id
stringlengths 36
57
| type
stringclasses 4
values | title
stringlengths 0
159
| context
stringlengths 121
17.2k
| questions
listlengths 1
584
|
|---|---|---|---|---|
97bebb2b-05bf-454c-ab09-c3281e005e70
|
인공물ED
|
음향 매질의 추가질량 효과를 고려한 광음향 영상용 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서의 개발
|
<h1>1. 서 론</h1><p>광음향 영상(Photoacoustic imaging, PAI)은 높은 공간 분해능과 높은 광 대조비의 장점으로 최근 많은 연구가 진행되고 있는 비침습 영상 기술이다. 먼저, 짧은 주기의 펄스 레이저를 국부적인 생체 조직에 조사하면 생체 조직이 레이저를 흡수하여 열에너지로 전환되며, 열탄성 팽창(thermos-elastic expansion)에 의해 초음파를 방출한다. 이 때 발생하는 음향 신호를 초음파 트랜스듀서로 감지하여 영상화 하는 기술을 광음향 영상이라 한다. 광음향 영상은 초음파 영상에 비해 높은 분해능을 가지며, 공초첨 현미경, two-photon 현미경, 광 간섭 단층 촬영 등과 같은 광학 영상의 침투 깊이의 한계를 뛰어넘을 수 있다는 장점이 있다. 게다가 높은 광 흡수 대비를 이용하여 종양-혈관 상호 작용 및 헤모글로빈 산호 포화도 맵핑 등의 기능적 영상도 제공할 수 있다는 장점이 있다.</p><p>광음향 영상 연구에서는 주로 의료용 초음파에 많이 사용되는 두께 모드의 압전 초음파 트랜스듀서가 많이 사용된다. 하지만, 일반적으로 두께 모드의 압전 초음파 트랜스듀서가 적용된 의료용 프로브는 상대적으로 크기가 크며, 배열 트랜스듀서의 경우에는 내시경형 프로브에 적용하기에는 한계가 있다.</p><p>반면에 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서(pMUT)은 미세 가공 기술로 제작되기 때문에 작은 크기로 구현이 가능하며, 배열 트랜스듀서로 구현하기에도 용이하다. 따라서 내시경형 프로브 (endoscope probe)에 적용이 용이하기 때문에 위나 장 또는 전립선 등을 진단하기 위한 내시경 프로브에도 활용될 수 있으며, 휴대용 진단기기 등에도 활용될 수 있다. 또한 pMUT의 수신 감도 및 전력 효율은 일반적으로 두께 모드의 압전 트랜스듀서보다 높다. 따라서 작은 크기로도 좋은 해상도의 영상을 획득할 수 있다.</p><p>일반적으로 광음향 영상 획득은 인체의 임피던스와 유사한 물이나 젤라틴을 음향 매질로 활용하여 진행된다. 이러한 음향 매질은 추가 질량의 효과로 트랜스듀서의 공진을 변화시킬 수 있다. 물론, 공기의 음향 임피던스는 트랜스듀서에 비해 매우 작기 때문에 벌크 트랜스듀서의 설계 뿐만 아니라, 초소형 초음파 트랜스듀서의 설계에서도 무시되는 경우가 많았다. 하지만, 물의 임피던스는 공기의 임피던스보다 매우 크기 때문에 무시하기 어렵다. 물론, 광음향 영상 연구에 주로 사용되는 두께 모드 압전 트랜스듀서의 경우, 상대적으로 높은 기계적 임피던스로 인해 트랜스듀서 설계시 매질의 효과를 고려하지 않아도 공진 주파수가 크게 차이가 나지 않지만, 초소형 초음파 트랜스듀서의 경우, 등가 질량이 매우 작기 때문에 매질에 의한 영향을 무시하면, 정확한 공진 설계에 어려움이 발생한다.</p><p>본 연구에서는 음향 매질의 추가 질량 효과를 고려한 pMUT이 설계되고 제작되었으며, 최종적으로 제작된 트랜스듀서를 이용하여 인체 모발 샘플의 광음향 영상을 획득하였다.</p>
|
[
"초음파 트랜스듀서의 공진 설계에서 매질 영향을 무시하면 어려움이 발생하는 이유가 뭐야?",
"광음향 영상은 어떤 장점을 가지고 있어?",
"짧은 주기의 펄스 레이저를 국부적인 생체 조직에 조사하는 경우에 생체 조직에서 어떤 일이 발생해?",
"광음향 영상에서 생체 조직 조사 과정에서 초음파를 방출하는 과학적 원리가 뭐야?",
"광음향 영상의 기작 중에서 생체조직에서는 짧은 주기의 펄스 레이저를 흡수하여 어떤 에너지로 전환시켜?",
"광음향 영상보다 침투 깊이 한계가 떨어지는 광학 영상의 종류에는 어떤 것들이 있어?",
"광음향 영상과 초음파 영상의 각각 분해능을 비교했을 때 더 높은 값을 가지는 영상 기법은 뭐야?",
"광학 영상들 중에서 가장 깊은 침투 깊이를 가지는 영상은 뭐야?",
"광음향 영상은 생체조직이 열탄성 팽창에 의해 방출하는 초음파를 어떤 기기로 감지하여 영상화하는 기술이야?",
"광음향 영상의 어떤 특징 덕분에 종양-혈관 상호 작용 및 헤모글로빈 산호 포화도 맵핑 등의 기능적 영상도 제공받을 수 있는거야?",
"광음향 영상이 높은 광 흡수 대비를 이용하여 제공할 수 있는 기능적 영상에는 어떤 것들이 있어?",
"일반적인 두께모드의 압전 초음파 트랜스듀서가 적용된 의료용 프로브의 특징은 뭐야?",
"트랜스듀서 중에서 미세 가공기술로 제작되어 배열 트랜스듀서로 구현하기에도 용이한 것은 뭐야?",
"초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서(pMUT)의 구조적 특징 덕분에 어떤 곳에 활용이 가능해?",
"pMUT이 작은 크기로도 좋은 해상도의 영상을 획득할 수 있는 원인이 뭐야?",
"초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서(pMUT)는 다른 트랜스듀서들에 비해서 어떤 장점을 가지고 있어?",
"광음향 영상 연구에서는 어떤 종류의 트랜스듀서가 주로 사용되는거야?",
"광음향 영상 획득 시 어떤 물질을 음향 매질로 활용해?",
"물이나 젤라틴과 같은 음향 매질은 어떤 효과를 통해 트랜스듀서의 공진을 변화시킬 수 있어?",
"벌크 트랜스듀서의 설계 뿐만 아니라, 초소형 초음파 트랜스듀서의 설계에서 공기의 음향 임피던스를 무시할 수 있는 이유가 뭐야?",
"물이나 젤라틴과 같은 음향매질의 추가 질량의 효과 때문에 어떤 일이 발생해?",
"인체의 임피던스는 젤라틴의 임피던스와 비슷한 값을 가져?",
"광음향 영상은 침습 영상 기술의 한 종류야?",
"광음향 영상은 공간 분해능이 높다는 장점을 가지고 있어?",
"광음향 영상과 초음파 영상에 비해 높은 분해능을 가지는 영상기법은 광음향 영상이야?",
"배열 트랜스듀서는 내시경형 프로브에 적용하기에 알맞은 조건을 가지고 있어?",
"두께모드의 압전 초음파 튜랜스듀서보다 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서가 내시경형 프로브에 더 적절해?",
"pMUT의 수신 감도는 일반적으로 두께 모드의 압전 트랜스듀서보다 전력 효율면에서 더 우월해?",
"전력 효율과 작은 크기로도 좋은 해상도를 얻을 수 있는 능력은 상관관계가 있어?",
"물과 공기 중에서 더 큰 임피던스 값을 가지는 매질은 물이야?",
"광음향 영상 획득에 물을 음향 매질을 활용하는 이유는 물과 인체의 임피던스가 비슷한 값을 가지기 때문이야?",
"초소형 초음파 트랜스듀서의 경우에는 공진 설계에서 매질의 영향을 무시해도 괜찮아?"
] |
4d089f26-83c0-49cb-aac9-f0fa6987ff26
|
인공물ED
|
음향 매질의 추가질량 효과를 고려한 광음향 영상용 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서의 개발
|
<h1>3. 제 작</h1><p>본 연구의 pMUT은 실리콘 기판을 이용하여 미세 가공 공정 기술을 통해 제작되었다. 균일한 막 형성을 위해 \( 3 \mathrm{um} \) 상부 \( \mathrm{Si} \) 층, \( 1 \mathrm{um} \) 매립 절연층, \( 500 \mathrm{um} \) handle 층으로 구성된 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼가 사용되었다. Fig. 5 는 미세 가공 공정을 이용한 pMUT의 제작 공정 과정이다. 먼저 압전 층과 실리콘 박막 사이에 절연층 형성을 위해 열산화 방법이 사용되었다. 이어서, 하부전극이 될 \( \mathrm{Pt} / \mathrm{Ti} \) 가 스퍼터링 방법으로 증착되고, 그 위에 \( 1.5 \mu \mathrm{m} \) 두께의 압전층이 sol-gel 방법으로 증착되었으며, 상부 전극이 될 \( \mathrm{Pt} / \mathrm{Ti} \)가 다시 압전층 위에 증착되었다(Fig. 5(a)). 다음으로 전극 및 압전층은 건식 에칭을 사용하여 패터닝되었다 (Fig. 5(b)). 전류 누설 방지를 위한 트렌치를 형성하기 위해 photoresist (PR)를 패터닝하였으며(Fig. 5 (c)), 이를 이용하여 건식 에칭으로 트랜치를 형성하였다(Fig. 5 (d)). 그리고 상부 전극과 하부 전극을 분리하기 위한 에어브릿지 형성을 위해 PR이 패터닝 되었고 \( \mathrm{Au} \) 패드가 전극을 형성하는데 사용되었다(Fig. 5(e), (f)). 웨이퍼 후면에서 \( \mathrm{Al} \) 마스크을 사용하여 Deep Reactive Ion Etching (DRIE)방법으로 핸들층을 제거하여 박막을 형성하였다. 마지막으로, Fig. 5 (h)와 같이 PR을 제거함으로써 pMUT 제작되었다. Fig. 6는 최종 제작된 pMUT의 모습이다. 단일 트랜스듀서를 \(3 \times 3\)로 배열하여, 총 9개의 유닛으로 구성되었다.</p>
|
[
"본 논문의 pMUT는 어떤 기판으로 제작하였는가?",
"본 논문에서 사용된 SOI 웨이퍼의 \\( \\mathrm{Si} \\)층의 두께는 \\(3 \\mathrm{um} \\)인가?",
"본 논문의 pMUT는 실리콘 기판으로 제작하였는가?",
"본 논문의 pMUT은 어떤 공정 기술을 이용하여 제작하였는가?",
"본 논문은 실리콘 기판으로 무엇을 제작하였는가?",
"본 논문에서는 미세 가공 공정 기술을 이용하여 pMUT을 제작하였는가?",
"\\( 3 \\mathrm{um} \\) 상부 \\( \\mathrm{Si} \\) 층, \\( 1 \\mathrm{um} \\) 매립 절연층, \\( 500 \\mathrm{um} \\) handle 층으로 구성된 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼를 사용한 이유는 무엇을 형성하기 위해서인가?",
"\\( 3 \\mathrm{um} \\) 상부 \\( \\mathrm{Si} \\) 층, \\( 1 \\mathrm{um} \\) 매립 절연층, \\( 500 \\mathrm{um} \\) handle 층으로 구성된 SOI(silicon-on-insulator) 웨이퍼를 사용한 이유는 균일한 막을 형성하기 위해서인가?",
"본 논문에서 사용된 SOI 웨이퍼의 상부 \\( \\mathrm{Si} \\)층의 두께는 몇 \\( \\mathrm{um} \\)인가?",
"본 논문에서 사용된 SOI 웨이퍼의 상부 \\( \\mathrm{Si} \\)층의 두께는 몇 \\( \\mathrm{um} \\)인가?",
"본 논문에서 사용된 SOI 웨이퍼의 매립 절연층의 두께는 몇 \\( \\mathrm{um} \\)인가?",
"트렌치는 전류 누설을 막는가?",
"본 논문에서는 어떤 두께의 SOI 웨이퍼의 매립 절연층이 사용되었나?",
"본 연구에 이용된 SOI 웨이퍼의 매립 절연층의 두께는 \\( 1 \\mathrm{um} \\)인가?",
"본 연구에 이용된 SOI 웨이퍼의 handle층의 두께는 \\( 몇 \\mathrm{um} \\)가?",
"본 연구에 이용된 SOI 웨이퍼의 handle층의 두께는 \\( 400 \\mathrm{um} \\) 이상인가?",
"본 논문에서 사용된 SOI 웨이퍼는 3개의 층으로 구성되었는가?",
"SOI 웨이퍼의 SOI는 무엇의 약자인가?",
"SOI 웨이퍼의 SOI는 silicon-on-insulator의 줄임말인가?",
"silicon-on-insulator의 약자는 무엇인가?",
"pMUT의 제작 공정 과정에서 압전 층과 실리콘 박막 사이에 무엇을 만들었는가?",
"pMUT의 제작 공정 과정에서 절연층을 만들었는가?",
"pMUT의 제작 공정 과정에서 무엇과 실리콘 박막 사이에 절연층을 만들었는가?",
"pMUT의 제작 공정 시 압전 층과 무엇 사이에 절연층을 만들었는가?",
"pMUT를 제작하는 공정 시 절연층은 압전 층과 실리콘 박막 사이에 있는가?",
"pMUT의 하부전극으로 \\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)이 이용되었나?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 증착에 스퍼터링 방법을 사용하였는가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 위에 증착된 압전층은 몇 \\( \\mu \\mathrm{m} \\)인가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 위에 증착된 압전층은 \\( 1.5 \\mu \\mathrm{m} \\)인가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 위에 증착된 압전층은 어떤 방법으로 증착되었는가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)위에 증착된 압전층은 sol-gel 방법으로 증착되었는가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)는 상부전극과 하부전극으로 이용되었는가?",
"압전층은 두 개의 \\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 사이에 있는가?",
"전극 및 압전층을 패터닝 할 때 무엇이 이용되었는가?",
"건식 에칭을 이용하여 전극과 압전층을 패터닝 하였는가?",
"전극으로 쓰인 \\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)는 무엇을 이용하여 패터닝 되었는가?",
"전극으로 쓰인 \\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)는 건식 에칭을 이용하여 패터닝 되었는가?",
"건식 에칭은 패터닝에 이용되는가?",
"전류 누설을 방지하기 위해 무엇을 패터닝 하였는가?",
"전류 누설을 방지하기 위해 photoresist를 패터닝 하였는가?",
"트렌치를 형성하기 위해 photoresist를 패터닝 한 후 무엇을 하였는가?",
"트렌치를 형성하기 위해 photoresist를 패터닝 한 후 건식 에칭을 하였는가?",
"상부전극과 하부전극의 분리를 위해 무엇을 형성하였는가?",
"전극을 형성하는데 어떤 패드가 사용되었는가?",
"전극을 형성하는데 \\( \\mathrm{Au} \\) 패드가 사용되었는가?",
"상부전극과 하부전극의 분리를 위해 에어브릿지를 형성하였는가?",
"\\( \\mathrm{Al} \\) 마스크를 웨이퍼 후면에서 사용하였는가?",
"본 연구에서는 어떤 방법으로 핸들층을 제거하였는가?",
"본 연구의 핸들층은 DRIE 방법으로 제거되었는가?",
"Deep Reactive Ion Etching의 약자는 무엇인가?",
"Deep Reactive Ion Etching의 줄임말은 DRIE인가?",
"DRIE는 무엇의 약자인가?",
"본 논문의 pMUT는 단일 트랜스듀서를 어떤 방식으로 배열하였는가?",
"본 논문의 pMUT는 어떻게 단일 트랜스듀서를 배열하였는가?",
"본 논문의 pMUT는 단일 트랜스듀서를 \\(3 \\times 3\\)로 배열하였는가?",
"본 논문의 pMUT는총 몇 개의 유닛을 가지고있는가?",
"본 논문의 pMUT는 얼마나 많은 유닛으로 이루어져있는가?",
"본 논문의 pMUT의 총 유닛수는 9개인가?",
"본 논문의 pMUT는 단일 트랜스듀서를 사용하였는가?",
"본 논문의 pMUT는 어떤 트랜스듀서를 사용하여 제작되었나?",
"본 연구에서는 DRIE 방법으로 핸들층을 제거하여 무엇을 형성하였는가?",
"pMUT의 제작 공정 과정에서 열선화 방법이 사용되었는가?",
"본 논문의 pMUT의 하부전극으로 사용된 것은 무엇인가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)는 어떤 방법으로 증착되었는가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\) 위에 증착된 압전층은 몇 \\( \\mu \\mathrm{m} \\)인가?",
"\\( \\mathrm{Pt} / \\mathrm{Ti} \\)는 압전층 위에 증착되었는가?",
"본 연구에는 몇 \\( \\mathrm{um} \\)의 handle층을 가지는 웨이퍼가 사용되었나?",
"pMUT의 제작 공정 과정에서 압전 층과 실리콘 박막 사이에 절연층을 만들기 위해 어떤 방법이 사용되었는가?",
"어디에서 \\( \\mathrm{Al} \\) 마스크를 사용하여 박막을 형성하였는가?"
] |
f757f28a-1298-4544-8479-fa124c8b9aa5
|
인공물ED
|
음향 매질의 추가질량 효과를 고려한 광음향 영상용 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서의 개발
|
<h1>5. 결 론</h1><p>본 연구에서는 음향 매질을 고려하여 광음향 영상에 적용할 수 있는 압전 기반 초소형 초음파 트랜스듀서를 설계 및 제작하고, 실험을 통해 검증하였다. 음향 매질인 물의 추가질량 효과를 고려하지 않은 경우에는 공진이 약 \( 46.2 \% \) 차이가 발생하였다. 따라서, 기계적 임피던스가 낮은 pMUT의 정확한 공진을 설계하기 위해서는 음향 매질의 추가질량 효과를 반드시 고려하여야 함을 확인하였다. 또한, 제작된 pMUT을 이용하여 두 개의 다른 인체 모발 샘플의 광음향 영상 획득에 적용하였다. 실험 결과, 제작된 pMUT 으로 광음향 신호가 수집되는 것을 확인하였으며, 획득한 광음향 신호로 실제 샘플과 유사한 광음향 영상으로 재구성할 수 있음을 확인하였다. 그리고 채취된 모발에 따라 다른 크기의 광음향 신호를 획득할 수 있었으며, 이는 모발의 색을 결정짓는 멜라닌 색소의 농도 차이 때문으로 판단된다. 본 논문에서 연구된 pMUT의 설계방법은 광음향 영상용 트랜스듀서 혹은 인체나 물과 같은 음향 임피던스가 높은 매질에서 정확한 공진 설계를 필요로 하는 초소형 압전 박막 트랜스듀서의 설계에 유용할 것으로 판단된다.</p>
|
[
"어떤 것을 고려하여 광음향 영상에 적용할 수 있는 압전 기반 초소형 초음파 트랜스듀서를 설계 및 제작 하였니?",
"음향 매질을 고려하여 어떤 것에 적용할 수 있는 압전 기반 초소형 초음파 트랜스듀서를 설계 및 제작하였니?",
"음향 매질을 고려하여 광음향 영상에 적용할 수 있는 압전 기반 어떤것을 설계 및 제작 하였니?",
"음향 매질은 무엇이니?",
"음향 매질인 물의 추가질량을 고려하지 않았을 때 어떤 것이 약 46.2% 차이가 발생했니?",
"기계적 임피던스가 낮은 어떤 것의 정확한 공진을 설계하기 위해서 음향 매질의 추가질량 효과를 고려해야하니?",
"기계적 임피던스가 낮은 pMUT의 정확한 공진을 설계하기 위해서는 물의 추가질량 효과를 반드시 고려해야 하니?",
"제작된 pMUT를 이용하여 두개의 다른 인체 모발 샘플의 광음향 영상을 획득 하였을 때 어떤 신호가 수집되는것을 확인했니?",
"제작된 pMUT으로 획득한 광음향 신호로 실제 샘플과 유사한 광음향 영상으로 재구성 할 수 있니?",
"채취된 모발은 달라도 같은 크기의 광음향 신호를 획득하니?",
"왜 채취된 모발에 따라 다른 크기의 광음향 신호를 획득 하는거야?",
"채취된 모발에 따라 다른 크기의 광음향 신호를 획득 하는 이유는 무엇이니?",
"음향 매질의 물의 추가질량 효과를 고려하지 않을 땐, 공진이 약 몇 % 차이가 발생햇니?",
"제작된 pMUT 으로 광음향 신호가 수집되는 것을 확인하였니?"
] |
f2be4586-6f4f-4c2f-a5c4-9c5b2fe86d59
|
인공물ED
|
음향 매질의 추가질량 효과를 고려한 광음향 영상용 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서의 개발
|
<h1>4. 실 험</h1><p>제작된 pMUT의 성능평가를 위해 박막의 중심 변위와 컨덕턴스가 측정되었다. 레이저는 음향 매질인 물의 표면에서 대부분 반사되며, 컨덕턴스 또한 물의 높은 댐핑으로 인해 측정이 어렵기 때문에 공기중 측정을 통해 해석 결과와 비교하였다.</p><p>먼저, 레이저 진동계(Polytec OFV-505, OFV-5000)를 이용하여 중심 변위가 측정되었다. Fig. 7은 공기 중에서 측정된 pMUT의 중심 변위와 유한요소해석 결과와의 비교 그래프이다. 유한 요소해석 결과에서 공기 중 공진 주파수는 약 \( 15.2 \mathrm{MHz} \)로 계산되었으며, 하나의 pMUT 배열(Fig. 6)에서 임의의 단일 pMUT 소자 샘플 4개의 공기 중 측정된 공진 주파수 위치도 이와 근접함을 확인할 수 있었다. 각 pMUT 소자간의 공진 주파수의 차이는 박막을 형성하기 위한 후면의 DRIE 공정 중 발생한 footing effect로 인한 것으로 판단된다.</p><p>다음으로는 배열 트랜스듀서의 특성을 측정하기 위해 임피던스 분석기(Agielnt 4294A)를 사용하여 제작된 pMUT의 컨덕턴스 그래프를 분석하였다. 컨덕턴스는 어드미턴스의 실수값으로 공진 주파수의 위치, 트랜스듀서에 \( 1 \mathrm{V} \) 전압을 인가했을 때 소모되는 전류량을 알 수 있다. Fig. 8은 제작된 pMUT 배열의 공기 중에서 측정된 컨덕턴스 값이다. 9개의 pMUT이 하나의 전극으로 연결되어있기 때문에 컨덕턴스가 더해져서 측정된다. 측정된 값을 보면 배열 샘플에 따라 공진의 균일성이 다름을 확인할 수 있다. 이것은 제작 공정 중 박막을 형성하는 DRIE 공정에서 발생한 footing effect로 인한 공정 오차로 생각되며, 이는 추후 공정 최적화를 통해 개선할 수 있을 것으로 판단된다. 실험은 균일성이 가장 좋은 배열 샘플 3번으로 진행이 되었다.</p><p>제작된 pMUT은 Fig. 9(a)와 같이 패키징 되었으며, 패키징 내부에는 전하 증폭기를 연결하였다. Fig. 9 (b)는 광음향영상을 획득하기 위한 인체 모발 샘플 2개이며, 두 명의 다른 사람으로부터 채취하였다(남성 28세와 남성 24세). Fig. 9(c)는 본 실험에서 사용된 광음향 영상용 실험 시스템이다. 레이저는 중심 파장이 \( 532 \mathrm{nm} \) 인 tunable wavelength NT352A를 이용하여 펄스로 조사되었다. 이때 조사된 펄스 레이저는 광분배기에 의해 일부는 샘플로 조사되며, 일부는 샘플에서 발생한 음향 신호와 동기화를 위해 photo-diode에 조사된다. 펄스 레이저는 레이저 경로의 중심에 위치한 트랜스듀서에 방해 받지 않기 위해 원뿔형 렌즈를 통해 링 형태로 분산되었다가 원통형 거울을 통해 다시 샘플에 집중된다. 모발 샘플은 슬라이드 글라스에 고정되었으며 물속에서 측정되었다. pMUT으로 측정된 음향 신호는 프리앰프를 거친 후, 컴퓨터의 PCI digitizer로 측정되었으며, xy 스테이지 컨트롤러를 이용하여 기계적인 스캐닝을 진행하며 광음향 영상 신호를 획득하였다. 모든 과정은 LabView (National Instrument)를 통해 제어되었다.</p><p>Fig. 10(a) 는 제작된 pMUT을 이용하여 획득한 2차원 광음향 영상이고, Fig. 10(b)는 Fig. 10 (a)에서 표시한 2차원 광음향 영상의 종축에 대한 1차원 광음향 신호이다. 모발 두께는 모두 \( 200\mu \mathrm{m} \) 정도로 나타났으며, 하나의 모발이 다른 모발에 비해 더 높은 신호를 가짐을 확인할 수 있었는데, 이는 모발의 색을 결정짓는 멜라닌 색소의 농도에 따라서 모발이 더 어두울수록 레이저의 흡수율이 더 높고, 발생되는 초음파의 크기도 더 크므로, 두 모발의 발색의 편차 때문으로 판단된다.</p>
|
[
"제작된 pMUT의 성능평가를 위해서 무엇을 측정했어?",
"pMUT의 성능평가를 위해 무엇을 측량했지",
"레이저의 대부분이 반사되는 곳은 어디야?",
"어디에서 레이저의 대부분이 반사되지?",
"각 pMUT 소자간의 공진 주파수의 차이는가 왜 일어나?",
"컨덕턴스는 어드미턴스의 정수값으로 공진 주파수의 위치, 트랜스듀서에 1V 전압을 인가했을 때 소모되는 전류량을 알 수 있어?",
"유한 요소해석 결과에서 공기 중의 공진 주파수는 몇이야?",
"몇 개의 공진 주파수가 유한 요소해석 결과에서 기록되었어",
"임피던스 분석기를 사용하여 제작한 그래프는 뭐야?",
"어떤 그래프가 임피던스 분석기를 이용하여 제작한 것이지",
"펄스 레이저는 링 형태로 분산되었다가 무엇을 통해 다시 샘플에 집중됐어?",
"모발 샘플은 어디에 고정되어 있어?",
"어디에 모발 샘플이 고정되지?",
"지문에서 말하는 모든 과정은 무엇을 통해 제어했어?",
"무엇을 통해 지문에서 말하는 모든 과정을 진행했지",
"중심 변위를 측정하기 위해서 이용한 것은 뭐야?",
"무엇이 중심 변위를 측정하기 위해 사용되었지?",
"무엇을 측정하기 위해서 pMUT의 컨덕턴스 그래프를 분석했어?",
"pMUT의 컨덕턴스 그래프를 무엇을 측정하기 위해서 연구했지",
"펄스 레이저는 무엇을 통해 링 형태로 분산됐어?",
"무엇을 통해 펄스 레이저가 링 형태로 분류됐지"
] |
1050b582-437a-4ef6-a66b-b372130bff5e
|
인공물ED
|
음향 매질의 추가질량 효과를 고려한 광음향 영상용 초소형 압전 기반 초음파 트랜스듀서의 개발
|
<h1>2. 설 계</h1><h2>2.1 집중 변수 모델을 이용한 설계</h2><p>일반적으로 광음향 영상에 사용되는 트랜스듀서의 주파수는 보고자 하는 생체 조직의 깊이나 해상도에 따라 약 \( 5-50 \mathrm{MHz} \)로 다양하게 사용되며, 보고자 하는 영상의 깊이가 깊으면 저주파 초음파 트랜스듀서를 사용하며, 고해상도라면 고주파 초음파 트랜스듀서가 사용된다. 본 논문의 pMUT은 다소 깊이 있는 조직의 영상도 획득 가능하도록 \( 10 \mathrm{MHz} \)의 공진 주파수를 갖도록 설계되었다.</p><p>다음으로는 박막 재질이 고려되었다. 먼저, 박막 재질은 막질의 밀도가 높고, 미세가공 기술로 가공이 용이한 Silicon ( \( \mathrm{Si}) \)으로 선택되었다. 이러한 이 점들 때문에 \( \mathrm{Si} \)는 pMUT의 박막 재질로 많이 선택된다. 구동부인 압전은 sol-gel법으로 증착되는 PZT(52 48)로 선택되었다. 마지막으로 음향 매질은 인체의 임피던스와 비슷한 값을 지니는 물로 근사화하여 설계되었다. Table 1-Table 3 는 설계에 사용된 \( \mathrm{Si} \), 압전, 그리고 물의 물성치이다.</p><p>본 논문에서 제안된 pMUT은 Fig. 1(a)와 같이 가장자리가 고정된 원형 박막의 형태로 모델링 되었다. 이 때, \( \mathrm{Si} \) 박막의 반지름은 \( a \), 두께는 \(t \)이다. 박막 위에 구동부인 압전이 증착되며, 증착된 압전의 반지름은 \( ap \)이고 두께는 \( tp \)이다. 압전 상하부의 전극은 \( \mathrm{Si} \) 박막과 압전의 두께에 비해 매우 얇으므로 무시되었다. 이 때, pMUT의 집중 변수 모델은 Fig. 1(b)와 같다.</p><p>음향 방사 임피던스 \( Zr \)는 로 나타낼 수 있으며, 이 때, 항은 박막에 추가질량 효과를 나타낸다. 박막의 임피던스 \( {Z}_{r} \)은 배플이 있는 원형 피스톤 모델로 계산되었으며, 작은 방사판에 대해 \( (ka<<1, k \)는 파수), 원형 피스톤 음원의 \( {Z}_{r} \)은 아래 식과 같이 근사할 수 있으며 , 이때 추가질량 \( \mathrm{M}_{\mathrm{add}} \)는 식(2)와 같이 계산될 수 있다.</p><p>\( Z_{r}=R_{r}+j X_{r}=\rho_{0} c S(k a)\left\{\frac{1}{2}(k a)+\left(\frac{8}{3 \pi}\right)\right\} \)<caption>(1)</caption></p><p>\( M_{a d d}=\frac{X_{r}}{\omega}=\left(\frac{16}{3}\right) \rho_{0} a^{3} \)<caption>(2)</caption></p><p>여기서 \( \rho_{0} \)는 매질의 밀도, \( c \)는 매질의 음속, \( S \)는 방사 면적이다. 집중 변수 모델에서 방사 질량은 \( M_{r}=X_{r} / \omega \)로 계산된다. 집중 변수 모델의 등가 강성과 등가 질량은 아래 식으로 계산 될 수 있다.</p><p>\( k_{e f f}=\frac{16 \pi}{a^{2}} \frac{E t^{3}}{\left(1-v^{2}\right)} \)<caption>(3)</caption></p><p>\( M_{e f f}=\frac{192}{\Lambda_{0}^{2}} \rho\left(\pi a^{2} t\right) \)<caption>(4)</caption></p><p>이 때, \( \Lambda_{0} \)는 주파수 상수이고, \( v \)는 \( \mathrm{Si} \) 박막의 푸아송 비이며, 밀도 \( \rho \)와 영률 \( \mathrm{E} \)은 아래 식과 같이 \( \mathrm{Si} \) 박막과 증착된 압전의 두께 비로 근사화하였다.</p><p>\( \rho=\left(\rho_{S i} \cdot t+\rho_{p z t} \cdot t_{p}\right) /\left(t+t_{p}\right) \)<caption>(5)</caption></p><p>\( E=\left(E_{S i} \cdot t+E_{p z t} \cdot t_{p}\right) /\left(t+t_{p}\right) \)<caption>(6)</caption></p><p>위 식을 이용하여 매질에서 추가질량 효과를 고려한 박막의 공진 주파수는 아래 식과 같이 계산할 수 있다.</p><p>\( \begin{aligned} \omega_{r} &=\sqrt{\frac{k_{e f f}}{M_{e f f}+M_{a d d}}}=\sqrt{\frac{k_{e f f}}{M_{e f f}+\left(X_{r} / \omega\right)}} \\ &=\frac{4 \Lambda_{0} t}{a^{2}} \sqrt{\frac{E t \omega}{\left(192 \rho t \omega+\rho_{0} c X_{1} \Lambda_{0}^{2}\right)\left(1-v^{2}\right)}} \end{aligned} \)<caption>(7)</caption></p><p>본 식을 이용하여, 물에서의 \( 10 \mathrm{MHz} \)의 공진을 갖는 박막의 반지름과 두께는 각각 \( 21 \mu \mathrm{m} \)와 \( 3 \mu \mathrm{m} \)로 설계되었다.</p><h2>2.2 FEM 해석을 통한 검증</h2><p>집중 변수 모델로 설계된 새로운 단일 pMUT 소자가 유한요소 해석을 통해 검증되었다. 집중 변수 모델은 모델이 간단하고, 설계의 경향성을 파악하기 쉽지만, 근사화된 조건이 포함된 모델이므로 좀 더 신뢰성 있는 설계를 위해 유한요소 해석을 통해 설계가 보정되었다. Fig. 2는 상용 유한요소해석 프로그램인 COMSOL Multiphysics 4.3a의 유한요소 모델이다.</p><p>축대칭 모델로 \( \mathrm{Si} \) 박막 위에 압전이 증착되어 있으며, 음향 매질은 인체의 임피던스와 비슷한 물로 고려하여 해석되었으다. 그리고 후면은 공기 패키징이 될 것이므로 한쪽 면만 고려되었다. \( \mathrm{Si} \) 박막은 집중 변수 모델로 설계된 박막의 지름과 두께를 기준으로 해석되었다. 압전층의 반지름은 박막 반지름의 \( 0.4 \)배로 결정되었으며, 이는 참고문헌를 참고하여 전기기계 결합 계수가 최대로 하도록 설계되었다. 그리고, 압전층의 두께는 설계하고자 하는 \( 10 \mathrm{MHz} \) 공진 주파수에 근접하도록 조절하여 결정되었다. 유한요소 해석을 통해 최종 설계된 pMUT의 설계 변수는 Table 4와 같다. Fig. 3은 한쪽 음향 매질이 물인 pMUT의 유한요소 해석을 통해 계산된 어드미턴스 곡선이이며, \( 10.4 \mathrm{MHz} \)에 공진 주파수가 위치한 것을 확인하였다. Fig. 4는 음향 매질이 공기인 pMUT의 어드미턴스 곡선이다. 공기 중 공진은 \( 15.2 \mathrm{MHz} \)로 이 것은 한쪽 음향매질이 물인 경우보다 \( 46.2 \% \)나 차이가 남을 확인할 수 있었다. 따라서, pMUT의 공진 설계시에 음향 매질의 고려가 반드시 이루어져야 정확한 설계를 할 수 있음을 확인하였다.</p>
|
[
"pMUT의 공진 설계시 정확한 설계를 위해 반드시 고려되어야 하는 부분은 뭐지?",
"pMUT의 공진 설계시 정확한 설계를 위해서 음향 매질이 반드시 고려되야 하니?",
"pMUT의 공진 설계시 정확한 설계를 위해 반드시 고려해야 하는 것은?",
"보고싶은 영상이 고해상도라면 어떤 방법을 사용하면 되니?",
"보고싶어 하는 영상의 깊이가 깊으면 어떤 방법을 사용하지?"
] |
672adffd-e43f-451f-a143-235cdfc635f7
|
인공물ED
|
Flexible touch 기술
|
<h1>1. 서 론</h1><p>터치 센서는 오래 전부터 디스플레이가 장착된 일부 시스템에 입력 장치로 사용되어 오다가 지금으로부터 \(10\)여년 전, 애플사의 모바일 폰에 적용되면서 모바일 폰의 핵심 부품으로 자리 잡았다.</p><p>애플사가 모바일 폰에 사용한 터치 센서는 유리 기판에 형성된 제품으로 그 구조는 그림 \(1\)과 같다.</p><p>그림 \(1\)에 나타낸 것과 같이 유리 기판에 형성된 터치 센서는 Projected capacitive touch sensor ( P-cap touch sensor)로 \( \mathrm{Rx} \)와 \( \mathrm{Tx} \) 전극으로 구성되고, 전극을 형성하는 물질은 투명 전도성 물질인 ITO (indium tin oxide)를 사용하여 디스플레이 상부에 부착하는 형태이다.</p><p>P-cap touch sensor의 구동 원리는 그림 2와 같이 신호를 발신하는 전극 \( \mathrm{Tx} \)와 이 신호를 수신하고, 터치 검출 회로에 전달하는 \( \mathrm{Rx} \)로 구성되고, \( \mathrm{Tx} \) 전극과 \( \mathrm{Rx} \) 전극 사이에 형성되는 정전 용량을 상호 정전용량이라고 하며 터치가 되었을 때에는 두 전극 사이의 상호 정전 용량이 줄어들게 된다. 터치 검출 회로는 이 상호 정전 용량의 변화를 검출하여 터치 된 상태인지, 터치 되지 않은 상태인지를 인식하는 구조이다.</p><p>이와 같은 동작 특성을 가지는 P-Cap touch sensor는 멀티 터치가 가능하고, 위치 정밀도가 우수하고, 사용성이 편리하여 지금은 대부분의 전자 기기를 제어하는 터치 센서로 사용되고 있다. 특히 모바일폰에서 없어서는 안되는 핵심 부품이다.</p><p>최근에 글로벌 스마트폰 제조사인 애플사가 아이폰에 사용되는 디스플레이를 그림 \(3\)(a)와 같은 LCD (Liquid crystal display)에서 3(b) 구조를 가지는 플렉시블 OLED 디스플레이 패널로 변경함으로써 모바일용 디스플레이 시장에 새로운 바람을 불어넣었다.</p><p>모바일용 핸드폰에 LCD가 아닌 플렉시블 OLED 디스플레이를 채용함으로써 기존 모바일 폰에 비해 폰의 무게 및 두께를 줄일 수 있고, 디스플레이를 구성하는 기재가 필름 형태이므로 자유로운 디자인이 가능하였다.</p><p>따라서 애플사의 경우 모바일 폰의 디스플레이 형태가 일반적인 사각 형태가 아니라 디스플레이 상단 부분만 파인 형태인 Notch 타입의 제품을 출시하였고, 국내 글로벌 스마트 폰 업체는 양쪽 엣지 타입의 모바일 폰을 제품화 하였다.</p><p>이와 같이 모바일 폰의 디자인 변화는 디스플레이 패널 상부에 위치하는 터치 센서 기술에도 영향을 준다.</p><p>본 자료에서는 플렉시블 OLED 디스플레이 패널을 사용하는 제품에 적용된 터치 센서 기술을 살펴보고, 터치 센서의 미래 방향성에 대하여 기술하고자 한다.</p>
|
[
"오래 전부터 디스플레이가 장착된 일부 시스템에 입력 장치로 사용되어 오다가 지금으로부터 \\(10\\)여년 전, 애플사의 모바일 폰에 적용되면서 모바일 폰의 핵심 부품으로 자리 잡은 것은 무엇이지?",
"터치 센서는 오래 전부터 디스플레이가 장착된 일부 시스템에 입력 장치로 사용되어 오다가 지금으로부터 \\(10\\)여년 전 어떤 회사의 모바일 폰에 적용되면서 모바일 폰의 핵심 부품으로 자리 잡았지?",
"애플사가 모바일 폰에 사용한 터치 센서는 어디에 형성되어 있지?",
"대부분의 전자 기기를 제어하는 터치 센서로 사용되고있는 P-Cap touch sensor에는 어떤 장점이 있지?",
"그림 \\(1\\)에 나타낸 것과 같이 유리 기판에 형성된 터치 센서는 \\( \\mathrm{Rx} \\)와 \\( \\mathrm{Tx} \\) 전극으로 구성되고, 전극을 형성하는 물질은 투명 전도성 물질인 ITO (indium tin oxide)를 사용하여 디스플레이 상부에 부착하는 형태인데 이것은 무엇이지?",
"그림 2와 같이 신호를 발신하는 전극 \\( \\mathrm{Tx} \\)와 이 신호를 수신하고, 터치 검출 회로에 전달하는 \\( \\mathrm{Rx} \\)로 구성되고, \\( \\mathrm{Tx} \\) 전극과 \\( \\mathrm{Rx} \\) 전극 사이에 형성되는 정전 용량을 상호 정전용량이라고 하며 터치가 되었을 때에는 두 전극 사이의 상호 정전 용량이 줄어들게 되는데 이것은 P-cap touch sensor의 무슨 원리를 말하고 있지?",
"최근에 글로벌 스마트폰 제조사인 애플사가 아이폰에 사용되는 디스플레이를 그림 \\(3\\)(a)와 같은 LCD (Liquid crystal display)에서 3(b) 구조를 가지는 어떤 패널로 변경하였지?",
"모바일폰에서 없어서는 안되는 핵심 부품은 무엇이지?",
"모바일 폰의 디자인 변화는 디스플레이 패널 상부에 위치하는 어떤 기술에도 영향을 주지?",
"모바일용 핸드폰에 LCD가 아닌 플렉시블 OLED 디스플레이를 채용함으로써 기존 모바일 폰에 비해 어떤 장점을 가질 수 있지?",
"애플사의 경우 모바일 폰의 디스플레이 형태가 일반적인 사각 형태가 아니라 디스플레이 상단 부분만 파인 형태인 어떤 타입의 제품을 출시하였지?"
] |
ca90f615-33b5-4bdb-83b0-65f555c89a24
|
인공물ED
|
Flexible touch 기술
|
<h1>3. 결 론</h1><p>최근 모바일 폰에 플렉시블 OLED 패널이 사용되면서 다양한 형태의 모바일 폰이 출시되고 있다. 애플사의 경우 디스플레이 상단이 파인 형태인 Notch 타입의 스마트 폰을 출시하였고, 삼성전자의 경우에는 양면 엣지 타입의 스마트 폰을 출시하였다.</p><p>위와 같은 스마트 폰에 적용된 터치 센서는 필름 기판의 장점을 활용할 수 있는 형태의 터치 센서 기술을 적용하였다.</p><p>애플사의 경우 모바일 폰의 무게, 두께, 광 투과율, 유연성 등을 고려하여 터치 센서의 기재를 유리 기판과 유사한 물성을 가지는 COP 필름을 사용하여 양면 타입의 터치 센서를 제작 적용하였고, 삼성전자는 플렉시블 디스플레이 패널 제조사라는 장점을 최대한 활용하여 플렉시블 디스플레이 패널 상부에 직접 터치 센서를 제작하여 적용하였다.</p><p>애플사가 플렉시블 OLED 패널에 적용한 COP 필름은 광 투과율이 우수하고, 등방성 필름으로 곡면에서 디스플레이 영상 왜곡이 없는 장점을 가지지만 다른 유기물질 필름에 비해 유연성이 떨어진다.</p><p>삼성전자가 개발한 금속 메쉬를 이용한 터치 센서기술은 무기재 타입으로 유연성이 우수하고, 기재가 없으므로 무게, 두께 특성이 우수하다. 뿐 만 아니라 터치 센서를 형성하는 금속 메쉬선이 OLED 픽셀 가장자리에 형성됨으로 광 손실이 없는 장점을 가진다. 그러나 수분에 취약한 OLED 패널 상부에 터치 센서를 직접 형성하여야 하므로 제조 공정이 어렵다는 단점이 있다.</p><p>이와 같은 터치 센서 기술은 모바일 폰이 Foldable 또는 Rollable 형태로 변화될 경우 기술 변화가 필요할 것이다.</p><p>모바일 폰이 Foldable 또는 Rollable 형태로 변화되기 위해서는 디스플레이 윈도우 기판을 필름 기판으로 변경하여야 하므로 필름 기판을 사용하는 터치 센서의 경우 윈도우 필름 기판에 적합한 터치 센서 필름 개발과 그 필름에 터치 센서를 제작하는 공정 기술이 개발되어야 할 것이고, 무기재 타입의 터치 센서의 경우 Foldable, Rollable 등의 모바일 제품에 적용하여도 기술적인 문제는 없을 것으로 생각된다. 그러나 제조 공정이 어려워 가격 경쟁력을 확보하기 위한 기술 개발이 필요할 것이다.</p>
|
[
"최근 다양한 형태의 모바일 폰이 출시된 것은 어떤 패널이 사용되면서 이지?",
"애플사의 경우 디스플레이 상단이 파인 형태인 Notch 타입의 스마트 폰을 출시하였고, 삼성전자의 경우에는 어떤 타입의 스마트 폰을 출시하였지?",
"삼성전자의 경우 양면 엣지 타입의 스마트 폰을 출시하였고 애플사의 경우 디스플레이 상단이 파인 형태인 어떤 타입의 스마트폰을 출시하였지?",
"위와 같은 스마트 폰에 적용된 터치 센서는 어떤 것의 장점을 활용할 수 있는 형태의 터치 센서 기술을 적용하였지?",
"애플사의 경우 모바일 폰의 어떤 점을 고려하여 터치 센서의 기재를 유리 기판과 유사한 물성을 가지는 COP 필름을 사용하여 양면 타입의 터치 센서를 제작 적용하였지?",
"삼성전자는 플렉시블 디스플레이 패널 제조사라는 장점을 최대한 활용하여 플렉시블 디스플레이 패널 상부에 무엇을 제작하여 적용하였지?",
"애플사가 플렉시블 OLED 패널에 적용한 COP 필름은 광 투과율이 우수하고, 등방성 필름으로 곡면에서 디스플레이 영상 왜곡이 없는 장점을 가지지만 다른 유기물질 필름에 비해 어떤 점이 떨어지지?",
"애플사가 플렉시블 OLED 패널에 적용한 COP 필름은 어떤 장점을 가지지?",
"삼성전자가 개발한 터치 센서기술은 무기재 타입으로 유연성이 우수하고, 기재가 없으므로 무게, 두께 특성이 우수한데 무엇을 이용하였지?",
"뿐 만 아니라 터치 센서를 형성하는 금속 메쉬선이 OLED 픽셀 가장자리에 형성됨으로 어떤 장점을 가지지?",
"삼성전자가 개발한 금속 메쉬를 이용한 터치 센서기술은 무기재 타입으로 유연성이 우수하고, 기재가 없으므로 무게, 두께 특성이 우수하다.뿐 만 아니라 터치 센서를 형성하는 금속 메쉬선이 OLED 픽셀 가장자리에 형성됨으로 광 손실이 없는 장점을 가지지만 수분에 취약한 OLED 패널 상부에 터치 센서를 직접 형성하여야 하므로 어떤 단점이 있지?",
"이와 같은 터치 센서 기술은 모바일 폰이 어떤 형태로 변화될 경우 기술 변화가 필요하지?",
"모바일 폰이 Foldable 또는 Rollable 형태로 변화되기 위해서는 디스플레이 윈도우 기판을 필름 기판으로 변경하여야 하므로 필름 기판을 사용하는 터치 센서의 경우 윈도우 필름 기판에 적합한 터치 센서 필름 개발과 그 필름에 터치 센서를 제작하는 공정 기술이 개발되어야 하는데 어떤 타입의 터치 센서의 경우는 Foldable, Rollable 등의 모바일 제품에 적용하여도 기술적인 문제가 없지?"
