description</td><td >Value</td></tr><tr><td>Wave sped in air</td><td >\( 340[\mathrm{~m} / \mathrm{s}] \)</td></tr><tr><td>Density of air</td><td>\( 1.2250\left[\mathrm{~kg} / \mathrm{m}^{3}\right] \)</td></tr><tr><td>Soure strength</td><td>\( 1 \times 10^{-3}\left[\mathrm{~m}^{3} / \mathrm{s}\right] \)</td></tr><tr><td>Radius of baffle</td><td>\( 5[\mathrm{~m}] \)</td></tr></tbody></table><p>그림 2에서 점음원은 바닥면으로부터 \( 10 \mathrm{~cm} \) 높이 (종 하단 높이)에, 종체 중심축으로부터의 거리 \( \mathrm{r}_{2}=85 \mathrm{cm} \) 에 위치시켰다. 점음원의 가진 조건으로 반경 \( 1 \mathrm{cm} \) 구면체의 체적 속도를 \( 1 \mathrm{~m}^{3} / \mathrm{s} \) 되도록 주었다. \( 0 \sim 200 \mathrm{~Hz} \) 의 범위에서 동일한 체적속도로 가진하고 공동 내 응답 점에서 주파수별 응답 특성을 구하였다.</p><p>응답점은 공명 모드의 절면상에 오지 않도록 하기 위하여 2 개의 다른 위치를 선정하였다. 응답점 R-1은 점음원과 동일하게 종 하단 높이에 중심축으로부터의 거리는 \( r_{1}=20 \mathrm{~cm} \) 로 하였다. 그림 2에서 응답점 R-2는 R-1보다 \( 20 \mathrm{~cm} \) 더 높고 원주상에서 \( 45^{\circ} \) 떨어지게 위치시켰다.</p>	[ "어떤 상용프로그램을 이용하여 경계요소 해석을 수행하고 있어?", "간극 주변에 하나의 요소로 몇등분하여 세밀하게 요소를 구성해?", "총 요소수는 가변형 명동의 무엇에 따라 차이가 발생해?", "내부 음장은 종 하단과 바닥 사이의 무엇을 통해 외부음장과 연결해?", "석재바닥은 어떤 모양으로 지면을 구성했어?", "종체표면, 명동표면, 석재바닥은 무엇으로 처리했어?", "표3은 wave sped in air에서 해석된 데이터 값은 얼마야?", "배플 반경이 몇 이상이면 주파수 응답의 차이가 거의 없어?", "해석 주파수 대역에서는 어떤 주파수를 포함해?", "경계요소 해석을 진행하면서 해석 데이터로 배플 반경은 얼마야?", "경계요소 해석할 때 어떤 것을 모델링에 고려하였어?", "Density of air에 해석되는 데이터 값은 얼마야?", "경계요소 해석을 할 때 \\( 1 \\times 10^{-3}\\left[\\mathrm{~m}^{3} / \\mathrm{s}\\right] \\)으로 해석한 데이터는 어떤 사양에 해당해?" ]
4d5d960d-01e2-4f76-89eb-dd3fe53270e0	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>Ⅱ. 신종의 제원 및 해석 조건</h1><h2>2.1 신종의 제원</h2><p>그림 2 와 표 1 은 성덕대왕신종 종체의 주요 제원을 보인다. 경계요소해석을 위하여 주요 치수 및 기타 데이타는 참고문헌에서 제공하는 값을 사용하였다. 공명조건을 설정하기에 앞서 종체의 고유진동 수에 대한 검토가 필요하다. 표 2 는 선행연구에서 파악된 신종의 고유진동수 측정 데이터로, 진동 모 드 (m, n) 에서 m은 종체의 수직축 상에 위치하는 절선의 수를 의미하며, n은 원주 상에서 반경방향 변위가 \( \cos n \theta \) 형태로 변하는 진동 모드를 표시한다. 진동형에 대한상세한 언급은 선행 연구에서 하고 있으므로 여기서는 생략한다. 