] |
0db54e56-0900-402c-a098-1b401e4e79ff
|
인공물ED
|
Flexible touch 기술
|
<h1>2. 본 론</h1><p>일반적으로 플렉시블 OLED 디스플레이를 사용하는 모바일 폰에 적합한 터치 센서는 무게가 가볍고, 두께가 얇고, 디스플레이의 휘도 손실이 적어야 하고, 우수한 유연성과 동작 안정성을 가져야 한다. 그러므로 모바일 폰에 일반적으로 사용되는 P-cap touch sensor는 무게, 두께를 최소화하기 위한 기술, 우수한 광 투과율을 확보할 수 있는 기술, 유연성이 우수하면서 동작 안정성을 가질 수 있는 기술로 요약할 수 있다.</p><p>P-Cap 터치 센서의 무게, 두께를 줄이기 위해서는 터치 센서 구성품인 기판의 두께와 무게를 줄이는 것이 가장 효과적이다. 따라서 애플사는 디스플레이로 LCD를 사용하는 폰에 유리 기판을 사용하는 타입의 터치 센서에서 유리 기판을 제거하고 LCD 패널 내부에 터치 센서를 형성하는 In-Cell 터치 센서 기술을 적용하였다. 그러나 최근 플렉시블 OLED 디스플레이 모듈을 사용하는 제품에는 필름 기판을 사용하는 타입을 개발하여 적용하였다.</p><p>국내 글로벌 스마트폰 제조 업체는 단일 필름을 사용하는 터치 센서와 필름 기재를 사용하지 않는 타입의 터치 센서 기술을 개발하여 모바일 제품에 적용하고 있다. 뿐만 아니라 터치 센서의 광 손실을 최소화하기 위하여 터치 센서의 전극 물질 및 성능 개선 기술을 개발하였고, 터치 센서가 적용된 디스플레이 모듈의 구조를 개선하여 디스플레이에서 발생된 광량의 손실을 최소화하는 최적의 터치 센서 기술을 확보하였다.</p><p>본 절에서는 위에서 언급한 기술들을 바탕으로 제작되고 있는 필름 타입의 터치 센서 (단면 타입과 양면 타입)기술과 무 기재 타입의 터치 센서 기술에 대하여 세부적으로 살펴보고 개선 방향에 대해 설명하고자 한다.</p><h2>2.1. Flexible OLED용 양면 타입 터치 센서</h2><p>앞에서 언급한 것과 같이 글로벌 스마트폰 업체인 애플사는 플렉시블 OLED를 적용한 모바일 폰을 \(2018\)년도에 출시하였고, 출시된 제품에 적용된 터치 센서는 플렉시블 기판을 사용한 양면 타입 터치 센서로 아래 그림 4와 같은 구조를 가진다.</p><p>애플사의 필름 기재 타입 터치 센서는 그림 \(4\)에 나타낸 것과 같이 COP (Cyclo-Olefin Polymer) film 양면에 투명 전극 ITO를 코팅하고, 금속배선 물질을 코팅한 다음 양면 노광을 통하여 금속배선, 터치 센서 전극 \( \mathrm{Rx}, \mathrm{Tx} \)를 형성하는 단계로 제작된 터치 센서이다 (그림 \(5\)).</p><p>본 기술은 애플사의 초기 터치 센서인 유리 기판을 사용한 양면타입 터치 센서를 무게, 두께 등을 고려하여 필름 소재로 변경하고 Roll to Roll 공정으로 제작한 기술이다.</p><p>유리기판 대신 사용된 터치 센서 필름 기판은 유리와 유사한 광 투과율을 가지는 COP 필름으로 아래 표1과 같은 특성을 가진다.</p><p>애플사의 터치 센서 필름으로 사용되는 COP 필름은 광 투과율이 \( 92 \% \) 로 PET또는 PC필름 대비하여 우수하고 유리기판과 동등한 수준의 특성을 가진다. COP 필름의 Haze는 \( 0.1 \%\) 정도로 표면 상태가 우수하고, 굴절률은 1.53 정도로 유리 기판 1.52 와 유사한 수준을 가진다.</p><p>COP 필름은 유리와 유사한 광학적 특성을 가지므로 그림 6과 같이 유리 기판을 사용하는 디스플레이 윈도우 모듈에서는 우수한 광학적 특성을 구현할 수 있다.</p><p>그러나 디스플레이 윈도우 모듈에서 윈도우 기판이 유리기판에서 플렉시블 소재로 변경되고, 모바일 폰이 Foldable 또는 Rollable 형태로 변화된다면 현재 터치 센서 기재로 사용되는 COP 필름은 플렉시블 윈도우 소재와 유사한 광 특성을 가지는 기재로 변경되어야 하고, Foldable 또는 Rollable 디스플레이 모듈이 얼마 정도의 유연성을 요구 하느냐에 따라 센서 소재의 두께 및 물성이 변경될 것이다.</p>
|
[
"국내 글로벌 스마트폰 제조 업체에서 개발한 필름 기재를 사용하지 않는 타입의 터치 센서 기술을 무엇이라 일컫는가?",
"애플사의 초기 터치 센서인 유리 기판을 사용한 양면타입 터치 센서를 어떤 소재로 변경하였는가?",
"필름 기판을 사용하는 타입은 플렉시블 OLED 디스플레이 모듈을 사용한 제품인가?",
"모바일 폰에 일반적으로 사용되는 P-cap touch sensor의 세 가지 기술은 무엇인가?",
"플렉시블 OLED 디스플레이를 사용하는 모바일 폰에 적합한 터치 센서는 어떤 특성을 가져야 하는가?",
"P-Cap 터치 센서의 무게, 두께를 줄이기 위해서는 어떻게 해야 가장 효과적인가?",
"무게가 가볍고, 두께가 얇고, 디스플레이의 휘도 손실이 적어야 하고, 우수한 유연성과 동작 안정성을 가지는 터치센서를 사용하는 디스플레이는 무엇인가?",
"디스플레이로 LCD를 사용하는 폰에 패널 내부에 터치 센서를 형성하는 In-Cell 터치 센서 기술을 적용한 기업은 어디인가?",
"애플사는 디스플레이로 LCD를 사용하는 폰에 유리 기판을 제거하고 LCD 패널 내부에 터치 센서를 형성하는 어떤 기술을 적용하였는가?",
"국내 글로벌 스마트폰 제조 업체는 어떤 터치 센서 기술을 개발하였는가?",
"최근 플렉시블 OLED 디스플레이 모듈을 사용하는 제품의 기판은 무엇인가?",
"터치 센서의 전극 물질 및 성능 개선 기술은 터치 센서의 광 손실을 최소화하지 않는가?",
"최적의 터치 센서 기술은 디스플레이에서 발생된 무엇의 손실을 최소화하는가?",
"국내 글로벌 스마트폰 제조 업체에서 개발한 단일 필름의 터치 센서 기술의 두가지 타입은 무엇인가?",
"COP 필름은 PET또는 PC필름 대비하여 우수하고 어떤 기판과 동등한 수준의 특성을 가지는가?",
"유리 기판과 COP 필름의 굴절률은 비슷한가?",
"유리 기판과 COP 필름의 굴절률이 비슷해",
"COP 필름이 유리와 유사한 광 투과율을 가지기 때문에 유리기판 대신 사용하였는가?",
"애플사에서 2018년도에 출시한 제품에 적용된 터치 센서는 플렉시블 기판을 사용한 어떤 타입의 터치 센서인가?",
"글로벌 스마트폰 업체인 애플사는 플렉시블 OLED를 적용한 모바일 폰을 언제 출시했는가?",
"애플사의 필름 기재 타입 터치 센서는 어떤 전극들을 형성하는 터치센서인가?",
"애플사의 초기 터치 센서인 유리 기판을 사용한 필름 소재로 변경한 것은 어떤 요소를 고려한 것인가?",
"애플사의 터치 센서 필름으로 사용되는 COP 필름은 광 투과율이 얼마인가?",
"디스플레이 윈도우 모듈에서 윈도우 기판이 유리기판에서 플렉시블 소재로 변경된다면 COP 필름의 어떤 요소를 변화시켜야 하는가?"
] |
330b810f-c40f-46ca-aaa7-9560ebe587ed
|
인공물ED
|
Flexible touch 기술
|
<h2>2.2. Flexible OLED용 단면 타입 터치 센서</h2><p>현재 국내 글로벌 스마트 폰 제조사인 삼성전자는 플렉시블 OLED 디스플레이 모듈에 필름 기재를 사용하는 단면 타입 터치 센서와 플렉시블 OLED 소자에 직접 터치 센서를 형성하는 무기재 타입의 터치 센서를 적용하고 있다.</p><p>단면 타입 터치 센서는 필름 기재에 아래 그림 \(7\)과 같은 구조를 가진다. PET 필름 상부에 투명 전극인 ITO 를 사용하여 \( \mathrm{Rx} \), 및 \( \mathrm{Tx} \) 센싱 전극을 형성하고, 절연층을 형성한 다음 Bridge 및 금속 배선이 형성된 구조이다.</p><p>단면 타입 터치 센서는 Roll to Roll 공정으로 제작되고 제작 공정은 그림 \(8\)과 같다.</p><p>단면 타입 터치 센서 제작 공정을 세부적으로 살펴보면 \( 50 \mu \mathrm{m} \) 두께를 가지는 PET 필름 기재 위에 투명 전극 ITO를 코팅하고 패터닝하여 \( \mathrm{Tx}\), \(\mathrm{Rx} \) 전극을 형성하고, 전극이 형성된 상부를 절연층으로 코팅하고 패터닝 한 다음, 센싱 전극을 연결하는 Bridge 전극과 금속 배선을 형성하는 공정으로 진행된다.</p><p>제작된 터치 센서는 그림 6에 나타낸 디스플레이 윈도우 모듈에서 터치 센서 부분이 단면 타입으로 대체된 구조로 사용된다.</p><p>이와 같은 단면 구조를 가지는 플렉시블 터치 센서는 한 장의 필름으로 터치 센서를 구성하므로 애플사의 COP 필름을 사용하는 터치 센서와 두께 및 무게는 유사하나, 필름 기재의 광학적 특성이 COP 필름 대비 떨어지므로 필름에 의한 휘도 손실이 높고, 제조 공정에서 터치 센서의 절연층을 형성하여야 하므로 공정비용이 높은 단점을 가진다.</p><p>이 제품 또한 앞에서 언급한 것과 같이 디스플레이 윈도우가 유리 기판에서 필름 기판으로 변경되면 기재 및 센서 구조 등이 변경되어야 경쟁력이 있을 것이다.</p><h2>2.3. 무기재 타입의 터치 센서</h2><p>무기재 타입의 터치 센서는 삼성전자 모바일 제품인 Galaxy note 7에 적용되면서 상품화된 기술로 플렉시블 OLED 기판에 직접 터치 센서를 형성하는 기술로 아래 그림 \(9\)와 같은 디스플레이 윈도우 모듈을 가진다.</p><p>무기재 타입의 터치 센서가 적용된 디스플레이 윈도우 모듈은 수분 침투를 방지하는 OLED Passivation layer 상부에 금속 박막으로 터치 센서가 제작되고, 편광필름, OCA(optical clearly adhesive), 강화 유리로 윈도우가 구성된다.</p><p>무기재 타입의 금속 메쉬 형태의 터치 센서는 아래 그림 \(10\)에 나타낸 것과 같이 SiN로 구성된 Passivation layer와 OLED 디스플레이를 구동할 수 있는 구동부 전극이 노출된 상태의 기판에 금속 메쉬, 절연층, Bridge 전극을 형성하여야 한다.</p><p>이와 같이 OLED 디스플레이 패널 하단부에 electrode가 노출되고, 수분 침투를 방지하기 위한 Passivation layer 상부에 금속 박막을 형성하여 패터닝 하는 것과 Passivation layer 물질 SiN 과 유사한 무기 절연막을 형성하고 패터닝 하는 것은 고도의 기술이 필요하다.</p><p>일반적으로 금속 박막을 코팅하고 패터닝 하는 기술로는 Sputtering 공정으로 증착하고, wet 에칭 공정으로 패턴을 형성하는 것이 가장 일반적이다. 그러나 플렉시블 OLED의 경우 수분에 취약하기 때문에 Wet etching 공정을 적용하기가 어렵다.</p><p>뿐만 아니라 터치 센서 \( \mathrm{Rx}, \mathrm{Tx} \)의 Bridge 전극을 형성하기 위하여 금속 메쉬가 형성되고, SiN 박막이 노출된 상태의 기판에 SiN 절연층을 형성하고, 패터닝 하여야 하는데 wet 에칭 공정으로는 Si 계열의 절연층 만을 정확하게 에칭 하는 것이 어렵다.</p><p>아래 그림 \(11\)은 S사의 모바일 폰에 적용된 금속 메쉬 형태의 전극을 사용한 무기재 타입의 터치 센서 구조를 나타낸 것이다.</p><p>그림에 나타낸 것과 같이 금속 메쉬 형태로 구성된 무기재 타입의 터치 센서는 OLED pixel을 금속 메쉬선이 감싸는 구조로, 금속 메쉬의 선폭은 \( 2 \sim 3 \mathrm{um} \) 정도로 아주 세밀하게 형성되어 터치 센서에 의한 광 손실은 없는 구조로 제작되었다.</p><p>이와 같이 무기재 타입의 터치 센서는 OLED 디스플레이 패널 상부에 금속 메쉬 형태로 직접 제작되므로 유연성이 우수하고, 센싱 전극의 저항이 낮아 응답속도가 빠른 장점을 가진다. 그러나 앞에서 언급한 것과 같이 수분 및 충격에 취약한 플렉시블 디스플레이 상부에 직접 터치 센서를 형성하여야 하므로 공정 비용이 높은 단점을 가진다.</p>
|
[
"플렉시블 OLED 디스플레이 모듈은 어떤 터치 센서를 적용하고 있는가?",
"플렉시블 OLED 기판에 직접 터치 센서를 형성하는 무기재 타입의 터치 센서와 달리 단면 타입 터치 센서는 어떻게 구조를 형성하고 있는가?",
"디스플레이 윈도우 모듈은 무기재 타입의 터치 센서를 적용하고 있는데 다음 해당되지 않는 내용은 무엇인가?",
"Galaxy note 7에 적용된 무기재 타입의 터치 센서는 어떻게 디스플레이 윈도우 모듈을 형성하고 있는가?"
] |
d3b9ddd7-7517-4e89-8d6b-bfe7a2d5cbe6
|
인공물ED
|
Flexible touch 기술
|
<h2>2.4. 미래형 터치 센서</h2><p>현재까지 언급된 터치 센서는 모바일 제품의 윈도우가 유리기판으로 제작되고, 디스플레이가 플렉시블 OLED로 제작된 제품에 대한 터치 센서 기술이다. 위의 기술들에 대한 장단점을 살펴보면 아래 표 \(2\)와 같다.</p><p>양면 타입 터치 센서와 단면 타입의 터치 센서는 Roll to roll 공정으로 터치 센서를 제작하므로 일정 두께 이상의 필름이 사용되어야 하므로 기재를 사용하지 않는 무기재 타입의 터치 센서 대비 두께, 무게 특성이 떨어진다.</p><p>광 투과율은 무기재 타입의 경우 OLED 디스플레이 픽셀 가장자리에 금속 메쉬 선을 형성하는 구조이므로 터치 센서의 전극에 의한 광손실은 없고, 단지 Bridge 전극을 연결하기 위하여 형성하는 절연층에 의한 광 손실이 약간 존재한다. 그러나 필름을 사용하는 단면 타입과 양면 타입은 터치 센서를 형성하는 투명 전도성 물질에 의한 광 손실이 발생하고, 터치 센서가 형성되는 기재에 의한 광 손실이 발생하므로 무기재 타입에 비해 떨어진다. 뿐만 아니라 PET 필름을 사용하는 단면 타입은 절연층이 형성되고 양면 타입의 COP 필름 대비 필름이 광 투과 특성이 떨어지므로 광손실이 더 크다.</p><p>유연성의 경우 무기재 타입의 터치 센서는 기재가 없고, 금속 메쉬를 사용하여 터치 센서를 형성하므로 아주 우수한 특성을 가진다. 그러나 기재 타입의 터치 센서에서는 동일한 두께의 필름을 사용하여 터치 센서를 제작한다고 할지라도 물질의 특성상 PET 필름이 COP 필름보다는 우수하다.</p><p>가격적인 측면에서는 무기재 타입의 경우 수분에 취약한 OLED 디스플레이 패널 상부에 금속 메쉬를 형성하여야 하므로 공정이 어렵고, 별도의 절연층을 형성하여 하므로 공정비가 아주 높다. 단면 타입 센서에 사용되는 PET 필름의 기재 가격은 COP 필름 대비 충분한 경쟁력을 가지고 있지만 터치 센서 제작 시 절연층을 형성하고, photo 공정을 통하여 패턴을 형성하여야 하므로 가격 경쟁력이 떨어진다.</p><p>따라서 모바일 폰의 형태, 특성, 가격 등을 고려한 적합한 형태의 터치 센서를 적용하여 제품화하고 있다.</p><p>앞에서 언급한 것과 같이 플렉시블 OLED 디스플레이를 모바일 폰의 디스플레이로 사용할 경우 모바일폰의 디자인 자유도가 매우 높다. 그러므로 현재 출시된 엣지 타입, 노치 타입 모바일 폰을 넘어 중국에서는 Foldable 형태의 제품을 출시하였고, 국내 글로벌 스마트 폰 기업에서도 Foldable 폰을 출시할 계획이다. 이와 같이 모바일 폰은 향후 Rollable 형태까지 변화될 것으로 예측되고 있다. 그러므로 Foldable, Rollable 제품에 대응할 수 있는 터치 센서 기술이 필요하다.</p><p>위에 언급한 장단점들은 유리 윈도우를 사용하는 제품 관점에서 분석한 것이므로 모바일 폰의 형태가 Foldable 또는 Rollable이 되기 위해서는 디스플레이 윈도우가 유리에서 필름형태로 변화되어야 한다. 디스플레이 윈도우가 필름 형태로 변화되면 윈도우 필름이 가지고 있는 물리적 특성과 기계적 특성을 고려한 터치 센서가 개발되어야 할 것이다.</p>
|
[
"절연층이 형성되어 양면타입의 COP 필름 보다 광손실이 더욱 안좋은 타입은 무었인가?",
"Roll to roll공정으로 제작한 터치 센서는 어떠한 이유에 의해서 무기재 타입의 터치센서에 비하여 두계,무게 특성이 떨어지는가?",
"무기재 타입의 경우 광손실은 무었에의하여 존재하는가?"
] |
f9544167-4989-49fd-a458-36c678a0aaa2
|
인공물ED
|
네트워크-온-칩 설계의 전력 소모 분석을 위한 Virtex-II FPGA의 싸이클별 전력 소모 측정 도구 개발
|
<h2>3. 전력/에너지 소모 분석</h2> <p>본 논문에서 제시된 도구는 측정 기반의 전럭 소모 분석 도구로서 전체 시스템에서 소모되는 전력을 직접 측정할 뿐 아니라 분석적 방법(analytical approach)에서 사용되는 정확한 에너지 모델을 확보하기 위하여 사용될 수도 있다. 다음에서는 본 논문에서 제시된 도구를 분석적인 방법을 이용하여 전체 시스템 전력 소모를 분석하는 방법과 측정을 통한 전체 시스템 전력 소모를 분석하는 예를 보여준다.</p> <h3>가) 분석적 방법에 의한 시스템의 전력 소모 분석</h3> <p>시스템 전체의 에너지 소모는 수식 (\(2\))와 같이 각 구성요소에서 소모되는 에너지의 합으로 계산될 수 있다.</p> <p>\( E_{S Y S T E M}=\sum_{i=1}^{N_{C}} E\left(c_{i}\right) \)<caption>(\(2\))</caption></p> <p>위의 식에서 \( N_{C} \) 는 시스템을 구성하는 구성요소(component)의 개수이며 \( E\left(c_{i}\right) \) 는 구성요소 \( c_{i} \) 에서 소모되는 에너지를 나타내는 함수로서 구성요소의 정확한 에너지 소모를 반영하기 위해 다음의 식과 같이 계산될 수 있다.</p> <p>\( E\left(c_{i}\right)=\sum_{j=1}^{N_{L P}}\left(\pi_{j} \cdot p_{j}\right) \cdot t \)<caption>(\(3\))</caption></p> <p>위의 식에서 \( N_{L P} \) 는 구성요소 \( c_{i} \) 의 동작 상태에 따른 전력 소모 상태의 종류수를 나타내며 \( \pi_{j} \) 는 구성요소 \( c_{i} \)가 전체실행시간 \( t \) 에서 전력 소모 상태 \( j \) 에서 머무를 확률을, 그리고 \( p_{j} \) 는 전력 소모 상태 \( j \) 에서 소모되는 평균 전럭을 나타낸다. 이러한 전력 소모 분석 방법은 각 구성요소의 전력 소모 상태를 얼마나 자세히 분석하는 가에 따라서 모델의 정확성이 결정된다. 일반적인 IP들에 대해서는 이러한 전력 소모 모델을 제공하지 않기 때문에 본 논문에서 제시한 도구를 이용하여 각 구성요소에서 소모되는 전력을 다음과 같이 분석하였다.</p> <p>표 \(3\)은 JPEG의 PE 모듈에서 소모되는 전력을 표현한다. 본 논문에서는 NoC 구조에 대한 전력 소모 분석에 중심을 두었기 때문에 PE 에서 소모되는 전력 소모는 유휴 상태(idle state) 및 실행상태(active state)의 두 가지로 간소화하여 구분하였다.</p> <table border><caption>표 \(3\). 계산관련 요소의 전력 소모(mW)</caption> <tbody><tr><td>PE</td><td>전력 모드</td><td>전력 소모</td></tr><tr><td rowspan=2>입출력 모듈</td><td>유휴</td><td>\(60.1\)</td></tr><tr><td>실행</td><td>\(109.2\)</td></tr><tr><td rowspan=2>\(2\)차원 DCT 모듈</td><td>유휴</td><td>\(121.7\)</td></tr><tr><td>실행</td><td>\(465.9\)</td></tr><tr><td rowspan=2>지그재그 및 양자화 모듈</td><td>유휴</td><td>\(85.2\)</td></tr><tr><td>실행</td><td>\(235.6\)</td></tr><tr><td rowspan=2>RJE & 허프만</td><td>유휴</td><td>\(210.3\)</td></tr><tr><td>실행</td><td>\(626.5\)</td></tr></tbody></table> <p>표 \(4\)는 네트워크 인터페이스, 라우터, 통신 채널로 구성되는 통신관련 구성요소에서 소모되는 전력 소모를 나타내며 구성요소의 동작 상태에 따라서 계산관련 요소보다 다양한 상태로 분류하여 측정하였다.</p> <table border><caption>표 \(4\). 통신 관련 요소의 전력 소모(mW)</caption> <tbody><tr><td>자원</td><td>전력 모드</td><td>전력 소모</td></tr><tr><td rowspan=4>네트워크 인터페이스 (NI)</td><td>유휴</td><td>\(4.7\)</td></tr><tr><td>송신</td><td>\(38.5\)</td></tr><tr><td>수신</td><td>\(37.8\)</td></tr><tr><td>송수신</td><td>\(62.1\)</td></tr><tr><td rowspan=5>라우터</td><td>유휴</td><td>\(88.7\)</td></tr><tr><td>\(1\) 포트</td><td>\(151.5\)</td></tr><tr><td>\(2\) 포트</td><td>\(161.5\)</td></tr><tr><td>\(3\) 포트</td><td>\(215.8\)</td></tr><tr><td>\(4\) 포트</td><td>\(268.3\)</td></tr><tr><td>통신 채널</td><td>채널당</td><td>\(12.5 - 16.2\)</td></tr></tbody></table> <h3>나) 측정에 의한 시스템 에너지 분석 및 기존 측정 방법과의 비교</h3> <p>개별 구성요소에 대한 전력 소모 분석을 통한 분석적인 방법의 경우 다양한 NoC구조, 매핑(mapping), 응용 등에 대한 전력 소모를 분석할 수 있는 융통성(flexibility)에 있어서 많은 장점이 있지만 전체 시스템에 대한 전력 소모 분석 시 사용된 전력 소모 모델의 오류 및 시뮬레이션 과정 등에서의 오류의 누적으로 인해 시스템의 전력 소모가 부정확해 질 수 있다. 이를 보완하기 위해 전체 시스템에 대한 전력 소모를 직접 측정할 수 있다. 본 논문에서 개발된 측정 도구는 용량이 큰 FPGA를 탑재하였기 때문에 응용 전체를 하나의 시스템으로 설계하여 FPGA 프로토타입으로 개발 후 이에 대한 전력 소모 분석도 가능하게 하였다. 표 \(5\)는 개발된 JPEG 압축기 전체에 대한 전력 소모를 분석한 결과를 나타낸다.</p> <p>정확성 및 효용성을 검증하기 위해 Xilinx ISE에서 제공하는 전력 분석 도구인 XPower와 상용의 멀티미터를 이용한 결과와도 비교 하였다. XPower의 경우 ModelSim 도구를 이용해 대용량의 시뮬레이션 데이터를 생성 후 XPower를 실행하여 결과를 획득하였기 때문에 결과를 얻기까지 많은 시간이 소요 (수 시간)되었다. 또한 멀티미터의 경우 일반적으로 동적, 정적 전력 소모를 구분하여 측정할 수 없지만 이를 구분하기 위해 다양한 주파수대에서 전체 전력 소모를 측정 후 회귀 분석의 추가적인 분석 방법을 수행하였다. 이 역시 수동의 반복적인 많은 실험 및 추가 분석 작업을 필요로 하기 때문에 많은 시간이 소요되는 단점이 있었다. 반면 본 논문에서 제공한 도구는 전체 결과를 얻는데 수 분 이내 (측정 및 분석 포함)이며 측정 및 분석 과정이 자동화되었기 때문에 사용이 용이하다. 또한 위의 표에서 알 수 있듯이 개발된 측정 도구는 평균 전력 소모 측면에 있어서 상용도구인 멀티미터와 \( 7 \% \) 의 오차범위 내로 정확할 뿐 아니라 싸이클별 전력 소모에 대한 정보를 제공하기 때문에 시스템 설계에 있어서 중요한 최대 전력 소모 같은 정보뿐 아니라 시스템 차원의 저전력 연구에도 활용할 수 있도록 다양한 정보를 제공할 수 있다.</p> <h1>V. 결 론</h1> <p>SoC 설계에 있어서 증가되는 온칩 통신의 복잡성을 해결할 수 있는 통신 구조로서 NoC 기술이 개발 되었다. 일반적으로 NoC 응용은 큰 설계 공간으로 많은 전력을 소모하고 있지만 복잡한 동작으로 인해 전력 소모에 대한 분석 및 예측이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 NoC 기술 및 이에 대한 응용의 전력 소모 분석을 가능하게 하는 방법을 제안하였다. 이를 위해 먼저 FPGA 프로토타입을 개발하고 이에 대한 전력 소모를 분석 할 수 있도록 싸이클별 전력 소모 측정 기술을 이용한 FPGA 전력 소모 분석 도구를 개발하였다. 또한 사례연구로서 NoC 를 이용한 JPEG 압축기를 설계하고 개발된 도구를 이용하여 상세한 전력 소모를 분석함으로서 그 효용성을 입증하였다. 개발된 측정 도구는 기존 도구에 비해 수십에서 수백 배 빠르게 동작할 뿐 아니라 상용의 측정 도구인 멀티미터와 비교하여 \( 7 \% \) 이내의 오차로 정확한 측정값을 제공한다. 또한 싸이클별 전력 소모 측정 기능을 기본으로 제공하기 때문에 최대 전력 소모 정보 같은 시스템 설계 및 저 전력 연구에 중요한 정보를 제공할 수 있다.</p>
|
[
"네트워크 인터페이스 (NI)의 송수신 전력소모 값은 뭐야?",
"215.8의 전력소모값을 갖는 자원은 뭐야?",
"\\(3\\) 포트, 수신, 유휴, 송수신중에서 네트워크 인터페이스 (NI)의 전력모드에 포함되지 않는 것은 뭐야?",
"88.7, 151.5, 215.8, 268.3, 161.5중에서 라우터의 전력모드가 유휴일때의 값에 올바른 것은 뭐야?",
"입출력 모듈의 전력 모드가 유휴일 때 전력소모 값은 뭐야?",
"전력 모드중 유휴가 전력소모가 85.2일 때 PE는 뭐야?",
"입출력 모듈과 2차원 DCT 모듈중에서 실행의 전력 소모값이 더 작은 것은 무엇이야?",
"\\(85.2\\), \\(88.2\\),\\(85.26\\), \\(15.2\\)중에서 지그재그 및 양자화 모듈의 전력모드가 유휴인것에 속하는 것으로 올바른 것은 뭐야?",
"전력모드가 실행인 것중 전력소모가 가장 큰값은 뭐야?",
"시스템의 전력 소모가 부정확해지는 것을 어떻게 보완할 수 있어?",
"멀티미터의 동적, 정적 전력 소모를 어떻게 구분할 수 있어?",
"전력소모중 가장 큰 값은 뭐야?"
] |
1a1bf4f2-7764-46db-97c8-18b7791c5e84
|
인공물ED
|
디지털 코드 오차 보정 기법을 사용한 \(15\)비트 \(50\mathrm{MS/s}\) CMOS 파이프라인 A/D 변환기
|
<h1>요 약</h1><p>본 논문에서는 디지털 코드 오차 보정 기법을 사용한 15비트 \( 50 \mathrm{MS/s} \) CMOS 파이프라인 ADC를 제안한다. ADC는 15비트 수준의 고해상도에서 면적과 전력 소모를 최소화하기 위해서 4단 파이프라인 구조를 사용하여 전체 ADC의 아날로그 회로를 변경하지 않고 첫 번째 단에 약간의 디지털 회로만을 추가하는 디지털 코드 오차 보정 기법을 적용한다. 첫 번째 단에서 소자 부정합으로 인해 발생하는 코드 오차는 나머지 세 단에 의해 측정된 후 메모리에 저장되고 정상 동작 시 메모리에 저장된 코드 오차를 디지털 영역에서 제거하여 보정한다. 모든 MDAC 커패시터 열에는 주변 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 적용하여 소자 부정합에 의한 영향을 최소화하면서 동시에 첫 번째 단의 소자 부정합을 보다 정밀하게 측정하도록 하였다. 시제품 ADC는 \( 0.18 \mathrm{um} \) CMOS 공정으로 제작되었으며, 측정된 DNL 및 INL은 15비트 해상도에서 각각 0.78LSB 및 3.28LSB의 수준을 보이며, \( 50 \mathrm{MS/s} \)의 샘플링 속도에서 최대 SNDR 및 SFDR은 각각 \( 67.2 \mathrm{dB} \) 및 \( 79.5 \mathrm{dB} \)를 보여준다. 시제품 ADC의 칩 면적은 \( 4.2 \mathrm{mm^{2}} \)이며 전력 소모는 \( 2.5 \mathrm{V} \) 전원 전압에서 \( 225 \mathrm{mW} \)이다.</p>
|
[
"아날로그디지털 변환기는 면적과 전력 소모를 몇 비트 수준에서 최소화하려고 하지?",
"첫 번째 단에서 발생하는 코드오차는 어떤 과정을 통해 보정되지?",
"아날로그디지털 변환기가 고해상도에서 면적과 전력 소모를 최소화하기 위한 절차는 어떻게 돼?",
"첫 번째 단의 소자 부정합을 정밀하게 측정하기 위해 어떤 과정을 거쳤지?",
"아날로그디지털 변환기의 시제품의 경우 15비트 해상도에서의 DNL, INL의 값은 각각 몇 LSB의 수준을 보이지?",
"시제품 ADC에서 최대 SNDR 및 SFDR은 몇 \\(\\mathrm{MS/s} \\)의 샘플링 속도에서 \\( 67.2 \\mathrm{dB} \\) 및 \\( 79.5 \\mathrm{dB} \\)라는 값을 보여주지?",
"시제품 ADC의 칩 면적은 몇 \\(\\mathrm{mm^{2}} \\)이지?",
"시제품 ADC는 전원 전압 \\( 2.5 \\mathrm{V} \\)에서 몇 \\( \\mathrm{mW} \\)의 전력을 소모하지?"
] |
ee50994d-d8b6-40b7-b0c1-913e20d42422
|
인공물ED
|
디지털 코드 오차 보정 기법을 사용한 \(15\)비트 \(50\mathrm{MS/s}\) CMOS 파이프라인 A/D 변환기
|
<h1>Ⅴ. 시제품 ADC 제작 및 성능 측정</h1><p>제안하는 15비트 \( 50 \mathrm{MS/s} \) ADC는 \( 0.18 \mathrm{um} \) n-well 1P6M CMOS 공정으로 제작되었다. 제안하는 시제품 ADC의 칩 사진은 그림 9 와 같고 실선으로 표시된 부분은 온-칩 PMOS decoupling 커패시터를 나타낸다.</p><p>시제품 ADC의 입력 및 출력 패드를 제외한 칩 면적은 \( 4.2 \mathrm{mm^{2}} \)이며 보정을 위해 추가된 디지털 회로 부분은 전체 칩 면적의 약 \( 15 \% \)를 차지한다. 시제품 ADC는 \( 50 \mathrm{MS/s} \)의 샘플링 속도를 가지고 동작할 때 \( 225 \mathrm{mW} \)의 전력을 소모하며, 보정 기법을 사용하지 않았을 때 측정된 DNL 및 INL은 그림 10(a)에서 보는 바와 같이 각각 최대 0.89LSB, 3.78LSB 수준이며, 보정 기법을 사용하였을 때 측정된 DNL 및 INL은 그림 10(b)에서와 같이 각각 최대 0.78LSB, 3.28LSB 수준이다.</p><p>그림 11은 \( 5 \mathrm{MHz} \) 입력 주파수와 \( 50 \mathrm{MS/s} \) 샘플링 속도에서 보정된 시제품 ADC의 전형적인 신호 스펙트럼을 나타낸다. 디지털 출력은 \( 50 \mathrm{MS/s} \)로 동작하는 ADC 내부의 온-칩 분주기를 사용하여 \( 50 \mathrm{MHz} \)의 클록을 1/2 다운 샘플링하여 측정하였다.</p><p>그림 12는 시제품 ADC의 측정된 동적 성능을 보여준다. 그림 12(a)는 ADC의 샘플링 속도를 \( 10 \mathrm{MS/s} \)에서 \( 50 \mathrm{MS/s} \)까지 증가시킬 때, \( 5 \mathrm{MHz} \)의 차동 입력 주파수에서의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) 및 spurious-free dynamic range (SFDR)를 나타낸다. 샘플링 속도가 \( 50 \mathrm{MS/s} \)까지 증가하는 동안 보정 기법을 사용하지 않았을 때 측정된 SNDR과 SFDR은 각각 \( 66.4 \mathrm{dB} \) 및 \( 77.6 \mathrm{dB} \) 수준이며, 보정 기법을 사용하였을 때 측정된 SNDR과 SFDR은 각각 \( 67.2 \mathrm{dB} \) 및 \( 79.5 \mathrm{dB} \) 수준을 보이고 있다. 그림 12(b)는 \( 50 \mathrm{MS/s} \)의 최대 샘플링 속도에서 입력 주파수를 증가시킬 때의 SNDR과 SFDR을 나타낸다.</p><p>디지털 보정 기법을 사용하였을 때 성능 향상이 크지 않은 것은 주변 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 레이아웃 기법으로 소자 부정합이 15비트 수준으로 최소화되었기 때문이다. 그러나 보정 기법 사용 후 향상된 성능 결과를 통해 보정기법 알고리즘을 검증할 수 있었다. 제작된 시제품 ADC의 측정 결과는 표 3 에 요약하였다.</p><table border><caption>표 3. 시제품 ADC의 성능요약</caption><tbody><tr><td></td><td>Before calibration</td><td>After calibration</td></tr><tr><td>Resolution</td><td colspan=2>\( 15 \mathrm{bits} \)</td></tr><tr><td>Max. Conversion</td><td colspan=2>\( 50 \mathrm{MS/s} \)</td></tr><tr><td>Process</td><td colspan=2>\( 0.18 \mathrm{um} \) CMOS (MIM Cap.)</td></tr><tr><td>Input Range</td><td colspan=2>\( 1.6 \mathrm{Vp-p} \)</td></tr><tr><td>SNDR (at fin = \( 5 \mathrm{MHz} \))</td><td>\( 67.9 \mathrm{dB}\) at \( 40 \mathrm{MS/s} \) \( 66.4 \mathrm{dB}\) at \( 50 \mathrm{MS/s} \)</td><td>\( 68.8 \mathrm{dB}\) at \( 40 \mathrm{MS/s} \) \( 67.2 \mathrm{dB}\) at \( 50 \mathrm{MS/s} \)</td></tr><tr><td>SFDR (at fin = \( 5 \mathrm{MHz} \))</td><td>\( 79.6 \mathrm{dB}\) at \( 40 \mathrm{MS/s} \) \( 82.3 \mathrm{dB}\) at \( 40 \mathrm{MS/s} \)</td><td>\( 77.6 \mathrm{dB}\) at \( 50 \mathrm{MS/s} \) \( 79.5 \mathrm{dB}\) at \( 50 \mathrm{MS/s} \)</td></tr><tr><td>DNL</td><td>\( -0.72\mathrm{LSB} \) / \( +0.89\mathrm{LSB} \)</td><td>\( -0.66\mathrm{LSB} \) / \( +0.78\mathrm{LSB} \)</td></tr><tr><td>INL</td><td>\( -3.78\mathrm{LSB} \) / \( +3.53\mathrm{LSB} \)</td><td>\( -3.03\mathrm{LSB} \) / \( +3.28\mathrm{LSB} \)</td></tr><tr><td>ADC Core Power</td><td colspan=2>\( 225 \mathrm{mW} \) @ \( 2.5 \mathrm{V} \)</td></tr><tr><td>Active Die Area</td><td colspan=2>\( 4.2 \mathrm{mm} \left(= 2.58 \mathrm{mm} \times 1.64 \mathrm{mm} \right) \)</td></tr></tbody></table>
|
[
"시제품 ADC의 측정 결과를 어떻게 정리하는가?",
"그림 12(a) 샘플링 속도를 어떻게 했을 때 차동 입력 주파수에서의 signal-to-noise-and-distortion ratio (SNDR) 및 spurious-free dynamic range (SFDR)를 나타내는가?",
"Resolution의 After calibration은 어떻게 되는가?",
"그림 12(b)는 어떤 상황에서의 SNDR과 SFDR인가?",
"\\( 50 \\mathrm{MS/s} \\)는 무엇의 성능인가?",
"그림 9에서 온-칩 PMOS decoupling 커패시터는 어떻게 표시하는가?",
"15비트 \\( 50 \\mathrm{MS/s} \\) ADC는 어떻게 제작되는가?",
"Input의 범위는 어떻게 되는가?",
"표 3 은 무엇의 성능을 나타내는 표인가?",
"디지털 출력은 어떻게 측정하는가?",
"DNL의 범위는 Before calibration일 때 어떻게 되는가?",
"After calibration에서 DNL의 범위는 어떻게 되는가?",
"SFDR은 언제가 더 큰 값이 나오는가?",
"\\( -0.72\\mathrm{LSB} \\) / \\( +0.89\\mathrm{LSB} \\)는 Before calibration와 After calibration중 무엇의 DNL 범위인가?",
"어떤 절차를 거친 후에 보법기법 알고리즘을 검증하는가?"