범종 진동모드의 중요한 특징으로 각 모드는 원주 상에서 \( 2 n \) 개의 절점을 가지며, 종이 갖는 미소 비대칭성에 의하여 동일한 \( (\mathrm{m}, \mathrm{n}) \)모드에서 고유진동수는 2 개의 값 즉, 쌍(doublet)으로 나오고 있다. 선행연구에 따르면, Table 2 에서 (0,2) 와 (0,3) 모드를 제외한 고차 모드들은 타격 직후 곧 사라지므로, 오래 지속되는 (0,2) 와 (0,3)모드 진동음을 공명시키는 것이 현실적이다. 본 연구에서는 이 두 모드 진동음의 공명효과를 극대화시키는 명동을 설계하는 것을 목표로 하였다.</p><table border><caption>표 1. 신종의 치수와 응답위치</caption><tbody><tr><td>symbol</td><td>Value \( [\mathrm{mm}] \)</td><td>symbol</td><td>Value \( [\mathrm{mm}] \)</td></tr><tr><td>\( D_{I} \)</td><td>2,227</td><td>\( \mathrm{H}_{3} \)</td><td>500</td></tr><tr><td>\( H_{I} \)</td><td>2,925</td><td>\( \mathrm{H}_{4} \)</td><td>320</td></tr><tr><td>\( \mathrm{H}_{2} \)</td><td>3,030</td><td>\( D_{3} \)</td><td>1,821</td></tr><tr><td>\( D_{2} \)</td><td>1,510</td><td>\( r_{1} \)</td><td>200</td></tr><tr><td>\( T_{l} \)</td><td>203</td><td>\( r_{2} \)</td><td>850</td></tr></tbody></table>	[ "무엇을 위해 주요 치수와 기타 데이터를 참고문헌의 값을 참고하였나요?", "그림 2와 표 1은 무엇에 대한 주요 수치적 지표일까요?", "표 2에서 m 값이 뜻하는 것은 무엇인가요?", "표 2에서 m 값이 의미하는 것은 무엇인가", "공명 조건을 설정하기 전에 검토해야 하는 것은 무엇인가요?", "원주상에서 \\( 2 n \\)개의 절점을 가지며, 종이 갖는 미소 비대칭성에 의하여 동일한 \\( (\\mathrm{m}, \\mathrm{n}) \\)모드에서 고유 진동 수가 2개의 값을 특징인 모드는 무엇인가요?", "무엇으로 인해 같은 모드에서 고유 진동 수가 2개인 값이 나오나요?", "성덕대왕신종 몸통의 주요 수적 지표를 나타내는 자료는 그림 2와 표 1인가요?", "특징이 각 모드가 원주 상에서 2n개의 절점인 모드는 범종 진동모드입니까?", "먼저 종체의 고유 진동 수를 확인한 뒤 공명 조건을 설정하나요?", "표 2의 진동 모드(m, n)의 m은 종체의 y축 상에 위치하는 절선의 수를 의미하고 n은 원주 상에서 반경방향 변위가 \\( \\sin n \\theta \\)형태로 변하는 진동 모드를 의미하나요?", "표 2에서 오래가는 진동 음으로 확인되는 진동 모드는 (1, 0)와 (2, 3)인가요?", "그림 2와 표 1은 성덕대왕신종의 무엇에 대한 주요 제원인가요?", "연구 목표는 (0, 1)와 (0, 3)모드 진동 음의 공명 효과를 극대화하는 명동을 설계하는 것입니까?", "선행 연구에서 확인되는 데이터는 무엇인가요?", "무엇이 선행 연구에서 인정되는 데이터야", "표 2의 m과 n으로 올바른 것은 무엇인가요?", "무엇이 표 2의 m과 n으로 변경되었지", "이 연구에서 목표로 하는 것은 무엇인가요?", "무엇이 이 연구에서 목표로 하지", "\\( \\mathrm{H}_{2} \\)의 신종의 치수는 얼마인가요?", "신종의 치수가 3번째로 큰 응답 위치는 무엇인가요?", "신종의 치수가 가장 작은 응답위치는 무엇인가요?", "응답 위치 \\( D_{3} \\)일 때, 신종의 치수는 몇 mm인가요?", "신종의 응답위치가 \\({H}_{3}\\)일 때, 신종의 치수는 몇 mm인가요?", "타격 직후 사라지지 않고 오래 지속되는 모드는 무엇인가요?" ]