] |
d526c85b-b99f-4866-adf6-2fb09238cdd5
|
인공물ED
|
디지털 코드 오차 보정 기법을 사용한 \(15\)비트 \(50\mathrm{MS/s}\) CMOS 파이프라인 A/D 변환기
|
<h1>Ⅰ. 서 론</h1><p>최근 유비쿼터스 (ubiquitous) 시대의 핵심 기술 중 하나로 가입자에게 최종적으로 서비스를 이어주는 무선광대역 통신 수단인 worldwide interoperability for microwave access (WiMAX)가 무선 광대역 기술 시장을 선도할 주요 기술의 하나로 부상되고 있다. 무선 광대역 기술은 IEEE 802 계열의 기술을 중심으로 개발이 활발히 이루어져 왔으며 IEEE 802.11은 일반적으로 무선 랜 (Wireless Local Area Network : WLAN) 이라는 이름으로 널리 활용되고 있다. 그러나 IEEE 802.16 표준으로 정의된 WiMAX는 802.11에 비해 보다 넓은 영역을 바탕으로 하는 metropolitan area network (MAN) 기술로, 이러한 WiMAX와 같은 최첨단 무선통신 응용에 있어서 14비트 이상의 고해상도와 수십 \( \mathrm{MHz} \) 이상의 높은 신호처리 속도를 가지면서도 동시에 다른 대규모 CMOS 디지털 회로와 함께 집적 가능한 저전력 소면적 A/D 변환기 (analog-to-digital converter : ADC)는 없어서는 안 되는 필수적인 핵심회로 블록 중의 하나이며 응용 시스템이 발전함에 따라 그 수요는 앞으로 더욱 증가할 것으로 예상된다.</p><p>다양한 ADC 구조 중에서 고해상도 및 고속 동작 속도를 만족시키면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화할 수 있는 가장 적합한 구조는 파이프라인 구조이며, 이 파이프라인 구조의 ADC에서 샘플-앤-홀드 증폭기 (sample-and-hold amplifier : SHA), D/A 변환기 (digital-to-analog converter : DAC), 뺄셈기 및 잔류전압 증폭기의 네 가지 기능을 동시에 수행하는 multiplying DAC (MDAC)는 전체 ADC의 정적 및 동적 성능에 결정적인 영향을 주는 가장 중요한 회로 블록으로서 고해상도를 갖기 위해서는 MDAC에서 사용하는 증폭기의 충분히 높은 DC 전압 이득과 작은 소자 부정합 (mismatch)이 필수적으로 요구된다. 높은 DC 전압 이득은 MDAC에서 사용하는 증폭기의 DC 전압 이득을 충분히 높게 설계함으로써 얻을 수 있으나 소자 부정합은 사용 공정에 의해 직접적인 영향을 받는다. 이러한 공정상의 한계로 인한 소자 부정합은 레이아웃 기법을 적용하여 어느 정도 극복할 수 있으나 얻을 수 있는 해상도는 최대 14 비트 수준 정도로 제한되었다. 따라서 14비트 이상의 고해상도 ADC 구현을 위해서는 특별한 전자회로 기반의 보정 기법 (calibration)이 요구되고 있는 실정이다.</p><p>지금까지 고해상도 ADC의 설계에 요구되는 소자들의 부정합은 아날로그 영역 및 디지털 영역에서의 보정기법, 오차 평균 (error averaging) 등과 같은 다양한 보정 기법들에 의해 꾸준히 개선되어 왔으며 최근에는 디지털 신호처리 기술 및 공정 기술의 발전으로 디지털 영역에서의 보정 기법들이 많이 제안되고 있다. 이러한 보정 기법 중에서 커패시터 오차 평균 기법, trimming 및 아날로그 보정 기법은 아날로그 영역에서 오차 보정을 하기 때문에 오차의 평균 및 보정을 위한 추가적인 증폭기와 커패시터 및 클록 주기를 필요로 하여 회로가 복잡해지는 단점이 있다. 또한, 아날로그 영역에서 가상난수 잡음 신호 (pseudorandom noise sequence)와 DAC의 커패시터 오차를 변조 (modulation)한 후, 디지털 영역에서 재 변조 (demodulation)하여 가상난수 잡음 신호와 커패시터 오차를 원 신호와 분리함으로써 높은 해상도를 얻는 dynamic element matching (DEM) 및 dithering 과 같은 기법들은 회로와 동작이 복잡하고 보정을 위해 사용되는 가상난수를 만들기 위해서 많은 시간이 요구되며 해상도가 증가함에 따라 더 많은 가상난수를 필요로 한다. 입력 신호를 중간 중간 건너뛰고 이를 보정 신호로 대체한 후, 나중에 건너뛴 입력 신호에 대한 최종 디지털 출력 데이터를 인터폴레이션을 통해서 채우는 skip-and-fill algorithm 기법은 인터폴레이션을 이용하여 건너뛴 신호를 복원할 때 복원 성능 감소를 피하기 위해서 입력 신호의 대역폭이 제한된다. 아날로그 회로 부분의 변경 없이 두 개로 나뉜 ADC에서 같은 입력 신호에 대한 두 개의 ADC의 디지털 출력 데이터를 평균값을 갖도록 하여 높은 해상도를 얻는 split ADC 기법은 보정을 위한 복잡한 디지털 연산 회로를 오프-칩 (off-chip)으로 구현하여 시스템 집적에 적합하지 않다.</p><p>최근에 학회 및 저널 논문 등을 통해 발표된 15비트 이상의 고해상도에서 샘플링 속도가 \( 5 \mathrm{MS/s} \) 이상의 CMOS ADC들을 본 논문에서 제안하는 ADC와 함께 표 1에 나타내었다. 표 1 에서 보는 바와 같이 어떤 ADC는 샘플링 속도에 대한 전력 소모가 \( 4.83 \mathrm{mW/MHz} \) 수준이며 칩 면적이 \( 1.4 \mathrm{mm^{2}} \)로 작으나 정적 성능이 좋지 않으며, 그 이외의 보정 기법을 사용한 ADC들은 샘플링 속도에 대한 전력 소모가 \( 10 \mathrm{mW/MHz} \) 수준 이상이며 칩 면적도 \( 10 \mathrm{mm^{2}} \) 이상으로 매우 커서 system-on-a-chip (SoC) 응용을 위한 시스템 집적이 어려운 단점이 있다. 반면, 본 논문에서 제안하는 디지털 보정 기법을 적용한 ADC는 기존의 파이프라인 ADC 구조에서 아날로그 회로 부분을 거의 변경하지 않고 약간의 디지털 보정 회로만을 모듈 식으로 집적시켰으며 보정을 위한 신호 및 보정 연산을 위한 모든 디지털 회로를 온-칩 (on-chip)으로 집적하였음에도 칩 면적이 \( 4.2 \mathrm{mm^{2}} \)이며 샘플링 속도에 대한 전력 소모가 \( 4.50 \mathrm{mW/MHz} \) 수준으로 SoC 응용을 위한 시스템 집적에 매우 적합함을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 1. 최근 발표된 고해상도 ADC 성능 비교</caption><tbody><tr><td rowspan=2></td><td rowspan=2>Resolution [\( \mathrm{Bits} \)]</td><td rowspan=2>Speed [\( \mathrm{MHz} \)]</td><td rowspan=2>Power [\( \mathrm{mW} \)]</td><td rowspan=2>Area [\( \mathrm{mm^{2}} \)]</td><td rowspan=2>Power/Speed [\( \mathrm{mW/MHz} \)]</td><td colspan=2>DNL / INL [\( \mathrm{LSB} \)]</td></tr><tr><td>Cal. off</td><td>Cal. on</td></tr><tr><td>This Work</td><td>15</td><td>50</td><td>225</td><td>4.2</td><td>4.50</td><td>0.89 / 3.78</td><td>0.78 /3.28</td></tr><tr><td>[3] JSSC97</td><td>15</td><td>5</td><td>130</td><td>27.0</td><td>26.00</td><td>2.20 / 32.70</td><td>0.75 / 1.77</td></tr><tr><td>[4] ESSCIRC05</td><td>15</td><td>30</td><td>145</td><td>1.4</td><td>4.83</td><td>- / -</td><td>0.95 / 9.00</td></tr><tr><td>[13] ISSCC04</td><td>15</td><td>20</td><td>233</td><td>11.2</td><td>11.65</td><td>- / -</td><td>0.51 / 5.61</td></tr><tr><td>[14] JSSC05</td><td>15</td><td>40</td><td>370</td><td>13.7</td><td>9.25</td><td>0.60 / 7.50</td><td>0.17 / 200</td></tr><tr><td>[15 ] JSSC04</td><td>15</td><td>40</td><td>400</td><td>20.0</td><td>10.00</td><td>2.25/26.00</td><td>0.25/1.50</td></tr><tr><td>[18] CICC03</td><td>16</td><td>20</td><td>750</td><td>45.0</td><td>37.50</td><td>- / -</td><td>0.60 / 3.50</td></tr></tbody></table><p>본 논문에서는 15비트의 고해상도에서 \( 50 \mathrm{MS/s} \)의 동작 속도를 만족시키는 ADC를 구현하기 위하여 4단 파이프라인 구조 중에서 첫 번째 단에 디지털 코드 오차 보정 기법을 적용하였으며, 첫 번째 단에서 소자 부정합으로 인해 발생하는 코드 오차는 나머지 세 단에 의해 측정된 후 메모리에 저장되어 디지털 영역에서 보정되며 보정을 위한 디지털 회로는 모두 온-칩으로 집적하였다. 또한, 주변 신호에 덜 민감한 3차원 완전 대칭 구조의 레이아웃 기법을 전체 ADC 해상도에 결정적 영향을 주는 MDAC 커패시터 열에 모두 적용하여 소자 부정합을 최소화하면서 동시에 첫 번째 단의 소자 부정합을 측정하는 나머지 세 단의 정확도를 향상시켜 소자 부정합을 보다 정밀하게 측정하도록 하였다. 본 논문의 Ⅱ 장에서는 파이프라인 구조의 ADC에 대해서 간략히 설명하고, Ⅲ 장 및 Ⅳ 장에서는 제안하는 디지털 보정 기법의 원리와 디지털 보정 기법을 적용한 ADC에 대해 알아본다. Ⅴ 장에서는 제안하는 시제품 ADC의 측정 결과를 정리한 후, Ⅵ 장에서 결론을 맺는다.</p>
|
[
"MDAC에서 사용하는 증폭기의 충분히 높은 DC 전압 이득과 작은 소자 부정합이 필수적으로 요구되는 이유는 무엇입니까?",
"고해상도 ADC의 설계에 디지털 영역에서의 보정 기법들이 많이 제안되는 이유는 무엇입니까?",
"최근에 학회 및 저널 논문 등을 통해 발표된 15비트 이상의 고해상도에서 샘플링 속도가 얼마 이상인가요?",
"MDAC는 전체 ADC의 정적 및 동적 성능에 결정적인 영향을 주는 가장 중요한 회로 블록으로서 고해상도를 갖기 위해서 어떻게 해야합니까?",
"인터폴레이션을 이용하여 건너뛴 신호를 복원할 때 복원 성능 감소를 피하기 위해서 입력 신호의 대역폭이 제한하는 것은 무엇입니까?",
"공정상의 한계로 14비트 이상의 고해상도 ADC 구현을 위해서는 어떻게 해야 합니까?",
"보다 넓은 영역을 바탕으로 하는 MAN기술은 무엇입니까?",
"보정을 위한 복잡한 디지털 연산 회로를 오프-칩으로 구현하는 것은 무엇입니까?",
"높은 DC 전압 이득은 얻을 수 있으나 공정상의 한계를 갖는 이유는 무엇입니까?",
"표 1 최근 발표된 고해상도 ADC 성능 비교에서 15비트의 고해상도에서 \\( 50 \\mathrm{MS/s} \\)의 동작 속도일 때, Power [\\( \\mathrm{mW} \\)]는 얼마 입니까?",
"표 1에서 동작 속도가 가장 느린 것은 어느 항목입니까?",
"표 1에서 15비트의 고해상도에서 50MHz의 동작 속도일 때, Area [\\( \\mathrm{mm^{2}} \\)]는 무엇 입니까?",
"표 1 최근 발표된 고해상도 ADC 성능 비교에서 동작 속도가 가장 큰 수치는 어떤 값을 가지니?",
"표 1에서 CICC03는 몇 Bits 입니까?",
"표 1. 최근 발표된 고해상도 ADC 성능 비교에서 Power [\\( \\mathrm{mW} \\)]가 가장 큰 수치는 어떤 거야?",
"공정상의 한계로 특별한 전자회로 기반의 보정 기법이 요구되는 이유는 무엇입니까?",
"커패시터 오차 평균 기법, trimming 및 아날로그 보정 기법은 회로가 복잡해지는 단점을 갖는 이유는 무엇입니까?",
"다양한 ADC 구조 중에서 고해상도 및 고속 동작 속도를 만족시키면서 동시에 전력 소모 및 면적을 최적화할 수 있는 가장 적합한 구조는 무엇입니까?",
"IEEE 802.16 표준으로 정의된 WiMAX는 최첨단 무선통신 응용에 있어서 몇 비트 이상의 고해상도를 가집니까?",
"높은 DC 전압 이득은 얻을 수 있으나 공정상 한계로 얻을 수 있는 최대 비트는 얼마입니까?",
"무선 광대역 기술은 IEEE 802 계열의 기술을 중심으로 개발이 활발히 이루어져 왔으며 IEEE 802.11은 무슨 이름으로 활용되고 있습니까?"
] |
90fcb0f6-679e-4fa4-bf8a-8cf6286b774f
|
인공물ED
|
디지털 코드 오차 보정 기법을 사용한 \(15\)비트 \(50\mathrm{MS/s}\) CMOS 파이프라인 A/D 변환기
|
<h1>Ⅱ. 파이프라인 구조의 ADC</h1><p>파이프라인 구조는 고해상도를 만족시키면서 전력 소모 및 면적을 최적화할 수 있는 가장 적합한 ADC 구조로 그림 1 에 전형적인 \(k\)단 파이프라인 ADC를 나타내었다. \(i\) 번째 단에서 아날로그 입력 \( \mathrm{V_{i}} \)는 sub ADC에 의해서 디지털 코드로 바뀐 후 다시 DAC를 통해서 해당되는 아날로그 전압 \( \mathrm{V} \)(\( \mathrm{D_{i}} \))으로 바뀌며 최종 아날로그 출력 \( \mathrm{V_{i+1}} \)은 식 (1)과 같다. 여기서 \( \mathrm{G_{i}} \)는 식 (2)와 같이 나타내어지며, \( \mathrm{C_{s}} \), \( \mathrm{C_{f}} \) 및 \( \mathrm{C_{p}} \)는 각각 샘플링 커패시터, 궤환 커패시터 및 기생 커패시턴스를 나타내며 \( \mathrm{A_{0}} \)는 증폭기의 DC 전압 이득을 나타낸다. 식 (2)를 통해서 알 수 있듯이 \( \mathrm{G_{i}} \)는 \( \mathrm{C_{s}} \)와 \( \mathrm{C_{f}} \)의 비율로 결정되며 \( \mathrm{A_{0}} \)가 클수록 이상적인 값에 가깝기 때문에 \( \mathrm{A_{0}} \)는 충분한 여유를 두고 해당되는 단에서 요구되는 높은 값으로 설계되어야 한다.</p><p>\( V_{i+1}=G_{i} \times \left[V_{i}-V\left(D_{i}\right)\right] \)<caption>(1)</caption></p><p>\( G_{i}=\frac{C_{s}+C_{f}}{C_{f}} \times \frac{1}{1+\frac{1}{A_{o}} \cdot \frac{C_{s}+C_{f}+C_{p}}{C_{f}}} \)<caption>(2)</caption></p><p>파이프라인 구조는 크게 각 단에서 1비트 또는 2비트를 결정하는 단일 비트 구조와 각 단에서 많은 비트를 결정하는 다중 비트 구조로 나눌 수 있는데 단일 비트 구조는 각 단의 구조가 간단하고 높은 동작 속도를 얻을 수 있는 장점이 있으나 필요로 하는 단의 수가 많아서 오차 요인 (error source)도 비례하여 많아지며 전력 소모 및 면적이 증가하는 단점이 있다. 반면, 다중 비트 구조는 MDAC의 높은 궤환 이득 (feedback gain)으로 인하여 빠른 속도로 동작하는 증폭기의 설계가 어렵지만 각 단의 이득만큼 입력으로 유입되는 오차 (inputreferred error)가 감소하여 잡음 영향과 소자 부정합에 대한 민감도가 작아서 ADC 전체 성능이 좋아질 뿐만 아니라 단 수의 감소에 따라 작은 면적과 적은 전력 소모로 구현이 가능하다는 장점이 있어 고해상도 ADC 구조에 적합하다. 표 2에는 18비트 고해상도를 얻기 위한 전형적인 단일비트 구조와 다중비트 구조를 정량적으로 비교하였다.</p><p>18비트를 얻기 위해서, 예를 들면 각 단에서 2비트를 얻는 단일 비트 구조는 17개의 단(2-2-\( \cdot \cdot \cdot \cdot \)-2)이 필요하지만 각 단에서 5 비트를 얻는 다중 비트 구조는 4개의 단(5-5-5-6)만 필요하며 감쇄 인자 (scaling factor)가 단일 비트 구조에 비해서 8(\( =2^{3} \)) 만큼 더 커서 부하 커패시턴스로 작용하는 다음 단의 입력 커패시턴스가 8만큼 작고 요구되는 MDAC 잔류 전압의 정확도도 8 만큼 여유를 갖게 된다. 또한, 8 만큼 작은 궤환 인자 (feedback factor)로 인하여 입력으로 유입되는 오차가 8 만큼 감소하는 등 다중 비트 구조가 고해상도 ADC에 더 적합한 구조인 것을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 2. 18비트를 위한 2비트 구조와 5비트 구조의 비교</caption><tbody><tr><td></td><td>2b/stage</td><td>5b/stage</td></tr><tr><td>Number of stage</td><td>17(2-2- \( \cdot \cdot \cdot \) -2-2)</td><td>4(5-5-5-6)</td></tr><tr><td>Scaling factor</td><td>1</td><td>8</td></tr><tr><td>Settling accuracy</td><td>1</td><td>8</td></tr><tr><td>Feedback factor</td><td>8</td><td>1</td></tr><tr><td>Input-referred error</td><td>8</td><td>1</td></tr></tbody></table>
|
[
"파이프라인 구조는 무엇을 만족시키면서 전력 소모 및 면적을 최적화할 수 있는 가장 적합한 ADC 구조입니까?",
"\\(i\\) 번째 단에서 아날로그 입력 \\( \\mathrm{V_{i}} \\)는 sub ADC에 의해서 디지털 코드로 바뀐 후 다시 DAC를 통해서 해당되는 아날로그 전압 \\( \\mathrm{V} \\)(\\( \\mathrm{D_{i}} \\))으로 바뀌며 최종 아날로그 출력 \\( \\mathrm{V_{i+1}} \\)의 식은 무엇입니까?",
"/( V_{i+1}=G_{i} \\times \\left[V_{i}-V\\left(D_{i}\\right)\\right] \\)에서 \\( \\mathrm{G_{i}} \\)는 식은 무엇입니까?",
"표 2. 18비트를 위한 2비트 구조와 5비트 구조의 비교에서 2비트를 얻는 단일 비트 구조는 몇 개의 단이 필요하나요?",
"표 2. 18비트를 위한 2비트 구조와 5비트 구조의 비교에서 5비트를 얻는 다중 비트 구조는 몇 개의 단이 필요하나요?",
"표 2. 18비트를 위한 2비트 구조와 5비트 구조의 비교에서 Scaling factor가 단일 비트 구조에 비해서 얼마나 큰가요?",
"표 2에서 2비트 구조의 Feedback factor는 어떤거야?",
"표 2에서 2b/stage와 5b/stage를 비교하면 Settling accuracy의 결과는 어느 쪽이 더 작은가요?",
"\\(i\\) 번째 단에서 아날로그 입력 \\( \\mathrm{V_{i}} \\)는 sub ADC에 의해서 디지털 코드로 바뀐 후 다시 DAC를 통해서 해당되는 아날로그 전압 \\( \\mathrm{V} \\)(\\( \\mathrm{D_{i}} \\))으로 바뀌며 최종 아날로그 출력 \\( \\mathrm{V_{i+1}} \\)의 식은 무엇입니까?",
"\\(i\\) 번째 단에서 아날로그 입력 \\( \\mathrm{V_{i}} \\)는 sub ADC에 의해서 무엇으로 바꼈나요?",
"다중 비트 구조는 단 수의 감소에 따라 작은 면적과 적은 전력 소모로 구현이 가능하다는 장점이 있어 어디에 적합하나요?",
"각 단의 구조가 간단하고 높은 동작 속도를 얻을 수 있는 장점이 있는 파이프 구조는 무엇입니까?",
"고해상도를 만족시키면서 전력 소모 및 면적을 최적화할 수 있는 가장 적합한 ADC 구조는 무엇입니까?"
] |
07000038-1a13-4dc8-9338-0b71b6db51e8
|
인공물ED
|
자가보정 바이어스 기법을 이용한 Current Steering \(10-\mathrm{bit}\) CMOS D/A 변환기 설계
|
<h2>3. 아날로그 전류셀의 설계</h2><p>아날로그 전류셀은 \( \mathrm{D} / \mathrm{A} \) 변환기의 성능을 결정하는 가장 중요한 회로이다. 전류셀은 1-LSB 전류원에 맞는 정확한 출력을 나타내어야 하며 고속 동작이 가능해야한다. 또한 해상도의 증가에 따라 요구되는 Output Impedance 를 만족해야 한다. 표 2 에 해상도에 따른 Output Impedance 의 변화 값을 나타내었다. Output Impedance는 \( \mathrm{DAC} \) 의 성능을 좌우하는 \( \mathrm{INL}, \mathrm{DNL} \), \( \mathrm{SNDR}, \mathrm{SFDR} \) 등과 밀접한 연관이 있다. Output Impedance를 키우게 되면 전류 셀의 출력노드의 흔들림의 최소화 하는 역할을 하기 때문에 안정적인 전류 값을 구할 수 있다. 이러한 결과는 정적인 성능을 좌우하는 \( \mathrm{INL}, \mathrm{DNL} \) 의 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 동적인 성능인 \( \mathrm{SNDR}, \mathrm{SFDR} \) 의 성능도 향상시킨다.</p><p>아날로그 전류셀은 보통 Switching MOS 2개와 원하는 출력 값을 만들기 위한 MOS 1 개로 구성된다. 하지만 최근에는 고해상포와 고속 동작을 얻기 위해 전류셀을 cascode 방식으로 가져간다. 이것은 Output Impedance를 키워 DAC의 성능을 향상시키기 위함이지만, 면적이 커지고 Glitch가 크게 발생하는 단점이 있다. 본 논문에서 사용된 기본적인 Current Cellof 구조는 그림 4 와 같다. 하나의 Unit Cell을 구성한 후에 하위 4-bit 에는 16-unit cell 전류가 흐르고 상위 6-bit 에는 64-unit cell 전류가 흐르게 된다. 제안하는 전류 셀은 소자 간 부정합을 최소화하기 위해 하위 4-bit의 전류 셀은 전류원 역할을 하는 PMOS의 Width를 16 배로 가져가는 방식을 택하지 않고 16개를 병렬로 가저가는 형태로 구현하였다. 이렇게 구현된 하위 4-bit의 기본 전류 셀과 상위 6-bit의 16 배 전류 셀의 스위칭 PMOS에 대해서는 스위칭 신호에 대해 같은 입력 커페시턴스와 포화전압을 갖또록 소자 종횡비를 가져갔다. 마지막으로 Self calibration bias 기법을 사용하기 위하여 종단저항(termination resistance)를 침 내부로 배치한다.</p><table border><caption>표 1. 스위칭 디코더의 전력소비 및 면적 비교</caption><tbody><tr><td>Type</td><td>Power Consumption</td><td>Number of Tr.</td></tr><tr><td>Logic \( + \) DFT</td><td>454uW</td><td>\( 25 \uparrow \)</td></tr><tr><td>Logic \( + \) Giga Latch</td><td>641uW</td><td>\( 20 \uparrow \)</td></tr><tr><td>Deglitching Logic + Switching Decoder</td><td>293uW</td><td>14</td></tr><tr><td>Proposed Circuit</td><td>235uw</td><td>12</td></tr></tbody></table><p>표 2. 해상도와 출력 임피던스의 관계</p>
|
[
"안정적인 전류 값을 구하기 위해 어떤 방식을 사용하나요?",
"고해상포와 고속 동작을 얻기 위해 어떤 방식의 전류셀을 사용하나요?",
"본 논문에서 사용된 구조에서 하나의 Unit Cell에는 어떻게 전류가 흐르나요?",
"본 논문에서는 소자 간 부정합을 최소화하기 위해 전류 셀을 어떻게 설계하였나요?",
"본 논문에서 제안한 전류 셀의 스위칭 PMOS는 소자 종횡비는 어떤 기준을 가지고 설계되었나요?",
"본 논문에서는 어떤 방식으로 Self calibration bias 기법을 적용하였나요?",
"Logic \\( + \\) DFT 방식의 스위칭 디코더는 어느 정도의 전력을 소비하나요?",
"가장 많은 수의 트랜지스터를 가지고 있는 Type은 무엇인가요?",
"소비 전력이 가장 많은 Type의 스위칭 디코더는 무엇인가요?",
"Logic \\( + \\) Giga Latch 타입의 경우 트랜지스터의 최소 개수는 몇 개인가요?",
"Deglitching Logic + Switching Decoder 방식의 경우 트랜지스터의 개수는 몇 개인가요?",
"사용된 트랜지스터의 개수가 가장 적은 스위칭 디코더의 전력 소모량은 얼마인가요?",
"제안하는 전류 셀은 어떤 방법으로 구성되어 있는가?"
] |
725a0eef-3fb6-46ce-b3ec-4952e011550d
|
인공물ED
|
쵸퍼와 PWM 전압형 인버터를 이용한 계통연계형 태양광발전시스템에 관한 연구
|
<h1>5. 실험결과</h1><p>본 연구에서는 표 1의 회로정수를 이용하여 다음과 같은 실험결과를 얻었다.</p><p>일사량은 구름의 양과 온도에 의해 시시각각 변화하기 때문에 그림 14는 불규칙적인 일사량 변동에 대해 최대출력점을 승압쵸퍼에 의해 추적한 실험결과를 보여준다. 태양전지의 출력전류는 일사량 변화에 대해 거의 비례하여 증감하기 때문에 태양전지의 출력전류가 일사량 변화를 직접 나타내고 있는 것이다. 구름의 양에 따라서 일사량이 크게 변화하기 때문에 전압과 전류의 곱인 출력전력도 크게 변화하고 있음을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 1 회로정수</caption><tbody><tr><td>계통전압</td><td></td><td>\( 110 \mathrm{~V} \)</td></tr><tr><td rowspan=2>태양전지</td><td>개방전압</td><td>\( 90 \mathrm{~V} \)</td></tr><tr><td>단락전류</td><td>\( 13.2 \mathrm{~A} \)</td></tr><tr><td>직류콘덴서</td><td></td><td>\( 4400~ \mu \mathrm{F} \)</td></tr><tr><td rowspan=2>주파수</td><td>쵸퍼</td><td>\( 4 \mathrm{kHz} \)</td></tr><tr><td>인버터</td><td>\( 4 \mathrm{kHz} \)</td></tr><tr><td>직류리액터</td><td></td><td>\( 17.6 \mathrm{mH} \)</td></tr><tr><td rowspan=2>필터</td><td>리액터</td><td>\( 5 \mathrm{mH} \)</td></tr><tr><td>콘덴서</td><td>\( 2 \mu \mathrm{F} \)</td></tr><tr><td></td><td>\( \Delta a \)</td><td>\( 0.001 \)</td></tr></tbody></table><p>그림 15는 D/A 컨버터를 통해 확인한 것으로, 계통 전원전압 \( E_{u} \) 및 지연각 \( \delta \)만큼을 보상한 기준파 \( E_{u} \)의 파형을 나타낸다. 또한 보상된 기준파 \( E_{u}^{\prime} \)와 위상지연 \( \pi / 4 \)가 되도록 필터링한 \( E_{L}^{\prime} \)과 \( 90^{\circ} \)진상인 리액턴스 전압의 기준파 \( E_{L}^{\prime} \)의 파형으로 시뮬레이션, 결과 그림 11과 일치함을 알 수 있다. 그림 16은 기준파 \( E_{u} \)와 리액턴스전압의 기준파 \( E_{u}^{\prime} \)와의 비교파형으로 \( \pi / 2 \)위상차가 있음을 확인할 수 있다.</p><p>그림 17은 독립 운전시 인버터 출력전압 및 부하전류 파형을 나타낸 것이다.</p><p>그림 18은 계통연계시 부하에 전력을 공급하고 남은 잉여전력을 계통으로 공급하는 경우의 계통전압과 전류파형으로 동상임을 확인할 수 있다.</p>
|
[
"표 1 회로정수에서 \\( 13.2 \\mathrm{~A} \\)의 단락전류 값을 가지는 전지는 무엇이지?",
"표 1 회로정수에서 쵸퍼,인버터의 주파수 값은 몇 \\(\\mathrm{kHz} \\)이지?",
"표 1 회로정수에서 직류콘덴서는 몇 마이크로페럿이지?",
"표 1 회로정수에서 계통전압은 몇\\( \\mathrm{~V} \\)이지?",
"회로정수를 정리한 표 1에서 계통전압의 값은 얼마인가요?",
"표 1 회로정수에서 태양전지의 개방전압은 얼마야?",
"회로정수를 정리한 표1에서 태양전지의 개방전압은 얼마인가요?"
] |
b0f2bcc2-2c44-4324-a2f5-5b8475c79505
|
인공물ED
|
쵸퍼와 PWM 전압형 인버터를 이용한 계통연계형 태양광발전시스템에 관한 연구
|
<h1>6. 결 론</h1><p>본 연구에서는 계통연계형 인버터의 전원인 태양전지에 승압쵸퍼를 사용하여 항상 최대출력점을 추적하도록 하였고, 계통연계형 단상 PWM 인버터를 구성하여 제어한 결과 다음과 같은 결론을 얻었다.</p><ol type=1 start=1><li>승압쵸퍼와 마이크로프로세서에 의해 태양전지의 출력을 검출하여 샘플링된 과거전력과 현재전력을 비교하므로서 항상 최대출력점을 추적하도록 하였다.</li><li>인버터의 기준파를 디지털필터와 시프터(shifter)를 사용하여 변조지연보상하므로서 계통전압에 외란성분이 발생할때에도 안정된 기준파를 발생하도록 하였다.</li><li>변조지연 보상법에 의해 인버터 출력전류의 고조파분을 감소시키므로서 정현파에 가깝게 제어할 수 있다.</li><li>계통전압과 인버터 출력전류를 동상 운전시키므로서 단위역률 운전이 가능하도록 하였다.</li></ol>
|
[
"본 연구에서 사용한 계통연계형 인버터의 전원은 무엇입니까?",
"본 연구에서는 계통연계형 인버터의 전원인 태양전지에 무엇을 사용하여 최대출력점을 추적했나요?",
"계통연계형 단상 PWM 인버터를 구성하여 제어한 결과에서 태양전지의 출력을 검출하는데 영향을 준 것은 무엇입니까?",
"인버터의 기준파를 시프터와 디지털필터를 사용해 변조지연보상하여 계통전압에 무엇이 발생할때도 안정되나요?",
"본 연구에서는 계통연계형 인버터의 전원인 태양전지에 승압쵸퍼를 사용하여 항상 최대출력점을 추적하도록 하였고 무엇을 구성하여 제어 했습니까?",
"변조지연 보상법으로 인버터 출력전류의 고조파분을 줄임으로써 무엇에 가깝게 제어할 수 있나요?",
"변조지연보상을 위해 인버터의 기준파를 무엇을 사용했나요?",
"본 연구에서는 무엇을 추적하기위해 계통연계형 인버터의 전원인 태양전지에 승압쵸퍼를 사용했나요?"
] |
31168402-1448-4d24-a7ee-556406427bc8
|
인공물ED
|
전류-컨베이어(CCII)를 사용한 새로운 계측 증폭기 설계
|
<h1>III. 실험 결과 및 고찰</h1><p>그림 5에 나타낸 제안한 계측 증폭기의 회로와 그림 6에 나타낸 CCⅡ+를 OrCAD Pspice를 사용하여 시뮬레이션 하였다. 그림 6 에 나타낸 CCII+ 회로에서 사용한 트랜지스터는 표 1에 나타낸 바와 같이 \( \mathrm{Q} 2 \mathrm{~N} 3906(\mathrm{pnp}) \)와 \( \mathrm{Q} 2 \mathrm{~N} 3904(\mathrm{npn}) \) 의 완전한 모델 파라미터를 사용하였고 \( \mathrm{Op}^{-} \mathrm{amp}^{\frac{2}{L}} \) 입럭 바이어스 전류가 0 에 가까우 JFET차동단을 구성한 상용 반도체 \( \mathrm{LF} 356 \) 을 사용하였다. 공급 전압은 \( \pm 5 \mathrm{~V} \)로 하였다. CCⅡ+의 바이어스 전류, \( I_{1}=100 \mu \mathrm{A}, I_{2}=500 \mu \mathrm{A}, R_{1}=50 \Omega \), 그리고 \( R_{2} \) 와 \( R_{3} \)는 계측 증폭기의 이득 조정을 위해 가변하였다.</p><p>표 1. 트랜지스터 Q2N3906(pnp)과 Q2N3904(npn)의 모델 파라미터</p><p>.mode Q2N3906 PNP( Is=1.41f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=18.7 Bf=180.7 Ne=1.5 Ise=0 Ikf=80m Xtb=1.5 Br=4.977 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=2.5 Cjc=9.728p Mjc=.5776 Vjc=.75 Fc=.5 Cje=8.063p Mje=.3677 Vje=.75 Tr=33.42n Tf=179.3p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=6 Rb=10 )</p><p>.model Q2N3904 NPN( Is=6.734f Xti=3 Eg=1.11 Vaf=74. Bf=416.4 Ne=1.259 Ise=6.734f Ikf=66.78m Xtb=1.5 Br=.7371 Nc=2 Isc=0 Ikr=0 Rc=1 Cjc=3.638p Mjc=.3085 Vic=.75 Fc=.5 Cje=4.493p Mje=.2593 Vje=.75 Tr=239.5n Tf=301.2p Itf=.4 Vtf=4 Xtf=2 Rb=10)</p><p>계측 증폭기의 회로에 사용된 그림 6의 CCⅡ+의 전압 폴로워 특성에 대한 실험한 견과를 그림 7에 나타냈다. 실험에서 \( \mathrm{X} \) 와 \( \mathrm{Z} \) 단자에 각각 \( R_{X}=0.5 \mathrm{k} \Omega, R_{Z}= \) \( 0.5 \mathrm{k} \Omega \) 저항을 사용하였고 \( \mathrm{Y} \) 단자 전압 \( V_{Y} \) 에 대하여 \( \mathrm{X} \)와 Z단자의 전압 \( V_{X}\left(=V_{Y}\right) \)(실선)와 \( V_{Z}=\left(R_{Z} / R_{X}\right) V_{Y} \)(점선)을 각각 측징하였다. 이 결과에서 전압 폴로워 \( \left(V_{X}=V_{Y}\right) \) 의 선형범위는 \( \pm 4.0 \mathrm{~V} \) 이고 오프셋 전압은 \( 0.21 \mathrm{mV} \) 이였다. \( V_{z} \) 전압은 이른식과 인치하며 선형범위는 \( \pm 3.6 \mathrm{~V} \) 이고 오프셋은 \( 1.4 \mathrm{mV} \) 이였다.</p><p>그림 8은 CCⅡ+의 전류 폴로워 특성과 X단자의 임피던스 \( r_{X} \)를 실험한 견과이다. 실험에서 \( \mathrm{Y} \) 단자를 접지로 연결하고 \( Z \) 단자에는 \( R_{Z}=100 \Omega \) 의 저항을 접지로 연결한 다음, \( \mathrm{X} \) 단자에 입력된 전류 \( I_{X} \) 의 변화에 따른 저항 \( R_{Z} \) 에 흐르는 \( I_{Z} \) 와 \( \mathrm{X} \) 단자의 전압 \( V_{X} \) 의 변화를 측정하였다. 이 건과로부터 제안한 CCⅡ+는 정확한 전류 폴로워 \( \left(i_{Z}=i_{X}\right) \) 기능을 하고 있다는 것을 알 수 있다. \( I_{Z} \) 에 대한 오프셋 전류는 \( 2.7 \mu \mathrm{A} \) 이며, \( \mathrm{X} \) 단자의 임피던스는 \( r_{X} \equiv \Delta V_{X} / \Delta I_{X}=0.5 \Omega \) 이다.</p><p>상기 그림 7과 8의 견과로부터 전압 폴로워와 전류폴로워가 선형 특성은 우수하지만, 오프셋 전압 및 전류를 갖고 있다는 것을 알 수 있다. 이 오프셋은 그림 5의 계측 증폭기를 구현할 때 이득오차(gain error)에 영항을 줄 수 있지만, 오프셋 전압 및 전류는 식 (2)와 같이 \( R_{2} \) 혹은 \( R_{3} \)의 지항으로 조정할 수 있을 것이다.</p><p>그림 9는 제안한 계측 증폭기의 동작 원리를 확인한 실험걸과이다. 실험에서 \( R_{2}=R_{3}=5 \Omega \) 으로 하여 이득을 100으로 선정하였다. \( v_{1}=1.02 \sin (2 \pi 1000 t) \) [V], \( v_{2}=1.0 \sin (2 \pi 1000 t)[\mathrm{V}] \) 인 때 \( R_{1}, R_{2} \), 그리고 \( R_{3} \) 양단 전압과 출력전압을 각각 측정하였다. 이론적으로</p><p>\( v_{R 1}=\left(v_{1}-v_{2}\right)=20 m V_{\text {peak }}, \quad v_{R 2}=\left(R_{2} / R_{1}\right) i_{R 1}=1 V_{\text {peak }} \), \( v_{R 3}=\left(R_{3} / R_{1}\right) i_{R 1}=1 V_{\text {peak }}, \quad v_{\text {OUT }}=\left[\left(R_{2}+R_{3}\right) / R_{1}\right] \times \) \( \left(v_{1}-v_{2}\right)=2 V_{\text {peak }} \)가 되지만, 실험결과는 전체적으로 이론값보다 큰 값을 갖고 있다는 것을 알 수 있다. 이것은 CCⅡ+의 작은 부하 저항 \( R_{1}=50 \Omega \) 을 사용하게 되어 전압 폴로워의 오차에 의해 \( R_{1} \) 양단의 전압이 증가함에 따라, \( i_{R 1} \)이 증가하였기 때문에 발생되는 것으로 생각된다.</p>
|
[
"X단자의 임피던스 \\( r_{X} \\)와 CCⅡ+의 전류 폴로워 특성을 어떻게 측정했어?",
"제안한 계측 증폭기의 동작 원리를 알아보기 위한 실험의 방법이 뭐니?",
"\\( i_{R 1} \\)이 증가하게 되는 과정이 어떻게 돼?",
"CCⅡ+의 전압 폴로워 특성을 알아보기 위한 실험방법이 어떻게 돼?",
"오프셋 전압 및 전류를 조정하는 방법이 무엇이야?",
"트랜지스터 Q2N3906(pnp)의 모델 파라미터는 뭐야?",
"트랜지스터 Q2N3904(npn)의 모델 파라미터는 무엇이니?"
] |
0d547759-bfe1-4ccc-ba51-87912543f887
|
인공물ED
|
양수발전기의 전략적 시장참여에 대한 해석 모형 연구
|
<h2>5.3 발전사 양수계획 결과</h2><p>양수발전기의 발전과 펌프 운용계획을 발전사가 수립할 때의 결과는 다음 표 4와 같다. 양수발전기의 운전 구간이 완전 경쟁에서의 결과와 다르게 나타난다. 구간 4에서의 양수발전이 추가되는데 이는 표 3에서 구간4의 시장가격이 높게 나타남과 관련이 있다. 또한 물의 사용량은 표 3에서 116.23에 비해 여기서는 93.18로 줄었다. 이는 발전사가 양수에 사용되는 물의 양을 전략적으로 이용한 것으로 해석된다.</p><table border><caption>표 4 발전사에 의한 양수발전계획 결과</caption><tbody><tr><td></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></tr><tr><td>발전/양수부하</td><td></td><td>10.73</td><td>10.33</td><td>10</td><td></td><td>\( -20.0 \)</td><td>\( -26.59 \)</td><td></td></tr><tr><td>물 사용량</td><td></td><td>32.19</td><td>30.99</td><td>30</td><td></td><td>\( -40.0 \)</td><td>\( -53.18 \)</td><td></td></tr><tr><td>저수량\( (\mathrm{v}) \)</td><td>200</td><td>167.81</td><td>136.82</td><td>106.82</td><td>106.82</td><td>146.82</td><td>200</td><td>200</td></tr><tr><td>발전력\( \left(q_{1}\right) \)</td><td>51.27</td><td>75.96</td><td>75.16</td><td>72.62</td><td>42.13</td><td>34.56</td><td>25.39</td><td>45.93</td></tr><tr><td>발전력\( \left(q_{2}\right) \)</td><td>146.70</td><td>190.60</td><td>189.18</td><td>184.7</td><td>130.46</td><td>116.99</td><td>100.69</td><td>137.21</td></tr><tr><td>시장가격 \( (\lambda) \)</td><td>71.01</td><td>90.77</td><td>90.13</td><td>88.09</td><td>63.71</td><td>57.65</td><td>50.31</td><td>66.74</td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{1}\right) \)</td><td></td><td>973.94</td><td>931.07</td><td>880.93</td><td></td><td>\( -1152.9 \)</td><td>\( -1337.8 \)</td><td></td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{ps}\right) \)</td><td>1051.4</td><td>2307.9</td><td>2259.8</td><td>2109.3</td><td>710.0</td><td>477.72</td><td>257.80</td><td>843.8</td></tr><tr><td>\( \lambda^{\prime} \)</td><td></td><td>75.82</td><td>75.82</td><td>74.26</td><td></td><td>82.34</td><td>75.82</td><td></td></tr></tbody></table><p>환산가치를 분석하면, 구간2에서 시장가격은 90.77이지만 \( 1 \mathrm{MW} \) 추가로 양수발전을 하면 시장가격의 변동이 화력기 발전력 \( \left(q_{1}\right) \)에 의한 수입에도 영향을 주어 실질적으로 75.82만큼의 이득이 증가함을 나타낸다. 전 구간에서 환산 가치보다 환산비용이 같거나 크게 나타나므로 발전과 부하의 구간은 최적으로 선택됨을 알 수 있다. 구간4에서의 환산 가치가 구간2,3에 비해 낮지만 최소 사용량 조건에 의해 줄일 수 없고 발전을 안하면 구간2,3에서의 가치가 감소하게 된다.</p><h2>5.4 양수발전 분리입찰 결과</h2><p>양수발전기의 발전과 펌프 운용계획 주체를 분리할 때의 결과는 다음 표 5와 같다. 양수발전기의 운전 구간은 완전경쟁에서의 결과와 같게 나타나고 물의 사용량은 100으로 표3과 표 4의 중간 정도 값이다.</p><table border><caption>표 5 혼합된 양수발전계획 결과</caption><tbody><tr><td></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></tr><tr><td>발전/양수부하</td><td></td><td>18.65</td><td>14.68</td><td></td><td></td><td>\( -20.0 \)</td><td>\( -30.0 \)</td><td></td></tr><tr><td>물 사용량</td><td></td><td>55.95</td><td>44.05</td><td></td><td></td><td>\( -40.0 \)</td><td>\( -60.0 \)</td><td></td></tr><tr><td>저수량\( (\mathrm{v}) \)</td><td>200</td><td>144.05</td><td>100.0</td><td>100.0</td><td>100.0</td><td>140.0</td><td>200</td><td>200</td></tr><tr><td>발전력\( \left(q_{1}\right) \)</td><td>51.26</td><td>74.25</td><td>74.25</td><td>74.69</td><td>42.14</td><td>34.56</td><td>26.16</td><td>45.93</td></tr><tr><td>발전력\( \left(q_{2}\right) \)</td><td>146.72</td><td>187.56</td><td>187.56</td><td>188.38</td><td>130.43</td><td>116.99</td><td>102.16</td><td>137.21</td></tr><tr><td>시장가격 \( (\lambda) \)</td><td>71.00</td><td>89.40</td><td>89.40</td><td>89.77</td><td>63.72</td><td>57.65</td><td>50.97</td><td>66.75</td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{1}\right) \)</td><td></td><td>1667.3</td><td>1312.8</td><td></td><td></td><td>\( -1152.9 \)</td><td>\( -1529.2 \)</td><td></td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{ps}\right) \)</td><td>1051.4</td><td>2205.4</td><td>2205.4</td><td>2232.9</td><td>710.0</td><td>477.72</td><td>274.92</td><td>843.8</td></tr><tr><td>\( \lambda^{\prime} \)</td><td></td><td>89.40</td><td>89.40</td><td></td><td></td><td>54.90</td><td>51.71</td><td></td></tr></tbody></table><p>발전구간에서 양수발전의 운용은 첨두부하를 삭감하는 방향으로 이루어지는데 발전구간이 아닌 구간 4에서 높게 나타나는 것은 최소 물사용량 조건 때문이다. 최소량 30을 사용하게 되면 구간2, 3에서의 가격이 상승하게 된다. 구간 2와 3에서 양수발전의 가치가 동일하게 나온 것은 가치의 평활화(Levelizing)가 이루어졌기 때문이다. 부하구간 7의 환산비용이 구간 6보다 작게 나오지만 구간7에서 이미 최대로 펌핑을 하기 때문에 더 이상 평활화를 시킬 수가 없다.</p><p>평활화 작용을 확인하기 위해 각 구간별 시장가격의 분포를 나타내면 다음 그림 2와 같다. 분포의 차이를 분명히 나타내기 위해 \( 2 \sim 4 \) 구간과 6,7 구간만을 확대해서 나타낸다.</p><p>양수발전을 하지 않는 (a)의 경우에 시장가격의 편차가 가장 크고, MO가 계획하는 (b)의 경우에 편차가 가장 작게 나타난다. 발전사가 계획하는 (c)의 경우는 양수발전을 하지않는 (a)에 가까운 패턴을 나타내는데 이는 발전사의 이득을 목적으로 양수계획을 할 때 첨두삭감의 효과가 낮음을 의미한다. 계획 주체가 혼합형인 (d)의 경우는 발전계획은 (b)패턴에 가깝고 양수계획은 (c)에 가깝게 나타난다. 이는 발전은 MO가 계획하고 양수는 발전사가 계획하는 특징이 그대로 나타난 것이다.</p><p>사회적 후생과 양수발전사의 이득 관점에서 각 방식을 비교하면 표 6과 같다. 사회적 후생은 양수발전을 하지 않을때 (a)가 가장 적고 MO가 계획할 때(b)가 가장 크게 나타난다. 양수발전과 화력발전\( \left(\mathrm{G}_{1}\right) \)의 이득을 합한 발전사 이득은 발전사가 계획할 때(c)가 가장 크고 (a)의 경우가 가장 적게 나타난다. 양수발전의 이득만을 보면 (c) 보다 혼합형의 (d)에서 더 크게 나타나는데 발전사 목적함수는 화력발전기에서의 이득을 합한 것이므로 발전사는 (c)를 선호하게 된다. 이러한 결과는 양수발전의 효과나 발전계획의 주체에 따른 특성에 잘 부합함을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 6 사회적후생과 이득 측면에서의 비교</caption><tbody><tr><td></td><td>사회적 후생</td><td>양수발전 이득</td><td>발전사 이득</td></tr><tr><td>(a)</td><td>129636</td><td>0</td><td>10179</td></tr><tr><td>(b)</td><td>130116</td><td>253.8</td><td>10243</td></tr><tr><td>(c)</td><td>129996</td><td>295.3</td><td>10313</td></tr><tr><td>(d)</td><td>130108</td><td>297.9</td><td>10299</td></tr></tbody></table>
|
[
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 구간 4의 물 사용량은 얼마인가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과 표에서 구간7의 발전/양수부하는 얼마인가?",
"어떻게 하면 구간 2에서 이득을 75.82만큼 증가시킬 수 있는가?",
"구간2,3에서의 가격을 상승시키려면 어떻게 해야 되는가?",
"구간 2,3에서의 가치를 낮출려면 어떻게 해야하는가?",
"사회적후생과 이득 측면에서의 비교에서 양수발전 이득이 가장 큰쪽의 양수발전 이득 수치가 얼마나 되는가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 저수량\\( (\\mathrm{v}) \\)이 구간8에서 얼마나 되는가?",
"혼합된 양수발전계획 결과를 보고 구간6에서 이득\\( \\left(G_{1}\\right) \\)이 얼마나 되는가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 이득 \\( \\left(G_{1}\\right) \\)이 구간6에서 어떻게 돼?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 이득 \\( \\left(G_{1}\\right) \\)이 구간6에서 얼마나 됩니까?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 발전력\\( \\left(q_{1}\\right) \\)이 구간5에서 얼마나 되나요?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 시장가격 \\( (\\lambda) \\)이 구간2에서 얼마로 변하는가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 발전력\\( \\left(q_{2}\\right) \\)이 구간1에서 어느정도인가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 이득 \\( \\left(G_{ps}\\right) \\)가 구간4에서 어떻게 돼?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 이득 \\( \\left(G_{ps}\\right) \\)가 구간4에서 어느정도인가?",
"발전사에 의한 양수발전계획 결과에서 \\( \\lambda^{\\prime} \\)가 구간7에서 얼마로 변하는가?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 구간7에서의 발전/양수부하의 수치가 어떻게 돼?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 구간7에서의 발전/양수부하의 수치가 뭐야?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 물사용량이 구간3에서 얼마로 변하는가?",
"혼합된 양수발전계획 결과를 보며 저수량\\( (\\mathrm{v}) \\)이 구간5에서 얼마나 되는가?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 발전력\\( \\left(q_{1}\\right) \\)이 구간8에서 얼마나 되는건가?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 발전력\\( \\left(q_{2}\\right) \\)이 구간6에서 얼마로 변하는건가?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 시장가격 \\( (\\lambda) \\)이 구간4에서 얼마로 변하는가?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 이득 \\( \\left(G_{ps}\\right) \\)이 구간5에서 얼마나 됩니까?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 \\( \\lambda^{\\prime} \\)가 구간3에서 어떻게 돼?",
"혼합된 양수발전계획 결과에서 \\( \\lambda^{\\prime} \\)가 구간3에서 얼마야?",
"사회적후생과 이득 측면에서의 비교에서 사회적후생이 사회적후생이 가장 적은 쪽이 어느쪽인가?",
"사회적후생과 이득 측면에서의 비교를 보고 발전사 이득이 가장 큰 쪽이 어디인가?"