1923fda8-3cdb-4ab9-86a2-32181a109fa5	인공물ED	성덕대왕신종을 위한 가변형 명동의 설계	<h1>Ⅰ. 서 론</h1><p>성덕대왕신종으로 대표되는 한국의 대형 범종은 그림 1 과 같이 바닥으로부터 수십 센티미터 간극을 두고 매달린다. 경우에 따라서는 종 밑의 바닥에 소리의 울림을 좋게 할 목적으로 웅덩이를 파거나, 항아리를 묻기도 하는데, 이를 명동 또는 움통이라고 부른다. 종체가 진동하면 내 표면의 진동이 음원이 되어 종체 공동과 명동 내부로 음을 방사하고 내부 경계면에서의 반사표와 간섭하면서 간극을 통하여 외부로 전달된다. 이 때 종체 공동과 명동으로 구성된 내부 음향계의 공명주파수가 종체의 특정 고유진동수를 공명시키게 되면 그 진동음은 크게 증폭되어 더욱 멀리 전파될 수 있으며, 훨씬 더 오래 지속되는 여음을 만들 수 있을 것이다.</p><p>이러한 명동은 서양종이나 다른 동양종에서는 볼 수 없는 한국 범종만의 독창적인 요소로, 우리 선조 장인들의 창의성과 과학적 우수성을 보여준다. 명동에서 가장 중요한 요소는 종체의 중요한 고유진동수를 위한 최적의 공명 조건을 만족시키는 것인데, 간극 효과와 기온 변화 때문에 설계 단계에서 공명조건을 정확하게 예측하여 명동을 설치하는 것은 매우 어려운 문제이다. 오랜 옛날에는 시행오차와 반복 평가를 통하여 명동을 설치하였을 것으로 추정되며, 근래에는 음향학적 관점에서 성덕대왕신종을 대상으로 명동의 효과에 대한 연구가 수행되고 있다.</p><p>이병호는 신종의 하단과 바닥 사이의 간극이 밀폐되었다고 가정하고, 내부 공동을 원통으로 단순화 시킨 상태에서 공명주파수를 구하고 공명을 위한 명동의 깊이를 산출하였다. 김양한 등은 경주박물관에 설치된 성덕대왕신종을 대상으로, 다수의 공명모드와 주파수를 측정하였다. 처음으로 신종의 1 차진동음 \( (64 \mathrm{~Hz}) \) 에 가까운 \( 67 \mathrm{~Hz} \) 의 공명모드가 존재함을 확인하였고, 이를 \( 64 \mathrm{~Hz} \) 에 일치시키기 위한 명동의 깊이를 이론적으로 검토하였다. 최근 간극이 공명조건에 미치는 영향에 관해서, 정원태 등은 간극을 갖는 원통형 음향 공동내의 음이 외부로 전달될 때의 주파수 전달 해석 모델을 제시하였다. 또한 이들은 원통형 명동을 대상으로 명동과 간극이 종 내부 공동과 서로 연성되어 공명주파수를 결정한다는 사실을 이론적으로 규명하고 실험으로 검증하였다. 또한 실물 종을 대상으로 명동 없이 간극만 조절함으로써 특정 주파수 성분을 공명시킬 수 있음을실험적으로 확인하였다.</p><p>최근 김석현 등은, 경계요소해석을 통하여 성덕 대왕신종의 공명조건을 구하고 공명효과를 높이기 위한 간극과 명동의 깊이를 제시하였다. 이 과정에서 계절에 따른 기온의 변화가 공명조건을 바꿀 수 있음을 확인하였다. 본 연구는 그 후속 연구로, 계절에 따른 기온의 변화를 고려하여 성덕대왕신종의 공명효과를 극대화시킬 수 있는 명동을 설계하고자 한다. 제시된 명동을 대상으로, 경계요소해석을 통하여 내부 공동의 주파수응답 특성을 구하여 공명조건을 찾았다. 최종적으로 기온 차이가 설계 모델의 공명 조건을 어느 정도 변화시키는 지를 밝히고, 공명 극대화를 위해서 필요한 명동 깊이의 조절 범위를 구하였다. 이를 근거로 종의 설치 현장에서 계절에 따른 기온 차이를 쉽게 보정할 수 있는 가변형 명동의 설계 모델을 제시하였다. 국보급 문화재의 보존과 관리 차원에서 성덕대왕신종의 설치 현장에 바로 적용하지 못하는 아쉬움이 있으나, 본 연구결과를 향후 유사한 한국종에 적용한다면 소리의 웅장함을 높이고 지속시간을 길게 하는데 기여할 것이다.</p>	[ "종의 울림을 좋게 하기 위해서 종의 밑바닥에 웅덩이를 파거나,항아리를 묻는 과정을 부르는 말은 무엇인가요?", "종의 울림을 좋게 하기 위해서는 웅덩이를 파거나 항아리를 묻는다.", "종체가 진동하면서 종체 공동과 명동 내부로 음을 방사한다.", "한국의 대형 범종은 뭐야?" ]