] |
d857aa4d-f58b-4be8-9791-bc9758577377
|
인공물ED
|
양수발전기의 전략적 시장참여에 대한 해석 모형 연구
|
<h1>5. 사례연구</h1><h2>5.1 전력시장과 발전기 특성</h2><p>연구대상 계통에서 화력발전기 2대\( \left(G_{1}, G_{2}\right) \)의 발전(한계)비용 함수는 각각 \( \partial C_{1} / \partial q_{1}=30+0.8 q_{1} \), \( \partial C_{2} / \partial q_{2}=5+0.45 q_{2} \)로 설정한다. 비용함수의 계수에 의하면 \( G_{1} \)의 발전력 보다 \( G_{2} \)의 발전력이 월등히 크게 나타나므로 양수발전기를 소유하지 않는 발전사 \( \left(G_{2}\right) \)가 시장에서 더 큰 비중을 차지한다. 양수발전기의 발전 및 폄프 특성은 다음 표 1과 같다.</p><table border><caption>표 1 양수발전기의 특성</caption><tbody><tr><td></td><td colspan=2>물의 이용특성</td><td>최소사용량</td><td>최대사용량</td></tr><tr><td>양수 펌프</td><td>\( \partial w_{p i} / \partial q_{p i} \)</td><td>2</td><td>40</td><td>60</td></tr><tr><td>양수 발전</td><td>\( \partial w_{h k} / \partial q_{h k} \)</td><td>3</td><td>30</td><td>60</td></tr></tbody></table><p>표에서 양수발전기 순환효율 \( (\eta) \)은 \( \left\{\partial w_{p i} / \partial q_{p i}\right\} /\left\{\partial w_{h k} / \partial q_{h k}\right\}=/3 \), 약 \( 67 \% \) 정도임을 알 수 있다. 한편 부하의 시구간별 특성은 일차함수의 절편과 기울기로 구분하여 다음 표 2와 같이 설정한다.</p><table border><caption>표 2 구간별 수요함수</caption><tbody><tr><td>구간(t)</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></tr><tr><td>\( b_{0 t} \)</td><td>170</td><td>210</td><td>200</td><td>195</td><td>150</td><td>130</td><td>110</td><td>140</td></tr><tr><td>\( m_{0 t} \)</td><td>0.5</td><td>0.43</td><td>0.4</td><td>0.4</td><td>0.5</td><td>0.55</td><td>0.6</td><td>0.4</td></tr></tbody></table><h2>5.2 완전경쟁의 결과</h2><p>양수발전기의 초기 저수량을 200으로 두고 완전경쟁에 의한 양수발전기 포함 발전계획 결과를 보면 다음 표 3과 같다.</p><p>구간 2,3에서 저수된 물을 이용하여 발전을 하고 구간 6,7에서 펌프로 물을 채운다. 시장가격의 분포를 보면, 가장 값싼 구간 7에서 가격이 50.97이고 가장 비싼 구간4에서 가격이 89.77이라서 최적상태 판별식인 \( \lambda_{4}<\lambda_{7}^{\prime} \)를 만족하지 않는다. 하지만 구간7에서의 펌프량 최대조건 때문에 더 이상 양수부하로 사용할 수 없는 상태이다.</p><table border><caption>표 3 완전경쟁의 발전계획 결과</caption><tbody><tr><td></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></tr><tr><td>발전/양수부하</td><td></td><td>20</td><td>18.74</td><td></td><td></td><td>\( -28.11 \)</td><td>\( -30 \)</td><td></td></tr><tr><td>물 사용량</td><td></td><td>60</td><td>56.23</td><td></td><td></td><td>\( -56.23 \)</td><td>\( -60 \)</td><td></td></tr><tr><td>저수량\( (\mathrm{v}) \)</td><td>200</td><td>140</td><td>83.77</td><td>83.77</td><td>83.77</td><td>140</td><td>200</td><td>200</td></tr><tr><td>발전력 \( \left(q_{1}\right) \)</td><td>51.27</td><td>73.96</td><td>73.40</td><td>74.70</td><td>42.13</td><td>36.46</td><td>26.22</td><td>45.93</td></tr><tr><td>발전력 \( \left(q_{2}\right) \)</td><td>146.70</td><td>187.04</td><td>186.02</td><td>188.38</td><td>130.46</td><td>120.43</td><td>102.16</td><td>137.21</td></tr><tr><td>시장가격 \( (\lambda) \)</td><td>71.01</td><td>89.17</td><td>88.74</td><td>89.77</td><td>63.71</td><td>59.17</td><td>50.97</td><td>66.74</td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{1}\right) \)</td><td></td><td>1783.5</td><td>1663.1</td><td></td><td></td><td>\( -1663.5 \)</td><td>\( -1529.2 \)</td><td></td></tr><tr><td>이득 \( \left(G_{ps}\right) \)</td><td>1051.4</td><td>2188.4</td><td>2156.2</td><td>2232.9</td><td>710.0</td><td>531.9</td><td>274.9</td><td>843.8</td></tr><tr><td>\( \lambda^{\prime} \)</td><td></td><td>89.17</td><td>88.75</td><td></td><td></td><td>88.75</td><td>76.45</td><td></td></tr></tbody></table><p>두 번째로 값싼 구간6에서의 가격 또한 \( \lambda_{4}<\lambda_{6}{ }^{\prime} \)를 만족하지 않는데 이는 양수발전의 최소 사용량이 30이기 때문에 구간4에서 양수발전을 하게 되면 다른 구간에서 양수발전력 감소로 가격상승이 유발되어 효율성이 감소하게 된다. 구간3과 구간6에서의 가격을 비교하면 \( \lambda_{3}=\lambda_{6}{ }^{\prime} \)이 되어 양수발전과 양수부하의 가치가 일치하는 임계구간이다.</p>
|
[
"양ㅅ 발전기 순환효율 \\( (\\eta) \\)은 어떻게 구하는가?",
"화력발전기 2대\\( \\left(G_{1}, G_{2}\\right) \\)의 발전(한계)비용 함수는 어떻게 설정되는가?",
"양수 발전기의 특성에서 양수 펌프의 최소사용량은 얼마인기?",
"표 1에 따르면 최소사용량은 양수 펌프에서 얼마인가?",
"표2에서 6구간 기울기는 얼마인가?",
"표 2에 따르면 구간 6에서 \\( m_{0 t} \\)는 몇인가?",
"시장 가격이 가장 저렴한 구간의 \\( \\lambda^{\\prime} \\)값은 얼마인가?",
"표2에서 2구간 절편은 얼마인가?",
"표 2 구간별 수요함수에서 2 구간의 \\( b_{0 t} \\) 값은 얼마인가?",
"두번째로 시장가격이 싼 구간의 \\( \\lambda^{\\prime} \\) 값은 얼마인가?"
] |
916d3fc4-0c4e-4345-bd10-48ff8d3f9cab
|
인공물ED
|
해상 상태에 따른 함정 요동에 의한 레이다 성능 변화에 관한 연구
|
<h1>Ⅳ. 결 론</h1> <p>바다에서 작전을 수행하는 함정은 해상 상태에 따라 자세가 변한다. 함정에 탑재된 레이다의 경우, 함정 자세 변화에 따라 빔을 보상해야 한다. 이때 위상배열 레이다의 경우, 전자식 빔 조향을 하는데 손실이 발생한다. 이는 레이다 설계 시 필히 고려하여 마진으로 가져가야 할 부분이다. 따라서 해상 상태에 따른 함정 요동을 모의하고 그에 따른 레이다 성능 변화를 예측하는 것이 필요하다. 이를 위해 본 논문에서는 해상 상태별 함정운동을 해석하기 위해 WASIM과 ITTC 파랑 스펙트럼을 활용하여 불규칙파중 함정의 시간영역운동을 해석하였다. 이 모델을 기존 다기능 레이다 모델과 통합하여 해상 상태에 따른 함정요동에 의한 레이다 성능 변화를 정량적으로 분석하였다.</p> <p>그 결과, 표 4 와 같이 해상 상태가 증가할수록 조향 손실의 평균 및 분포는 커지며, 특히 대함 표적의 경우, 형성되는 조향각이 안테나 면 기준 각도와 멀어 이득보다는 손실의 분포가 큰 것을 볼 수 있다. 일반적인 함정 운행이 가능한 해상 상태로 알려진 해상 상태 6 이내의 분석 결과에서는 대함 및 대공 표적의 최대 손실이 각각 \(-0.771 \mathrm{~dB}, -1.234 \mathrm{~dB} \) 로 형성되었다.<table border><caption>표 4. 해상 상태에 따른 조향 손실 결과 요약</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>Sea state</td><td colspan=2>Variation of SNR [\( \mathrm{dB} \)](average, variance)</td></tr><tr><td>Ship</td><td>Aircraft</td></tr><tr><td>0</td><td></td><td></td></tr><tr><td>1</td><td>-0.012~+0.010 (-0.0000519, 0.0000119)</td><td>-0.011~+0.013 (-0.0000335, 0.00000721)</td></tr><tr><td>2</td><td>-0.060~+0.056 (-0.000491, 0.000408)</td><td>-0.107~+0.076 (-0.00062, 0.00024)</td></tr><tr><td>3</td><td>-0.232~+0.125 (-0.00485, 0.00384)</td><td>-0.513~+0.420 (-0.0046, 0.0028)</td></tr><tr><td>4</td><td>-0.537~+0.180 (-0.0196, 0.0156)</td><td>-0.763~+0.433 (-0.017, 0.0094)</td></tr><tr><td>5</td><td>-0.771~+0.205 (-0.0419, 0.0391)</td><td>-1.234~+0.796 (-0.0424, 0.02487)</td></tr><tr><td>6</td><td>-0.740~+0.203 (-0.0556, 0.0463)</td><td>-0.779~+0.587 (-0.0534, 0.0298)</td></tr><tr><td>7</td><td>-1.037~+0.217 (-0.0677, 0.0608)</td><td>-0.983~+0.685 (-0.0675, 0.0319)</td></tr><tr><td>8</td><td>-1.478~+0.223 (-0.1219, 0.1296)</td><td>-1.690~+0.858 (-0.1183, 0.0869)</td></tr><tr><td>9</td><td>-2.234~+0.220 (-0.0942, 0.1192)</td><td>-1.685~+0.742 (-0.0877, 0.0539)</td></tr></tbody></table></p> <p>이러한 M&S 도구를 통한 사전 분석 및 결과를 통해 해상 상태에 영향을 받는 레이다 설계 시 합리적인 마진 설계로 비용 측면에서의 위험성을 줄일 수 있다. 또한 M&S 도구를 통해 자함 기동 시 해상 상태의 영향성을 모의하고, 레이다 성능 변화를 예측하여 작전 운용상의 한계점을 평가할 수 있을 것으로 판단된다.</p>
|
[
"Sea State가 1일 때, Aircraft의 SNR 변화량 값은 얼마야?",
"Aircraft의 SNR 변화량 값이 -1.107~+0.076 (-0.00062, 0.00024)일 때, Ship의 SNR 변화량 값은 얼마야?",
"Ship의 SNR 변화량 값이 -0.232~+0.125 (-0.00485, 0.00384) 일 때, Aircraft의 SNR 변화량 값은 얼마야?",
"Ship의 SNR 변화량 평균 값이 -0.0942, 분산값이 0.1192일 때 Sea State는 얼마야?",
"Ship의 음의 값과 Aircraft 음의 값의 합이 -2.005일 때, Sea state값은 얼마야?",
"Ship의 average값과 Aircraft의 Variance값의 합이 -0.000251일 때, Sea state값은 얼마야?"
] |
4e665e81-1a2f-4de6-b234-986ca41d64d7
|
인공물ED
|
해상 상태에 따른 함정 요동에 의한 레이다 성능 변화에 관한 연구
|
<h2>2-1 M&S 모델</h2> <h3>2-1-1 함정 운동 모델</h3> <p>함정 운동 모델은 함정의 기동과 파랑에 의해 생기는 함정의 6자유도 움직임을 모의하는 모델이다. 파랑 중 함정의 움직임을 모의하기 위해서는 함정의RAO를 계산해야 한다. RAO는 주파수별 단위 진폭의 파에 대한 함정의 운동응답의 크기를 말하며, 함정의 고유 특성 값이다. 본 논문에서는 Panel method를 이용한 시간영역 운동/하중 해석용 상용 도구인 WASIM을 활용하여 RAO를 산출하였다.</p> <p>RAO해석에는 함정의 선형 및 주요 형상 정보들이 필요하다. 정보가 공개되어 있는 DTMB 5415 (SIMMAN의 US Navy Combatant)를 해석 대상 함정으로 선정하였으며, 함정의 정보는 그림 2 및 표 1 과 같다.</p> <p>RAO 해석 수행을 위해서는 선속과 파 입사각 설정이 필요하다. 함정의 각 운동이 레이다 성능 변화에 주요한 영향을 줄 것이라 예상하여, 가장 큰 각 운동이 발생하는 운동 해석 조건인 횡파 \( \left(90^{\circ}\right) \) 에서의 Roll 운동을 해석하였다. 그림 3은 수치해석을 통해 얻어진 주요 운동 모드(heave, roll)의 RAO 해석 결과이다.</p> <p>파 스펙트럼은 파랑의 주파수별 에너지 분포를 나타내는 함수로 ITTC(international towing tank conference) 파 스펙트럼을 식 (1)과 같이 적용하여 불규칙파를 모의하였다.</p> <table border><caption>표 1. DTMB 5415의 주요 형상 수치</caption> <tbody><tr><td>Properties</td><td>Value</td></tr><tr><td>\( L_{p p}[\mathrm{m}] \)</td><td>142</td></tr><tr><td>\( L_{W l}[\mathrm{m}] \)</td><td>142.18</td></tr><tr><td>\(B_{w l}[\mathrm{m}] \)</td><td>19.06</td></tr><tr><td>\(T[\mathrm{m}] \)</td><td>6.15</td></tr><tr><td>Displacement \( \left[\mathrm{m}^{3}\right] \)</td><td>8,424.4</td></tr><tr><td>\( S_{w o rudder}\) \( \left[\mathrm{m}^{2}\right] \)</td><td>2,972.6</td></tr><tr><td>\(C_{b}\)</td><td>0.507</td></tr><tr><td>\(C_{m}\)</td><td>0.821</td></tr><tr><td>\( L C B\left(\% L_{p p}, f w d+\right) \)</td><td>-0.683</td></tr></tbody></table> <p>\( S_{\zeta}(w)=\frac{A}{\omega^{5}} e^{-B / \omega^{4}} \) \( A=\frac{173 \cdot H_{1 / 3}{ }^{2}}{T_{1}{ }^{2}}, B=\frac{691}{T_{1}{ }^{4}} \)<caption>(1)</caption> <ul> <li>\( \omega \) : Wave frequency \( (\mathrm{rad} / \mathrm{s}) \)</li> <li>\( H_{1 / 3} \) : Significant wave height \( (\mathrm{m}) \)</li> <li>\( T_{1}=0.773 \cdot T_{m} \)</li> <li>\( T_{1} \) : Mean period (\( \mathrm{sec} \))</li> <li>\( T_{m} \) : Modal period (\( \mathrm{sec} \))</li></ul></p> <p>해상 상태는 Principles of Naval Architecture에 정의된 해상 상태별 유의 파고(significant wave height)와 주기(modal period)를 표 2와 같이 적용하였다.</p> <p>함정의 운동 \( \mathrm{RAO}\left(z_{a} / \zeta_{a}(\omega)\right) \) 와 해상상태에 따른 파 스펙트럼 \( \left(S_{\zeta}(\omega)\right) \) 을 중첩하여 운동응답 스펙트럼 \( \left(S_{z}(\omega)\right) \) 을 식 (2)와 같이 구한다. 그리고 식 (3)과 같이 주파수별 운동응답의 크기 \( \left(z_{a}(\omega)\right) \) 를 구하고, 주기함수를 중첩하여 해상 상태별 시계열 운동응답을 산출하였다. \( S_{z}(\omega)=\left|\frac{z_{a}}{S_{a}}(\omega)\right|^{2} \cdot S_{\zeta}(\omega) \)<caption>(2)</caption>\( z_{a}(\omega)=\sqrt{2 S_{z}(\omega) \cdot \Delta \omega} \)<caption>(3)</caption> </p>
|
[
"함정 운동 모델은 어떻게 생기는 함정의 6자유도 움직임을 모의하는 모델인가?",
"함정 운동 모델은 어떻게 생기는 함정의 6자유도 움직임을 모의하는 모델인가요?",
"RAO 해석 수행을 위해서는 어떻게 해야 되는가?",
"함정의 각 운동이 레이다 성능 변화에 주요한 영향을 줄 것이라 예상하여 어떻게 하였는가?",
"본 논문에서는 어떻게 RAO를 산출하였는가?",
"파랑 중 함정의 움직임을 모의하기 위해서는 어떻게 해야 하는가?",
"Lpp[m]의 Value 값은 얼마인가?",
"어떻게 해상 상태별 시계열 운동응답을 산출하였는가?"
] |
9769a80e-ed60-4d13-8979-80e3ccba8700
|
인공물ED
|
해상 상태에 따른 함정 요동에 의한 레이다 성능 변화에 관한 연구
|
<p>해상 상태에 따라 함정의 요동은 표 3 과 같으며, 하나의 예로 해상 상태 6 에서 상하동요(heave)와 횡동요(roll)의 시계열 운동 해석 결과는 그림 4 와 같다. 이를 레이다의 플랫폼 운동 정보로 활용하여 레이다 성능을 분석하게 된다. 상하동요는 하방이 +고, 횡동요는 우현이 내려가는 회전방향이 +이다. 함정 운동량을 직관적으로 표현하기 위해 요동의 최소/최대 값과 요동 값의 변곡점들 중상위 \( 10 \% \) 에 해당되는 값들의 평균을 표 3 에 나타내었다.<table border><caption>표 3. 해상 상태에 따른 함정 요동 결과</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>Sea state</td><td colspan=2>Roll angle [\( \mathrm{deg}\)]</td></tr><tr><td>Vaue ramge</td><td>AVg. of \( 10 \% \) peak values</td></tr><tr><td>0</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>1</td><td>-0.24 ~ +0.21</td><td>0.21</td></tr><tr><td>2</td><td>-1.29 ~ +1.57</td><td>1.34</td></tr><tr><td>3</td><td>-3.45 ~ +3.66</td><td>3.48</td></tr><tr><td>4</td><td>-7.29 ~ +7.86</td><td>7.09</td></tr><tr><td>5</td><td>-12.07 ~ +10.82</td><td>11.11</td></tr><tr><td>6</td><td>-11.95 ~ +14.15</td><td>12.22</td></tr><tr><td>7</td><td>-13.82 ~ +15.18</td><td>13.56</td></tr><tr><td>8</td><td>-19.41 ~ +19.81</td><td>18.49</td></tr><tr><td>9</td><td>-18.73 ~ +17.42</td><td>17.48</td></tr></tbody></table></p> <h3>2-1-2 다기능레이다</h3> <p>레이다 성능을 평가하는 항목 중 가장 기본적으로 사용하는 척도는SNR(signal to noise ratio)이다. 식 (4)와 같이 분자에 해당되는 \( S \), 곧 안테나에 수신되는 표적의 신호 크기를 계산하여 성능을 평가하였다. 이때 \( P_{t} \) 는 송신전력, \( G_{t} \) 는 송신이득, \( G_{r} \) 수신이득, \( \lambda \) 는 파장, \( \sigma_{t} \) 는 표적의 RCS, \(n \) 은 펄스 수, \( R \) 은 표적 거리, \( L_{p} \) 는 전파 손실, \( L_{s y s} \) 는 시스템 손실이다. \( S=\left(\frac{P_{t} G_{t} G_{r} \lambda^{2} \sigma_{t} n}{(4 \pi)^{3} R^{4} L_{p} L_{s y s}}\right) \)<caption>(4)</caption></p> <p>함정 요동에 의해 레이다 성능 변화는 \( G_{t}, G_{r} \) 의 변수를 통해 반영하게 된다. 그림 5 와 같이 안테나 면 기준 방향으로부터 함정의 자세 변화 각도로 빔 조향에 의한 안테나 이득 변화를 식 (5)를 통해 구할 수 있다. 함정 요동에 의해 빔 보상을 수행하면 기존 각도보다 조향 각도가 증가하여 손실이 커지게 된다. 현재 요동 측정 주기는 추적 파형 dwell보다 빠른 것으로 간주하였고, 대기 및 해상 상태에 따른 전파 손실은 동일한 값으로 가정하여 모의하였다. 최종 계산되는 조향 손실은 송수신 안테나 패턴에 적용되며, 표적 위치에 따라 다른 경향성을 가진다.</p> <p>안테나 기준 방향과 빔 조향 방향이 가까울수록 손실은 줄어들며, 멀어질수록 손실은 증가한다. 따라서 요동의 크기와 방향, 주기에 따라 조향 손실 변화는 다르게 형성된다. \( G_{2}=G_{1} \times C O S\left(\angle \theta_{\text {steering }}\right)^{\frac{3}{2}} \)<caption>(5)</caption></p>
|
[
"표3에서 9를 포함하는 열의 이름이 뭐야?",
"표3에서 \\( 10 \\% \\) peak 평균값이 가장 큰 Sea state는 뭐야?",
"표3에서 \\( 10 \\% \\) peak 평균값이 가장 큰 값이 얼마야?",
"표3에서 18.49값은 어떤 sea state에 속해?",
"표3에서 어떤 sea state의 값의 범위의 Roll angle 최대 값이 +10.82이야?",
"표3에서 AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values가 3.48인 value range값은 몇이야?",
"표3에서 value range의 최대와 최소 사이가 가장 큰 sea state 가 뭐지?",
"표3에서 두 AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values값을 더하면 0.21이 되는 값 중에 더 큰 값에 해당하는 sea state 가 뭐지?",
"표3에서 sea state 6의 value range값이 얼마인가요?",
"표3에서 2 state의 \\( 10 \\% \\) peak values의 평균값이 몇이야?",
"2 state의 표3에서 \\( 10 \\% \\) peak values의 평균값이 몇이야?",
"표3에서 Vaue ramge가 -7.29 ~ +7.86\t고, AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values가 7.09인 sea state 가 뭐지?",
"표3에서 Vaue ramge값이 -18.73 ~ +17.42\t인 state의 AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values값이 얼마야?",
"표3에서 \\( 10 \\% \\) peak 평균값이 15이상인 행 중에서 Value 범위의 최대가 +19.81인 sea state 가 뭐지?",
"표3에서 sea state 6의 AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values는 얼마야?",
"표3에서 value range의 최대와 최소 사이가 가장 큰 Sea state의 \\( 10 \\% \\) peak values평균이 몇이야?",
"표3에서 가장 작은 AVg. of \\( 10 \\% \\) peak values 값이 얼마야?",
"표3에서 -0.24 ~ +0.21\t이 해당되는 sea state가 뭐야?",
"어떤 sea state가 표3에서 -0.24 ~ +0.21이 해당되지?"
] |
95759ebb-7084-4a4a-96c5-5edc47fc487d
|
인공물ED
|
성긴임펄스 응답 시스템을 위한 부밴드 IPNLMS 적응필터
|
<h1>4. 실험 결과</h1> <p>제안한 부밴드 IPNLMS 알고리즘의 성능평가를 위하여 반향제거를 위한 시스템 식별과 실제 반향제거를 수행한다. 분해 합성 필터는 완전 복원이 가능하도록 설계된 차수 11의 IIR 필터뱅크를 사용한다.</p> <p>실험 1) 시스템 식별 모델</p> <p>실험에 사용된 반향환경은 임펄스 응답이 성긴 특성을 갖는 계수 길이 N=1024를 사용하였고 그림 4와 5에 성긴 특성의 임펄스 응답과 주파수 응답을 나타내었다. 성긴 정도(sparseness)는 식(27)로 구할 수 있으며 각각 0.6880과 0.9217이다.</p> <p>\( \zeta\left(\mathrm{s}^{*}\right)=\frac{\mathrm{N}}{\mathrm{N}-\sqrt{\mathrm{N}}}\left(1-\frac{\left\|\mathrm{s}^{*}\right\|_{1}}{\sqrt{\mathrm{N}}\left\|_{\mathrm{s}}{ }^{*}\right\|_{2}}\right) \)<caption>(27)</caption></p> <p>신호원으로 백색 Gaussian 신호를 \( x_{i}=p_{4} x_{i}(n-4)+p_{3} x_{i}(n-3)+p_{2} x_{i}(n-2)+p_{1} x_{i}(n-1)+u(n) \)(i=1,2,3,4)의 모델을 통과시켜 생성된 AR(4) 신호를 사용한다. 적응 필터의 길이는 반향환경과 동일한 L=1024를 사용하며 관측 잡음(observation noise)으로 원하는 신호에 SNR=\(35 \mathrm{dB} \)인 백색 잡음을 부과한다. 실험에 사용된 스텝사이즈는 0.3을 사용하였고 10번의 반복 실험에 대한 앙상블 평균(ensemble average)으로 나타내었다. 성능비교를 위해 사용된 알고리즘으로는 PNLMS와 부밴드 수(M)를 달리한 NLMS(M=1,2,4)와 IPNLMS(M=1,2,4)를 사용하였다.</p> <p>그림 6은 그림 4의 반향경로의 계수조정오차 비교를 나타 내었다. NLMS, PNLMS, IPNLMS만 비교해 볼 경우 반향 경로가 성긴 특성에서 IPNLMS가 나머지 두 알고리즘보다 빠른 수렴성능을 보임을 확인 할 수 있다. 그리고 NLMS와 IPNLMS는 부밴드 수 가 같을 경우(M=2, 4) IPNLMS의 수렴성능이 NLMS보다 빠르며, IPNLMS에서 부밴드 수가 증가 할수록 수렴속도는 향상된다. 그림 7은 그림 4의 반향 경로에서 그림 5의 반향경로로 변경된 경우 각 알고리즘의 추적성능을 평가하였다. 그 결과 역시 그림 6의 결과와 유사하게 IPNLMS 기반 알고리즘들 중 부밴드 수가 증가 할수록 수렴속도가 증가하여 M=4인 4B-IPNLMS의 추적성능과 수렴속도가 가장 빠름을 알 수 있다. 이는 필터뱅크에 의하여 신호가 사전 백색화 되어 입력신호의 자기상관 행렬의 고유지 분포가 줄어들었기 때문이다. 또한 그림 2와 3의 구조에서 다위상 분해기법을 적용하였기 때문에 각 부밴드에서 부적응필터의 성긴성이 증대되어 부밴드 수가 증가 할 수록 수렴 성능이 향상된다.</p> <p>그림 8 은 반향경로가 분산 특성인(\(\zeta\)=0.2146) 경우의 계수 조정오차를 비교하였다. 반향경로의 길이는 N=256, 적응 필터의 길이는 반향환경과 동일한 L=256을 사용하였고 나머지 조건은 앞서의 실험과 동일하다. 결과로부터 반향경로가 분산 특성인 경우 PNLMS 성능은 NLMS와 IPNLMS보다 저하되며 NLMS와 IPNLMS기반의 알고리즘은 M의 값이 같은 부밴드에서 거의 유사한 성능을 보임을 알 수 있다.</p> <p>실험 2) 반향제거 결과</p> <p>실험 1의 시스템 식별 모델 결과를 바탕으로 유선 전화 환경에서 발생하는 반향제거 실험을 수행한다. 그림 9에 계수 길이 N=96의 임펄스 응답과 주파수 응답을 나타내었고 반향경로의 성긴 정도는 0.6407이다. 실험에 사용된 입력 신호는 백색 Gaussian 신호를 이용하여 음성과 유사한 성질을 갖도록 만든 그림 10의 신호를 사용하였다. 적응 필터의 길이는 반향환경과 동일한 L=96을 사용하였고 스텝사이즈는 0.3을 사용하였다. 그림 10에 실험용 Far-end 신호와 반향 신호를 나타내었고 이로부터 반향신호의 제거 결과를 그림 11과 12에 나타내었다. 그림 11은 NLMS와 IPNLMS 알고리즘에서 부밴드 수를 달리한 반향제거 결과이다. 그리고 그림 12는 M=4인 NLMS와 IPNLMS의 반향제거 성능을 비교한 결과로 IPNLMS의 성능이 NLMS보다 좋음을 확인 할 수 있다. 결과로부터 각 기법에서 부밴드의 수가 증가 할수록 입력신호의 자기상관 행렬의 고유지 분포가 줄어들어 반향제거 성능이 향상된다.</p> <p>표 1은 그림 10 의 신호를 입력으로 사용하는 ERLE(echo-return-loss-enhancement)를 나타내었다. ERLE는 식 (28)을 이용한다.</p> <p>ERLE \( =10 \times \log 10\left(\right. \)norm\( \left.(\text {echo})^{2}\right)-10 \times \log 10\left(\right. \)norm\( \left.(\text {error})^{2}\right) \)<caption>(28)</caption></p> <p>가로축 \( \mathrm{dB} \)는 Far-end의 크기로 일반 상태를 \(0 \mathrm{db} \)로 두었을 경우 크기를 달리하여 안정 상태(steady state)에서 반향경로를 통해 되돌아오는 반향제거 개선정도를 나타낸 표이다. 안정 상태 영역은 오차신호 마지막 6400샘플을 사용하였다. ERLE의 값이 클수록 반향이 효과적으로 제거되었다는 의미로 Far-end 신호의 크기가 \( -25 \mathrm{dB} \)의 경우 NLMS \( 46.87 \mathrm{dB} \), IPNLMS \(52.22 \mathrm{dB}\), 2B-NLMS \(64.75 \mathrm{dB}\), 2B-IPNLMS \( 66.82 \mathrm{dB}\), 4B-NLMS \(77.05 \mathrm{dB}\), 4B-IPNLMS \(80.60 \mathrm{dB} \)로 측정되어 제안된 부밴드 IPNLMS기법에서 부밴드 수가 증가 할 수록 반향이 잘 제거됨을 의미한다.</p> <p>이상의 실험 결과로부터 \(4 \mathrm{kHz}\)의 샘플링 율을 갖는 그림 13의 음성신호를 사용하여 앞의 실험과 동일한 환경에서 반향제거 실험을 수행하였다. 그림 13은 실제 음성과 반향신호를, 그림 14는 실제 음성의 반향제거 결과이다. 실제 음성의 반향제거 결과 역시 그림 11과 그림 12의 결과와 유사하게 IPNLMS기반의 알고리즘이 M의 값에 따라 반향제거 성능이 우수함을 알 수 있다. 실험결과로부터 IPNLMS가 성긴 특성의 반향경로에서 반향제거에 효과적이며 M의 값이 증가 할수록 입력신호의 자기상관 행렬의 고유지 분포가 줄어 들며, 부적응필터의 성긴성이 증대되어 반향제거 성능이 향상됨을 알 수 있다. 이상의 실험으로부터 제안된 부밴드 IPNLMS 알고리즘이 성긴특성의 환경에서 NLMS 기반의 알고리즘보다 효과적이다.</p> <table border><caption>표 1 부밴드 수에 따른 각 알고리즘의 ERLE 비교</caption> <tbody><tr><td>Far-end \(\mathrm{dB} \)</td><td>-25</td><td>-20</td><td>-15</td><td>-10</td><td>5</td><td>0</td></tr><tr><td>NLMS</td><td>46.87</td><td>46.87</td><td>46.87</td><td>46.87</td><td>46.87</td><td>46.87</td></tr><tr><td>IPNLMS</td><td>52.22</td><td>52.23</td><td>52.23</td><td>52.23</td><td>52.23</td><td>52.24</td></tr><tr><td>2B-NLMS</td><td>64.75</td><td>64.76</td><td>64.76</td><td>64.85</td><td>64.84</td><td>64.87</td></tr><tr><td>2B- IPNLMS</td><td>66.82</td><td>66.82</td><td>66.82</td><td>66.82</td><td>66.82</td><td>66.83</td></tr><tr><td>4B-NLMS</td><td>77.05</td><td>77.50</td><td>77.50</td><td>77.50</td><td>77.50</td><td>77.50</td></tr><tr><td>4B- IPNLMS</td><td>80.60</td><td>80.60</td><td>80.60</td><td>80.60</td><td>80.60</td><td>80.60</td></tr></tbody></table>
|
[
"가로축 Far-end의 \\( \\mathrm{dB} \\)크기는 어떻게 나타내는가?",
"표 1에서, NLMS 46.87\\(\\mathrm{dB} \\), IPNLMS 52.23\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-NLMS 64.85\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-IPNLMS 66.82\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-NLMS 77.50\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-IPNLMS 80.60\\(\\mathrm{dB} \\) 로 측정될 때, Far-end 신호의 크기는 몇 \\(\\mathrm{dB} \\)인가?",
"표 1에서, NLMS 46.87dB, IPNLMS 52.22dB, 2B-NLMS 64.75dB, 2B-IPNLMS 66.82dB, 4B-NLMS 77.05dB, 4B-IPNLMS 80.60dB 로 측정될 때, Far-end 신호의 크기는 얼마인가?",
"표 1에서, 모든 Far-end 신호 크기에서 같은 값을 보이는 알고리즘은 어떤 것인가?",
"표 1은 어떻게 표현하였는가?",
"표 1에서, NLMS 46.87\\(\\mathrm{dB} \\), IPNLMS 52.23\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-NLMS 64.84\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-IPNLMS 66.82\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-NLMS 77.50\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-IPNLMS 80.60\\(\\mathrm{dB} \\) 로 측정될 때, Far-end 신호의 크기가 얼마로 측정될까?",
"표 1에서, NLMS 46.87\\(\\mathrm{dB} \\), IPNLMS 52.24\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-NLMS 64.87\\(\\mathrm{dB} \\), 2B-IPNLMS 66.83\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-NLMS 77.50\\(\\mathrm{dB} \\), 4B-IPNLMS 80.60\\(\\mathrm{dB} \\) 로 측정되고 있을 때 Far-end 신호의 크기는 얼마일까?"
] |
c340c58a-b5a3-49d5-8384-80798f676f8e
|
인공물ED
|
자체 테스트 및 보안기능을 갖는 공중전화 카드 IC 설계
|
<h1>Ⅲ. 공중전화용 IC 설계</h1> <h2>1. 하드웨어 설계 및 검증</h2> <p>본 연구에서 제안된 공중전화용 IC는 표 3에서와 같이 10개의 명령어를 지원한다. 각 명령어는 단말기에서 하나의 비동기 직렬 입력 핀을 통해서 칩으로 들어와 수행된다. 메모리 내용 변경을 위한 명령어는 수행의 간편함을 위해서 각 영역별로 세 가지로 구분하였다. 칩과 단말기는 주종관계로 동작하고 단말기에서는 송출한 명령어에 따라 일정한 시간 후에 응답을 기대하게 된다. 응답이 필요 없는 명령어일 경우에 단말기는 칩이 맞게 동작 했다고 가정하고 다음 작업을 진행한다. 표 3에는 IC Card에서 지원하는 10가지의 명령어를 나타내었다. 칩의 내부에는 테스트 및 사용 시 여러 모드를 선택할 수 있는 Speed/Mode 레지스터가 설계되어 있는데 각 비트별 기능은 표 4에 나타내었다.</p> <table border><caption>표 3. 명령어 구조</caption> <tbody><tr><td>명령어</td><td>형 식</td><td>기 능</td></tr><tr><td>WRITE1</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{ADD} 1+\mathrm{ADD} 2+ \) DATA</td><td>● 제조자/발행자/인증키 OPT 데이터 쓰기●EEPROM1 테스트</td></tr><tr><td>WRITE2</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{DATAl}(\mathrm{LSB})+ DATA2{MSB}\)</td><td>●금액 영역 쓰기</td></tr><tr><td>WRITE3</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{ADD} 1+\mathrm{ADD} 2+ \) DATAA</td><td>●사용자 영역 쓰기</td></tr><tr><td>LOCK</td><td>OPCODE</td><td>●LOCK cell 쓰기</td></tr><tr><td>READ</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{ADD} 1+\mathrm{AD} \mathrm{D}) 2 \)</td><td>●EERROM 데이터 읽기 ●TC Error Countcr 읽기</td></tr><tr><td>NOP</td><td>OPCODE</td><td>●No operation</td></tr><tr><td>TC</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{TCl}+\mathrm{TC} 2+\mathrm{TC} 3 \)</td><td>●전달코드 비교</td></tr><tr><td>ES</td><td>\( \mathrm{OPCODE}+\mathrm{ADD1}+\mathrm{ADD2}+ \) DATA</td><td>●금액 E/S 영역 쓰기</td></tr><tr><td>AUTH</td><td>OPCODE</td><td>●인증</td></tr><tr><td>SPEED</td><td>OPCODE+DATA</td><td>●I/O 속도 변경</td></tr></tbody></table> <p>제안된 하드웨어는 Verilog 언어를 사용하여 모델링 되었고 이를 검증하기 위하여 사용 시 서로 통신하게 되는 단말기 환경을 모델링하여 그의 모든 기능이 검증되었다. 이 때 사용된 테스트 기능은 다음 절에 자세히 나타내었다. 각 기능은 Verilog Simulator 상에서 검증되었고 신뢰도에 영향을 주는 EEPROM 블록은 그의 특성상 부득이 Behavioral-level에서 기술되어 검증되었다. 향후 표준셀 방식의 논리 회로와 EEPROM 블록을 이용한 ASIC 방법으로 실제 하드웨어를 설계해 검증하는 과제가 남아있다고 하겠다.</p> <h2>2. OTP Lock 셀의 구조</h2> <p>EEPROM 셀에 의한 OTP 영역의 쓰기/지우기 권한을 제조, 발급, 사용 시에 따라 각각 제한한다. 그림 3은 OTP Lock 셀의 구조와 Lock/Unlock 시의 동작상태를 나타낸다. 내부 승압회로에서 만들어진 Vpp(약 \( 15 \mathrm{~V}-17 \mathrm{~V} \) 정도)는 EEPROM 셀이 프로그램되거나 지워 질 때 셀에 공급된다. 그림 3-a는 Lock상태를 나타내는데 EEPROM 셀의 게이트에 고전압(High-Voltage)이 인가되어 Floating gate에 전하가 존재하는 높은 문턱 전압의 상태를 의미한다. 그림 3-b는 이와 반대로 드레인 쪽에 고전압이 인가되어 Floating gate의 전하를 빼 내어 낮은 문턱전압 상태가 된다. 이 때 내부 PAD로부터의 신호가 Unlock 상태를 제어하게 되는데 이 단자는 웨이퍼 테스트 시에만 이용할 수 있고 패키지한 이후에는 사용할 수 없으므로 발급 후에는 Unlock이 불가능하다.</p> <p>그림 4는 Lock 셀의 상태를 읽는 방법을 나타낸다. 먼저 PAD의 입력이 1일 경우 즉, 칩 테스트 시에는 그림 3에서와 같이 1을 인가하여 값을 변경할 수 있고 제조 후에는 PAD값이 0이 되어 그림 4의 출력을 허용해 준다. CSB 입력은 PMOS를 열어 셀에 전류가 흐르는지의 여부에 따라 출력의 값이 결정된다. Lock일경우 지움(erase) 상태로 셀이 높은 문턱전압을 가지므로 출력은 1이고 Unlock일 경우 프로그램 상태로 셀이 낮은 문턱전압을 가지므로 출력은 0이다. 셀은 2개를 사용하였는데 시간에 따른 셀의 신뢰도를 고려한 것이다.</p> <h2>3. 테스트 기능</h2> <p>일반적으로 설계된 칩을 테스트하는 방법은 설계 시 사용한 테스트 패턴을 테스터의 규격에 맞게 바꾼 후 입력하여 출력을 옳은 해답과 비교하는 것이다. 그러나 본 공중전화 카드의 경우 입.출력 핀이 하나 밖에 없고 사용하는 프로토콜이 단순하고 느리기 때문에 위에 기술한 보편적인 테스트 방법을 적용하기 어렵다. 또한 양산 시에 테스트 시간은 제품 단가에 매우 중요한 요소로 작용하므로 본 연구에서는 각각의 테스트 루틴을 칩 내부에 미리 하드웨어 로직으로 구현하여 외부에서는 각각의 루틴에 대한 순서를 제어하고 그 결과만을 출력하여 비교할 수 있다. 그리하여 입.출력 데이터의 양을 획기적으로 줄여 테스트 시간을 단축하였다.</p> <p>EEPROM을 위한 테스트루틴으로는 여러 가지 패턴 테스트(Write-all, Erase-all, Diagonal, Checker-board, Reverse-checker-board, Column-check)가 지원되는데 이는 서로 인접한 셀 간의 간섭효과를 검증한다. 그리고 에이징(Aging)테스트 항목으로 쓰기/지우기의 동작을 10,000번하고 그 이후의 셀의 기능상태를 점검한다.</p> <p>칩이 지원하는 여러 가지 모드의 기능테스트로는 모드 및 스피드 테스트, 제조자 모드 테스트, TC 및 Lock 모드 테스트, 발행자 모드 테스트, 사용자 모드 테스트 등 크게 나누어 다섯 부분으로 구성되어 있다. 모드 및 스피드 테스트에서는 4가지 모드와 스피드에서의 기본적인 동착을 확인한다. 제조자 모드 테스트에서는 설계된 Lock-cell의 상태를 점검하고 EEPROM의 0-3번지 영역에 데이터를 쓰고 확인하며 TC Lock 기능을 확인한다. TC 및 Lock 모드 테스트는 TC 및 Error Counter 즉 18-21번지 영역을 읽어서 기능을 확인하고 Lock 기능을 테스트한다. 발행자 모드 테스트에서는 EEPROM 쓰기 방지기능을 점검하고 발행자 영역의 데이터를 쓰고 검증하며 OTP Lock을 수행한다. 마지막으로 사용자 모드 테스트에서는 EEPROM 쓰기/읽기 방지영역에 대한 테스트를 하고 현금영역 쓰기와 인증 기능을 검증한다. 또한 사용자 영역에 대한 쓰기/읽기 테스트를 끝내고 최종적으로 다시 제조자 모드로 간다.</p>
|
[
"기능이 금액 영역쓰기인 명령어가 뭐야?",
"기능이 인증인 명령어가 뭐야?",
"제안된 하드웨어는 어떻게 모델링 되었어?",
"제안된 하드웨어의 모델링을 검증하기 위해 어떤 방법을 취했어?",
"일반적으로 설계된 칩을 어떤 방식으로 테스트해?",
"TC 및 Lock 모드 테스트는 어떻게 기능을 확인해?",
"본 연구에서 테스트 시간을 어떻게 감소 시켰어?",
"WRITE1의 형식이 뭐야?",
"사용자 영역 쓰기 명령어의 형식이 뭐야?",
"전달코드 비교는 어떤 명령어의 기능이야?",
"명령어 SPEED의 기능이 뭐야?"
] |
613a6306-386a-45fd-a8dd-fcd5a844a081
|
인공물ED
|
광대역 레이더의 표적 반사 신호 모의 방법에 관한 연구
|
<h1>Ⅲ. 시뮬레이션 결과</h1> <h2>3-1 시뮬레이션 시나리오</h2> <table border><caption>표 1. 파형정보</caption> <tbody><tr><td>항 목</td><td>값</td></tr><tr><td>PRF</td><td>10 KHz</td></tr><tr><td>Sampling rate \( \left(T_{s}\right) \)</td><td>500 MHz</td></tr><tr><td>펄스수(N)</td><td>128</td></tr><tr><td>중심주파수(f)</td><td>4 GHz</td></tr><tr><td>대역폭(B)</td><td>200 MHz</td></tr><tr><td>펄스폭(17)</td><td>10 usec</td></tr></tbody></table> <p>시뮬레이션을 위한 시나리오는 고도 \( 5,000 \mathrm{~m} \) 에서 일정한 속도로 날고 있는 항공기에서 아래를 바라보는 경우에 대하여, 인접한 산란점\( 1 \sim 3 \) 의 반사 신호를 모의하도록 하였다. 항공기가 산람점을 향해 다가가고 있으므로 세 점의 시선속도는 모두 양의 방향으로 나타난다. 사용된 파형은 중심주파수 \( 4 \mathrm{GHz} \)에 대역폭 \( 200 \mathrm{MHz} \) 이며, 자세한 항목은 표 1 에 지시하였다.</p> <h2>3-2 결과 비교</h2> <p>2-1절의 식 (5)에 의하여 세 개의 산란점에서 반사되는 신호를 모의하면 결과를 얻을 수 있다.</p> <p>결과 처리시 비교를 위해 거리 방향은 스트레치 프로세싱으로 처리하였으며, 사이드로브를 낮추기 위하여 헤밍 원도우(hamming)를 사용하였다. 거리 보상은 수행하지 않았다. 도플러 방항은 결과 비교를 위해 윈도우를 사용하지 않으며, 따라서 RD(Range Doppler)에대한 파워맵을 보면 속도방향의 SLB가 거리방향에 비해높은 것을 볼 수 있다. 각 피크점 즉, \( 5,073 \mathrm{~m}\), \(5,075 \mathrm{~m} \),\( 5,080 \mathrm{~m} \) 의 거리와 \( 73 \mathrm{~m} / \mathrm{s}\), \(75 \mathrm{~m} / \mathrm{s}\), \(77 \mathrm{~m} / \mathrm{sec} \) 속도에서 산란점이 나타난다.</p> <p>펄스마다의 거리 프로파일을 오버랩하여 나타넨 것으로, 항공기의 이동에 의해 산란점이 거리방항으로 연속적으로 이동하는 것을 보여준다. 산란점을 향해 다가가므로 거리가 줄어드는 쪽으로의 이동이다. 또한,(c)는 각 산란점의 속도방향으로의 프로파일로 SLL (SideLobe Level)을 볼 수 있다.</p> <p>제시한 고속 샘플링과 디지털 메모리를 이용하여 식 (17)에 의해 모의하는 경우의 결과이다. 디지털 샘플링 주파수에 의해 거리 셀이 연속적으로 이동할 수 없어서, 거리방향으로의 불연속적인 이동을 확인할 수 있다. 나타낸 바와 같이 이러한 불연속성에 의해 사이드로브의 특성이 나빠진다.</p> <p>제시한 식 (20) - (21)에 의한 결과이다. 그림 8의 (b)에서 보이듯이, 이 방법은 거리방향의 이동을 연속적으로 묘사할 수 있으며, \( \mathrm{RD} \) 맵과 사이드로브 특성이 우수함을 알 수 있다.</p> <p>불연속적 거리 이동을 개선하기 위하여 2-4절 의 식 (26)과 같이 거리방향으로의 펄스 내 비트주파수를 모의 하면, 연속적으로 특성이 개선됨을 볼 수 있다. 이러한 특성은 그림 10 에서 나타낸 바와 같이 속도 방향의 사이드로브 특성도 개선한다.</p>
|
[
"표 1.에서 PRF의 값은 얼마로 나타나있지?",
"표 1에서 나타내 보이는 항목 중 PRF의 값은 얼마로 형성되어 있는가?",
"표 1. 파형 정보 중 사용된 중심주파수(f)의 값은 얼마야?",
"표 1에서 GHz의 값을 지니는 항목 중심 주파수의 값은 몇인가?",
"표 1. 파형정보 중 10 usec라는 값을 보여주는 항목은 어느 것이지?",
"표 1에서 usec의 단위를 가지는 값의 항목은 무엇인가?",
"본 모의 실험에서 사용된 펄스수(N)는 표 1.에서 얼마로 나타나있지?",
"표 1에서 나타난 파형 정보에서 항목 중 펄스수의 값은 얼마야?",
"본 논문에서 불연속적 거리 이동을 개선하기 위한 과정은 어떻게 진행됐어?",
"표 1.에서 500 MHz라는 값을 가지는 항목은 무엇이지?",
"표 1에서 MHz의 값을 가지는 항목은 2가지인데 그중 하나는 대역폭이고 또 다른 항목은 무엇인가?",
"본 연구에서 결과 처리를 할 때에 비교를 위해 사용한 방법은 어떻게 돼?"
] |
2246f65d-b487-47a9-a23e-4a6772846553
|
인공물ED
|
후각 디스플레이 기술을 이용한 메일, 문자 및 전화 알리미 서비스
|
<h3>3.2 .2 사용자 효과DB관련 함수 및 구조체</h3><p>실제 발향장치에 사용되는 향은 제조업자에 따라 다른 농도가 사용될 수 있다. 어떤 발향장치는 진한 향을 사용하지만, 다른 업자는 그보다 농도가 약한 향을 사용할 수 있다. 이러한 농도의 차이는 발향장치의 구조와 설계 방법에 따라 달라질 수도 있다. 그러므로, 발향장치는 Device Capability 정보에서 단지 발향 농도 제어를 위한 단계만을 전송한다.</p><p>class UserEffectPreference</p><p>{</p><p>byte[] UserIntensityLevel \( =0 \);</p><p>byte[] UserIntensityFeeling \( -0 \);</p><p>byte[] UserPreference \( =1 \);</p><p>}</p><p>여기서 UserIntensityFeeling은 Table 4와 같이 정의된다.</p><p>만약, 발향장치의 Device Capability 중에서 ScentCtrLevel=5 로 정의되어 있다면, 발향장치는 5단계로 농도를 제어할 수 있다는 것을 의미하며, 사용자가 그 중 3레벨의 향에 대하여 강한 향이라고 느꼈다면 UserIntensityLevel=3, UserIntensityFeeling=5를 구조체를 통해 DB에 저장할 수 있다. DB에 저장된 정보는 사용자 인터페이스를 통해 사용자가 확인할 수 있도록 하면 된다. UserIntensityLevel와 UserIntensityFeeling의 초기값은 0으로 사용자가 값을 저장하지 않았음을 알 수 있다. UserPreference는 향에 대한 사용자의 선호도를 나타내는 값으로 0이면 향을 사용하지 않겠다는 의미이며, 1 은 향을 사용하겠다는 의미로서, 초기값은 0 이다. 사용자가 해당 향의 사용을 선호하지 않을 경우에만 0을 설정한 후에 DB에 저장하면 된다.</p><p>이를 위한 함수는 다음과 같다.</p><ul><li>UserPreferenceDBWrite(class UserEffectPreference)<p>: Devicelnfo 구조체의 정보를 디바이스 정보 DB에 저장한다.</p></li><li>UserPreferenceDBRead( )디바이스정보 DB에 있는 정보를 읽어와서 UserEffectPreference 구조체에 저장한다. 이 구조체를 이용하여 사용자는 Graphic User Interface를 구현할 수 있다.</li></ul><p>Fig. 4는 향에 대한 사용자 효과 선호도(User Effect Preference)에 의한 감성 농도 평가정보를 기록하고 저장하기 위한 사용자 프로그램을 보여주고 있다. 예를 들어, 사용자가 라벤더 향의 5단계 농도를 발향시킨 경우, 사용자가 5단계의 농도에 대한 평가를 약한 농도라고 느낀다면 이를 기록, 저장할 수 있다. 이러한 사용자의 평가정보를 이용하면 사용자는 어느 정도의 단계가 어떤 감성적 농도를 가지는지 쉽게 파악할 수 있다.</p><h3>3.2.3 발향 등록 DB관련 함수 및 구조체</h3><p>스마트폰의 사용자 인터페이스(User Interface)와 발향등록 DB사이의 정보 저장에 관한 함수들이 존재하며, 이를 위해 사용되는 발향등록 구조체인 ScentRegistration의 구조는 다음과 같다.</p><p>class ScentRegistration</p><p>{</p><p>byte Media_ID; // 전화, 메시지, 메일 등의 구분을 위한 ID</p><p>string Registration_ID; // 전화번호, 메일주소, 메시지 ID</p><p>string ScentName; // ScentCS에서 정의된 발향할 향의 이름</p><p>byte ScentCode // ScentCS에서 정의된 발향할 향의 코드</p><p>byte Duration // 발향 지속시간</p><p>}</p><ul><li>ScentSettingDBWrite(class ScentRegistration)<p>: 사용자 인터페이스를 통해 설정된 발향 등록 정보를 ScentRegistration 구조체에 저장한 후에 발향 등록 DB에 저장한다.</p></li><li>ScentSettingDBDetelte(class ScentRegistration)<p>: 지우기</p><li>ScentSettingDBRead( )<p>: 발향 등록 DB에 저장되어 있는 발향 등록 정보를 ScentRegistration 구조체로 읽어 온다.</p></li></ul><h3>3.2.4 발향 명령 함수</h3><p>수신 이벤트가 발생하면 수신 이벤트의 정보와 ScentRegistration 구조체에 저장되어 있는 Media_ID와 Registration_ID 들을 비 교하여 발향해야 할 조건일 때 사용하는 함수이다.</p><ul><li>ScentDisplay(byte ScentRegistration.ScentCode, byte Scent Registration.Duration, byte DeviceCap.DevicelD)<p>: ScentRegistration 구조체의 ScentCode와 Duration 정보를 미리 규정된 통신 프로토콜로 변환하여 발향장치에게 발향 명령을 전달한다.</p></li></ul><h1>4. 향 알리미 서비스 소프트웨어 및 실험</h1><p>본 연구에서는 향 알리미 서비스를 직접 구현하기 위해, 2장서 설명한 마이크로 다공성 압전 진동자형 발향장치를 직접 제작하였으며, 3장에서 설명한 서비스 함수를 이용하여 스마트폰형 향 알리미 서비스 프로그램을 제작하였다.</p><p>Fig. 5는 향 알리미 서비스를 위해 제작된 프로그램의 동작 모습을 보여주고 있다. 사용된 스마트폰의 플랫폼은 안드로이드이며, 삼성 갤럭시 S6 edge 스마트폰이 사용되었다.</p><p>Fig. 6은 향 알리미 서비스를 위해 제작된 스마트폰 앱의 실행화면을 보여주고 있다. (a)는 향 알리 서비스의 메인 설정화면이며 (b)는 향 알리미 서비스가 동작 중 화면이며 (c) 는 향 알리미 서비스 대상자와 향을 선정하기 위한 화면이며 (d)는 사용자 효과 선호도를 기록하고 저장하는 화면이다.</p>
|
[
"제조업자 별로 발향장치에서 사용되는 어떤 조건을 조절 할 수 있어?",
"발향 장치의 Device Capability 중 ScentCtrLevel=5 로 정의된다면 이건 어떤 것을 의미하는 내용이야?",
"DB에 저장된 데이터는 사용자가 어떤 인터페이스를 통해 확인할 수 있는 거야?",
"사용자의 선호도를 나타내는 값으로 초기값은 0으로 되어 있는 설정은 어떤 거야?",
"발향장치의 어떤 정보에서 발향 농도 제어를 위한 단계를 전송하는 거야?",
"UserPreference의 값이 1이면 어떤 의미를 나타내는 거야?",
"UserIntensityFeeling와 UserIntensityLevel와 초기값은 어떻게 설정되어 있어?",
"발향등록 구조체의 이름은 뭐야?",
"UserPreference를 0으로 설정하는 의미는 뭐야?",
"ScentRegistration의 구조 중에서 전화번호, 메일주소, 메시지 ID 정보를 나타내는건 뭐야?",
"ScentRegistration의 구조 중에서 발향 지속시간 정보를 나타내는건 어떤 걸까?",
"발향 등록 구조체인 ScentRegistration의 구조 중에서 byte Media_ID 는 어떤 정보를 구분하기 위한 거야?",
"발향 명령 함수는 어떤 조건일 때 사용하는 함수인 거야?",
"ScentRegistration의 구조 중에서 string ScentName 는 어떤 정보를 나타내는 거지?",
"수신 이벤트가 발생했을 때 수신 이벤트의 정보와 ScentRegistration 구조체에 저장된 어떤 정보들을 비교하는 거야?",
"ScentRegistration 구조체의 ScentCode와 Duration 정보는 어떤 방법으로 발향 장치한테 발향 명령을 전달하는 거야?",
"향 알리미 서비스 앱 실행화면에서 사용자에서 보여줄 수 있는 내용으로는 뭐가 있어?",
"향 알리미 서비스의 동작 모습을 보여주기 위해 어떤 스마트폰 플랫폼을 사용했어?",
"향 알리미 서비스 프로그램의 동작 모습을 보여주기 위해 사용된 스마트폰 기종은 정확히 어떤 거야?",
"발향 장치는 구조체를 통해 DB에 데이터를 저장하지 않아도 되는 거야?",
"발향 장치에게 발향 명령을 전달할 때 ScentCode와 Duration 정보를 프로토콜과 상관없이 전달 가능한 거야?",
"발향장치에 사용되는 향의 모든 제조업자가 같은 기준에 따라 사용되야 하지?",
"발향 장치의 구조와 설계 방법에 상관없이 발향 장치의 농도 차이는 같아야 하지?",
"UserPreference는 향의 초기값은 1로 설정되어 있지?",
"ScentRegistration의 구조 중에서 ScentCS에서 정의된 발향할 향의 코드를 나타내는 정보는 byte Media_ID 이지?"
] |
6442df02-e201-4c3d-9c75-75fd7d02fcdc
|
인공물ED
|
후각 디스플레이 기술을 이용한 메일, 문자 및 전화 알리미 서비스
|
<h1>3. 향 알리미 서비스</h1><h2>3.1 발향장치의 정보 제공 방법</h2><h3>3.1.1 정보 제공 방법</h3><p>향 알리미 서비스를 위해 사용되는 발향장치는 제조사마다 다른 형태를 가질 수 있을 뿐만 아니라 향의 종류도 다를 수 있다. 발향장치가 다른 구조 형테를 가지고 있어 다른 동작 방법으로 구동된다 하더라도 스마트 폰의 입장에서는 단지 발향장치가 발향할 수 있는 향의 증류와 향의 농도만 알고 있으면 된다. Fig. 2에서 볼 수 있는 것처럼, 스마트 폰이 발향장치에게 발향장치의 스폑정보를 요청하면 발향장치는 Device Capability 라고 불리는 자신의 스펙정보를 스마트폰에게 제공하여야 한다.</p><p>스마트폰에게 제공할 발향장치의 Device Capability는 최소한 세 개의 정보를 제공하여야 하며, 그 정보는 다음과 같다.</p><ul><li>Device ID</li><li>발향 가능한 향의 코드</li><li>발향 가능한 향의 농도 조절 단계</li></ul><p>이러한 세 개의 정보 중에서 발향 가능한 향의 종류를 보내기 위해서는 향의 종류가 표준화된 코드로 정의되어 있어야 한다. 최근 ISO IEC JTC SC29 MPEG 표준에서 MPEG-V를 통해 향의 종류 360개를 ScentCS라는 이름으로 정의하여 코드화하였다. 발향장치는 발향 가능한 향을 Table 2에 나타난 MPEG-V Part6의 ScentCS를 기반으로 코드화하여 보내면 된다. 발향장치가 발향 가능한 향을 코드화해서 보내면 스마트폰에서는 이 코드를 이용하여 발향가능한 향의 종류를 파악할 수 있다. 단, 스마트폰 에서는 이러한 ScentCS의 정보가 미리 저장되어 있어야 한다. 스마트폰에 이 정보를 저장하는 방법은 다양한 방법이 사용될 수 있으나 기본적으로 앱 형태로 정보를 저장할 수 있다.</p><h3>3.1.2 Device Capability 관련 구조체 및 함수</h3><p>스마트폰은 발향장치에게 Device Capability를 요청할 수 있으며, 이는 다음의 함수에 의해 이루어진다.</p><p>◦ Device Capability Request( )</p><p>이 함수가 발향장치에게 전송되면 발향장치는 스마트폰에게 device Capability를 전송하며, 전송된 Device Capability는 디바이스 정보 구조체인 DiviceCap으로 변환된다. 디바이스 정보 구조체의 구조는 다음과 같다</p><p>class DeviceCap</p><p>{</p><p>byte DeviceID; // 디바이스 장치 번호</p><p>byte ScentNum; // 디바이스가 발향 가능한 향의 수</p><p>byte [] ScentCode; // ScentCS에 의해 정의된 향 코드</p><p>byte ScentCtrLevel // 디바이스가 제어 가능한 농도의 단계</p><p>}</p><p>이 구조체에서 ScentCtrLevel은 디바이스가 제어 가능한 농도의 단계로서, 1에서 지정 가능하다. 만약 ScentCtrLevel=1 이면 농도 제어 단계가 1이라는 의미이므로 실제적으로는 농도 제어가 불가능함을 의미하며, ScentCtrLevel=8이면 8단계로 농도제어가 가능함을 의미한다.</p><h2>3.2 향 알리미 서비스 방법</h2><p>휴대폰에서 수신이벤트가 발생하게 되면 Fig. 3에서 보여주고 있는 것처럼 먼저 수신에 대한 정보를 얻게 된다. Table 3은 수신 이벤트 발생 시에 수신 매체 변로 획득 가능한 정보를 보여 주고 있다.</p><p>사용자가 수신 이벤트 발생 후에 이벤트 정보를 획득한 후, 이 정보를 기반으로 향 알리미 서비스가 행해지게 된다. 향 알리미 서비스는 Fig. 3 에서 볼 수 있듯이 수신정보 획득, 발향대상 설정, 발향조건 설정 및 발향명령의 4개 구조로 이루어져 있다.</p><p>발향대상 설정은 전화의 경우 번호 혹은 이름, 메일의 경우 메일 주소 혹은 이름, 메신저의 경우 이름 등을 설정할 수 있도록 한다. 발향 조건 설정은 발향할 향, 향의 농도와 발향 지속 시간을 설정한다.</p><p>Fig. 3 에서 보여주고 있는 향 알리미 서비스를 위해 앞에서 설명한 ScentCS DB 이외에 3개의 DB가 사용되며, 두 개의 DB를 사용하기 위해 역시 세 개의 구조체가 사용된다.</p><h3>3.2.1 Device정보 DB 관련 함수 및 구조체</h3><p>첫 번째 구조체인 Devicelnfo 구조체는 Device 정보 DB와 관련된 구조체로서 발향장치로부터 전송된 Device Capability 정보를 처리하기 위해 사용된다.</p><p>class Devicelnfo</p><p>{</p><p>byte DeviceID; // 디바이스 장치 번호</p><p>byte ScentNum; // 디바이스가 발향 가능한 향의 수</p><p>byte [] ScentCode; // ScentCS에 의해 정의된 향 코드</p><p>string [] ScentName; // ScentCS에 의해 정의된 향 이름</p><p>byte ScentCtrLevel;</p><p>}</p><p>DeviceCap 구조체의 요소들을 Devicelnfo 구조체로 저장하는 함수는 다음과 같다.</p><p>- DeviceCaptoInfo(class DeviceCap)</p><p>그러나 DeviceInfo 구조체는 DeviceCap 구조체와 달리 ScentName이라는 문자열을 가지게 되는데, 이는 ScentCS DB로 부터 가져올 수 있으며, 이를 위한 함수는 다음과 같다.</p><p>- DeviceScentName(class DeviceCap.ScentCode)</p><p>이 함수는 발향장치로부터 전송받은 각 ScentCode에 대한 각각의 향 이름을 ScentCS DB로부터 향의 이름을 string으로 받아와 이를 DeviceInfo.ScentName에 저장한다. 또한, DeviceInfo 구조체를 DB에 저장하거나 DB에서 DeviceInfo 구조체로 가져오기 위한 함수는 다음과 같다.</p><ul><li>DeviceInfoDBWrite(class Devicelnfo)<p>: DeviceInfo 구조체의 정보를 디바이스 정보 DB에 저장한다.</p></li><li>DeviceInfoDBRead( )<p>: 디바이스 정보 DB에 있는 정보를 읽어와서 DeviceInfo 구 조체에 저장한다. 이 DeviceInfo 구조체를 이용하여 사용자는 Graphic User Interface를 구현할 수 있다.</p></li></ul>
|
[
"향 알리미 서비스에 쓰이는 발향장치는 제조사가 달라도 모두 같은 형태에 같은 향만 나지?",
"스마트 폰이 발향장치에게 발향장치의 스폑정보를 요청했을 때 발향장치가 스마트폰에게 보내야하는 자신의 스펙정보는 뭐라고 불러?",
"스마트 폰이 발향장치에게 발향장치의 스폑정보를 요청하더라도 발향장치는 제공하지 않아도 괜찮지?",
"스마트폰에게 제공할 발향장치의 Device Capability는 최소한 다섯 개의 정보를 제공해야 하지?",
"최근 ISO IEC JTC SC29 MPEG 표준에서 MPEG-V를 통해 향의 종류 360개를 코드화 했는데 이것의 이름은 무엇일까?",
"스마트폰이 발향장치에게 Device Capability를 요청할 때는 Device Capability Request( ) 함수를 쓰지?",
"발향장치가 전송한 Device Capability는 스마트폰에서 뭘로 변환돼?",
"사실상 농도 제어가 불가능한 단계는 몇 단계일까?",
"향 알리미 서비스는 발신정보 획득, 발향대상 설정, 발향조건 설정 및 발향명령의 4개 구조로 이루어져 있지?",
"발향대상 설정, 수신정보 획득, 발향조건 설정 및 발향명령의 4개 구조로 이루어져 있는 이 서비스는 무엇일까?",
"발향 조건 설정은 향의 농도, 발향 지속 시간, 발향할 향을 설정하는 거지?",
"발향장치로부터 전송된 Device Capability 정보를 처리하기 위해 쓰이는 구조체는 무엇일까?",
"ScentCS DB로부터 DeviceScentName(class DeviceCap.ScentCode) 함수를 통해 가져올 수 있는DeviceInfo 구조체의 문자열은 무엇인가?",
"Devicelnfo 구조체는 스마트폰으로부터 전송된 Device Capability를 처리하기 위해 사용되지?",
"DeviceCap 구조체의 요소들을 Devicelnfo 구조체로 저장하는 함수는 DeviceScentName(class DeviceCap.ScentCode) 맞지?",
"DeviceInfo 구조체가 가지는 ScentName이라는 문자열은 어디에서 가져올 수 있어?",
"최근 ISO IEC JTC SC29 MPEG 표준에서 ScentCS라는 이름으로 정의하여 코드화 한 향의 종류는 120개 맞지?",
"디바이스 정보 DB에 있는 정보를 저장하고 사용자가 Graphic User Interface를 구현할 수 있게 하는 것은 DeviceInfo 구조체 맞지?"
] |
9b213497-224e-4c27-b653-b85afd0422d9
|
인공물ED
|
후각 디스플레이 기술을 이용한 메일, 문자 및 전화 알리미 서비스
|
<h1>2. 향 알리미 서비스를 위한 발향장치</h1><h2>2.1 향 알리미 서비스를 위한 발향 장치 설계조건</h2><p>IT 콘텐츠와 연동하여 후각 디스플레이 기술을 구현하기 위해 개발되었거나 연구 중인 다양한 발향장치가 존재한다. 이 중에서 일부는 상용화된 것도 있으나 대부분의 기술이 실험실 구현 형테인 상황이다. 하지만, 실험실 형테의 발향장치라 하더라도 상용화 직전 단계까지 접근하고 있으나 아직 시장이 열리지 않아 시장이 숙성되기를 기다리고 있다.</p><p>이러한 여러 형테의 발향장치 중에서 스마트폰과 연동한 향 알리미 서비스에 적합한 발향장치를 선택하여 설계하기 위해, 본 논문의 목적인 스마트폰과 연동하는 알리미 서비스를 위한 발향장치의 설계 조건을 먼저 도출하고자 한다. 설계 조건을 도출하면 다음과 같다.</p><ul><li>스마트폰과 연동하기 위해서는 기본적으로 소형으로 설계되어야 한다.</li><li>빠른 알림 서비스를 위해 빠른 발향 속도를 가져야 한다.</li><li>잔존 냄새는 적을수록 좋다.</li><li>소음이 없어야 한다.</li><li>제작비용이 저렴해야 한다.</li><li>향 농도의 조절이 가능해야 하나 정밀제어는 필요하지 않다.</li></ul><p>본 논문의 발향장치는 스마트폰 기반의 향 알리미 서비스를 목적으로 하기 때문에 반드시 소형 설계와 저비용 구조의 조건을 만족해야 할 뿐만 아니라, 장치의 동작 소음을 최소화하여 향 알림만으로 사용자에게 정보를 제공하여야 한다. 또한, 향은 느린 확산에 의해서 전달되기 때문에 알림 서비스에 적용하기 위해서는 향의 확산을 빠르게 하여야만 알림 기능을 구현할 수 있다. 또한, 향 알리미 서비스를 비롯한 향을 이용한 정보 전달 서비스는 감성증강과 현실감을 제공하는 것이 아니기 때문에 향의 농도와 향의 질에 대한 정밀한 제어는 필요하지 않고, 단지 농도의 강약만의 제어가 필요하다.</p><p>현재, 상용화되었거나 개발 중에 있는 IT 기반의 발향장치는 솔레노이드 밸브와 펌프, 히터, 펠티어 소자, SAW, 마이크로 다공성 압전 진동자의 형태로 개발되었으며, 이러한 발향 장치 중에서 본 서비스를 위한 설게조건에 가장 부합하는 발향 장치를 선텍하였는데, 이는 마이크로 다공성 압전 진동자를 이용한 발향장치이다.</p><h2>2.2 향 알리미 서비스를 위한 발향 장치 설계</h2><p>본 연구에서 향 알리미 서비스를 위해 개발된 발향장치는 스마트폰과 연동되어야 하기 때문에 소형으로 설계되어야 하고, 소음이 발생하지 않아야 하며, 전화, 문자 혹은 메일의 도착시간과 실시간으로 연동되기 위해 빠른 발향 동작이 되어야 한다. 이러한 조건을 충족시키기 위해 본 연구에서는 mesh 형 압전 세라믹 필름을 이용한 마이크로 다공성 압전 진동자형 발향장치를 설계하였다. 보통 가습기에서 물을 기체화시키기 위해 사용하는 압전 세라믹 필름은 물 대신 향액을 사용할 경우, 향의 점성 때문에 향액이 기체화되는 것이 방해할 수 있기 때문에 향액의 농도를 낮게 하여 점성을 줄여야 한다는 단점을 제외하고는 소형화, 무소음, 빠른 동작이 가능한 발향장치의 제작이 가능하다.</p><p>Fig. 1은 본 연구를 위해 제작된 발향모듈의 구조를 보여주고 있다.</p><p>발향 모듈은 PZT 세라믹 필름, 필름이 장착된 후에 향액부와 결합되는 필름결합부, 향액부와 향원액을 필름의 메시에 전달하는 코튼 코어부(Cotton Core)의 네 부분으로 구성된다. 향액부와 필름결합부를 분리함으로써, 향액을 다 소모했을 경우 사용자는 단지 향액부 만을 교체하면 되도록 설계하였다.</p><p>PZT 세라믹의 전기적 특성은 Table 1에 나타난 바와 같으며, 공진 주파수와 입력 전압의 진폭을 제어함으로써 발향하는 향의 농도를 제어할 수 있으나, 농도 제어의 범위는 크지 않다.</p>
|
[
"어떻게 정보 전달 서비스는 제어하려고 하나요?",
"정보 전달 서비스는 어떻게 발생하려고 하지?",
"본 논문에서 목적으로 하는 발향장치는 어떻게 설계되어야하나요?",
"어떻게 본 논문에서 목적으로 하는 발향장치가 설계되었지?",
"본 논문은 어떠한 방식의 발향장치를 만들고자 하나요?",
"어떠한 방법의 발향장치를 본 논문이 만들고자 하나요?",
"논문에서 제안하는 발향장치는 어떻게 작동하길 원하나요?",
"어떻게 논문에서 제의하는 발향장치가 작동하길 원하지?",
"Fig. 1은 어떻게 기술되어지나요?",
"어떻게 Fig 1이 기술되얼려는 거야",
"Table 1은 어떻게 기술되어지나요?",
"어떻게 Table 1이 기술되얼려는 것이 있지",
"발향모듈은 어떻게 만들어지나요?",
"어떻게 발향모듈이 제작되지?",
"발향 모듈은 향액을 다 소모했을 경우 어떻게 교체하나요?",
"향액을 다 소모했을 경우 발전 모듈은 어떻게 교체하나요?",
"어떻게 연구된 발향 장치는 향의 농도를 제어하나요?",
"향의 농도를 제어하는 것은 어떻게 연구된 발햨 장치야",
"PZT 세라믹 필름의 공진 주파수와 입력의 진폭으로 발향의 농도를 제어할 수 있나요?",
"발향의 농도를 통해 PZT 세라믹 필름의 공진 주파수와 입력을 진행할 수 있나요?",
"개발 과정에 있는 IT 기반의 발향장치는 어떻게 작동하나요?",
"어떻게 개발 과정에 있는 IT 기초의 발향장치가 작동하나요 거야",
"향 알리미는 정밀한 제어는 없이 농도의 조절이면 충분한가요?",
"정밀한 제어는 없이 향 알리미가 농도의 조절이면 충분한값이 요구되니?",
"mesh 형 압전 세라믹 필름의 특징은 무엇인가요?",
"mesh 형 압전 세라믹 필름의 특성은 무엇인가요 것일까?",
"향 알리미 서비스의 설계 조건으로 옳은 것은?",
"향 알리미 서비스의 설계 조건으로 옳은 것은 뭐야?",
"어떻게 시장과 발향장치의 연구 진척도는 연관되어있나요?",
"발향장치와 어떻게 연관되어있는 것은 열리지?",
"향 알리미 서비스를 스마트폰에 연동하게 될 시 적합한 발향장치는 어떻게 동작되어야 하나요?",
"스마트폰에 향 알리미 서비치를 연동하게 될 시 적합한 발전장은 무엇을 동작되어야 할 수 있니?"
] |
af246a00-8ff0-4f54-a06c-a428f8abcd7a
|
인공물ED
|
후각 디스플레이 기술을 이용한 메일, 문자 및 전화 알리미 서비스
|
<h1>5. 결 론</h1><p>최근 후각 디스플레이 서비스로 정보를 전달하려는 목적을 가진 서비스는 현저히 부족한 것이 사실이다. 본 연구에서는 이러한 문제 해결을 위해 현대사회에서 가장 많이 사용하고 있는 전화, 문자 메일 등의 서비스의 수신 알림에 의한 소음 및 진동 스트레스에 대한 문제점을 극복하기 위하여, 청각적 알림이 아닌 향 알림 서비스를 개발하였다. 또한 본 연구에서 사용된 발향장치 뿐만 아니라 다양한 발향장치에서 사용된 수 있도록 표준 플랫폼과 API함수를 개 발하여 향 알리미 서비스의 사용자 인터페이스와 소프트웨어에 적용하였다.</p><p>본 연구에서 개발한 서비스의 유저 인터페이스 및 기능적 함수를 보안한다면, 향후 다양한 컨텐츠에 후각 디스플레이 서비스를 쉽게 적용할 수 있을 것으로 판단된다.</p>
|
[
"향후에 다양한 컨테츠에 후각 디스플레이 서비스를 접목 시키려면 어떤점을 보안해야 해?",
"청각적 알림이 아닌 향 알림 서비스를 개발한 이유가 뭐야?",
"왜 청각적 알림이 아닌 향 알림 서비스를 개발했지",
"후각 디스플레이 서비스로 정보를 전달하는 목적을 가진 서비스는 아주 많은게 사실이지?",
"현대인들이 많이 사용하고 있는 청각적 수신 알림은 어떤 서비스의 수신 알림이야?",
"본문의 연구에서 다양한 발향장치에서 사용되도록 표준 플랫폼과 같이 개발한 함수는 어떻게 돼?",
"본문 연구에서 표준 플랫폼과 API함수를 개발하여 사용자 인터페이스와 소프트웨어에 적용한 서비스는 청각적 알림 서비스지?",
"후각 디스플레이의 서비스로 전달하고자 하는 것은 무엇이야?",
"현대사회에서 가장 많이 사용하고 있는 수신 알림은 향 알림 서비스이지?"
] |
c7ac71a2-5bd2-4c04-9666-bdba41594677
|
인공물ED
|
후각 디스플레이 기술을 이용한 메일, 문자 및 전화 알리미 서비스
|
<h1>1. 서 론</h1><p>향은 기존의 시청각 미디어와 상호 작용할 경우, 감성의 증강 효과를 제공할 수 있으며, 가상현실과 증강현실과 같은 가상 환경에서 기존 미디어 보다 더 높은 현실감을 제공할 수 있다. 후각의 이러한 장점 때문에 향 디스플레이 기술 적용이 증가하고 있으며 가까운 시일 내에 상용화 서비스가 대두될 것으로 예측된다. 후각 디스플레이 기술에서 사용되는 향(냄새)의 특징을 살펴보면 다음과 같다.</p><ul><li>냄새는 강력한 연상 작용을 제공하며 기존의 시청각 정보와 융합할 경우 실감과 감성을 증강시킬 수 있다.</li><li>냄새는 배경미디어이다.</li><li>냄새는 강한 긴박감을 제공할 수 있다.</li><li>냄새는 Ambient 미디어이다.</li></ul><p>후각 디스플레이 기술 적용의 대부분은 향을 이용하여 실감과 감성을 증강시키거나, 향을 배경미디어로 사용하여 연상 작용을 통해 긴박감 혹은 강한 암시의 제공을 목적으로 한다. 그러나 본 연구에서는 보고 듣고 만지지 않아도 감성을 증강시킬 수 있을 뿐만 아니라 정보를 전달할 수 있다는 냄새의 Ambient media 특성에 주목하고자 한다.</p><p>현대사회에서 가장 많이 사용하고 있는 전화, 문자, 메일 등의 서비스는 정보의 수신을 사용자에게 알리기 위해 소리와 진동과 같은 청각과 촉감을 주로 사용하여 왔으나, 이러한 서비스의 사용빈도가 매우 높아짐에 따라 소음 및 진동에 대한 스트레스가 증가하고 있는 실정이다.</p><p>본 연구는 소음과 자극이 발생할 수 있는 청각 및 촉각 자극 알림 서비스의 대안으로, 냄새의 Ambient media 특성을 이용하여 각종 메시지에 대한 알림 서비스를 제공하는 것을 목적으로 한다. 향을 이용한 알리미 서비스의 장점은 다음과 같다.</p><ul><li>소음과 진동에 대한 스트레스 해소</li><li>타인을 방해하지 않고 메일, 문자 및 전화의 수신 상태 확인</li><li>특정 발신인에 특정 향을 선텍함으로써 시각적으로 확인하지 않고도 발신인의 확인이 가능</li><li>청각 장에인을 위한 알리미 서비스 가능</li></ul><p>본 연구에서는 향을 이용한 알리미 서비스를 가능하게 하기 위하여, 첫 번째로 향 알리미 서비스에 가장 적합한 발향장치를 설계, 제작한다. 향 알리미 서비스에 적합한 발향장치는 발향 시에 소음 미 발생, 작은 크기 및 저 전력의 조건이 만족되어야 한다. 두 번째로 향 알리미 서비스를 비롯한 향 정보 전달 서비스를 기존 개발자들이 쉽게 적용할 수 있도록 표준 플랫폼과 관련 API 함수를 개발한다. 본 연구에서 개발하는 향 정보 전달 서비스 플랫폼은 전화, 문자, 메일의 알리미 서비스뿐만 아니라 다양한 콘텐츠에서의 향을 통한 정보 전달 서비스에 숩게 적용될 수 있을 것으로 예상된다.</p><p>본 연구에서 개발된 향 알리미 서비스를 위한 향 정보전달 서비스 플랫폼과 관련 API 함수는 MPEG-V에서 제안된 발향장치의 스펙 정보를 이용할 수 있는 기능(Device Capability)을 제공하고 있으며, 사용자의 경험 정보를 이용하여 편리하게 사용할 수 있는 기능인 사용자 효과 선호도(User Effect Preference)를 사용하고 있다. 이러한 기능 때문에 본 연구에서 제작된 발향 장치 뿐만 아니라 다양한 발향장치의 사용이 가능하다.</p><p>본 논문에서 제안된 방법의 유용성을 평가하기 위해 자체 제작된 발향장치와 소프트웨어를 이용한 실제 실험이 진행되었다.</p>
|
[
"냄새의 어떤 특성은 보고 듣지 않아도 정보를 전달할 수 있어?",
"어떻게 하면 기존 미디어보다 우수한 현실감을 제공할 수 있지?",
"기존 미디어보다 뛰어난 현실감을 어떻게 제공할 수 있을까?",
"본 연구에서는 향을 통한 알리미 서비스를 위해 가장 먼저 어떻게 했지?",
"본 연구에서 향을 활용한 어떤 서비스를 가능하게 하려고 했어?",
"향 알리미 서비스에 알맞은 발향장치는 언제 소음이 발생하지 않아야 해?",
"개발자들이 정보 전달 서비스를 쉽게 적용할 수 있도록 어떻게 했어?",
"기존 시청각 미디어와 상호 작용하여 감성의 상승 효과를 유발하는 것은 뭐지?",
"향 정보전달 서비스 플랫폼과 관련 API 함수는 어떤 기능을 제공해?",
"사용자의 정보를 활용하여 간편하게 이용이 가능한 기능은 뭐야?",
"가상현실과 증강현실을 통틀어 무엇이라고 하니?",
"향 알리미 서비스에 적합한 무엇은 크기와 전력 소모가 작아야 해?",
"본 논문에서는 왜 표준 플랫폼과 관련 API 함수를 개발했나요?",
"왜 향 디스플레이 기술 적용이 증가하고 있니?"
] |
c0d1856a-389d-454f-9990-9f3e51a167b2
|
인공물ED
|
전압형 PWM 컨버터 제어에의한 과도상태의 특성 개선
|
<h1>5. 시뮬레이션 및 실험 결과</h1> <p>표 1은 디지털 파라미터 시뮬레이션 상수이다. 그림 6은 전압형 PWM 컨버터의 a상 전원전압과 교류입력측 a상 전류가 거의 동상으로 역률 1 로 제어되는 것을 나타내며 입력형 다이오드와 연계된 인버터부하에 돌입성 전류가 흘러도 입력전류 \( i_{c 1} \) 가 왜헝없이 정현파로 유지되고 있음을 보인다.</p> <table border><caption>표 1 시뮬레이션 파라미터</caption> <tbody><tr><td>종 류</td><td>상 수 값</td></tr><tr><td>출력전압</td><td>\( 410[\mathrm{~V}] \)</td></tr><tr><td>입력전압</td><td>선간\( 220[\mathrm{~V}] \)</td></tr><tr><td>입력축 인더턴스</td><td>\( 1.3[\mathrm{mH}] \)</td></tr><tr><td>출력측 평활용 커패시터</td><td>\( 25,000[uF] \)</td></tr><tr><td>인버터 부하 출력전압</td><td>\( 220[\mathrm{~V}] \)</td></tr><tr><td>컨버터의 스위칭 주파수</td><td>\( 10[\mathrm{KHz}] \)</td></tr></tbody></table> <p>그림 7은 컨버터의 교류입력단 전압을 보여주고 있으며 이 전압은 컨버터의 스위칭 함수와 직류전압에 의해 결정되는 것이다. 이 입력단 전압과 전원전압의 전압편차만큼 교류입력측에서 직류측으로 에너지가 전달된다.</p> <p>그림 8은 \( 20 \% \) 부하변동시 직류전압제어기에 부하전류전향 보상기를 부가한 경우와 부가하지 않은 경우의 직류출력전압 과도상태특성을 나타내며 전자가 후자의 경우보다 더 우수함을 보이고 정상상태에서 리플이 거의 없는 평활한 상태를 나타낸다.</p> <p>그림 9는 커패시터입력형 다이오드브리지와 연계된 인버터 부하의 입력단 전류파형을 보여준다.</p> <p>그림 10은 DC링크 입력단에 흐르는 전류 \( i_{d c} \) 의 파형을 보여주고 있으며 부분적으로 전력의 회생이 일어나고 있음을 보여준다.</p> <p>그림 11,12 는 전향보상기가 있을 경우와 없을 경우의 \( 20 \% \) 부하변동에서 과도상태 특성을 보여준다.</p> <p>그림 13 은 DC링크의 전압제어 특성을 보여주는 파형으로서 Ch1은 측정된 직류링크 전압이고 ch2는 저역통과필터로 필터링된 전압이며, Ch3는 동기좌표계 \( \mathrm{q} \) 축 전류지령치 ch4는 동기좌표계 \( \mathrm{q} \) 축 전류이다. 부하로 사용된 유도전동기가 급감속 할때 직류링크의 전압변동이 \( 5[\mathrm{~V}] \) 이내에서 제어됨을 알수 있다.</p> <p>그림 14 는 전원측 컨버터의 역률 제어를 보여주는 파형으로서 전원측에서 부하측으로 전력을 공급하는 경우로서 Ch1 은 \( \mathrm{d} \) 축 전원상전압, ch2는 \( \mathrm{q} \) 축 전원상전압, Ch3는 \( \mathrm{d} \)축 상전류, Ch4는 \( \mathrm{q} \)축 상전류이다.</p>
|
[
"표 1 시뮬레이션 파라미터에서 출력전압의 상수값은 뭐야?",
"출력전압의 상수값으로 표 1 시뮬레이션 파라미터에서 확인 할 수 있는 것은 얼마야?",
"표 1 시뮬레이션 파라미터에서 입력전압의 상수값은 뭐야?",
"입력전압의 상수값은 표 1 시뮬레이션 파라미터에서 어떻게 표현하지?",
"표 1에서 220[ V]의 상수값을 갖는 종류는 뭐야?",
"표 1에서 1.3[\\mathrm{mH}]1.3[mH]의 값을 갖는 종류는 뭐야?",
"어떤 종류가 표 1에서 1.3[\\mathrm{mH}]1.3[mH]으로 표현됩니까?",
"표 1 시뮬레이션 파라미터에서 컨버터의 스위칭 주파수의 값은 뭐야?",
"컨버터의 스위칭 주파수의 값은 표 1 시뮬레이션 파라미터에서 얼마입니까?",
"표 1에서 25,000[uF]의 값을 가지는 종류는 무엇입니까?",
"무엇이 표 1에서 25000의 값을 나타내는 파라미터지?"
] |
aa1db55c-f027-4493-8f37-bd611b999bd1
|
인공물ED
|
MFSFET 소자를 이용한 Adaptive Learning Curcuit의 설계
|
<p>Fig. 8 (a) 는 dimensionality factor 를 1 에서 3 으로 변화시켜 가면서 분극반전의 정도를 파악한 것인데, 펄스의 간격은 스위칭 시간의 5/100 배만큼 짧게 주었다. 이 경우 \( n \) 이 1 일 때, 펄스 수가 100 까지 분극반전이 관찰되고, \( n \) 이 각각 2 와 3 이 되면서 펄스 수 45 와 35 정도에서 더 이상 분극반전이 일어나지 않았다. 이로부터, dimensionality factor 가 주파수 변조 특성에 상당히 큰 영향을 미침을 알 수 있었다. 강유전체 박막의 dimensionality factor 는 grain 들의 크기와 결정화 방향에 영향을 받는다고 알려져 있다. E. Tokumitsu 등은 PZT 박막을 이용한 실험에서, grain 들의 크기가 작은 경우 domain 들의 2 차원 성장을 방해하므로 dimensionality factor 가 1 에 유사한 값을 갖는다고 보고 하였다. 또한, 결정화 방향도 (001)로 배향된 박막보다 random 하게 배향된 박막에서 dimensionality factor 가 더 작아진다는 사실을 보고 하였으나 이에 대한 원인은 좀 더 연구되어야 할 것으로 생각된다. 따라서, adaptive learning 회로에 적용되는 강유전체 박막은 grain 들의 크기가 작고, (001) 로 배향되지 않은 박막을 선택하는 것이 유리하리라고 생각된다.</p> <table border><caption>표 1. MFSFET 시뮬레이션에 사용된 파라미터</caption> <tbody><tr><td>Element</td><td>\(P_s\)(\(\mu\mathrm{C/cm^{2}}\))</td><td>\(P_R\)(\(\mu\mathrm{C/cm^{2}}\))</td><td>\(d_F(\mathring{A})\)</td><td>\(V_C(\mathrm{V})\)</td></tr><tr><td>Value</td><td>30</td><td>24</td><td>2000</td><td>1.0</td></tr><tr><td>Element</td><td>\(\mathrm{\varepsilon_{si}}\)</td><td>Z/L</td><td>\(\mathrm{N_A}(\mathrm{cm^{3}})\)</td><td>\(\mu_n(\mathrm{cm^{2}}/(\mathrm{V}\cdot\mathrm{s})\)</td></tr><tr><td>Value</td><td>11.8</td><td>5</td><td>\(10^{16}\)</td><td>1500</td></tr></tbody></table> <p>Fig. 8 (b) 는 게이트에 short pulse 를 인가함에 따른 MFSFET 소자의 소스-드레인 저항을 구하기 위해 인가전압에 따른 강유전체 분극을 나타낸 것이다. MFS 캐패시터에 전압이 인가되면, 강유전체는 금속 하부전극 뿐만 아니라, 실리콘층 위에서도 Fig. 8 (b) 와 같은 이력곡선을 나타내며 분극이 변화하게 된다. 이때, 강유전체 박막의 이력특성 (P-V 특성) 은 식 (1) 과 (2) 에 나타낸 field-dependent polarization 모델을 사용하여 효과적으로 시뮬레이션 할 수 있으며, 이 모델의 검증은 본 연구실에서 발표한 논문 121 에 입증되어 있다.</p> <p>Fig. 8 (c) 는 Table 1 의 파라미터를 사용한 인가전압에 따른 반도체의 표면전하를 나타낸 것으로 Fig. 8 (b) 의 이력곡선 분극값과 반대 극성의 동일한 실리콘 표면전하가 형성된다. 따라서, Fig. 8 (a) 의 분극변화를 Fig. 8 (b) 와 (c) 에 적용하면, 펄스의 수에 따른 강유전체 분극과 실리콘 표면전하를 구할 수 있다. 이 값으로부터 게이트 전압을 알 수 있고, 이를 식 (8) 에 대입하면 펄스 수에 따른 MFSFET 소자의 드레인 전류를 구한 후에, 이 값으로 드레인 전압을 나누어서 소스-드레인 저항을 구할 수 있다.</p>
|
[
"가장 큰 수치를 가지고 있는 파라미터는 무엇이니?",
"\\(P\\) 파라미터 중에 값이 더 큰 것은 어떤 파라미터야?",
"\\(\\mathring{A}\\)를 단위로 쓰는 파라미터의 값은 얼마지?",
"표1을 참조하면 \\(\\mathring{A}\\)를 단위로 쓰는 파라미터의 값은 무엇이지",
"MFSFET 시뮬레이션의 어떤 크기의 전압을 사용하나?",
"표1의 내용을 보면 MFSFET 시뮬레이션의 어떤 수치의 전압을 이용해",
"24의 값은 어떤 파라미터가 가지고 있어?",
"표에 의하면 24의 값은 어떤 파라미터에 해당하지?",
"\\(\\mu_n(\\mathrm{cm^{2}}/(\\mathrm{V}\\cdot\\mathrm{s}))\\) 파라미터가 가지고 있는 값은 얼마일까?",
"어떤 파라미터가 세 제곱의 단위를 가질까?",
"유전상수 파라미터의 기호는 무엇인가?",
"얼마의 유전상수 값을 가지고 있을까?",
"어떤 파라미터가 5의 값을 가지고 있니?"