391bd508-0a15-46b4-9e7b-76c30baecae3	인공물ED	NiO 게이트 산화막에 의한 AlGaN/GaN MOSHFET의 전기적 특성 변화	<h2>3. 게이트 층간막에 따른 dc 특성의 변화</h2><p>(그림 4)는 \( \mathrm{GaN} \) 캡 위에 게이트 금속이 직접 접촉된 HEMT와 \( \mathrm{SiO}_{2}, \mathrm{NiO} \) 절연막을 갖는 MOS 구조의 트랜지스터에서 보이는 드레인 전류와 트랜스컨덕턴스 특성이다. 게이트 전압에 따른 드레인 전류를 외삽하여 구한 문턱전압은 (a)에 나타낸 것과 같이 절연막을 갖지 않는 HEMT는 \( -3.79 \mathrm{V} \), \( \mathrm{SiO}_{2} \) 박막을 층간막으로 한 트랜지스터는 \( -5.52 \mathrm{V} \)로 \( -1.73 \mathrm{V} \) 이동했으며, \( \mathrm{NiO} \)를 층간막을 갖는 트랜지스터는 \( -2.76 \mathrm{V} \)를 나타내 양의 방향 \( (+) \) 으로 \( 1.03 \)\( \mathrm{V} \) 이동하였다. 게이트 전극과 채널 사이에 절연체의 층간막을 갖는 경우 게이트 전계의 감소로 인해 전하를 조절하는데 더 많은 전압이 필요하므로 문턱전압이 음의 방향으로 (\( - \))로 이동하며 \( \mathrm{SiO}_{2} \)를 층간막으로 한 경우 이러한 특성과 일치한다. 그러나 \( \mathrm{NiO} \) 층간막을 갖는 트랜지스터는 이와 달리 (\( + \)) 방향의 변화를 보이는데 이것은 \( \mathrm{NiO} \) 내에 채널전하에 상보하는 전하가 있음을 의미한다.</p><p>(그림 4. b)는 \( 5 \mathrm{V} \) 의 드레인 전압에서 게이트 전압에 따른 트랜스컨덕턴스를 나타낸 것이다. 층간막을 갖지 않는 HEMT는 문턱전압보다 \( 1.79 \mathrm{V} \) 높은 -2 V에서 \( 150 \mathrm{mS} / \mathrm{mm} \) 의 최대 트랜스컨덕턴스를 나타냈으며 \( \mathrm{SiO}_{2}\) MOSHFET는 \( 1.82 \mathrm{V} \) 높은 \( -3.7 \mathrm{V} \) 에서 \( 165 \mathrm{mS} / \mathrm{mm} \)를 나타냈다. \( \mathrm{AlGaN} / \mathrm{GaN} \) 구조는 계면 가까이 2-DEG의 캐리어가 형성되기 때문에 HEMT는 이와 같이 문턱전압 가까이 좁은 게이트 전압 범위에서 높은 트랜스컨덕턴스를 갖는다. 또 \( \mathrm{AlGaN} / \mathrm{GaN} \) 구조에 \( \mathrm{SiO}_{2} \) 를 증착할 경우 피에조전계효과가 증대되어 2-DEG의 캐리어가 증가될 수 있으며 (그림 3)의 \( \mathrm{SiO}_{2} \) 증착에 따른 면저항의 감소와 \( \mathrm{SiO}_{2} \) MOSHFET의 높은 트랜스컨덕턴스는 이에 따른 효과로 볼 수 있다.