] |
bf4e7f70-1977-4199-a5a6-005a605cbc02
|
인공물ED
|
전해 방전법을 이용한 유리 미세 구멍가공
|
<h1>3. 결과 및 고찰</h1><p>수산화나토륨 수용액의 농도를 \( 5 \mathrm{wt} \% \) 에서 \( 50 \mathrm{wt} \% \)까지, 인가전압은 DC \( 10 \mathrm{~V} \) 에서 \( 40 \mathrm{~V} \) 까지, 가공시간은 \(5\) 초에서 \(50\) 초까지 각각 변화시키면서 유리의 구멍 가공 상태를 분석했다. 그림 3 에 가공전극과 보조전극 사이에 인가한 전압과 전류의 관계를 나타냈다. 그림 3에서, 인가전압을 높이면, 수산화나트름 수용액의 전헤작용에 의해 전류가 증가하고, 양극에는 산소,음극에는 다량의 수소가스 기포가 발생한다(ⓐ구간). 구간 ⓑ는, 전해작용에 의해 발생한 기포가 가공전극을 에워싸면서 전류가 급격하게 저하되는 현상을 나타내며, 계속 인가전압을 높이면, 가공전극을 애워싸고 있는 기포를 통하여 방전하게 된다(구간 ⓒ). 방전이 시 작되면, 그림 3의 구간 ⓒ에 나타낸 것과 같이 전류가 발진하는 현상이 나타난다. 전류가 발신하는 이유는 가공전극에, 전해작용에 의한 기포의 발생과 방전이 반복 되면서 나타나는 현상으로 예측할 수 있다. 그림 4는 수산화나트륨 수용액의 농도 변화에 따라, 구멍이 최초로 생성되는 시점의 공급전압을 나타낸 것으로 수산화나트륨 수용액의 농도가 높아질수록 미세 구멍의 생성이 시작되는 전압이 낮아지나, \( 30 \mathrm{wt} \% \) 이상에서는 더 이상 전압이 낮아지지 않고 포화상태를 나타냈다. 특정 농도에서, 인가전압 또는 가공시간을 증가시킬수록 생성되는 구멍이 커지며, 일전전압 또는 시간이 경과되면 구멍의 가공면이 거칠어지고, 균열이 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 그림 5 에 정상적으로 가공된 지름 \( 0.16 \mathrm{~mm} \) 의 구멍과 과도한 인가전압에 의해 균열이 발생한 구멍의 사진을 나타냈다. 균열을 방지하기 위해서는 가급적 낮은 직류전압을 인가하고, 시간을 조절하여 가공하는 것이 중요하다. 따라서 인가전압을 유리 구멍가공을 위한 파라비터로 사용하기 힘들기 때문에, 최적 선압에 고정하고, 가공시간을 조절하여 구멍의 크기를 조절하는 것이 효과적이었다. 본 연구에서는 인가전압 및 가공시간을 조절하여 지름이 \( 0.1 \mathrm{~mm} \) 에서 \( 0.55 \mathrm{~mm} \) 까지의 구멍을 가공할 수 있었다. 그림 6에 수산화나트륨 수용액의 농도가 \( 30 \mathrm{wt} \% \), 인가전압이 DC \( 30 \mathrm{~V} \) 일 때, 가공시간에 대한 생성되는 구멍의 크기를 나타냈다.</p><p>미세 구멍 가공 시에 \( 0.22[\mathrm{~A}] \) 에서 \( 1.2[\mathrm{~A}] \) 까지의 전류 변화를 나타낸다. 그 이유는 그림 1 에 나타낸 것과 같이, 전극에 전압을 인가하면, 음극인 가공전극에서 발생하는 기포가 전극을 점차 둘러싸 전류가 흐르기 힘들어지다가, 순간적으로 방전하면서 전류 값이 갑자기 증가하는 동작을 반복하기 때문이다. 그림 7에 유리의 전해 방전가공에 소요되는 전력량을 수산화나트륨 수용액의 농도의 함수로 나타냈다. 그림 7의 결과는, 최대 전류인 \( 1.2[\mathrm{~A}] \) 들 사용하여 구해진 유리 구멍 가공시의 농도별 소모 전력랑을 나타내고 있다. 그림 7과 같이, 전력량은 수용액의 농도가 높아질수록 비교적 직선적으로 감소함을 알 수 있다. 이상의 결과에서, 수산화나트륨 수용액의 농도, 인가 전압 및 전력량 등을 고려할 때, 미세 구멍 제작시에, 인가전압은 \( 25 \mathrm{~V} \) 에서 \( 30 \mathrm{~V} \) 사이에서, 수산화나트륨 수용액의 농도는 \( 35 \mathrm{wt} \% \) 를 넘지 않는 한도 내에서 제작 할 때 보다 효율적인 가공이 가능할 것으로 생각되며, 유리 구멍의 사이즈는 가공전극의 굵기와 가공시간을 조절하여 제어할 수 있다. 그림 3 에 나타낸 것과 같이, 전해 방전에 의한 유리의 미세 구멍 가공시, 보조전극과 가공전극 양단의 전압 파형이 발진하는 것을 알 수 있다. 이 고주파 형태 의 전압 파형은. 구멍이 생성되기 전과 후에 변화가 발생하는 것을 관측할 수 있었다. 그림 8 은 두께 \( 1 \mathrm{~mm} \) 의 유리 기판을 \( 35 \mathrm{wt} \% \) 의 수산화나트륨 수용액과 DC \( 40 \mathrm{~V} \) 의 전압을 인가하여 구멍을 가공하는 동안에 가공 전극과 보조전극 양단의 전압 파형을 오실로스코프를 이용하여 관찰한 결과이다. 그림 8의 결과로 유리 미세 구멍 가공 중에는 백금 전극과 바늘 양단의 전압 변화 폭이 대략 \( 20 \sim 22 \mathrm{~V} \) 정 도였고(ⓐ구간), 가공이 완료되면 \(2\)~\(3 \mathrm{~V} \)의 변화 폭을 나타냈다(ⓑ구간). ⓐ구간에서는 가공전극이 유리기판과 접촉하고 있는 상태이며, ⓑ구간에서는 가공전극이 유리기판을 관통한 상태이다. 이 특성을 이용하면, 유리기판의 구멍가공 완료시점을 판단할 수 있기 때문에 전원자동정지(power auto-stop)기능을 가진 전해 방전 가공장치를 제작할 수 있다.</p><p>현재 응용되고 있는 유리의 구멍 가공을 위한 기술에는, 초음파, sandblast, 레이저 및 RIE(Reactive Ion Etching) 공정 등이 있다. 이돌 공정은 구멍의 단면 모양이 거의 수직에 가깝게 제작되며, 공정 단가가 높다는 특징이 있다. 하지만 전해 방전을 이용하여 제작된 유리 미세 구멍의 단면 모양은 일정한 경사를 가진 형태로 제작되는 것이 특징이다. 그림 9에 제작된 유리구멍의 단면 사진을 나타냈다. 전극도출(feedthrough)공정은 일반적으로 유리 구멍 표면에 금속을 증착하고, 도전성 에폭시 등을 이용하여 금속 와이어를 연결하는 방법으로 이루어진다. 따라서 유리 구멍 표면에 금속등을 효과적으로 증착하기 위해서는 적당한 경사가 필요하기 때문에 전해 방전 가공법은 전극도출과 같은 공정에서 매우 적절할 것으로 생각된다. 또한, 전해 방전 가공법은 레이저, sandblast, RIE 공정 등 타 공정에 비해서 공정 및 공정 장비가 간단하며, 공정 단가가 낮다는 장점을 가지고 있다. 전해 방전법에 의한 유리 미세 구멍 가공 기술은, 전극도출(feedthrough) 뿐 아니라 유리판에 다수의 구멍 배열 제작 및 유체소자의 미소 채널 가공등 다양한 MEMS 구조물 제작에의 응용이 기대된다. 또한, 다수 의 구멍을 동시에 가공할 수 있는 방전가공 장치의 개발이 이루어진다면, 다수의 구멍이 가공된 유리 기판을 간단한 공정으로 제작이 가능하기 때문에 생체공학 등 다양한 분야로 응용 범위가 확대될 수 있을 것으로 기대된다. 그림 10 에 유리 기판에 다수의 구멍을 가공한 예를 나타냈다.</p>
|
[
"전류가 급격하게 저하되는 현상은 무엇이 가공전극을 에워싸면서 발생하는가?",
"가장 효율적인 미세 구멍 제작은 최대한 많은 인가전압과 수산화나트륨 수용액의 농도를 필요로 하는가?",
"고주파 형태의 전압 파형은 언제 관측할 수 있는가?",
"인가전압을 높이면 전류가 증가하는 이유는 무엇 때문인가?",
"수산화나트름 수용액의 전헤작용은 인가전압을 통해 변화하는가?",
"전류가 발진하는 현상은 어떤 과정을 거쳐 시작되는가?",
"수산화나트륨 수용액의 농도가 \\( 30 \\mathrm{wt} \\% \\) 이상에서 높아질수록 나타나는 효과로 알맞은 것은?",
"균열이 바랭하고 구멍의 가공명인 거칠어지는 것은 어떤 특성과 관련있는가?",
"가급적 낮은 직류전압을 인가하고 시간을 조절하는 것이 중요한 이유는?",
"균열을 방지하기 위해서 해야할 것으로 알맞은 것은?",
"최적 선압에 고정하고 가공시간을 조절하여 구멍의 크기를 조절하는 것이 효과적인 이유는 무엇인가?",
"순간적으로 방전하면서 전류 값이 갑자기 증가하는 동작을 반복하는 원인은 무엇인가?",
"수용액의 농도와 전력량은 무관한가?",
"보조전극과 가공전극 양단의 전압 파형이 발진하는 이유는 무엇인가?",
"가공전극의 굵기와 가공시간으로 무엇을 조절할 수 있는가?",
"전원자동정지 기능을 가진 전해 방전 가공장치는 어떤 특성을 이용해서 제작될 수 있는가?",
"초음파, sandblast, 레이저 및 RIE 공쩡 등은 어떤 기술인가?",
"레이저 및 RIE 공정은 유리의 구멍 가공에 사용되는 기술인가?",
"유리 미세 구멍의 단면 모양이 경사를 가진 형태로 제작되는 것이 특징인 공정은 무엇을 활용하는가?",
"일반적으로 유리 구멍 표면에 금속을 증착하는 공정 기술은 이돌 공정인가?",
"도전성 에폭시 등을 이용하여 금속 와이어를 연결하는 방법으로 진행되는 공정의 이름은?",
"전극도출 공정에서 가장 적절한 공법의 이름은?",
"전해 방전 가공법은 적당한 경사가 필요한 공정에 적합한 방법인가?",
"RIE 공정은 전해 방전 가공법에 비해 공정 장비가 비교적 복잡한가?",
"공정 단가가 낮다는 장점을 가지는 공정으로 알맞은 것은?",
"MEMS 구조물 제작에의 응용이 기대되는 공정의 이름은?",
"유리 기판 연구의 어떤 장점이 다양한 분야로 응용 범위가 확대될 수 있을 것으로 기대되는가?",
"구멍의 단면 모양이 거의 수직에 가깝게 제작되며 공정 단가가 높다는 특징을 가지는 기술의 이름은?",
"적당한 경사는 유리 구멍 표현에 무엇을 효과적으로 증착할 수 있는가?",
"기포의 발생과 방전이 반복 되면서 나타나는 현상으로 예측할 수 있는 것은?",
"가공 전극과 보조전극 양단의 전압 파형은 무엇을 통해서 관찰할 수 있는가?"
] |
be62aafb-d2b6-4bd7-9203-bb914ed65f63
|
인공물ED
|
전해 방전법을 이용한 유리 미세 구멍가공
|
<h1>1. 서 론</h2><p>최근에 반도체 공정 기술을 중심으로 한 MEMS 기술이 비약적인 발전을 하고 있지만, MEMS의 구조가 복잡해지면서 보다 다양한 정밀가공 기술의 개발이 요구되고 있다. MEMS 기술을 이용하여 제작하는 센서,액츄에터 및 유체소자 등의 소자에는, 미세 가공한 실리콘 또는 플라스터 기판과 접합해서 보다 복잡한 구조물을 실현하기 위해 유리 기판이 사용되고 있다. 유리를 이용하여 접합 밀봉한 내부로부터 전기배선을 외부로 도출시키기 위한 전극도출(feedthrough)부를 형성하기 하기 위해서는 유리 기판에 좁고, 긴 구멍의 가공이 필요하다. 유리에 구멍을 형성하기 위한 가공 방법으로는 초음파 가공법, \( \mathrm{CO}_{2} \) 레이저를 이용하는 방법 등이 있다. 초음파 가공은 면이 거칠어지기 쉽고, 가공된 구멍의 직경이 크고, 구멍의 끝 부분이 깨어지는 등의 결점이 있다. 또한 \( \mathrm{CO}_{2} \) 레이저 가공은 열 변형이 발생하기 쉽다. 이상과 같은 유리 구멍 가공법의 단점을 보완하기 위해서 본 논문에서는 전해 방전 가공법을 이용하여 유리외 미세 구멍을 가공한다. 전해 방전 가공법을 이용한 유리의 미세 구멍 가공에 관한 연구는 일본의 동북대학 연구팀에 의해서 보고된바 있다. 본 논문에서는 수산화나트륨 \( (\mathrm{NaOH}) \) 수용액에 보조전극(Pt)과 가공전극(stainless steel needle)을 사용하고, 두 전극 사이에 직류전압을 인가하여, 가공전극에서 발생하는 방전에 의한 고열로 유리에 미세구멍을 가공할 수 있는 전해 방전가공기를 제작하고, 그 특성을 분석한다.</p><h1>2. 전해 방전 가공</h1><p>\(1928\)년에 발명이 된 방전가공은 \(1943\)년 구소련의 라자렌코 부부에 의해 경질금속에 구멍을 뜷는데 성공한 것이 오늘날의 방전가공의 기원이 되었으며 공구의 회전이 불필요하여 임의의 복잡한 모양의 가공(구멍뚫기, 다이가공)이 가능하며 동일한 목적의 초음파 가공에 비해 가공 속도가 빠른 장점을 가지고 있다. 전해 방전 가공은 기계공작의 정밀 가공에 쓰여지는 방법으로 가공액 속의 보조전극과 가공전극 사이에 방전을 일으킴으로서 이때 발생하는 방전열을 이용하여 피가공물을 가공하는 방법이다.</p><h2>2.1. 전해 방전 가공 원리</h2><p>전해 방전 가공의 원리를 그림 1에 나타냈다. 수산화나트름 수용액 중의 가공전극과 보조전흑 사이에 직류전압을 인가하면, 음극인 가공전극에는 화원 반응에의하여 수소가스가 발생한다. 수소가스에 의한 기포가 그림 1(b)와 같이 가공전극(needle)을 둘러싸서 절연층을 형성한다. 인가 전압이 충분히 클 경우(본 논문에서는 \( 25 \mathrm{~V} \) 이상)에 절연층을 통하여 방전 되면서 스파크가 발생하고, 그 열에 의해 화학반응이 가속 되면서 유리가 에칭 된다.</p><h2>2.2. 전해 방전 가공장치 제작</h2><p>본 연구에서는 그림 1(a)에 나타낸 전해 방전 원리를 이용하여 전해 방전 가공기를 제작 헸다. 제작된 전해방전 가공기의 사진을 그림 2 에 나타냈다. 방전을 가급적 가공전극 끝에 집중시키기위해서 전극 끝부분을 제외한 나머지 부분은 테프론(teflon)으로 보호하여 절연시키고, 스테인리스스틸(stainless steel)로 제작된 지지대에 고정시켰다. 전극의 산화에 의한 저항 변화를 최소화하기 위해 보조전극(reference elec-trode)으로 백금을 사용했다. 전원은 전원공급기(power supply)를 직접 사용하여 DC 전압을 인가해 주고, x-y스테이지(x-y stage)를 이용하여 유리에 미세 구멍 가공을 위한 위치조정(align)을 했다.</p><h2>2.3. 실험 방법</h2><p>본 연구에서는 전해 방전 가공법에 의한 유리 구멍가공 실험에 두께가 \( 0.16 \mathrm{~mm} \) 인 일반 유리를 사용했다. 그림 1(a)와 같이 유리기판을 수산화나트륨 \( (\mathrm{NaOH}) \) 수용액에 담그고, 가공전극을 가공 위치에 배치한다. 보조전극에는 (+) 가공전극에는 (-)의 DC전압을 인가하고 유리의 미세 구멍 생성 상태를 관찰했다. 수산화트륨 수용액의 농도를 변화시키면서, 인가전압 및 가공시간에 따른 유리 미세 구멍의 생성과 백금 전극과 바늘간의 전압의 변화를 디지털 오실로스코프를 이용하여 파형의 변화를 관찰했다.</p>
|
[
"\\( \\mathrm{CO}_{2} \\) 레이저 가공으로 발생하기 쉬운 변형은 무엇인가?",
"본 논문에서 제작한 전해 방전가공기에서 사용한 두 전극은 무엇인가?",
"본 논문에서 제작한 전해 방전가공기에서 두 전극 사이에 사용한 전압은 교류전압이었는가?",
"본 논문에서 제작한 전해 방전가공기에서 사용한 수용액은 무엇인가?",
"구소련의 라자렌코 부부에 의해 방전가공으로 경질금속에 구멍을 뜷는데 성공한 때는 몇년인가?",
"방전가공과 초음파 가공 중에서 방전가공이 속도가 더 빠른가?",
"방전가공에는 공구의 회전이 필요한가?",
"전해 방전 가공에서 방전열을 발생시키기 위해 어떤 방법이 사용되는가?",
"전해 방전 가공에서, 가공액 속에서 어떤 것과 어떤 것에 방전을 일으키는가?",
"가공액 속의 보조전극과 가공전극 사이에 방전을 일으킴으로서 이때 발생하는 방전열을 이용하여 피가공물을 가공하는 기계공작의 정밀 가공에 쓰여지는 방법은 무엇인가?",
"초음파 가공은 면을 곱고 깨끗하게 만들수 있는 장점이 있는가?",
"초음파 가공으로 가공된 구멍은 직경이 큰 편인가?",
"오늘날의 방전가공의 기원이 된, 1943년 구소련에서 방전가공으로 경질금속에 구멍을 뚫는데 성공한건 누구인가?",
"방전가공이 처음으로 발명된건 언제인가?",
"전해 방전 가공에서 피가공물을 가공할때 사용하는 열은 어떤 열인가?",
"전해 방전 가공에서 수산화나트륨 수용액 중에 가공전극과 보조전극 사이에 직류전압을 인가했을때 음극인 가공전극에서 발생하는 것은 무엇인가?"
] |
3a0e9242-5179-42e0-936f-90a04fd05764
|
인공물ED
|
전해 방전법을 이용한 유리 미세 구멍가공
|
<h1>4. 결 론</h1><p>본 논문에서는 전해 방전가공법을 이용하여 유리의 미세 구멍 가공을 하기 위한 장치를 제작하고, 그 가공 조건에 대해서 검토했다. 수산화나트륨 수용액의 농도, 인가전압 및 전력량 등을 고려할 때, 미세 구멍 제작시에, 인가전압은 \( 25 \mathrm{~V} \) 에서 \( 30 \mathrm{~V} \) 사이에서, 수산화나트륨 수용액의 농도는 \( 35 \mathrm{wt} \% \) 를 넘지 않는 한도 내에서 제작할 때 보다 효율적인 가공이 가능할 것으로 생각되며, 유리 구멍의 사이즈는 가공전극의 굵기와 가공시간을 조절하여 제어할 수 있었다. 전해 방전 가공을 이용한 유리의 미세 구멍 가공법은 유리 기판을 퉁한 전극도출(feedthrough) 뿐만 아니라 유체소자 등 MEMS 구조물 제작에의 응용이 기대 된다.</p>
|
[
"가공전극의 굵기와 가공시간을 조절하면 무엇의 사이즈를 조절할 수 있는가?",
"유리 미세 구멍 가공을 하기 위한 장치 제작에 방전가공법이 이용될 수 있는가?",
"미세 구멍 제작시에 고려되어야 할 정보는?",
"어떤 정보를 미세 구멍 제작시에 고려해야하지",
"유리 기판을 퉁한 전극도출 및 유체소자 등 MEMS 구조물 제작에 응용할 수 있는 가공법은?",
"수산화나트륨 수용액의 농도를 고려하면 효율적인 미세 구멍 가공이 가능한가?"
] |
090963b9-008f-4810-a8f0-3a69a538c36f
|
인공물ED
|
레이더 신호 능동 상쇄를 위한 Pade 근사 폴-제로 모델 기반의 단계적 파라미터 추정
|
<h1>IV. 모의실험 결과</h1><p>표 2 는 모의실험에서 사용한 파라미터들을 나타낸다. 위협 레이더 신호와 수신 잡음의 비를 \( 20 \mathrm{~dB} \) 로 설정하였고, 샘플링 주파수는 식 (13)의 조건을 만족시키기 위해 위협 레이더 신호의 주파수인 \( 2 \mathrm{GHz} \) 의 4 배인 \( 8 \mathrm{GHz} \)로 설정하였다. 위협 레이더 신호의 phase는 임의로 1 \( \mathrm{rad} \) 부근에서 균등하게 발생시켰다. 기존 기법인 MLE 기법의 경우 \( 250 \times 10^{-9} \mathrm{~s} \) 동안 수신한 100 개의 샘플로 파라미터를 추정했고, 제안 기법의 경우 \( 3.75 \times 10^{-9} \mathrm{~s} \) 동안 수신한 3 개의 샘플로 파라미터를 추정했다. 기존 기법의 FFT size는 1024로 설정하였고, 단계적 추정 알고리즘의 각 구간의 길이 및 step delay는 3.75ns로 동일하게 설정하였다. 신호처리에 걸리는 시간은 무시할 수 있을 만큼 짧다고 가정하였다.</p><table border><caption>표 2. 모의실험 환경 파라미터</caption><tbody><tr><td>Parameter</td><td>Value</td></tr><tr><td>SNR[\(\mathrm{dB}\)]</td><td>20</td></tr><tr><td>Sampling freq \( f_{s}[\mathrm{GHz}] \)</td><td>8</td></tr><tr><td>Estimation duration [\(\mathrm{s}\)](MLE, Proposed)</td><td>\(250, 3.75 \times 10^{-9}\)</td></tr><tr><td>Center frequency \( f [\mathrm{GHz}] \)</td><td>2</td></tr><tr><td>Radar phase \( \phi \) [\(\mathrm{rad}\)]</td><td>\( 1+\mathrm{U}(0,0.2) \)</td></tr><tr><td>Radar amplitude A</td><td>1</td></tr><tr><td>FFT size</td><td>1024</td></tr><tr><td>'E' duration [\(\mathrm{s}\)]</td><td>\(3.75 \times 10^{-9}\)</td></tr><tr><td>'P' duration [\(\mathrm{s}\)]</td><td>0</td></tr><tr><td>'C' duration [\(\mathrm{s}\)]</td><td>\(3.75 \times 10^{-9}\)</td></tr><tr><td>Delay [\(\mathrm{s}\)]</td><td>\(3.75 \times 10^{-9}\)</td></tr></tbody></table><p>그림 3 은 능동 상쇄 수행 후 제거되지 못한 반사 신호의 크기를 비교한 그래프이다. 기존 기법의 경우 많은 수의 수신 샘플을 요구하므로 샘플을 수집하는 \( 250 \times 10^{-9} \mathrm{~S} \) 동안은 능동 상쇄를 수행하지 못한다. 반면, 단계적 추정 알고리즘을 적용하지 않은 제안 기법의 경우 샘플의 수집에 \( 3.75 \times 10^{-9} \mathrm{~S} \) 밖에 걸리지 않는다. 하지만 이후 맥놀이 현상에 의해 오히려 반사 신호를 증폭시키는 결과를 확인할 수 있다. 이러한 단점을 보완하기 위한 단계적 추정 알고리즘을 적용했을 때는 맥놀이 현상없이 능동 상쇄를 수행함을 확인할 수 있다.</p><p>그림 4는 추정 시간에 따른 반사 신호 크기의 제곱의 평균을 나타낸 그래프이다. ' \( \mathrm{X} \) '점으로 나타나는 제안 기법은 \( 3.75 \mathrm{~ns} \) 의 추정 시간을 필요로 하며 제안 기법의 반사 신호 크기의 제곱은 약 \( 3 \times 10^{-4} \) 이다. 점선은 기존 기법과의 비교를 위한 ' \( \mathrm{X} \) '점을 지나는 가로축과 평행한선이다. 실선으로 나타나는 기존 기법의 성능은 추정 시간이 증가함에 따라 증가하는데, 제안 기법과 같은 성능을 얻기 위해서는 제안 기법 대비 10 배 이상의 추정 시간이 필요함을 확인할 수 있다. 즉, 제안 기법이 기존 기법 대비 신속한 능동 상쇄를 수행할 수 있음을 의미한다.</p><p>또한 샘플 수가 \( N \)개일 때 FFT의 계산 복잡도는 \( O(N \log N) \) 이므로 기존 기법은 추정 시간 및 샘플 수의 증가에 따라 계산 복잡도가 크게 증가한다. 반면 제안 기법은 3 개의 샘플만을 이용하여 closed form으로 나타나고, 단순 비교 알고리즘을 사용하므로 계산 복잡도는 \( O(1) \) 이다. 즉, 제안 기법이 기존 기법 대비 단순하게 능동 상쇄를 수행할 수 있음을 의미한다.</p>
|
[
"MLE 기법에서 파라미터를 추정하는 과정은 어떻게 돼?",
"파라미터를 MLE 기법에서 추측하는 과정은 어떻게 돼?",
"표 2. 모의실험 환경 파라미터에서 신호대잡음비는 얼마지?",
"표 2. 모의실험 환경 파라미터에서 Sampling freq \\( f_{s}[\\mathrm{GHz}] \\)의 Value는 얼마야?",
"표 2. 모의실험 환경 파라미터에서 중심주파수\\( [\\mathrm{GHz}] \\) 값은 얼마로 나타나지?",
"표 2. 모의실험 환경 파라미터에서 FFT size의 값은 얼마야?",
"표 2. 모의실험 환경 파라미터 중 \\( 1+\\mathrm{U}(0,0.2) \\) 라는 값을 가지는 파라미터는 무엇이지?"
] |
841df757-d4ed-4457-9e85-42780356b6ee
|
인공물ED
|
연결된 결합 선로를 갖는 소형 브랜치 선로 결합기
|
<h1>Ⅲ. 연결된 결합 선로를 이용한 \( 3 \mathrm{dB} \) 브랜치 선로 결합기</h1><p>그림 4는 기존의 \( 35.4 \Omega \)이고, 길이가 \( \lambda / 4 \)인 선로를 연결된 결합 선로를 이용한 \( 3 \mathrm{dB} \) 브랜치 결합기로 대체하여 구현한 구조 및 제작된 결합기 사진이다.</p><p>실제 제작에서는 결합 선로를 바로 분기점에 연결하는 것이 불가능하기 때문에, 그림 4처럼 결합 선로 양 쪽에 연결을 위한 여유 길이만큼 \( 50 \Omega \) 선로\( b \)가 필요하다. 이 길이는 결정은 선로 \( a \)와 충분히 떨어져 상호 영향이 없어야 하기 때문에 그리고 이 길이는 결합 선로의 길이 \( c \)를 줄여줌으로써 보상해 주어야 한다. 실제 설계 시는 선로 \( b \)의 길이를 \( 1.7 \mathrm{mm} \)\( ( \) 약 \( \lambda / 40) \)로 하였다. 세로 선로 \( a \)의 길이는 일반 브랜치 선로 결합기의 설계 길이와 동일한 방식으로 계산한다.</p><p>이 구조의 특징은 가로 방향의 길이를 연결된 결합 선로를 이용하여 줄였고, 분기점에서는 모두 50\( \Omega \)으로 분기하는 구조로 선로 폭의 불연속을 최소화한 것이다.</p><p>\( T_{\text {결합기 (even,odd) }}=T_{a(\text { even,odd })} T_{b} T_{c} T_{b} T_{a(\text { even,odd })} \)<caption>(5)</caption></p><p>여기서,</p><p>\( [T]_{a(e v e n, o d d)}=\left[Z_{o a} /\left(j \tan \frac{\theta_{a}}{2}\right) 1\right]_{e v e n},\left[\begin{array}{cc}1 & 0 \\ j \tan \frac{\theta_{a}}{2} / Z_{o a} & 1\end{array}\right]_{\text {odd }} \)</p><p>\( [T]_{b}=\left[\begin{array}{cc}\cos \theta_{b} & j Z_{0 b} \sin \theta_{b} \\ \frac{j \sin \theta_{b}}{Z_{0 b}} & \cos \theta_{b}\end{array}\right] \) 이다.</p><p>그림 4의 전체 결합기 특성은 식 (5)처럼 각 부분 전송 파라미터를 구해 이를 곱하고, 이를 산란 계수로 환산하면 전체 결합기의 특성인 입력 단자의 반사계수, 입출력 단자간의 결합 및 격리 특성을 구할 수 있다. 즉, 2장의 수식과 기존 결합기를 해석하기 위한 우기 모드 해석을 이용하면 결합기의 설계 파라미터 값을 구할 수 있다. 최적화된 브랜치 선로의 주표수 특성은 그림 5의 계산값으로 나타내었다.</p><p>그림 5에서 측정값은 제안된 브랜치 선로 결합기를 \( \mathrm{HP} 8510 \mathrm{c} \)로 측정한 값이며, 계산값은 식 (5)를 이용하여 이론적으로 구한 값이다. 또한, 계산 결과의 정확성을 비교하기 위해 상용 마이크로파 회로 분석 프로그램인 \( \mathrm{IE3D}\)로 구한 결과와도 함께 비교하였다. 그림 5의 이론값과 비교하면 \( S_{11}, S_{21} \) 그리고 \( S_{41} \)은 중심 주파수인 \( 2.4 \mathrm{GHz} \)에서 대칭을 이루고, 이론값과 거의 일치함을 확인할 수 있다. 반면, \( S_{31} \)은 낮은 주파수로 천이된 비대칭적인 특성을 보여주고 있다.</p><p>표 1 은 제안한 브랜치 선로 결합기와 \( \lambda / 4 \)선로로 이루어진 일반 브랜치 선로 결합기에 대해 측정된 값과 이론적으로 구한 계산값을 종합적으로 정리하여 표로 나타내 것이다.</p><p>결합기의 가장 중요한 특징인 대역폭을 \( 3 \mathrm{~dB} \pm 1 \)\( \mathrm{dB} \)의 결합계수로 대역폭으로 정의하면, \( S_{31} \)의 대역폭은 \( 870 \mathrm{MHz} \)이고, \( S_{21} \)은 \( 280 \mathrm{MHz} \)의 대역폭이 측정되었다. 이처럼 \( S_{21} \) 특성 저하로 결합 특성에 대한 대역폭이 좁아진 문제점이 발생하였는데, 결합 선로 간의 간격을 제작 상의 한계로 \( 0.2 \mathrm{~mm} \)로 하였지만 좀 더 좁힐 수 있는 공정을 사용하거나, 브랜치 선로 결합기를 2단 또는 3단으로 결합하는 방법을 적용하면 개선될 것으로 사료된다. 결합기 면적은 단자에 연결되는 \( 50 \Omega \) 선로를 뺀 사각형의 면적으로 정의하였다. 일반적인 브랜치 선로의 면적은 동일 기판과 중심 주파수로 설계했을 때 \( 18.6 \mathrm{mm} \times 21.9 \mathrm{mm} \)이고, 결합 선로를 이용한 브랜치 결합기의 면적은 \( 12.4 \mathrm{mm} \times 20.6 \mathrm{mm} \)로 약 \( 37 \% \)의 소형화를 이루었다.</p><p>표 1. 브랜치 선로 결합기들의 특성</p><table border><caption>Title</caption><tbody><tr><td rowspan=2 colspan=2>대역폭 기준 / 결합기</td><td colspan=2>제안한 선로 브랜치 선로 결합기</td><td colspan=2>일반 브랜치 선로 결합기</td></tr><tr><td>계산값 [GHz]</td><td>실험값 [GHz]</td><td>계산값 [GHz]</td><td>실험값 [GHz]</td></tr><tr><td rowspan=2>결합계수 기준 대역폭 (-3 dB+ 1 dB)</td><td>S1</td><td>2.82~ 2.10 (0.72)</td><td>2.60~ 2.32 (0.28)</td><td>2.83~ 2.16 (0.67)</td><td>2.67~ 2.28 (0.39)</td></tr><tr><td>S31</td><td>2.96~ 1.73 (1.23)</td><td>2.66~ 1.79 (0.87)</td><td>3.34~ 1.82 (1.52)</td><td>2.89~ 1.79 (1.10)</td></tr><tr><td rowspan=2>반사 손실 기준 대역폭(-10 dB 이하)</td><td>S1</td><td>2.84~ 2.03 (0.81)</td><td>2.73~ 2.10 (0.63)</td><td>2.95~ 2.09 (0.86)</td><td>2.90~ 2.05 (0.85)</td></tr><tr><td>S4</td><td>2.86~ 1.93 (0.93)</td><td>3.12~ 1.87 (1.25)</td><td>3.07~ 2.00 (1.07)</td><td>3.48~ 1.78 (1.70)</td></tr></tbody></table>
|
[
"입력 단자의 반사계수와 입출력 단자간의 결합 등을 어떻게 알 수 있어?",
"\\( S_{21} \\) 에 의해서 대역폭이 좁아지면, 어떻게 개선할 수 있어?",
"표1에서 S31가 해당되는 열의 이름은 뭐야?",
"표1에서 일반 브랜치 선로 결합기일때, S31의 대역폭의 실험값은 얼마야?",
"표1의 일반 브랜치 선로 결합기 중에서 3.48~ 1.78 (1.70)값은 어떤 대역폭에 해당하는가?",
"표1의 실험값들 중에서 3.40 이상인 행의 반사 손실 기준 대역폭은 뭐야?",
"표1에서 2.84~ 2.03 (0.81)값은 반사 손실 기준 어떤 대역폭이야?",
"표1에서 결합계수 기준 대역폭 (-3 dB+ 1 dB)에서 S1의 일반 브랜치 선로 결합기 실험값 [GHz]은 몇이야?",
"표1의 결합기 중에서 계산값이 3.34~ 1.82 (1.52)인 행은 어떤 것의 결합계수 기준 대역폭이야?",
"표1에서 S1 행 중에서 결합계수 기준 대역폭의 제안한 선로 브랜치 선로 결합기 실험값은 몇이야?",
"표1에서 3.07~ 2.00 (1.07)는 어떤 결합기의 계산값이야?",
"표1의 S1행 중에서 값이 2.6이상 2.4로 나타난 실험값의 열 이름은 뭐야?",
"반사 손실 기준 대역폭의 행 중에서 S1의 일반 브랜치 선로 결합기의 계산값은 얼마야?",
"표1에서 제안한 브랜치 선로 결합기의 가장 큰 계산값 몇인가?"
] |
2d19f042-f19d-4e54-a9af-c080852560cb
|
인공물ED
|
바이오 환경측정용 선택적 금속이온 감지 막의 특성 연구
|
<h1>요 약</h1><p>본 연구에서는 화학센서의 개발에 있어서 감지 대상 물질을 정확히 선택적으로 인식하고 그 결과를 물리적 신호로서 발산 할 수 있는 분자시스템이 화학센서의 감지부에 도입되고 이러한 기술을 바탕으로 효율적인 감지기술의 개발이 요청되고 있어 미량의 중금속 이온 측정용 화학센서의 연구를 하였다. 본 연구에서는 감지 대상 물질로서 저 농도의 \( \mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온들을 봉하여 이들에 대한 선댁적인 감지 결과를 \( \mathrm{SPR} \) 센서를 응용한 인식 기능성 감지 막 제조를 하여 측정대상 금속이온들에 대한 선택적인 측정을 하여 저 농도에서 매우 정밀 하게 감지 가능한 센서시스템을 구현하였다. 이 결과 DTSQ-dye를 이용한 감지 막 측정 결과의 경우 저 농도 \( \mathrm{Ag}+ \) 이온에 따른 공명각의 변화는 \( \mathrm{Ag}+ \) 이온의 최고농도인 \( 10^{-4} \mathrm{M} \) 까지 공명각의 변화는 \( 2.17\left[^{\circ}\right] \) 이며, 다른 금속과 비교 시 약 \( 4.3 \) 배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였고, SQ-dye를 이용한 감지막 측정 결과의 경우 저 농도 \( \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온에 따른 공명각의 변화는 \( \mathrm{Cu}^{2+} \) 의 최고농도인 \( 10^{-1} \mathrm{M} \) 까지 공명각의 변화는 \( 2.3\left[{ }^{\circ}\right] \) 이며 다른 금속과의 비교 시 약 4.5배나 되는 큰 공명각의 변화를 보였다.</p><h1>I. 서론</h1><p>현대 사회는 산업분야의 발달 및 이에 따른 인구 수의 증가로 인하여 생성되는 페기물과 오염물로 인하여 발생되는 토양오염, 수질 등의 오염이 이미 우리사회에서는 여러 가지 문제를 야기하는 등 관심이 날로 증가하는 추세이다.</p><p>또한 극소 미량의 경우로도 인체에 치명적이며 인체의 신진대사를 파괴하는 여러 가지의 중금속 이온들에 대한 감지 역할 뿐만 아니라 다양한 형태를 가진 이온 및 작은 규모의 단 분자를 센싱 하기 위한 화학센서의 연구 및 개발이 진행되고 있다. 현재 환경측정용, 식의약품응용 등에 광범위하게 사용되고 있다. 이 중에서 이온선택성 전극을 이용한 측정법, 광학적으로 분석 가능한 측정 방법 등이 시중에 판매되고 있다. 하지만 이러한 상용화된 제품들은 가격이 고가이며, 측정에 따른 분석 시간이 긴 단점이 있다. 또한 사용상의 불편함도 있다. 따라서 이러한 해결점으로서 소형화, 경량화, 양산화 등의 장점과 아주 작은 극소량의 측정 또한 가능하고 이러한 기술을 기반으로 하는 새로운 물질의 분석을 위한 환경측정용 시스템의 개발이 요구되어 지고 있다. 따라서 이러한 노력의 결과를 살펴보면 표면 플라즈몬 공명(Surface Plasmon Resonance, SPR)형 센서의 이용이 현재 연구개발 진행 중 이다.</p><p>물리학 측면에서 보면 표면 플라즈몬(SPR) 현상은 입사광에 의해서 매질의 표면에서 발생하는 굴절률의 변화를 응용하는 기술로서 최근 많이 유용되는 광학 기술 중 하나이다. 다시 징리하면 매질의 표면에서의 어떠한 물리적인 현상에 있어서도 물리적인 양의 변화가 굴절률의 변화를 유도하면 이러한 경우에 매우 징밀하게 측정할 수 있는 기술 중 하나이다. 즉, 화학센서의 개발에는 감지하고자 하는 대상물질의 경우 징화하게 선택성 있게 감지하고 이러한 결과 값을 물리적인 신호로서 확인 가능한 분자인식용 감지시스템의 도입으로 인하여 어떠한 물질을 인식하는데 중요한 단서를 제공 할 수 있다.</p><p>따라서 본 논문에서는 환경측정용 감지기술의 개발이 시급 한 바 이러한 점에 착안하여 화학센서의 연구를 진행하게 되었다. 본 연구에서는 감지대상 물질로서 \( \mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Cu}^{2+} \) 등의 이온을 선징하고 이에 따른 감지 결과를 광학적 물리량의 변화로서 인식하는 기능성 감지 막을 제조하였다. 결과적으로 측정 하고자하는 각종 금속이온들에 대한 감지능력을 낮은 농도 영역에서도 정밀하게 감지 할 수 있는 센서 시스템을 구현하고자 하였다.</p>
|
[
"현대 사회는 왜 토양오염, 수질 등의 오염이 발생하지?",
"현재 다양한 형태를 가진 이온 및 작은 규모의 단 분자를 센싱 하기 위한 화학센서의 연구 및 개발은 어느 분야에서 이용되고 있는가?",
"본 연구에서 감지 대상 물질은 뭐야?",
"무엇이 본 연구에서 감지 대상 물질이니?",
"본 연구에서는 저 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+}, \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온들을 어떤 대상 물질로 이용하는가?",
"본 연구에서는 감지 대상 물질로서 저 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+}, \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온들을 봉하여 이들에 대한 선댁적인 감지 결과를 어떤 센서를 이용하지?",
"시중에 판매되고 있는 방법은 뭐가 있지?",
"플라즈몬(SPR) 현상은 입사광에 의해서 어떤 변화를 응용하는 기술이야?",
"본 연구에서는 감지 대상 물질로서 고 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+}, \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온들을 봉하여 이들에 대한 선댁적인 감지 결과를 \\( \\mathrm{SPR} \\) 센서를 응용한 인식 기능성 감지 막 제조를 하여 측정대상 금속이온들에 대한 선택적인 측정을 하여 저 농도에서 매우 정밀 하게 감지 가능한 센서시스템을 구현했는가?",
"상용화된 제품의 단점은 뭐야?",
"플라즈몬 현상은 무엇에 의해서 매질의 표면에서 발생하는 굴절률의 변화를 응용하는 기술이지?",
"본 연구에서는 감지 대상 물질로서 저 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+}, \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온들을 봉하여 이들에 대한 선댁적인 감지 결과를 \\( \\mathrm{SPR} \\) 센서를 응용한 인식 기능성 감지 막 제조를 하여 측정대상 금속이온들에 대한 선택적인 측정을 하여 고 농도에서 매우 정밀 하게 감지 가능한 센서시스템을 구현했어?",
"현대 사회는 산업분야의 발달 및 이에 따른 인구 수의 증가로 인하여 생성되는 페기물과 오염물로 인하여 발생되는 토양오염, 수질 등의 오염이 이미 우리사회에서는 여러 가지 문제를 야기하는 등 관심이 날로 감소하는 추세인가?",
"본 논문에서는 화학센서의 개발 연구를 진행하는데, 이는 어떤 기술의 개발이 부진하기 때문에 진행하는가?",
"본 연구에서 어떤 이온들을 감지대상 물질로 선별했는가?",
"본 연구에서 \\( \\mathrm{Ag}^{+}, \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 등의 이온을 감지대상 물질로 선별하였고, 이 이온들의 감지 결과를 토대로 어떤 물질을 만들었지?",
"본 연구에서는 어떤 것을 연구했는가?",
"어떤 것을 본 연구에서 연구했는가?"
] |
ca69e8b2-da01-4929-a937-a242e43b6441
|
인공물ED
|
바이오 환경측정용 선택적 금속이온 감지 막의 특성 연구
|
<h1>III. 실험 및 검증</h1><h2>1. 센서시스템 설계 조건</h2><p>표면 플라즈몬 (SPR) 센서의 전체 시스템은 그림 2 와 같은 구조로 선계되었다. 시스템의 광원 부는 \( 4.5[\mathrm{~mW}] \) 급 레이저다이오드 \( (\lambda=670[\mathrm{~nm}] \), Melles Griot Co.)를 사용하였고, 입사되는 빛에 의해 여기 되는 플라즈몬 성분은 전장성분만을 가지고 있어서 표면 플라즈몬 파와 소산파 와의 공명 조건을 만들어 주기 위해서 P편광기(Suruga Seiki Co.)를 사용하여 입사되는 빛을 TM 편광으로 만들어 주었다. 이에 따라 편광 된 입사광은 직각 프리즘(굴절률= 1.5)에 입사 시키고, 프리즘의 아래 부분에는 센서 칩을 장착하였다. 또한 이 과정에서 프리즘과 센서 칩 사이에는 공기층으로 인한 굴절률의 차를 극복 하기위하여 이멀전 오일(굴절률 \( =1.515 \sim 1.517 \) )을 프리즘과 센서 칩 사이에 주입하여 굴절률 차를 보완하였다. 시료용 충전 셀에는 용액이 흐를 수 있도록 마이크로 듀브 펌프를 이용하여 용액의 출입을 제어하였다. 전체 구성 감지 부를 \( \mathrm{X}-\mathrm{Y}-\theta \) 회전판 위에 고정시키고 회전판을 이용하여 공명 각을 찾기 위해 입사각의 변화를 주고 측정하였다. 그림 2 에서는 본 논문에서 진행한 센서시스템의 개략 도를 보여 주고 있다.</p><h2>2. 센서 칩의 제조 및 특성</h2><p>Kreschmann법에서 사용한 직각 프리즘의 빗변에 금속을 증착시켜 플라즈몬을 여기 시키는 방법을 선택할 경우 프리즘 구조상 금속을 증착하기가 어럽고 측정이 끝난 후 세척 시 비효율적인 성질을 가지고 있다. 따라서 본 논문에서는 프리즘과 굴절률 차가 없는 커버글라스를 기판으로 사용하고 이 기판위에 플라즈몬 여기가 쉽고 화학적으로 안정한 금 박막을 증착하여 효율을 높인 수 있도록 하였다. 표 1 에서는 금 박막의 증착 시에 펄요한 진공 증착 조건에 대한 항목을 보여주고 있다.</p><table border><caption>표 1. 금 박막의 진공증착 조건</caption><tbody><tr><td colspan = "2">Deposition parameter</td></tr><tr><td>Vacuum</td><td>\( 7 \times 10^{-7}[ \) torr \( ] \)</td></tr><tr><td>Time</td><td>\( 1 \sim 2[\mathrm{h}] \)</td></tr><tr><td>HV (high voltage)</td><td>\( 4[\mathrm{kV}] \mathrm{DC} \)</td></tr><tr><td>\( \mathrm{Ni}-\mathrm{Cr} \) (thickness)</td><td>\( 30[\dot{A}] \)</td></tr><tr><td>\( \mathrm{Au} \) (thickness)</td><td>\( 500[\dot{A}] \)</td></tr></tbody></table><p>그림 3에서는 본 논문에서 제작된 센서 칩의 개략도를 보여주고 있다. 현미경용 커버 글래스 위에 \( \mathrm{Ni}-\mathrm{Cr} \) 층을 증착하고 맨 위층에 \( \mathrm{Au} \) 층을 증착하였다.</p><h2>3. 저 농도 측정용 \( \mathrm{Ag}+ \) 이온 측정 감지막 제작</h2><p>본 논문에서 제작된 센서 칩을 이용하여 저 농도의 \( \mathrm{Ag}^{+} \)이온을 검출하기 위하여 금속 이온들에 대한 선택적인 상호작용을 통해 인식결과를 흡광도 변화로서 발산하는 DTSQ-dye와 SQ-dye 를 사용하여 금속 이온 감지 막을 제작하였다. 그림 4 와 5 에서는 DTSQ-dye 박막과 SQ-dye 박막의 구조를 각각 보여주고 있다.</p><p>그림 6에서는 DTSQ-dye를 포함한 감지 막의 두께에 따른 감지 막의 두께 측징 견과를 알파-스텝 장비를 이용하여 측징한 결과 \( 2510[ \dot A] \) 를 화인하였다. 그림 7에서는 SQ-dye를 포함한 감지 막의 두께 측정 결과를 역시 알파-스뎁 장치를 이용하여 측정한 결과 \( 2240[\dot A] \) 를 확인하였다. 이 결과 DTSQ-dye의 감지막이 좀 더 단차가 확실하게 일어남을 확인하였다.</p><h2>4. \( \mathrm{Ag}+ \) 이온의 감지특성 결과</h2><p>본 논문에서 제작 된 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온의 감지시스템으로 다양한 종류의 금속 이온들에 대한 상호작용 및 감지징도와 선택성을 조사하였다. 그림 8 과 9 에서와 같이 DTSQ-dye를 이용한 감지 막으로 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온에 대한 선택성을 알아보기 위하여 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온 농도에 따른 공명각의 변화와 여러 금속에 이온들에 대한 감지 막의 공명도 변화를 측징하였다. 그 결과 DTSQ-dye를 사용한 감지 막의 이온선택성은 변화가 없는 반면에 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온에 대해서는 높은 선택성을 보였다.</p><p>그리고 그림 10 과 11 에서는 SQ-dye는 \( \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온에 대해서 공명각의 현저한 변화를 보여 주고 있다. 이러한 실험 결과를 기반으로 SPR형 센서와 선택적 감지 막을 응용하여 저 농도의 중금속을 포함한 용액의 측징이 용이한 고감도 \( \mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온 센서시스템을 제작할 수 있다.</p>
|
[
"시료용 충전 셀에 용액이 흐를 수 있도록 용액의 출입을 조절하려면 무엇을 이용할 수 있어?",
"용액의 출입을 제어하려면 무엇을 이용해 시료용 충전 셀에 용액이 흐를 수 있도록 할 수 있어?",
"표면 플라즈몬 파와 소산파와의 공명 조건을 만들어 주기 위해서 입사광을 TM 편광으로 만들 때 무엇을 이용했어?",
"입사되는 빛을 TM 편광으로 만들 때 표면 플라즈몬 파와 소산파와의 공명 조건을 만들어 주기 위해 무엇을 사용했어?",
"표면 플라즈몬 파와 소산파 와의 공명 조건을 만들어 주기 위해서 P편광기를 사용하여 입사되는 빛을 무엇으로 만들었어?",
"P편광기를 사용하여 입사되는 빛을 표면 플라즈몬 파와 소산파 와의 공명 조건을 만들어 주기 위해 뭘로 만들었어?",
"시스템의 광원 부는 몇 \\(\\mathrm{~mW}\\) 급 레이저다이오드를 이용하였는가?",
"몇 \\(\\mathrm{~mW}\\) 급 레이저다이오드를 시스템의 광원 부에서 이용했는가?",
"입사광을 P편광기를 사용하여 왜 TM 편광으로 만들었어?",
"왜 P편광기를 사용하여 입사되는 빛을 TM 편광으로 만들어줬지?",
"왜 이멀전 오일(굴절률 \\( =1.515 \\sim 1.517 \\) )을 프리즘과 센서 칩 사이에 주입했어?",
"왜 굴절률 \\( =1.515 \\sim 1.517 \\)의 이멀전 오일을 프리즘과 센서 칩 사이에 넣었을까?",
"프리즘과 센서 칩 사이에는 공기층으로 인한 굴절률의 차를 극복하기위 하여 이멀전 오일(굴절률 \\( =1.515 \\sim 1.517 \\) )을 어디에 주입했어?",
"공기층으로 인한 굴절률의 차를 극복 하기 위해 이멀전 오일을 프리즘과 센서 칩 사이 어디에 주입했어?",
"회전판으로 입사각의 변화를 주면 어떤 것을 알 수 있어?",
"입사각의 변화를 회전판에 주면 무엇을 알 수 있어?",
"입사각의 변화를 주면 공명 각을 찾을 수 있어?",
"공명 각을 찾으려면 입사각에 변화를 주면 돼?",
"금 박막의 진공증착을 위한 시간은 뭐야?",
"금 박막의 진공증착을 위한 시간의 조건은 뭔가요?",
"금 박막의 진공증착에서 필요한 HV는 얼마인가?",
"금 박막의 진공증착에서 얼마의 HV가 필요한가?",
"어떤 방법을 통해 금속을 증착하기 쉽게 할 수 있어?",
"금속을 증착하기 쉽게 하려면 어떤 방법을 써야 해?",
"금속 증착의 용이를 위해 프리즘의 빗변에 금속을 증착시켜 플라즈몬을 여기시켜야 해?",
"프리즘의 빗변에 금속을 증착시켜 플라즈몬을 여기시키면 금속 증착의 용이해져?",
"금 박막의 진공증착을 위한 \\( \\mathrm{Au} \\)는 얼마인가?",
"진공증착을 위한 금 박막의 \\( \\mathrm{Au} \\)는 변수 값은 얼마인가?",
"현미경 커버 글래스 위 맨 위층에 증착하는게 뭐야?",
"맨 위층 현미경 커버 글래스 위에 무엇을 증착해?",
"어떤 방법을 통해 저 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온을 검출할 수 있어?",
"저 농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온은 어떤 방법을 통해 검출할 수 있어?",
"DTSQ-dye와 SQ-dye 를 사용하면 고농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온을 추출할 수 있어?",
"고농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온을 검출하기 위해 DTSQ-dye와 SQ-dye 를 사용 가능해?",
"무엇으로 DTSQ-dye를 포함한 감지 막의 두께 측정 결과를 알 수 있어?",
"DTSQ-dye를 포함한 감지 막의 두께 측정 결과를 무엇을 통해 알 수 있어?",
"저농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온을 추출하기 위해 사용하는 금속 이온 감지 막이 뭐야?",
"어떤 금속 이온 감지 막으로 저농도의 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온을 검출해?",
"DTSQ-dye와 SQ-dye 를 사용하면 어떤 이온을 추출할 수 있어?",
"어떤 이온을 DTSQ-dye와 SQ-dye 를 사용해 검출할 수 있어?",
"어떤 장비를 이용해 감지 막의 두께 측정 결과를 알 수 있어?",
"감지 막의 두께 측정 결과를 어떤 장비를 이용해 알 수 있어?",
"알파-스텝 장비를 이용하면 감지 막의 두께 측정 결과를 알 수 있어?",
"감지 막의 두께 측정을 알파-스텝 장비를 이용하면 결과를 알 수 있어?",
"\\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온에 대한 선택성을 알아보는 과정에서 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\) 이온 농도에 따라 변화하는 것은 뭐야?",
"\\( \\mathrm{Ag}^{+} \\) 이온 농도에 따라 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\)이온에 대한 선택성을 알아보는 과정에서 변하는 것은 무엇입니까?",
"DTSQ-dye를 사용한 감지 막의 이온선택성은 높은 선택성을 보인 반면에 \\( \\mathrm{Ag}^{+} \\) 이온에 대해서는 낮은 선택성을 보였어?",
"\\( \\mathrm{Ag}^{+} \\) 이온은 DTSQ-dye에 비해 사용한 감지 막의 이온선택성이 낮은 선택성을 보였어?",
"그림 10 과 11 에서 \\( \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온에 대해 SQ-dye가 변화하는 것은 무엇인가?",
"\\( \\mathrm{Cu}^{2+} \\) 이온에 대해 무엇이 그림 10 과 11 에서 SQ-dye가 변했는가?",
"실험 결과를 기반으로 SPR형 센서와 선택적 감지 막을 응용하여 제작할 수 있는 것은 무엇인가?",
"SPR형 센서와 선택적 감지 막을 응용하여 실험 결과를 기반으로 제작할 수 있는 것은 무엇인가?",
"편광된 입사광을 직각 프리즘(굴절률= 1.5)에 입사 시키고, 프리즘의 아래 부분에 장비시킨 것은 뭐야?",
"직각 프리즘에 편광된 입사광을 입사시키고, 프리즘의 아래 부분에 장착시킨 것은 뭐야?",
"공기층으로 인한 굴절률의 차를 극복하기 위하여 프리즘과 센서 칩 사이에 무엇을 주입하여 굴절률 차를 보완했어?",
"프리즘과 센서 칩 사이에 공기층으로 인한 굴절률의 차를 극복하기 위하여 무엇을 주입했어?",
"금 박막의 진공증착을 위한 \\( \\mathrm{Ni}-\\mathrm{Cr} \\)는 뭐야?",
"금 박막의 진공증착을 위한 \\( \\mathrm{Ni}-\\mathrm{Cr} \\)의 변수 값은 몇이야?",
"진공의 압력은 어느 정도로 해야해?",
"금 박막의 진공증착 조건 중 진공의 압력 값은 몇이야?",
"편광된 입사광을 굴절률= 1.5에 입사 시키고, 프리즘의 윗 부분에는 센서 칩을 장비하였어?",
"굴절률= 1.5에 편광된 입사광을 입시키고, 프리즘의 윗 부분에는 센서 칩을 장치했어?"
] |
68e80850-bc6e-4aa2-8d87-7b816fb1f22c
|
인공물ED
|
바이오 환경측정용 선택적 금속이온 감지 막의 특성 연구
|
<h1>IV. 결론</h1><p>본 논문에서는 득징한 금속이온들에 대해서 선택적인 특성을 가지고 반응하는 감지 막과 초 소량의 이온들에 대한 감지를 높이는 SPR 센서와 소량의 \( \mathrm{Ag}^{+}, \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온 검출용 센서의 선계 및 제작을 통하여 다양한 특성실험을 하였다.</p><p>우선 DTSQ-dye를 이용한 감지 막으로 측정한 저 농도 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온에 대한 감지결과 공명각의 변화와 여러 이온들에 대한 변화로 \( \mathrm{Ag}^{+} \) 이온의 고농도인 \( 10^{-4}[\mathrm{M}] \) 까지 공명 각은 \( 2.17\left[^{\circ}\right] \) 로서 다른 이온들에 비하여 큰 공명각의 변화를 보였다. 또한, SQ-dye를 이용한 감지 막으로 저 농도의 \( \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온에 대한 측정 결과 \( \mathrm{Cu}^{2+} \) 이온의 고농도인 \( 10^{-4}[\mathrm{M}] \) 까지 공명각의 변화는 \( 2.3\left[{ }^{\circ}\right] \) 로 다른 이온들의 같은 농도에 따른 공명각의 변화율 보다 크게 감지되었다. 이러한 결과를 바탕으로 하여 기업체에서 제작된 화학세서시스템은 보다 더 간단하고 고감도, 짧은 측정 시간 등이 기반이 되고 저 농도의 중금속이온을 포함한 용액감지 및 기타 센서로서 응용 연구 분야 등 여러 분야에 응용이 가능할 것으로 사료된다.</p>
|
[
"DTSQ-dye를 이용한 감지 막으로 측정한 저 농도Ag+ 이온의 공명각은 몇 도 까지 측정 되었습니까?"
] |
bc782b6d-a110-4c2e-8d15-52c01ca9f7fb
|
인공물ED
|
바이오 환경측정용 선택적 금속이온 감지 막의 특성 연구
|
<h1>II. 본론</h1><h2>1. 표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상의 이해</h2><p>표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상은 금속박막의 표면 쪽에서 발생하는 전자(Electron)들의 집단적인 진동현상으로 인하여 생성되어 발생하는 표면 플라즈몬 파는 금속물질과 유전체물질의 경계면을 따라 진행하는 표면 발생 형 전자기파의 일종이다. 본 논문에서는 빛을 이용하여 금속박막 구조에 표면 플라즈몬을 여기(Excitation)시키기 위하여 광학소자인 프리즘을 이용한 감쉐형 전반사 원리를 이용한 Krestchmann의 구조를 응용한 구조를 사용하였다. 이러한 구조는 입사매질 자체를 프리즘으로 하여 프리즘의 맨 밑면에 얇은 금속 박막을 증착(Deposition)하고, 프리즘 내에 임계각 보다 큰 각으로 빛을 입사시키면서 금속박막의 반사도를 측정하는 방법으로서 입사파는 프리즘과 금속박막의 경계지점에서 전반사를 일으키고 이외 소실되는 파는 경계면에서 금속 박막 쪽 으로 지수함수형 태로 감소를 하게 되며 이에 따른 특정한 입사각과 금속박막의 두께에서 박막의 경계면과 평행한 방향의 입사되는 파의 파수벡터분과 표면 플라즈몬의 파수벡터분의 크기가 같아지므로 입사파와 표면 플라즈몬이 결합하여 금속박막과 공기의 경계면을 따라서 표면 플라즈몬 파가 진행한다.</p><p>외부에서 전계를 금속과의 경계면에 적용하면 각각 \( \varepsilon 0, \varepsilon 1 \) 의 유전율에 대한 값을 갖는 두 매질사이의 경계면에서 전기장의 수직낭향 성분의 불연속적인 특성으로 식(1)에서와 같이 표면 전하가 유도된다.</p><p>\( \sigma=E_{z 1}-E_{z 0} \)<caption>(1)</caption></p><p>본 논문에서는 Kretschmann이 제안한 고 굴절률의 프리즘을 이용하여 측징하였다. 일명 Kretschmann 방법은 전반사 조건으로 빛을 입사시킬 때 프리즘의 반사 경계면에서 발 생하는 소산장파(Evanescent Wave)의 파수벡터와 이 입사광에 의해 반사막 표면에서 여기 된 플라즈모 파의 파수 벡터를 공명시키는 방법으로 제안된 구조는 그림 1 과 같으며 프리즘의 아래 부분은 전반사막으로 형성된 얇은 금 \( (\mathrm{Au}) \) 박막에서 플라즈몬을 여기 시키고 반사된다. 따라서 SPR 원리는 측징하고자 하는 샘플의 화학량에 따라 감지 막 표면의 유전율이 변화하게 되어 이의 감도를 나타내 주는 결과로서 공명되는 각이 변화되는 현상을 이용하여 정밀한 센서의 개념으로 사용될 수 있다.</p><h2>2. 금속이온 감지 막의 설계</h2><p>표면 플라즈몬 공명(SPR) 현상을 이용한 고 정밀 측정용 금속이온 감지를 위한 방법으로 대상물질의 화학량이나 물질의 농도에 따른 감지 막 표면의 유전율의 변화걍에 기인하는데 이는 양이온과 음이온의 교환 체에 의한 전하-이온 간의 상호작용 밎 금속 이온과 감지 막 사이의 정전기적인 인력 또는 금속이온과 리간드의 상호작용 등에 기인한다. 따라서 SPR 원리는 측정하고자 하는 대상물질의 화학량에 따른 감지 막 표면의 유전율의 변화를 유도하여 공명 각이 변하는 현상에 적용된다. 이러한 득정한 금속이온용 선택성 물질을 가지고 고분자 지지체를 형성하고 수용액 상태에서 박막의 형태를 유지하기 위해 Copolymer를 사용하였으며, 금 박막과의 부착력과 박막의 유연성을 높여서 득정금속이온의 감지 효율을 높이기 위하여 Plasticizer를 사용하였다. 박막의 전기적인 상태를 중성으로 유지하는 전기적 균형을 유지하고 안정화를 위하여 음이온 사이트를 사용하여 선택적인 이온 감지막을 제작하기 위하여 선계하였다. 이러한 막은 센서 칩 위에 고징화하여 시료용액과의 경계면에서 서로 상호작용하여 특정이온에 대한 인식작용을 한다.</p>
|
[
"금속물질과 유전체 물질의 경계면을 따라 진행하는 표면 발생 형 전자기파의 일종으로 금속박막의 표면 쪽에서 발생하는 전자들의 집단적인 진동현상으로 생선되어 발생하는 것을 무엇이라고 하는가?"
] |
8474deb2-7fee-4d55-a845-c1a2c649a4f6
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h2>2.2. 광학 합성기 기술</h2><p>본 절에서는 증강현실 광학계의 가장 핵심이 되는 광학 합성기 기술에 대하여 소개한다. 광학 합성기는 가상 영상과 현실 영상을 동시에 보여주어야 하는데,이는 서로 다른 경로를 통해 들어오는 빛이 광학 합성기를 통과한 후 한 가지 경로로 합쳐지게 되는 것을 기본 원리로 한다. 빛은 직진하고 동시에 여러 경로에 존재할 수 없기 때문에, 사람의 눈과 빛의 여러 특성을 이용하여 서로 다른 경로에서 오는 빛들이 사람이 느끼기에 같은 곳에서 발생한 빛과 같이 느껴질 수 있도록 하여야 한다.</p><p>가장 일반적인 광학 합성기 기술은 반거울이다. 반거울은 매우 얇은 금속 박막을 사용하여 빛의 일부는 반사되고, 일부는 투과되는 현상을 사용한다. 이때 흡수가 없다고 가정하면, 입사된 빛의 세기는 투과된 빛과 반사된 빛의 세기의 합과 동일하게 된다.</p><p>다이크로익 거울 (dichroic mirror)은 빛의 간섭현상을 이용하여 파장에 맞추어 설계된 다층 박막 구조를 통해 파장 선택적으로 빛을 반사/투과시키는 것이 가능하다. 사람의 눈은 빛의 미세한 파장 변화에 상대적으로 둔감한 편이므로, 디스플레이에 이용되는 광원에 사용된 파장에 맞추어 다이크로익 거울에서 빛 이 반사되도록 하면, 광학 합성기에서 해당 파장에 대 한 외부 빛만 반사되고 나머지 파장에 해당하는 빛들 은 투과되기 때문에, 외부 영상에 대한 투과율을 높여 보다 자연스러운 광학계를 구현할 수 있다. 하지만 다이크로익 거울은 빛의 입사 각도 및 파장에 따라서 반 사/투과 특성이 민감하게 변하므로, 사용하는 디스레이 선택과 광학계 설계가 매우 중요하다.</p><p>편광 거울의 경우, 한 편광은 투과 시키고 이와 수직 한 다른 편광은 반사시키는 특성을 갖는 광학 소자이다. 액정 디스플레이를 포함한 많은 디스플레이들이 영상 구현을 위해 편광을 사용하기 때문에, 디스플레이 장치에서 나오는 편광에 맞추어서 광학 합성기를 구성하면 광손실을 최소화할 수 있어 널리 이용되고 있다. 하지만 편광을 사용하지 않는 빛에 대해서는 편광 소자를 추가적 설치해야 하는 점과, 외부 빛에 대해서는 투과율을 개선시키기는 데 한계가 있다.</p><p>공간 분리형 거울 구조는 광학 합성기를 여러 부분으로 촘촘하게 나누어 일부는 빛을 반사하고 일부는 빛을 투과하도록 만든 구조이다.</p><p>반거울과 마찬가지로 제작방법 간단하고 파장, 편광 등의 영향이 없기 때문에 다양한 디스플레이를 적용할 수 있는 장점이 있지만, 공간 분리로 인한 영상의 밝기의 균일도는 상대적으로 단순 반거울 방식 대비 낮다는 단점을 갖는다. 회절 광학 소자 내지 홀로그램 광학 소자 또한 광학 합성기로 많이 이용된다. 이는 빛의 회절을 사용하기 때문에, 회절격자에서 특정 파장만을 설계된 광학 특성에 맞추어 반사, 굴절시키고 나머지 파장에 대해서는 그대로 투과 시켜줘 외부 영상과 가상 영상을 동시에 관찰할 수 있도록 한다. 이러한 회절 소자는, 소자가 얇고 가볍기 때문에 최종 제품의 사용성을 크게 개선할 수 있어 많은 기업들이 제품에 적용하고 있다. 하지만 파장 및 입사 각도에 민감하여 가상 영상의 품질이 저하되는 점, 외부광원의 일부가 회절격자에서 분산되어 시야를 방해하게 되는 현상이 발생하는 단점이 있다.</p><p>그림 \(2\) 는 앞서 설명한 증강현실 장치에 주로 이용되는 광학 합성기의 종류와 각각의 원리에 대한 개념도이다. 광학 합성기는 최종 영상 품질을 결정하는 매우 중요한 소자이기 때문에 신중하게 선택되어야 한다. 반거울과 같은 소자는 디스플레이의 영상 품질을 그대로 보존할 수 있어 가장 좋은 성능을 보여줄 수 있다. 하지만 부피 문제로 인하여 실질적인 활용성이 떨 어지는 단점이 있어, 작은 부피를 구현하기 용이한 회 절 기반 광학 소자들이 상대적으로 낮은 영상 품질과 높은 생산 단가에도 불구하고 주목을 받고 있다.</p>
|
[
"외부광원의 일부가 분산되는 위치는 어디야?",
"증강현실 광학계에서 가장 핵심이 되는 기술은?",
"서로 다른 경로를 통해 들어오는 빛이 광학 프리즘을 통과하면 한 가지 경로로 합쳐져?",
"빛은 직진해?",
"가장 일반적인 광학 합성기 기술은 뭐야?",
"반거울에 빛이 입사했을 때 흡수와 투과가 모두 없다고 가정하면 입사된 빛의 세기는 뭐와 같아?",
"반거울은 빛의 일부는 반사시키고 일부는 투과시켜?",
"다이크로익 거울은 어떤 현상을 이용해 선택적으로 빛을 반사/투과 시켜?",
"광학 합성기는 원하는 파장에 대한 빛만 반사시킬수 있어?",
"사람의 눈은 빛의 미세한 파장 변화에 상대적으로 예민한 편이야?",
"빛의 간섭현상을 이용하여 파장에 맞추어 설계된 다층 박막 구조를 통해 파장 선택적으로 빛을 반사/투과시키는 것이 가능한 거울을 뭐라고 불러?",
"액정 디스플레이의 경우 영상 구현을 위해 편광을 사용해?",
"광손실을 최소화 하는 방법이 뭐야?",
"공간 분리형 거울 구조에서 광학 합성기는 여러 부분으로 나누어져있어?",
"공간 분리형 거울 구조의 장점이 뭐야?",
"공간 분리형 거울과 반거울의 공통점이 뭐야?",
"회절 광학 소자 내지 홀로그램 광학 소자를 광학 합성기로 이용하는 기본 원리가 뭐야?",
"회절 광학 소자 내지 홀로그램 광학 소자는 회절 격자에서 특정 파장만을 반사, 굴절 시켜?",
"회절 광학 소자 내지 홀로그램 광학 소자를 이용한 광학 합성기는 외부 영상과 가상 영상을 동시에 관찰 할 수 있어?",
"회정 소자는 파장 및 입사 각도에 둔감해?",
"회절 소자를 많은 기업들이 제품에 적용하는 이유가 뭐야?",
"광학 합성기를 신중하게 선택해야하는 이유가 뭐야?",
"반거울의 단점이 뭐야?",
"회절 기반 광학 소자들이 상대적으로 낮은 영상 품질과 높은 생산 단가에도 불고하고 주목을 받는 이유가 뭐야?",
"편광 겨울을 이용하는 경우 외부 빛에 대해서 투과율을 개선시키기 쉬워?",
"광학 합성기는 가상 영상과 현실 영상을 동시에 보여줄수 있어야 해?",
"광학 합성기의 기본 원리는 뭐야?",
"자연스러운 광학계를 구현하기 위해서는 사용하는 디스플레이 선택과 광학계 설계가 매우 중요한 이유가 뭐야?",
"한 편광은 투과 시키고 이와 수직 한 다른 편광은 반사시키는 특성을 갖는 광학 소자의 명칭이 뭐야?",
"편광 거울을 이용하는 경우 한계가 뭐야?",
"반거울이 공간 분리형 거울보다 영상 밝기의 균일도가 상대적으로 좋아?",
"광학 합성기의 역할은 사람의 눈과 빛의 여러 특성을 이용하여 서로 다른 경로에서 오는 빛들이 사람이 느끼기에 같은 곳에서 발생한 빛과 같이 느껴질수 있도록 하는거야?",
"다이크로익 거울은 빛의 입사각도 및 파장에 따라 반사/투과 특성이 민감해?"
] |
b9608188-af50-4005-9844-636bed2bfb1d
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h2>2.3. 광학 기술</h2><p>증강현실 장치에서 조그마한 마이크로 디스플레이의 영상의 크기를 확대시키고, 눈앞에 가까이 위치한 영상을 멀리 있는 것처럼 보이도록 해주는 역할을 하는 것이 광학계이다. 일반적으로 아주 멀리 있는 가상 영상을 구현하도록 광학계가 구성되어 있기 때문에, 시준기 (collimator)라고 불리기도 한다. 이러한 광학계는 디스플레이 장치 또는 광학 합성기의 일부에 포함되거나 중복된 역할을 할 수 있기 때문에 증강 현실의 구현 방식에 따라서 엄밀하제 구분하기 어려운 경우도 있다.</p><p>일반적으로 부피 문제로 인하여 작은 영상 표시 장치를 사용하기 때문에, 이를 확대하기 위하여 볼록 렌즈 또는 오목 거울을 주로 이용하게 된다. 특히 오목거울을 사용하는 경우에는 광학 합성기와 결합되어 이용되는 경우가 많으며, 이는 사용되는 소자의 개수를줄일 수 있기 때문에 여러 장점을 가져올 수 있다.</p><p>광학 기술은 영상의 품질을 최대화하기 위하여 왜곡을 최소화하고 수차를 억제하는 것이 중요하다. 또한 넓은 시야각을 제공하여 몰입감을 향상시키고, 확장된 아이 박스를 제공하여 다양한 사용자들에 대한 편의성을 고려하여야 한다.</p><p>하지만 물리적 한계로 인하여, 고품질의 광학 성능 구현을 위해서는 복수의 렌즈 또는 거울을 사용해야 하는 어려움이 있다. 또한, 넓은 시야각 구현을 위한 짧은 초점거리와 확장된 아이 박스 구현을 위한 광학계의 구경은 서로 상반되는 결과를 가져오기 때문에,사용 목적에 맞추어 적절한 균형점을 찾는 것이 중요하다.</p><h2>2.4. 디스플레이 기술</h2><p>착용형 증강현실 장치는 사용자의 착용감과 사용 편의성을 향상시키기 위하여 부피와 무게를 최소화하는 것이 중요하다. 그렇기 때문에 이용되는 모든 소자의 크기와 무게를 줄이면서 기존과 비슷한 성능을 낼 수 있도록 구현하는데 연구 개발의 초점이 맞춰져 있다. 디스플레이 또한 이러한 요구 사항을 만족시키기 위하여 1인치 미만의 크기를 갖는 마이크로 디스플레이가 주로 이용된다. 마이크로 디스플레이는 투사형 디스플레이에 이용되던 공간 광 변조기 기술이 이용되고 있다. 이러한 소자로는 LCoS(liquid crystal on silicon), DMD (digital micro mirror), LBS (laser beam scanning) mirror 등이 이용되고 있다. 이러한 공간 광 변조기 기반 디스플레이는 대부분 반사형 구조를 갖고 있기 때문에 별도의 광원이 요구되며, 광원을 균일하게 조사하기 위한 광학계, 공간광 변조기에서 반사된 빛의 상을 형성하기 위한 투사 광학계로 구성된 광학 엔진이 추가적으로 필요하다. 그렇기 때문에 평판형 디스플레이에 비하여 상대적으로 부피가 커지게 되는 단점을 갖고 있다. 하지만 휴대용 프로젝터 등 기존 제품에 적용된 기술이기 때문에, 가격이 상대적으로 저렴하고 고해상도 구현에 유리한 특징을 갖고 있다.</p><p>평판형 디스플레이로는 LCD (liquid crystal display), OLED (organic light emitting diode), micro LED 를 대표적으로 들 수 있다. LCD의 경우 LCOS방식 대비 소형화, 고밀도 화소 구현이 어렵기 때문에 상대적으로 넓은 면적을 갖게 된다. 따라서, 넓은 화각을 요구하는 증강현실 디스플레이에 반거울 형태의 광학 합성기와 결합되어 이용되는 경우가 많다. 각 디스플레이 기술 별 특징에 대한 비교는 표 1에 정리되어 있다.</p>
|
[
"몰입감을 향상시키기 위해서는 어떻게 해야 하는가?",
"사용자의 착용감과 사용 편의성을 향상시키기 위해서는 착용형 증강현실 장치의 부피와 무게를 최대화해야 하는가?",
"공간 광 변조기 기반 디스플레이는 대부분 어떤 구조를 가지고 있는가?",
"광학계의 다른 명칭은 무엇인가?",
"작은 영상 표시 장치를 왜 사용하는 것인가?",
"확대하기 위하여 무엇을 주로 이용하는가?",
"작은 영상 표시 장치를 사용하는 것은 어떤 문제 때문인가?",
"광학계는 증강현실 장치에서 어떤 역할을 하는가?",
"광학계가 불리는 다른 명칭은 무엇인가?",
"확대하기 위해 사용하는 것은 무엇인가?",
"오목거울을 사용하는 경우 무엇과 결합되어 이용하는 경우가 많은가?",
"광학계는 왜 시준기라고 불리는가?",
"증강현실 장치에서 조그마한 마이크로 디스플레이의 영상의 크기를 확대시키고, 눈앞에 가까이 위치한 영상을 멀리 있는 것처럼 보이도록 해주는 역할을 하는 것은 무엇인가?",
"광학계가 증강 현실의 구현 방식에 따라서 엄밀하제 구분하기 어려운 경우가 왜 있는가?",
"복수의 렌즈 또는 거울을 사용하는 것은 무엇을 위해서인가?",
"품질의 광학 성능 구현을 위해서는 복수의 렌즈 또는 거울을 사용해야 하는 어려움은 무엇 때문인가?",
"왜곡을 최소화하고 수차를 억제하는 것은 무엇을 최대화하기 위한 것인가?",
"광학 합성기와 주로 결합되어 이용되는 경우는 볼록거울을 사용하는 경우인가?",
"착용형 증강현실 장치의 무엇을 최소화해야 사용자의 착용감과 사용 편의성을 향상시킬 수 있는가?",
"넓은 시야각을 제공하면 무엇을 향상시킬 수 있는가?",
"고품질의 광학 성능 구현을 위해서는 무엇을 사용해야 하는가?",
"광학 합성기와 결합되어 이용되는 경우는 어떤 거울을 사용하는 경우인가?",
"착용형 증강현실 장치의 부피와 무게를 최소화하는 것은 무엇을 위한 것인가?",
"영상의 품질을 최대화하기 위해서는 무엇이 중요한가?",
"오목거울을 사용하는 경우 왜 여러 장점을 가져올 수 있는가?",
"넓은 시야각 구현을 위해서는 무엇이 필요한가?",
"넓은 시야각 구현을 위한 짧은 초점거리와 확장된 아이 박스 구현을 위한 광학계의 구경은 어떠한 결과를 가져오는가?",
"착용형 증강현실 장치를 사용자 착용감과 사용 편의성을 향상시키기 위해서는 어떻게 해야 하는가?",
"광학계의 역할은 무엇인가?",
"공간광 변조기에서 반사된 빛의 상을 형성하는데 쓰이는 것은 무엇인가?",
"가격이 상대적으로 저렴하고 고해상도 구현에 유리한 특징은 왜 가지는가?",
"공간 광 변조기 기반 디스플레이는 대부분 반사형 구조를 갖고 있기 때문에 무엇이 요구되는 것인가?",
"광원을 균일하게 조사하는 것은 무엇의 역할인가?",
"마이크로 디스플레이에 이용되는 기술은 무엇인가?",
"넓은 화각을 요구하는 증강현실 디스플레이는 무엇과 결합되어 이용되는 경우가 많은가?",
"기존 제품에 적용된 기술이기 때문에 공간 광 변조기 기반 디스플레이는 어떤 특징을 가지고 있는가?",
"투사 광학계는 무엇에서 반사된 빛의 상을 형성하는가?",
"연구 개발의 초점이 무엇에 맞춰져 있는가?",
"LCD는 LCOS방식보다 상대적으로 넓은 면적을 갖게 되는 것은 왜인가?",
"공간 광 변조기 기반 디스플레이에 별도의 광원이 왜 요구되는 것인가?",
"공간 광 변조기 기술 소자로는 무엇이 이용되고 있는가?",
"이용되는 모든 소자의 크기와 무게를 줄이면서 기존과 비슷한 성능을 내는 요구 사항을 만족시키기 위해 어떤 디스플레이가 주로 이용되는가?",
"공간 광 변조기 기술은 무엇에 이용되었었나?",
"평판형 디스플레이의 대표적인 예시는 무엇이 있는가?",
"공간 광 변조기 기반 디스플레이의 단점은 무엇인가?",
"반거울 형태의 광학 합성기와 결합되어 이용되는 경우가 많은 것은 넓은 화각을 요구하는 증강현실 디스플레이인가?",
"어떤 증강현실 디스플레이에 반거울 형태의 광학 합성기와 결합되어 이용되는 경우가 많은가?",
"LCD의 경우 LCOS방식 대비 소형화, 고밀도 화소 구현이 어렵기 때문에 무엇을 갖게 되는가?",
"왜 공간 광 변조기 기반 디스플레이가 평판형 디스플레이에 비하여 상대적으로 부피가 커지게 되는가?",
"LCD (liquid crystal display), OLED (organic light emitting diode), micro LED는 어떤 디스플레이인가?",
"투사 광학계는 어떤 역할을 하는가?",
"1인치 미만의 크기를 갖는 디스플레이는 무엇인가?"
] |
c1bfe36d-3c35-4751-9eb4-b80030cfcf99
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h2>3.3. 형상 요인 및 기타 사용성 관련 고려 사항</h2><p>형상 요인은 영상 특성과 직접적인 관계가 있는 항목은 아니지만 사용자의 이용 편의성과 밀접한 관련이 있다. 형상 요인을 결정하는 가장 큰 요소들은 광학계의 두께와 무게이다. 도파로와 같은 기술은 광경로를 도파로 내에서 전반사를 통해 중복시킴으로써 광학계의 두께를 현저하게 줄일 수 있는 방법이다.</p><p>일반적으로 광학계의 두께는 시력 교정을 위해 착용하는 안경 수준인 \( 5 \mathrm{~mm} \) 이내의 수준으로 제공되는 것이 바람직하다.</p><p>사용성 관련한 다른 주요 요소로는 아이 릴리프(eye relief)와 아이 박스 (eye box)를 들 수 있다. 아이 릴리프는 동공으로부터 착용하는 광학계가 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 거리이며, 아이 박스는 온전한 화각으로 영상을 관찰할 수 있는 눈의 수평 위치이다. 아이 박스를 벗어난 곳에 안구가 위치하면 가상 영상 정보가 온전하게 전달되지 못하기 때문에, 아이 박스를 확장시키거나 안구 위치에 맞추어 움직여주어야 한다. 사람의 눈의 간격은 대략 \( 56 \mathrm{~mm} \) 에서 \( 72 \mathrm{~mm} \)까지 \( 16 \mathrm{~mm} \) 이상의 편차를 갖고 있다. 그렇기 때문에 동일한 제품으로 여러 사용자가 착용하는 제품을 만든 다고 하면 \( 8 \mathrm{~mm} \) 이상의 가로 방향 아이 박스를 갖도록 하거나, \( 8 \mathrm{~mm} \) 이상 아이 박스를 가로 방향으로 조절할 수 있는 추가적인 방법이 요구된다. 아이 박스는 물리 적인 광학계의 출구 구경에 의해서 가장 큰 영향을 받기 때문에, 부피가 큰 시스템일수록 넓은 아이 박스를 갖도록 하는 것이 유리하다, 하지만 이는 형상 요인에 있어서 불리하고, 범용적인 사용성이 낮아진다는 특징을 갖는다. 캐나다의 North 사는 Focals라는 개인 맞춤형 안경형 증강현실 장비를 선보였는데, 이 제품의 경우 개인의 얼굴 모양 및 안구 위치에 맞추어 광학 계를 조절하기 때문에, 좁은 아이 박스를 가지고도 가상 영상을 관찰할 수 있는 특징을 갖는다. 하지만, 다른 사용자에 대해서는 고려되지 않았기 때문에 제품을 다시 조정하지 않으면 올바른 영상을 관찰하기 어렵게 될 가능성이 있다.</p>
|
[
"Focals라는 개인 맞춤형 안경형 증강현실 장비를 선보인 회사는 어느 회사인가?",
"형상 요인은 무엇과 밀접한 관련이 있는가?",
"형상 요인을 결정하는 가장 큰 요소들은 무엇인가?",
"형상 요인을 결정하는 가장 큰 요소들은 무엇인가?",
"도파로와 같은 기술은 무엇을 현저하게 줄일 수 있는 방법인가?",
"도파로와 같은 기술은 어떻게 광학계의 두께를 현저하게 줄이는가?",
"바람직은 광학계의 두께는 얼마인가?",
"시력 교정을 위해 착용하는 안경의 두께는 얼마인가?",
"아이 릴리프(eye relief)와 아이 박스 (eye box)는 무엇과 관련한 것인가?",
"아이 릴리프는 무엇인가?",
"아이 박스는 무엇의 수평 위치를 나타낸 것인가?",
"아이 릴리프는 무엇을 나타내는 거리인가?",
"온전한 화각으로 영상을 관찰할 수 있는 눈의 수평 위치는 무엇인가?",
"전한 화각으로 영상을 관찰할 수 있는 눈의 수평 위치는 아이 릴리프인가?",
"동공으로부터 착용하는 광학계가 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 거리는 아이 박스인가?",
"가상 영상 정보가 온전하게 전달되지 못하는 경우는 어떤 경우인가?",
"아이 박스를 벗어난 곳에 안구가 위치하면 무엇이 온전하게 전달되지 못하는가?",
"아이 박스를 벗어난 곳에 안구가 위치하면 어떻게 해야 하는가?",
"사람 눈의 간격은 얼마 이상의 편차를 가지고 있는가?",
"사람 눈의 간격은 얼마인가?",
"동일한 제품으로 여러 사용자가 착용하는 제품을 만들면 어떤 추가적인 방법이 요구되는가?",
"동일한 제품으로 여러 사용자가 착용하는 제품을 만든다고 할 때 \\( 8 \\mathrm{~mm} \\) 이상의 가로 방향 아이 박스를 갖도록 하거나, \\( 8 \\mathrm{~mm} \\) 이상 아이 박스를 가로 방향으로 조절할 수 있는 추가적인 방법이 왜 요구되는가?",
"아이 박스는 무엇에 가장 큰 영향을 받는가?",
"물리 적인 광학계의 출구 구경에 의해서 가장 큰 영향을 받는 것은 무엇인가?",
"아이 박스는 물리 적인 광학계의 출구 구경에 의해서 가장 큰 영향을 받기 때문에, 부피가 큰 시스템일수록 어떤 아이 박스를 갖도록 하는 것이 유리한가?",
"형상 요인에 있어서 불리하고, 범용적인 사용성이 낮아진다는 특징을 갖는 것은 무엇인가?",
"부피가 큰 시스템일수록 넓은 아이 박스를 갖도록 하는 것이 유리한 것은 왜인가?",
"Focals라는 제품이 개인의 얼굴 모양 및 안구 위치에 맞추어 광학 계를 조절하기 때문에 어떤 특징을 가지는가?",
"Focals라는 개인 맞춤형 안경형 증강현실 장비가 제품을 다시 조정하지 않으면 올바른 영상을 관찰하기 어렵게 될 가능성이 있는 것은 왜인가?",
"Focals가 다른 사용자에 대해서는 고려되지 않았기 때문에 제품을 다시 조정하지 않으면 어떤 가능성이 있는가?",
"광경로를 도파로 내에서 전반사를 통해 중복시킴으로써 광학계의 두께를 현저하게 줄일 수 있는 방법은 무슨 기술인가?",
"아이 릴리프(eye relief)와 아이 박스 (eye box)는 무엇과 관련된 것인가?",
"아이 박스는 무엇인가?",
"동공으로부터 착용하는 광학계가 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 거리는 무엇인가?",
"캐나다의 North 사가 선보인 Focals는 어떤 장비인가?",
"Focals라는 개인 맞춤형 안경형 증강현실 장비는 무엇에 맞추어 광학 계를 조절하는가?",
"사용성 관련한 주요 요소는 무엇이 있는가?"
] |
20957f50-b9bc-48b9-8198-5ee95b033416
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h1>4. 주요 증강현실 광학계 관련 기업</h1><p>본 장에서는 앞서 설명한 주요 광학 기술들이 실제 제품에서 어떻게 조합되어 사용되고 있는지 살펴보고, 이를 적용한 주요 기업들의 현황에 대하여 살펴본다 (표 \(2\)).</p><h2>4.1. 마이크로소프트</h2><p>마이크로소프트는 2016년 홀로 렌즈라는 증강현실 장치를 발표하여 큰 주목을 받았고, 2019년 2월 2세대 제품을 발표하여 증강현실 기술이 우리 생활을 어떻게 변화시킬 것인지에 대해서 비전을 제시하고 있다. 마이크로소프트는 DOE (diffractive optical element) 방식 도파로 기반의 광학 합성기를 사용하여 넓은 아이 박스 및 아이 릴리프를 구현하여 사용 편의성을 극대화했다. \(1 \) 세대 제품의 경우 LCoS,\(2\)세대 제품의 경우 MEMS laser 디스플레이를 사용하였다.</p><h2>4.2. 구글</h2><p>구글은 2013년 구글 글라스라는 착용형 증강현실 장치를 제공함으로써 본격적인 증강현실 기술 개발에 대한 관심을 불러일으켰다. 구글 글라스는 반거울 프리즘에 오목 거울을 결합한 bird bath 구조를 채택하였으며 LCoS 기반 디스플레이를 적용하였다.</p><h2>4.3. Magic Leap</h2><p>Magic Leap은 미국의 스타트업으로 DOE 기반 광학 합성기를 사용한다. 일반적으로 \( \mathrm{DOE} \) 의 경우 한 깊이 평면만을 제공하는데, Magic Leap 사의 첫 번째 제품인 Magic Leap One에서는 적, 녹, 청, 파장 별로 \( 40 \mathrm{~cm} \) 와 \( 2 \mathrm{~m} \), 두 가지 깊이를 제공하는 6 매의 도파로를 사용하여 보다 자연스러운 깊이감을 느낄 수 있도록 구현하였다. Magic Leap 사 또한 LCoS 기반의 디스플레이를 사용하여 시간 분할을 통해 색상을 구현한다.</p><h2>4.4. DigiLens</h2><p>DigiLens는 미국의 스타트업으로 HOE (holographic optical element) 기반 도파로 기술을 바탕으로 제품을 개발하고 있다. HOE 의 경우 DOE기술과 유사하지만, 광 고분자 (photopolymer)를 사용하여 제작되기 때문에 상대적으로 복잡한 형태의 광학 구조를 구현하는 것이 용이하고, 다중화 기술을 적용하여 도파로의 숫자를 줄이는 것이 가능하다.</p><h2>4.5. Lumus</h2><p>Lumus는 이스라엘의 스타트업으로 LOE (Light- guide optical element)라는 도파로 기반 편광 반거울 배열 기술로 증강현실 광학계를 구현하는 기술을 갖고 있다. 여러 층의 편광 반거울을 사용하기 때문에 단일 반거울 대비 도파로의 두께를 매우 줄일 수 있으므로, 영상 품질에 대한 저하 없이 형상 요인을 개선할 수 있다는 특징을 갖는다.</p><h2>4.6. 레티널</h2><p>레티널은 한국의 증강현실 하드웨어 스타트업으로 핀미러 (Pin Mirror)라는 독자적인 기술을 바탕으로 증강현실 광학계를 개발하고 있다. 레티널의 핀미러 기술은 바늘구멍 효과를 이용한 매질 안의 거울을 이용하는 상대적으로 단순한 구조를 바탕으로, 작은 형상 요인과 뛰어난 영상 품질을 제공할 수 있어 큰 주목을 받고 있다. 핀미러 기술은 DOE 기반 도파로 수준의 형상 요인을 갖추고 있으면서도 반거울 수준의 영상 품질을 제공할 수 있다는 장점이 있으며, 바늘구멍 효과를 통해 증강현실 영상의 초점 불일치 문제를 효과적으로 해결할 수 있다는 장점을 갖는다.</p><h2>4.7. Nreal</h2><p>Nreal은 중국의 스타트업으로 bird-bath 구조의 반거울 기반 광학 합성기를 사용하고 micro OLED를 사용하여 매우 높은 수준의 영상 품질을 제공한다. 제품 소형화를 위하여 휴대 전화와 같은 외부 연산 장치를 사용하여 제품을 구동하는 형태를 갖추어 많은 주목을 받고 있다.</p><h2>4.8. North</h2><p>North는 캐나다의 스타트업으로 반사형 HOE형태의 광학 합성기와 MEMS laser 디스플레이를 사용한다. 반사형 HOE를 렌즈 기판 안에 제조하고 외부의 초소형 투사형 디스플레이로 영상을 보여주는 형태를 갖고 있기 때문에 기존의 안경과 유사한 아주 작은 형상 요인을 구현할 수 있다는 장점을 갖고 있다.</p>
|
[
"마이크로소프트가 홀로 렌즈라는 증강현실 장치를 발표한 년도는 언제인가?",
"마이크로소프트의 2세대 홀로 렌즈 제품 발표는 시기는 언제야??",
"마이크로소프트의 홀로 렌즈는 어떻게 사용 편의성을 극대화했어?",
"마이크로소프트의 2016년에 발표한 1세대 홀로 렌즈는 어떤 디스플레이를 사용했어?",
"구글은 언제 구글 글라스를 제공해서 본격적인 관심을 불러 일으켰지?",
"구글과 Magic Leap사는 어떤 기반의 디스플레이를 사용했을까?",
"HOE 의 경우 DOE기술과 완전 똑같은 기술일까?",
"마이크로소프트의 2세대 홀로 렌즈는 어떤 디스플레이를 사용했어?",
"구글은 2013년에 발표한 착용형 증강현실 장치를 제공했는데 제품명이 뭘까?",
"구글 글라스는 어떤 구조로 되어 있어?",
"1세대와 2세대는 같은 디스플레이를 사용했어?",
"구글 글라스가 채택한 디스플레이는 뭘까?",
"DOE랑 비교했을 때 HOE와 차이점은 뭘까?",
"레티널은 한국의 증강현실 하드웨어 스타트업이야?",
"Lumus는 미국의 스타트업 기업일까?",
"Lumus사의 LOE기술의 특징은 뭘까?",
"HOE 의 경우 DOE와 비교 시 다중화 기술을 적용하여 도파로의 숫자를 줄이는 것이 가능할까?",
"Nreal은 어느 국적 회사야?",
"레티널이 가지고 있는 독자적인 기술은 뭘까?",
"Nreal사가 사용하는 디스플레이는 뭘까?",
"North는 어디에 위치한 회사일까?",
"North가 사용하는 디스플레이는 뭘까?",
"핀미러 기술은 DOE 기반 도파로 수준의 형상 요인을 갖추고 있으면서도 반거울 수준의 영상 품질을 제공할 수 있다는 장점을 가지고 있어?",
"Magic Leap은 DOE 기반 광학 합성기를 사용했을까?",
"반사형 HOE는 기존의 안경과 유사한 아주 작은 형상 요인을 구현할 수 있다는 장점을 가지고 있어?",
"레티널은 핀미러 (Pin Mirror)라는 독자적인 기술을 바탕으로 증강현실 광학계를 개발하고 있어?",
"DigiLens은 HOE기반 도파로 기술을 바탕으로 제품을 개발하고 있어?",
"레티널의 작은 형상 요인과 뛰어난 영상 품질을 제공할 수 있는 기술은 뭘까?",
"Lumus는 편광 반거울 배열 기술로 증강현실 광학계를 구현하는 기술을 갖고 있어?",
"구글은 구글 글라스라는 착용형 증강현실 장치를 제공했어?",
"2016년 홀로 렌즈라는 증강현실 장치를 발표하여 큰 주목을 받았던 기업의 이름은 뭘까?"