</p><p>그러나 \( \mathrm{NiO}\) MOSHFET는 문턱전압보다 \( 2.86 \mathrm{V} \) 높은 \( 0.1 \mathrm{V} \)에서 이들 보다 다소 낮지만 최대 135\( \mathrm{mS} / \mathrm{mm} \)의 트랜스컨덕턴스를 나타냈으며 \( -1.7 \mathrm{V} \)\( \sim 2 \mathrm{V} \) 의 \( 3.7 \mathrm{V} \)에 이르는 넓은 게이트 전압 범위에 걸쳐 최대값의 \( 90 \% \) 이상되는 균일한 트랜스컨덕턴스를 나타내 문턱전압의 변화와 함께 트랜스컨덕턴스 특성도 증가형 트랜지스터의 특성에 유리한 변화를 보였다.</p>	[ "게이트 전극과 채널 사이에 절연체의 층간막을 갖는 경우 게이트 전계의 감소로 인해 전하를 조절하는데 더 많은 전압이 필요한가?", "NiO 층간막을 갖는 트랜지스터는 이와 달리 (+) 방향의 변화를 보이는데 이것은 NiO 내에 채널전하에 상보하는 전하가 있음을 의미하는가?", "AlGaN/GaN 구조에 SiO2를 증착할 경우 피에조전계효과가 증대되어 2-DEG의 캐리어가 증가될 수 있는가?", "NiO MOSHFET는 −1.7V ∼2V 의 3.7V에 이르는 넓은 게이트 전압 범위에 걸쳐 최대값의 90% 이상되는 균일한 트랜스컨덕턴스를 나타내 문턱전압의 변화와 함께 트랜스컨덕턴스 특성도 증가형 트랜지스터의 특성에 유리한 변화를 보였나?", "게이트 전극과 채널 사이에 절연체의 층간막을 갖는 경우 문턱전압이 음의 방향으로 (−)로 이동하며 SiO2 를 층간막으로 한 경우 이러한 특성과 일치하는가?", "AlGaN/GaN 구조는 계면 가까이 2-DEG의 캐리어가 형성되기 때문에 HEMT는 이와 같이 문턱전압 가까이 좁은 게이트 전압 범위에서 높은 트랜스컨덕턴스를 갖는가?" ]
2e96e22d-405b-47b9-9051-b931b8ffec88	인공물ED	NiO 게이트 산화막에 의한 AlGaN/GaN MOSHFET의 전기적 특성 변화	<h2>4. \( \mathrm{NiO} \) 층간막에 따른 펄스 특성의 변화</h2><p>제작된 HEMT와 \( \mathrm{NiO} \) MOSHFET의 펄스신호에 따른 특성은 (그림 5)의 (a)와 같이 드레인에 전압을 인가하고 게이트에 입력되는 신호와 함께 저항의 전압을 파라미터분석기와 오실로스코프로 관찰하여 측정하였다.</p><p>기저전압 \( -5 \mathrm{V} \), 크기가 \( 5 \mathrm{V} \sim 1 \mathrm{V} \) 인 펄스를 게이트에 입력했을 때 HEMT와 \( \mathrm{NiO} \) MOSHFET의 주파수에 따른 출력전류변화는 (b)와 같다. dc에 가까운 \( 0.01 \mathrm{Hz} \) (펄스 길이 \( 50 \mathrm{s} \) )에서 나타내는 전류를 기준으로 했을 때 층간막을 갖지 않는 HEMT는 \( 0.1 \mathrm{Hz}(5 \mathrm{s}) \sim 10 \mathrm{Hz}(50 \mathrm{ms}) \) 의 범위에서 \( 20 \% \) 의 전류감소를 보이고 이 후 더 이상 감소하지 않았다. 이로부터 HEMT는 게이트에 인가되는 \( -5 \mathrm{V} \)전압에서 전하가 포획되어 \( \sim 50 \mathrm{ms} \) 이상 긴 시간에 방출되는 느린 트랩이 작용하고 있으며 트랩의 양도 제한되어 있음을 알 수 있다. 그러나 \( \mathrm{NiO} \) MOSHFET는 HEMT와 달리 \( 10 \mathrm{Hz} \sim 100 \mathrm{kHz} \)의 범위에 걸쳐 \( 70 \% \) 에 달하는 감소를 나타내 \( \mathrm{NiO} \) 에 의해 야기된 매우 많은 양의 트랩이 \( 50 \mathrm{ms} \) 에서 5\( \mu \mathrm{S} \) 에 걸쳐 작용하고 있음을 알 수 있다.</p><p>(그림 6)은 앞에서와 같이 \( -5 \mathrm{V} \) 의 기저전압을 갖는 \( 1 \mathrm{kHz} \) 의 신호에서 펄스 길이를 \( 0.2 \mu \mathrm{S} \) 로 줄여 드레인 전류를 측정한 결과이다. HEMT의 경우 앞에서 나타낸 \( 50 \mathrm{ms} \) 보다 짧은 주기로 신호가 입력되기 때문에 \( 0.2 \mu \mathrm{s} \) 의 짧은 신호에서도 \( 5 \mathrm{V} \) 의 드레인 전압과 \( 0 \mathrm{~V} \) 의 게이트 전압에서 (a)와 같이 \(57 \mathrm{mA} \) 의 드레인 전류가 \( 48 \mathrm{mA} \)로 감소되었다. 그러나 \( \mathrm{NiO}\) MOSHFET는 \( 39 \mathrm{mA} \) 의 전류가 \( 1.3 \mathrm{mA} \) 로 \( 95 \% \)이상 크게 감소하여 대부분의 채널이 차단되었다.</p><p>\( \mathrm{AlGaN} / \mathrm{GaN} \) 구조의 결정학적 결함과 표면상태는 트랩으로 작용하여 트랜지스터 특성의 변화를 유발하며 특히 문턱전압 이하에서 트랩된 전하는 전류의 흐름을 제한하여 전류붕괴현상을 일으켜 펄스신호의 동작을 제한하는데 \( \mathrm{NiO}\) MOSHFET는 HEMT와 달리 \( \mathrm{NiO} \) 산화과정에서 생성된 빠른 트랩들에 의해 특성이 제한되고 있다. 이들 트랩은 \( \mathrm{Ni} \)의 증착 후 산화과정에서 \( \mathrm{Ni} \)과 \( \mathrm{O}, \mathrm{Ga} \)의 확산에 따라 생성된 새로운 상태들에 의한 것으로 보인다. 이와 같이 \( \mathrm{NiO} \) MOSHFET는 문턱전압의 양방향 이동과 선형성의 증가를 꾀하여 증가형 트랜지스터에 유용할 수 있으나 Ni의 산화에 의한 트랩의 발생과 이에 따른 펄스특성의 저하를 개선해야 할 것으로 보인다.</p>	[ "dc에 가까운 \\( 0.01 \\mathrm{Hz} \\) (펄스 길이 \\( 50 \\mathrm{s} \\) )에서 나타내는 전류를 기준으로 했을 때, 층간막을 갖지 않는 HEMT는 \\( 0.1 \\mathrm{Hz}(5 \\mathrm{s}) \\sim 10 \\mathrm{Hz}(50 \\mathrm{ms}) \\) 의 범위에서 얼마만큼의 전류감소를 보였는가?", "dc에 가까운 \\( 0.01 \\mathrm{Hz} \\) (펄스 길이 \\( 50 \\mathrm{s} \\) )에서 나타내는 전류를 기준으로 했을 때 층간막을 갖지 않는 HEMT가 \\( 20 \\% \\) 의 전류감소를 보이는 범위는 어디였는가?", "HEMT의 경우 \\( 5 \\mathrm{V} \\) 의 드레인 전압과 \\( 0 \\mathrm{~V} \\) 의 게이트 전압에서 \\(57 \\mathrm{mA} \\) 의 드레인 전류가 얼마로 감소했는가?", "\\( \\mathrm{NiO}\\) MOSHFET의 전류 감소량이 HEMT의 감소량보다 컸는가?", "\\( \\mathrm{NiO}\\) MOSHFET에서는 \\( 39 \\mathrm{mA} \\) 의 전류가 얼마로 감소하였는가?", "\\( \\mathrm{NiO}\\) MOSHFET는 HEMT와 달리 빠른 트랩들에 의해 특성이 제한되는데 빠른 트랩은 어떤 과정에서 생성되었는가?", "층간막을 갖지 않는 HEMT는, dc에 가까운 \\( 0.01 \\mathrm{Hz} \\) (펄스 길이 \\( 50 \\mathrm{s} \\) )에서 나타난 전류를 기준으로 봤을 때 모든 범위에서 전류가 감소하는 경향을 보여줬는가?", "\\( 0 \\mathrm{~V} \\) 의 게이트 전압과 \\( 5 \\mathrm{V} \\) 의 드레인 전압에서 HEMT의 경우 드레인 전류가 증가하였는가?" ]

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