] |
d52124cf-8d9b-468d-ac64-e273b01c58a4
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h1>5. 결론</h1><p>본고에서는 증강현실 디스플레이를 구성하는 세 가지 핵심 요소들과 각각에 대한 대표적인 기술 및 제품에 대하여 살펴보았다. 또한 증강현실 광학계를 구현하는 주요 제조사들이 어떠한 기술들을 제품에 적용하는지와 각 방식에 대한 장단점과 특징을 비교 분석하여 소개하였다.</p><p>증강현실 디스플레이는 현재 광학 합성기와 마이크로 디스플레이 기술에 대한 연구 개발이 이 가장 큰 이슈라고 볼 수 있으며, 대중화를 위해서는 반드시 극복해야 할 과제라고 볼 수 있다. 마이크로 LED와 같은 새로운 마이크로 디스플레이 기술은 높은 휘도, 고해상도 구현이 용이하며, 자발광 디스플레이의 특성 상 높은 대비도를 구현하기 용이하기 때문에 고성능 증강현실 장치 구현에 매우 적합하여 큰 주목을 받고 있다. 또한 핀미러와 같은 새로운 광학 합성기 기술은 형상 요인 대비 뛰어난 광학 성능과 낮은 제조 단가를 장점으로 증강현실 장치의 대중화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.</p><p>증강현실 기술을 활용한 시장은 이제 막 시작되려하고 있으며, 증강현실 기술의 막대한 영향력과 파급력을 활용하여 기존 시장에 대한 큰 변화가 일어날 것으로 예상하고 있다. 이러한 미래 시장 및 기술 선점을 위해 증강현실 하드웨어 및 서비스 생태계를 구축하려고 많은 기업들이 노력하고 있다.</p><p>4차 산업으로 큰 패러다임이 이동해 가는 시점에서 국내 기업들이 가진 디스플레이 및 광학 기술의 장점을 바탕으로 기술 개발에 대한 적극적인 투자와 신기술 발굴을 위한 협력이 이루어진다면 미래의 거대한 증강현실 관련 시장에서도 국내 기업들이 세계적인 경쟁력을 갖추고 기술을 선도해 나갈 것이라고 기대한다.</p>
|
[
"증강현실 디스플레이가 극복되면 어떠한 현상이 발생해?",
"증강현실 기술을 활용한 시장은 오래전부터 논의 되어왔던 기술이야?",
"증강현실 디스플레이에서 어떠한 연구 개발이 가장 큰 이슈야?",
"핀미러와 같은 새로운 광학 합성기 기술은 어떠한 장점을 가지고 있어?",
"새로운 마이크로 디스플레이 기술은 왜 고성능 증강현실 장치 구현에 적합해?",
"뛰어난 광학 성능과 낮은 제조 단가를 장점로 가지고 있는 기술의 이름이 뭐야?",
"미래의 거대한 증강현실 관련 시장에서 국내 시장이 경쟁를을 갖추기 위해 필요한 조건이 뭐야?",
"마이크로 LED와 같은 새로운 마이크로 디스플레이 기술의 장점이 뭐야?"
] |
fdf4a244-dd4c-42c3-a813-801a1635dc51
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h1>2. 증강현실 광학 기술</h1><h2>2.1. 증강현실 광학계의 구성</h2><p>그림 1 과 같이 증강현실 광학계는 크게 세 부분으로 구분할 수 있다. 첫 번째는 가상 정보를 시각 정보로 변환시켜 주는 디스플레이이다. 착용형 장치에서는 전체 시스템의 부피 및 무게를 최소화하여야 하므로, 디스플레이의 크기가 매우 작고 가벼워야 한다. 하지만, 디스플레이의 해상도, 밝기와 같은 영상 품질은 기존의 휴대 전화 또는 텔레비전에 사용된 디스플레이와 동일한 수준이 요구되기 때문에 고성능 마이크로 디스플레이 개발이 필수적이다.</p><p>두 번째로는 디스플레이의 영상을 원하는 크기, 위치로 변환시켜주는 광학계를 들 수 있다. 마이크로 디스플레이는 크기가 작고, 눈에 가까이 위치하게 되므로 직접적으로 영상을 관찰하기 어렵다. 그렇기 때문에, 이를 광학적으로 확대하고 이동시켜서 사람이 보기 편한 위치에 영상을 표시해주어야 하는데, 광학계가 이러한 역할을 한다. 광학계는 일반적으로 렌즈,거울과 같은 기존의 광학 소자들이 이용되지만, 착용감 향상을 위하여 편광 소자, 홀로그램 광학 소자, 회절 광학 소자, 메타 광학 소자같은 부피와 무게를 줄일 수 있는 광학 소자들을 적용시킬 수 있는 방법들이 활발하게 연구되고 있다. 증강현실 광학계의 마지막 구성 요소는 광학 합성기이다. 광학 합성기는 현실 영상과 더불어 가상 영상을 동시에 관찰할 수 있도록 구현하는 장치로서, 증강현실 구현에 가장 핵심이 되는 장비라고 볼 수 있으며, 매우 활발하게 연구 개발이 진행되고 있는 분야이다. 광학 합성기 또한 다른 요소들과 마찬가지로 작은 부피, 가벼운 무게를 구현하는 것이 핵심이며, 사용자의 시야를 방해하지 않고 일상 사용에 지장이 없도록 하는 동시에, 선명한 가상 영상을 보여주도록 하는 것이 핵심이다. 기존에는 가장 간단한 광학 소자인 반거울을 주로 사용하였지만, 소자의 부피, 영상 크기 표현의 한계 등으로 인하여 회절 광학소자, 홀로그램 광학 소자 등이 도파로와 결합되어 사용되는 추세이다.</p><p>증강현실 광학계는 영상의 품질과 더불어 시스템의 부피 및 무게와 같은 형상 요인 또한 매우 중요한 요소로 평가되기 때문에, 각 소자들의 특장점과 한계, 사용하고자 하는 최종 목적에 따른 필수 요구 사항들을 종합적으로 고려하여 적절한 방법을 적용하는 것이 중요하다.</p>
|
[
"증강현실 광학계는 크게 몇 부분으로 구분 할 수 있는가?",
"강현실 광학계의 구성 중 가상 정보를 시각 정보로 변환시켜 주는 것은 무엇인가?",
"착용형 장치에서는 전체 시스템의 부피 및 무게를 최소화하여야 하므로, 어떤 부분이 작고 가벼워야 하는가?",
"일반적으로 렌즈,거울과 같은 기존의 광학 소자들 외에 부피와 무게를 줄일 수 있는 광학 소자들에는 어떤 것들이 있는가?",
"증강현실 광학계의 구성 중 디스플레이의 영상을 원하는 크기, 위치로 변환시켜주는 부분은 무엇인가?",
"증강현실의 디스플에이는 기존의 휴대 전화 또는 텔레비전에 사용된 디스플레이와 동일한 수준이 요구되기 때문에 어떠한 기술 개발이 요구되어 지는가?",
"현실 영상과 더불어 가상 영상을 동시에 관찰할 수 있도록 구현하는 장치를 무엇이라 하는가?",
"크기가 작고, 눈에 가까이 위치하게 되므로 직접적으로 영상을 관찰하기 어려운 디스플레이는 무엇인가?",
"기존에 주로 사용하는 가장 간단한 광학 소자는 무엇인가?"
] |
a991769a-4091-4851-b206-415dcabec05e
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h1>1. 서 론</h1><p>장착형 증강현실 장치 기술은 포화되어가는 스마트폰 시장의 차세대 기술로 많은 글로벌 대기업들의 관심을 받고 있는 \(4\)차 산업 혁명의 핵심 기술 분야이다.증강현실이란 실제 생활 공간상에 가상의 정보를 겹쳐서 동시에 보여주어 현실의 정보와 상호 작용하는 가상 정보를 제공하는 기술이다.</p><p>증강현실 장비를 착용하면 공상 과학 영화에서 나오는 허공에 떠있는 가상 물체와 같은 기술을 손쉽게 구현할 수 있다. 실제 물체를 응시하는 사용자의 시야에 가상 정보를 동시에 구현하기 때문에, 기존의 디스플레이 정보를 보기 위해 시선을 옮겨야 하는 불편함이 없고, 사용자 인터페이스의 자유도가 매우 높아지기 때문에, 가상 정보와 직관적인 상호 작용 가능하다는 장점이 있다. 이러한 특징으로 인하여, 의료, 산업, 제조, 군사, 교육 등의 분야에서 매우 높은 활용도를 보일 것으로 생각되며, 엔터테인먼트, 소셜 네트워킹 등에도 적극적으로 활용되어 향후 스마트폰 시장을 대체하는 거대한 시장을 형성할 것으로 기대되고있다.</p><p>그렇기 때문에 많은 기업들이 앞다투어 기술을 개발하고, 시장 선점을 위해서 기반 기술 개발을 위해 천문학적인 금액을 투자하고 있다. 하지만 현재 기술적인 한계로 인하여 사용자들의 기대 수준을 충족하는 제품이 등장하지 못하고 있다. 증강현실 장치는 통신기술, 연산 장치 기술, 센서 기술, 소프트웨어 기술,배터리 기술, 광학 기술 등 다양한 기술들이 종합적으로 적용되는 제품이기 때문에 모든 기술들이 전반적으로 높은 수준으로 요구된다. 이러한 기술 중에서 현재 가장 걸림돌로 간주되고 있는 기술은 광학 기술과 디스플레이 기술이다.</p><p>본고에서는 증강현실 디바이스의 최신 기술 동향을 살펴보고, 증강현실 디스플레이에 요구되는 광학적 특징과 이를 구현하기 위해 요구되는 기반 기술에 대하여 살펴본다.</p>
|
[
"장착형 증강 현실 장치기술은 어느 시장의 차세대 기술로 많은 글로벌 대기업의 관심을 받았니?",
"어느 시장의 차세대 기술로 장착형 증강 현실 자리잡은 회사가 많은 대처벌의 관심을 받았니",
"향후 엔터테이먼트 소셜 네트워 등에도 적극적으로활용되는 시장은 뭐야.",
"증강현실이란 어떤 방식으로 정보를 제공하는기술이니?",
"어떤 방법으로 증강현실이란 정보를 제공하는기술이니",
"현재 기술적인 한계로 인하여 사용자들의 기대 수준을 충족하는 제품이 등장하지 못하고 있는 장치는 무엇이야",
"사용자 인터페이스의 자유도가 매우 높아지는 장비는 뭐야?",
"사용자 인터페이스의 자유도가 무엇을 굉장히 높아지는 장비를 갖고 있어",
"장착형 증강현실 장치기술은 엔터테이먼트,소셜 네트워킹 등에 적극적으로 활용되어 향후 을 대채 하는 시장은 뭐니",
"엔터테이먼트의 장착형 증강현실의 기술은 네양워킹 등에 적극적으로 이용되어 향후 을 대채 하는 시장",
"가상 정보와 직관적인 상호 작용 가능하다는 장점이 있는 장비는 무엇을 말하는거지?",
"가상 정보와 직관적인 상호 작용을 위한 장점이 있다고 말한 것은 뭐야",
"실제 생활 공간상에 가상의 정보를 겹쳐서 동시에 보여주어 현실의 정보와 상호 작용하는 가상 정보를 제공하는 기술은 뭐야",
"포화되어가는 스마트폰 시장의 차세대 기술로 많은 44차 산업 혁명의 핵심 효과적인 것에 관한 대신 분야",
"현실의 정보와 상호작용하는 가상 정보를 제공하고 실제 생활 공간상에 가상 정보를 동시에 보여주는 기술은 뭐니?",
"가상의 정보를 겹쳐서 실제 생활 공간을 동시에 보여주는 현실을 은 어떤 상황이니",
"디스플레이 정보를 보기 위해 시선을 옮겨야 하는 불편함이 없는 장치는 무엇이니",
"어떤 장치가 디스플레이 정보를 보기 위해 시선을 옮겨야 하는 불편함이 감소할까",
"기업들이 앞다투어 기술을 개발하고, 시장 선점을 위해서 기반 기술 개발을 위해 천문학적인 금액을 투자하는 기술은 뭐니",
"통신기술, 연산 장치 기술, 센서 기술, 소프트웨어 기술,배터리 기술, 광학 기술이 종합적으로 적용되는 제품인건 뭐야?",
"기술 중에서 현재 가장 걸림돌로 간주되고 있는 기술은 광학 기술과 디스플레이 기술인 장치는 무엇을 말하는 거니?",
"기술 중에서 현재 가장 걸림돌로 여겨지고 있는 광학 규칙과 디스플레이 길여진 것은 무엇일까",
"증강현실 장비를 착용하고 장점은 어떤거지",
"증강현실 장비를 어떤 점이 좋게 나타내지?",
"통신기술, 연산 장치 기술, 센서 기술, 소프트웨어 기술,배터리 기술, 광학 기술 등 다양한 기술들이 종합적으로 적용되는 장치는 무엇이야",
"통신기술 연산 장치 회사 센서 큰 토지들이 금진적으로 광학 확보 등 다양한 자리를 계획하는 것은 뭐지?",
"어떤 장비를 착용하면 공상 과학영화에서 나오는 느낌인데 이 장비는 뭐야?",
"공상 과학영화에서 나오는 느낌인데 어떤 장비를 착용하면 이루어진 장비는 뭐지? ",
"장착형 증강현실 장치 기술은 포화되어가는 스마트폰 시장의 차세대 누구의 관심을 받고 있니?",
"장착형 증강현실 기술은 포화되어가는 스마트폰 시자의 차세대 누구의 관심을 갖고 있니",
"공상 과학 영화에서 나오는 허공에 떠있는 가상 물체와 같은 기술을 손쉽게 구현할 수 있는 장비는 무엇이니?",
"공상 과학 영화에서 나오는 허용을 손쉽게 구현할 수 있겠다고 가입한 기술을 확대한 장비는 무엇이니",
"실제 생활 공간상에 가상의 정보를 겹쳐서 동시에 보여주어 현실의 정보와 상호 작용하는 가상 정보를 제공하는 기술은 뭐야",
"장착형 증강현실 장착기술은 몇 차 산업 혁명의 핵심 기술 분야지?",
"몇 차 산업의 중심 기술이 장착형 증강현실의 규칙일까"
] |
ce309812-98ed-4eff-9875-c010da8c8957
|
인공물ED
|
증강현실 광학계 기술 동향
|
<h1>3. 증강 현실 디스플레이의 광학 특성</h1><p>증강현실 디스플레이는 기존의 디스플레이에서 요구되는 영상 평가 특성과 더불어, 착용형 디스플레이,투시형 디스플레이에서 나타나는 독자적인 특성을 갖고 있다. 본 장에서는 증강현실 디스플레이의 성능을 평가하고 비교하기 위해서 이용되는 증강현실 디스플레이의 광학적 특성과 여러 증강현실 디스플레이 구현 방식에 따른 성능 차이에 대해서 비교해 본다.</p><h2>3.1. 화각 (field-of-view) 및 각해상도</h2><p>선명하고 사실감 있는 가상 정보 전달을 위해서는 고해상도를 구현하는 것이 중요하다. 증강현실 영상은 디스플레이의 크기 자체보다, 광학적으로 얼마나 큰 영상을 표현할 수 있는지가 더 중요하게 평가된다. 특히 몰입감 있는 영상 표현을 위해서는 넓은 화각을 제공하는 것이 중요하다.</p><p>증강현실 영상에서는 표현되는 영상의 크기가 각도로 표현되기 때문에, 해상도 또한 화각 대비 표현되는 화소의 숫자로 표현하는 것이 타당하다. 사실감 있는 증강현실 영상을 제공하기 위해서는 사람 눈의 분해능인 \( 1 \)arcmin 수준의 각해상도를 제공하는 것이 바람직하며, 이는 대략적으로 full HD 해상도의 영상이 가로 방향 32 도의 화각에서 제공되는 조건에 해당한다.</p><p>하지만 고정된 디스플레이 해상도 구조에서 각해상도와 화각은 반비례하는 관계에 있기 때문에, 사용하는 디스플레이의 해상도가 충분히 높지 못하면 선명한 영상을 제공하기 위한 각해상도와 몰입감을 제공하기 위한 넓은 화각을 동시에 만족시키기 어려우므로 사용 용도에 맞추어 화각과 각해상도 사이에 균형점을 찾는 것이 중요하다.</p><p>최근에는 안구 추적 장치와 복수의 디스플레이를 적용하여 사람의 응시점을 확인하고 해당 영역에 대해서만 부분적으로 해상도를 높여 화각과 각해상도를 동시에 개선하기 위한 기술들이 소개된 바 있다.</p><h2>3.2. 영상 품질</h2><p>영상 품질은 해상도, 명암비, 색상 표현, 휘도 등 많은 세부 항목을 포함하는 특성이다. 영상 품질은 사용되는 디스플레이의 특성에 의하여 대부분 특성이 결정되지만, 광학계와 광학 합성기 또한 광손실을 가져오기 때문에 영상 품질에 영향을 끼치게 된다.</p><p>특히 광학 합성기에서는 현실 영상과 가상 영상을 동시에 보여주기 위하여 파장, 편광과 같은 빛의 특성을 이용하는데, 이는 색상 표현 및 휘도에 직접적인 영향을 끼치게 된다. 특히 회절 기반 광학소자의 경우 디스플레이 광원의 파장 대역과 광학 소자의 파장 대역의 일치도 및 화각 대역폭 일치도 또한 회절 효율에 영향을 주기 때문에 광 효율을 손실되는 빛을 최소화 하기 위해서는 사용하는 광학 합성기와 디스플레이의 특성을 고려해야 한다.</p>
|
[
"광학 합성기에서 파장, 편광과 같은 빛의 특성을 이용하는 것은 현실 영상과 가상 영상을 별개로 보여주기 위함이다.",
"증강현실 영상에서는 표현되는 영상의 크기가 각도로 표현된다.",
"착용형 디스플레이, 투시형 디스플레이에서 나타나는 독자적인 특징을 가지고 있는 디스프플레이는 무엇인가?",
"증강현실 영상은 몰입감 있는 영상 표현을 위해 넓은 화각은 중요하다.",
"증가현실 디스플레이는 기존의 영상 평가 특징을 가지고 있으면, 착용형 디스플레이에서 나타나는 독자적인 특징도 가지고 있다.",
"증강현실 영상은 광학적으로 큰 영상을 표현하는 것 보다 디스플레이의 크기가 중요하다."
] |
ed60b0e5-704e-40c6-bffd-a98ca03da3c6
|
인공물ED
|
폐색 영역을 고려한 시간 축 스테레오 매칭
|
<h1>\( \mathrm{V} \). 실험 결과</h1><p>정확한 실험 평가를 위해 폐색 영역 보정과 시간 축 스테레오 매칭을 각각 나누어 평가하였다. 폐색 영역 보정의 결과를 평가하기 위해 본 논문에서는 Middlebury 에서 제공하는 ground truth 깊이 정보로 얻어진 폐색 영역과 ground truth 폐색 영역을 비교하였다 . 정량적 평가를 위해 본 논문에서는 (BPR: bad pixel rate)을 사용하였는데, 표 1 과 그림 6 에서 나타나듯이 제안한 방법이 Jang's 방법보다 폐색 영역을 더욱 정확하게 찾는 것을 알 수 있다.</p><table border><caption>표 1. 폐색 영역 평가</caption><tbody><tr><td></td><td>Teddy</td><td>Cone</td><td>Venus</td></tr><tr><td>Jang's</td><td>475</td><td>678</td><td>1.16</td></tr><tr><td>proposed</td><td>1.55</td><td>1.70</td><td>3.57</td></tr></tbody></table><p>그림 7은 기존의 방법과 제안한 방법의 스테레오 정합 결과를 비교한 그림을 보여준다. 가이드 이비지 필터를 사용한 방법은 폐색 영역을 처리하지 않았기 때문에 객체 주변에 잡음이 발생한다. 반면 Jang's 방법은 폐색 영역을 개선하였다. 제안한 방법은 폐색 영역을 개선하며, 에지 부분을 잘 보존한다는 장점이 있다.</p><p>그림 8은 Middlebury 제공하는 스테레오 영상과 캠브리지 대학의 컴퓨터 비젼 랩에서 제공하는 데이터 셋을 사용해 깊이 맵을 회득하여 폐색 영역을 검출하 고, 폐색 영역을 개선한 결과를 보여준다. 두 번째 줄은 초기 깊이 맵이고, 세 번째 줄은 초기 깊이 영상을 이용하여 폐색 영역을 예측한 영상이다. 네 번째 줄은 폐색 영역을 보정한 깊이영상이고, 마지막 줄은 ground truth 영상이다. 그림 8을 통해 제안한 알고리즘이 폐색영역과 잘 검출할 뿐 아니라 잘못 접합된 깊이 정보도 잘 검출 하는 것을 확인 할 수 있다. 또한, 예측된 폐색 역역 보정 알고리즘을 통해 정확한 깊이 맵을 획득한다. 표 2 는 기존의 방법과 제안한 방법의 오차율 결과를 보여 주는데, 기존의 방법에 비해 제안한 방법의 \( \mathrm{BPR} \)이 더 낮은 것을 확인 할 수 있다. 표 3 은 캠브리지 대학의 컴퓨터 비젼 랩에서 제공하는 데이터 셋을 활용하여 시간축 깊이 정보의 (MAD: Mean absolute difference)를 계산한 결과를 보여 준다 표 3 을 통해 기존 방법보다 제안한 스테레오 매칭 방법이 정확한 깊이 정보를 생성하는 알 수 있다.</p><p>그림 9는 시간 축 스테레오 매칭의 \( \mathrm{MAD} \) 를 계산한 결과를 그래프로 표현한 것으로, 'book'과 'tanks' 데이터 셋을 사용하였다. 그래프에서도 나타나듯이 제안한 알고리즘이 기존의 방법보다 더 낮은 \( \mathrm{MAD} \) 를 보여준다.</p><h1>IV. 결 론</h1><p>본 논문은 폐색 영역과 시간 축 깊이 정보를 고려하여 스테레오 매칭의 정확성을 높이는 방법을 제안한다. 실험 결과를 통해 기존의 방법에 비해 제안한 방법이 폐색 영역을 잘 예측하며 폐색 영역의 홀 채움 역시 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 또한, 제안한 방법이 시간 축에서의 움직임을 고려하여 스테레오 정합을<하였기 때문에, 움직임을 고려하지 않은 스테레오 정합방법보다 정확한 깊이 맵을 생성하는 것을 확인 할 수있다. 제안한 방법을 다양한 \( 3 \mathrm{D} \) 컴퓨터 비전 응용분야에 사용할 수 있다.</p>
|
[
"폐색 영역 보정의 결과를 평가하기 위해 어떻게 했지?",
"폐색 영역 보정의 결과를 평가하기 위해 어떻게 했어?",
"폐색 영역을 개선한 Jang's 방법의 Teddy의 값은 얼마지?",
"제안한 방법에서 Jang's 방법보다 더 높은 값을 가지는 것은 무엇이지?",
"cone에 대한 Jang's방법의 값은 무엇이지?",
"표 1. 폐색 영역 평가에서 제안한 방법에서의 Venus의 값은 얼마이지?",
"proposed의 Teddy값은 얼마야?",
"폐색 영역 검출은 어떻게 이루워졌지?"
] |
c8201b7c-5ff7-4220-b031-3a03a2f59860
|
인공물ED
|
위치 기반 시스템을 위한 CMOS IR-UWB RFIC
|
<h1>III. UWB 송수신기 측정 결과</h1><p>본 논문의 UWB RF 송수신기 RFIC는 0.18 \(\mathrm{\mu}\mathrm{m}\) CMOS 공정으로 제작되었고 측정하였다. 송신기의 모듈레이션을 위해 25 \(\mathrm{MHz}\) RZ data를 이용하여 측정하였다. Carrier 주파수는 3 \(\mathrm{GHz}\)에서 5 \(\mathrm{GHz}\)까지 가변 할수 있다. 그림 9는 impulse 생성기의 측정 결과로 모든스펙트럼들이 요구되는 EIRP인 -41.3 \(\mathrm{dBm/MHz}\) 를 만족한다.</p><p>수신기의 수신감도는 송신된 신호의 파워와 케이블그리고 감쇄기의 손실을 계산하면서 케이블과 감쇄기를 이용하여 측정하였다. 집적된 RF notch filter를 이용함으로써 수신 감도는 2.4 \(\mathrm{GHz}\)의 CW jamming 신호들과함께 있는 RF notch filter ‘off’ 상태에 비해서 10 \(\mathrm{dB}\)정도 개선되는 것을 확인 하였다. 2.4 \(\mathrm{GHz}\) jamming 신호는 2.4 \(\mathrm{GHz}\) 대역의 WiFi 잡음이 실제에서 가장 주요한 영향을 주기 때문에 선택되었다.</p><p>외부의 RF BPF(band pass filter) 또한 존재하고 방해신호를 제거 한다고 가정 했을 때, 방해신호의 파워는 -30 \(\mathrm{dBm}\) 정도이다. 측정된 수신감도는 BER 10-3의25 Mbps data rate에서 -85.7 \(\mathrm{dBm}\)이다. 37.8 \(\mathrm{MHz}\)의 sampling clock은 디지털부에서 제공되고 측정된 거리범위는 7.9 \(\mathrm{m}\)에 해당하는 26.4 \(\mathrm{ns}\)이다.</p><p>그림 10은 측정된 DLL의 특성을 나타낸 것으로 총40개의 위상이 delay된 clock을 ADC에 제공을 해주게되며 총 26.4 \(\mathrm{ns}\)까지의 지연이 가능하다. 그리고 이때 delay 간격은 0.66 \(\mathrm{ns}\)로 측정되었다.</p><p>그림 11은 송신기와 수신기가 각각 1, 2, 3, 4 \(\mathrm{m}\) 길이의 다른 RF 동축 케이블로 연결되어 있을 때 수신된 UWB envelope 신호가 ADC의 출력에서 어떻게 존재하는지 설명해준다. 케이블의 유전상수의 영향을 고려했을 때 전기적인 거리는 물리적인 케이블 거리에 1.5배 정도 된다. 그러므로 20 \(\mathrm{ns}\) 또는 4 \(\mathrm{m}\) 케이블 길이는 실제 공기 중에서 6 \(\mathrm{m}\)가 된다. 그리고 26 \(\mathrm{ns}\)의 DLL delay는 실제 공기 중에서 7.9 \(\mathrm{m}\) 정도가 된다.</p><p>표 1은 제작된 UWB RF 송수신기 RFIC 의 성능및 비교표로 측정된 성능을 보여준다. 수신기와 송신기의 전류 소모는 1.8 \(\mathrm{V}\) 전원 공급에서 각각 32 \(\mathrm{mA}\)와 25.5 \(\mathrm{mA}\)(DA 포함해서)이다. 그림 12는 제작된 UWBRFIC의 사진을 보여준다. 칩의 크기는 2.5 \(\mathrm{mm}\) \(\times\) 2.6\(\mathrm{mm}\)이다.</p><table border><caption>표 1. IR-UWB 송수신기 성능 및 비교표</caption><tbody><tr><td colspan="2"></td><td>[1]</td><td>[2]</td><td>[3]</td><td>This work</td></tr><tr><td colspan="2">Technology</td><td>BiCMOS0.18 μm</td><td>CMOS0.13 μm</td><td>CMOS0.18 μm</td><td>CMOS0.18 μm</td></tr><tr><td colspan="2">Operating frequency</td><td>3.1∼10.6GHz</td><td>4∼5 GHz</td><td>3∼5 GHz</td><td>3∼5 GHz</td></tr><tr><td colspan="2">Modulation</td><td>BPSK</td><td>DBPSK</td><td>OOK</td><td>OOK</td></tr><tr><td colspan="2">Unwantedband rejection</td><td>100 Mbps</td><td>31 Mbps</td><td>1 Mbps</td><td>25 Mbps</td></tr><tr><td colspan="2">Sensitivityimprovement</td><td>10 dB</td><td>N/A</td><td>N/A</td><td>15 dB</td></tr><tr><td>Sensitivity@BER \(10^{-3}\)</td><td>-80 dBm</td><td>-78 dBm</td><td>-88 dBm</td><td>-85.7 dBm</td></tr><tr><td rowspan="2">Powerefficiency@1Mbps</td><td>Tx</td><td>N/A</td><td>0.7 nJ/bit</td><td>0.3 nJ/bit</td><td>20.6 pJ/bit</td></tr><tr><td>Rx</td><td>53.7 nJ/bit</td><td>7 nJ/bit</td><td>4.3 nJ/bit</td><td>49.5 nJ/bit</td></tr><tr><td colspan="2">Chip size</td><td>2.3 \(mm^{2}\)</td><td>8 \(mm^{2}\)</td><td>12 \(mm^{2}\)</td><td>6.5 \(mm^{2}\)</td></tr></tbody></table>
|
[
"BiCMOS0.18 μm, CMOS0.13 μm, CMOS0.18 μm 와 성능을 비교한 본 논문에서 측정하고자 한 송수신기는 뭐야?",
"표 1. IR-UWB 송수신기 성능 및 비교표에서 BiCMOS0.18 μm 공정의 Operating frequency 는 몇 GHz 이야?",
"표 1. IR-UWB 송수신기 성능 및 비교표에서 BiCMOS0.18 μm 공정의 모듈레이션은 뭐야?",
"표 1. IR-UWB 송수신기 성능 및 비교표에서 BiCMOS0.18 μm 공정의 모듈레이션은 뭐야?",
"표 1에서 Unwantedband rejection이 100 Mbps 일 때 Technology는 어떤거야?",
"표 1에서 Unwantedband rejection의 값이 1 Mbps 인 Technology는 뭐야?",
"표 1에서 Operating frequency의 범위가 4 GHz 부터 5 GHz 일 때 Technology는 무엇이야?",
"표 1에서 Sensitivity@BER \\(10^{-3}\\) 의 값이 -88 dBm 이면 Technology은 어떤거야?",
"표 1에서 Sensitivity@BER \\(10^{-3}\\) 의 값이 -85.7 dBm 인 Technology는 뭐야?",
"표 1에서 BiCMOS0.18 μm 공정의 Chip Size는 몇이야?",
"표 1에서 Chip size가 가장 큰 공정은 뭐야?",
"표 1에서 Chip size가 가장 작은 공정은 뭐지?",
"표 1. IR-UWB 송수신기 성능 및 비교표에서 본 논문에서 확인하고 있는 CMOS0.18 μm 공정의 Chip size는 몇이야?"
] |
934fb592-08c7-40c1-a90d-7625295ffc6b
|
인공물ED
|
LED-TV用 전원장치에 적합한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 특성 해석에 관한 연구
|
<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>최근 FPD (Flat Panel Display)장치가 대화면, 박형화가 강하게 진행됨에 따라 FPD 용 전원장치에 사용되고 있는 자성체의 부품 구조 또한 기존의 성능을 유지하면서 박형화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 또한 FPD 용 전원장치가 소형 및 박형화가 진행됨에 따라 전원장치의 스위칭 주파수가 높아지고 있으며 스위칭 주파수가 높아짐에 따라 전원 노이즈 성분의 크기가 매우 커지고 있는 추세이다. 반면 전원장치의 가격 경쟁 심화로 인한 부품수 최소화는 EMI감쇄필터설계에서도 예외는 아니다. EMI감쇄필터의 성능 향상, 부피최적화 설계 및 Low-cost 화를 구현하기 위해서는 공통 모드 초크 코일(Common Mode Choke Coil)을 구성하는 기본 요소인 코어의 형상 및 재질, 권선구조 및 방식 등에 대한 저주파 및 고주파 모델링이 수행되어야 하며 이러한 CM 초코코일의 특성 분석을 통해 EMI감쇄필터의 소형화, 박형화 및 간소화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있다.</p><p>본 논문은 CM 초크코일의 고주파 및 저주파 모델링을 통해 2 차측을 개방 및 단락 하였을 경우의 간략화 등가회로에서 CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델 시, 각 모델의 주요 공진 인자를 도출하여 공진주파수와의 상호 관련성을 분석한다. 특히 고주파 대역에서 임피던스특성을 개선시키기 위한 해결방안으로써 공진 주파수를 고주파 대역으로 이동시키는 방안을 제시하고 광대역의 EMI 감쇄가 가능한 기생 커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일의 평각동선 권선방식을 제안한다. 또한, 본 논문에서 제안한 평각동선 권선 방식을 통해 기존의 1 단 필터구조에서 사용되고 있는 자동 권선형 CM 초크코일에서 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일로 대체함으로써 저주파 및 고주파 대역에서 EMI감쇄특성이 우수함을 실험을 통해 검증한다.</p>
|
[
"FPD 용 전원장치의 스위칭 주파수가 높아지고 있는 이유는 어떤 것이 진행되고 있어서야?",
"최근 대화면, 박형화가 강하게 진행되는 이 장치는 뭐지?",
"최근 FPD 장치에서 무엇이 강하게 진행됐어?",
"FPD용 전원장치에 사용되고 있는 어떤 구조를 기존의 성능을 유지하면서 박형화하는 연구가 활발히 진행되고 있어?",
"FPD 용 전원장치가 소형 및 박형화가 진행됨에 따라 전원장치의 무엇이 높아지고 있지?",
"공통 모드 초크 코일을 구성하는 기본 요소 코어의 형상 및 재질, 권선구조 및 방식 등에 대한 무엇이 수행되어야 하지?",
"무엇의 분석을 통해 EMI감쇄필터의 소형화, 박형화 및 간소화에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있지?",
"본 논문은 CM 초크코일의 고주파 및 저주파 모델링을 통해 2 차측을 개방 및 단락 하였을 경우의 간략화 등가회로에서 CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델 시, 각 모델의 주요 공진 인자를 도출하여 무엇과의 상호 관련성을 분석했지?",
"본 논문에서는 자동 권선형 CM 초크코일에서 어떠한 초크코일로 대체하지?",
"본 논문에서 제안한 평각동선 권선 방식을 통해 기존의 어떤 구조에서 사용되고 있는 자동 권선형 CM 초크코일에서 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일로 대체해?",
"본 논문에서 자동 권선형 CM 초크코일에서 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일로 대체함으로써 어떠한 특성이 우수하다는 것을 알 수 있어?",
"전원장치의 가격 경쟁 심화로 부품수를 최소화시키는 것은 어떤 것에도 예외가 아니지?",
"공통 모드 초크 코일을 구성하는 기본 요소로는 코어의 형상 및 재질과 무엇이 있지?",
"고주파 대역에서 임피던스특성을 개선시키기 위한 해결방안으로 무엇을 고주파 대역으로 이동시키는 방안을 제시했지?",
"특히 고주파 대역에서 임피던스특성을 개선시키기 위한 해결방안으로 광대역의 EMI 감쇄가 가능한 무엇의 평각동선 권선방식을 제안하지?",
"전원장치의 가격 경쟁 심화로 인해 EMI감쇄필터설계에서도 무엇을 해야해?",
"고주파 대역에서 어떤 특성을 개선시키고자 했지?",
"고주파 대역에서 임피던스특성을 개선시키기 위한 해결방안으로써 광대역의 EMI 감쇄가 가능한 기생 커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일의 무슨 방식을 제안하고 있어?",
"전원 노이즈 성분의 크기가 매우 커지고 있는 추세인데 이것은 스위칭 주파수가 높아졌기 때문이야?",
"EMI감쇄필터설계에서도 부품수 최소화는 예외가 아닌데 이는 전원장치의 가격 경쟁 심화 때문이야?",
"공진 주파수를 고주파 대역으로 이동시키는 방안을 제시하는 것은 고주파 대역에서 임피던스특성을 개선시키기 위한 해결방안으로 볼 수 있어?",
"공통 모드 초크 코일을 구성하는 기본 요소인 코어의 형상 및 재질, 권선구조 및 방식 등에 대한 저주파 및 고주파 모델링이 수행되어야 하는 이유는 EMI감쇄필터의 성능 향상, 부피최적화 설계 및 Low-cost 화를 구현하기 위해서야?",
"본 논문에서는 공진 주파수를 고주파 대역으로 이동시키는 방법을 제시하고 있어?",
"FPD 용 전원장치에 사용되고 있는 자성체의 부품 구조는 박형화에 대한 연구를 진행 중에 있어?"
] |
eb70e1ad-5aa7-43ab-9837-8216d1286a82
|
인공물ED
|
LED-TV用 전원장치에 적합한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 특성 해석에 관한 연구
|
<h1>Ⅳ 결론</h1><p>본 논문은 저주파대역 및 고주파 대역의 EMI 감쇄가 가능한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크코일의 평각동선 권선방식과 보빈레스에 따른 기생 커패시턴스 모델링을 나타내었다. 또한, CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델링을 통해 단순히 저항과 인덕터뿐만 아니라 기생커패시턴스라고 하는 커패시턴스 용량이 존재함을 확인하였다. 기생커패시턴스를 작게 설계하고자 기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경하여 권선 턴 수가 증가할수록 기생커패시턴스 용량이 적어지도록 설계하였다. 실제 샘플을 제작하여 CE 측정결과, \( 0.5 \sim 5[\mathrm{MHz}] \) 주파수 대역의 CE 최대 Margin이 \( 15[\mathrm{~dB}] \) 임을 확인하였다. 향후 본 논문에서 제안한 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일은 LED-TV SMPS를 포함한 LED조명용 SMPS, Note-PC Adapter등 다양한 분야에 응용되리라 사료된다.</p>
|
[
"CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델링을 통해 무엇을 확인할 수 있었나?",
"샘플커패시턴스가 존재함을 CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델링을 통해 알게 되었어?",
"CM 초크코일의 저주파 및 고주파 모델링을 발견한 것은 무엇일까?",
"어떤 모델링 기법을 통해 기생커패시턴스의 존재를 알게 되었어?",
"왜 기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경한거니?",
"기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경한 이유는 무엇일까?",
"기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일이 어떻게 사용될 예정이야?",
"왜 기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경한거야?",
"기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경한 이유는 무엇일까?",
"어떤 코일이 LED-TV SMPS를 포함한 LED조명용 SMPS, Note-PC Adapter등 다양한 분야에 응용될 수 있어?",
"어떻게 모델링 방법을 통해 단순히 저항과 인덕터뿐만 아니라 기생 커패시턴스라고 하는 커패시턴스 용량이 존재한다고 확인했어?",
"기존의 UEW 권선에서 보빈레스의 평각동선 권선구조로 변경한 이유는 기생커패시턴스를 크게 설계하기 위해서일까?"
] |
0f49e0c8-da2e-47b1-91cb-e85a735ac349
|
인공물ED
|
LED-TV用 전원장치에 적합한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 특성 해석에 관한 연구
|
<h1>Ⅱ. 본론</h1><h2>1. CM 초크코일의 저주파 모델맬링</h2><p>그림 1은 \( \mathrm{CM} \) 초크코일의 저주파 모델을 나타내고 있다. 저주파 대역에서 \( \mathrm{CM} \) 초크코일은 2 차측 개방 및 단락한 간략화 임피던스 등가 모델링을 통해 자화인덕턴스 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{M}}\right) \) 와 누설인덕턴스 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{lkg}}\right) \) 로 나타낼 수 있다. 그림 1(a)(b) 에서 나타낸 바와 같이 2 차측 개방 및 단락한 후 간략화 등가 회로로 부터 2 차측을 1 차측으로 변환하면 최종적으로 각 각 \( \mathrm{L}_{\mathrm{M}} \) 과 \( 2 \mathrm{~L}_{\mathrm{kg}} \) 로 나타낼 수 있다. 따라서 \( \mathrm{L}_{\mathrm{M}} \) 및 \( \mathrm{L}_{\mathrm{kg}} \) 만을 고려한 1 차 공진주파수 \( (100[\mathrm{KHz}] \) ~\( 1[\mathrm{MHz}]) \) 이하의 저주파 모델링에서 적절하게 사용 될 수 있다.</p><h2>2. CM초크코일의 고주파 모델링</h2><p>그림 2 는 CM 초크코일의 고주파 모델을 나타내고 있다. 고주파 대역에서 CM 초크코일은 2 차측 개방 및 단락한 간략화 임피던스 등가 모델링을 통해 자화인덕턴스 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{M}}\right) \), 누설인덕턴스 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{kgg}}\right) \) 및 기생커패시턴스 \( \left(\mathrm{C}_{\mathrm{p}}\right) \) 로 모델링 할 수 있다. 그림 2(a) (b)에서 나타낸 바와 같이 2 차측 개방 및 단락한 후 간략화 등가 회로로부터 2차측을 1 차측으로 변환하면 최종적으로 각각 \( \left(\mathrm{L}_{\mathrm{M}}+2 \mathrm{C}_{\mathrm{p}}\right) \) 및 \( \left(\mathrm{C}_{\mathrm{p}}+2 \mathrm{~L}_{\mathrm{lkg}}\right) \) 병렬 회로로 구성 할 수 있다. 따라서 모델링을 통해 고주파 대역의 임피던스 개선을 위한 인자로써 \( \mathrm{C}_{\mathrm{p}} \) 가 유효함을 알 수 있다.</p><h2>3. 기존의 자동 권선형 궁통 모드 초크코일의 기생 커패시턴스 모델링</h2><p>그림 3(a)(b)는 기존 32인치 LED-TV SMPS에 1단 EMI필터구조에 적용되고 있는 자동 권선형CM 초크 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로를 나타내고 있다. 코어는 SQH 형상으로 UU코어에 비해 유효 단면적이 크므로 \( \mathrm{L}_{\mathrm{M}} \) 개선에 유리한 장점을 가지고 있지만, 권선구조가 다층 권선 방식으로 \( \mathrm{C}_{\mathrm{p}} \) 가 비교적 큰 단점이 있다. 따라서 권선 층수가 많으면 믾을수록 1 차 공진 주파수를 결정하는 주요 인자인 \( \mathrm{C}_{\mathrm{p}} \) 가 증가하여 고주파 임피던스의 저하를 초래한다.</p><h2>4. 제안 자동 권선형 기싱 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일 기생 커패시턴스 모델링</h2><p>그림 4(a)(b) 는 저주파 및 고주파 대역에서 임피던스 개선이 가능한 기생커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로를 나타내고 있다. 그림 4 의 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 평각동선을 이용하여 권선 방법과 권선 구조에 의해 1 차측과 2 차측 권선 양단에 발생하는 기생커패시턴스 용량을 최소화하는 구조로 되어 있다. 특히 1 차측과 2 차측 권선의 권선수가 증가하면 증가할 수록 기생커패시턴스 용량이 감소하게 됨과 동시에 기생커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수가 고주파 대역으로 이동하게 되어 고주파대역의 임피던스 특성을 더욱더 개선시 킬 수 있다. 그림 5는 Type A 와 Type B 의 \( \mathrm{L}_{\mathrm{M}} \) 은 동일 수준으로 유지하고 있으며 기생 커패시턴스 용량 저감 및 1 차 공진 주파수 이동으로 인해 고주파 대역의 임피던스가 개선됨을 알 수 있다. 또한 제안 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일은 권선 방식이 평각동선의 단층 권선을 사용하기 때문에 권선수가 증가하면 할수록 \( \mathrm{C}_{\mathrm{p}} \) 의 저감으로 인한 고주파 대역 임피던스 특성개선과 동 시에 \( \mathrm{L}_{\mathrm{kg}} \) 증가로 인해 차동노이즈 저감에도 유리하다. 표 1은 Type \( \mathrm{A} \) 과 Type \( \mathrm{B} \) 의 실제 샘플을 사용하여 측정 및 분석된 특성치를 나타내고 있다.</p>
|
[
"그림 3(a)(b)에서 나타내고 있는 자동 권선형CM 초크 코일은 고주파 모델링에서 기존 LED-TV SMP에 몇 단의 EMI필터구조에 반영되고 있는 거지?",
"자동 권선형CM 초크 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로에서 SQH 형상인 코어가 UU코어 대비 큰 것은 무엇이야?",
"기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차측과 2 차측 권선 양단에 발생하는 기생커패시턴스 용량을 최소화하는 구조는 어떤 동선으로 이루어져 있어?",
"그림 1은 \\( \\mathrm{CM} \\) 초크코일의 어떤 모델을 보여주고 있는가?",
"저주파 대역에서 2 차측 개방 및 단락한 간략화 임피던스 등가 모델링을 통해 자화인덕턴스 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{M}}\\right) \\) 와 누설인덕턴스 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{lkg}}\\right) \\) 로 나타낼 수 있는 것은 뭐지?",
"저주파 대역에서 \\( \\mathrm{CM} \\) 초크코일은 2 차측 개방 및 단락한 간략화 임피던스 등가 모델링을 통해서 무엇으로 나타낼 수 있니?",
"그림 2와 같이 CM 초크코일의 고주파 모델링을 통해서 고주파 대역의 전류 흐름 개선을 위한 인자로 유효한 것은 뭐야?",
"권선 층수와 1 차 공진 주파수를 결정하는 인자인 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{p}} \\)는 비례하니?",
"그림 4(a)(b) 는 어떤 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로를 나타내는 것이지?",
"\\( \\mathrm{L}_{\\mathrm{M}} \\) 및 \\( \\mathrm{L}_{\\mathrm{kg}} \\) 만을 고려한 1 차 공진주파수의 저주파 모델링에 사용 가능한 파장 범위는 어떻게 되니?",
"그림 2(a) (b)에서 보는 바와 같이 CM초크코일을 고주파 모델링하여 2차측을 1차측으로 변환하면 자화인덕턴스, 누설인덕턴스 및 기생커패시턴스를 어떠한 병렬 회로로 구성할 수 있는가?",
"자동 권선형CM 초크 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로에서 권선구조가 다층 권선 방식인 것이 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{p}} \\)에게 유리하게 작용하니?",
"그림 1에 나타난 \\( \\mathrm{CM} \\) 초크코일의 저주파 대역에서 \\( \\mathrm{CM} \\) 초크코일을 자화인덕턴스 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{M}}\\right) \\) 와 누설인덕턴스 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{lkg}}\\right) \\)로 나타내기 위한 방법은 뭐야?",
"저주파 대역에서 CM 초크코일을 모델링을 통해 나타낸 \\( \\mathrm{L}_{\\mathrm{M}} \\)와 \\( \\mathrm{L}_{\\mathrm{lkg}} \\)를 각각 \\( \\mathrm{L}_{\\mathrm{M}} \\) 과 \\( 2 \\mathrm{~L}_{\\mathrm{kg}} \\)로 나타내기 위해 2 차측을 얼마로 변환해야 하지?",
"CM 초크코일은 고주파 대역에서 어떻게 자화인덕턴스, 누설인덕턴스 및 기생커패시턴스로 모델링 할 수 있어?",
"1차 공진 주파수를 결정하는 주요 인자인 \\( \\mathrm{C}_{\\mathrm{p}} \\)가 권선 층수로 인해 증가하면 고주파에 어떻게 영향을 미치는가?",
"자동 권선형CM 초크 코일의 고주파 모델링 및 기생커패시턴스 등가회로에서 권선구조는 어떻게 되는가?",
"기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일이 1, 2 차측 권선 양단에 발생하는 기생커패시턴스 용량을 최소화할 수 있는 것은 권선 구조와 더불어 무슨 방법 때문이지?",
"표 1에서 나타내고 있는 Type \\( \\mathrm{A} \\) 와 Type \\( \\mathrm{B} \\)의 측정 및 특성치를 알아보기 위해 어떻게 하였어?",
"그림 5에서 Type A와 Type B에서 동일 수준으로 유지되고 있는 것은 무엇이지?",
"본 논문에서 제안한 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일에 대한 내용과 거리가 먼 것은 무엇인가?"
] |
7e358ab4-854a-4920-bd3d-12e9ecc58ae0
|
인공물ED
|
LED-TV用 전원장치에 적합한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 특성 해석에 관한 연구
|
<h1>Ⅲ 실험 결과</h1><p>그림 6(a)(b) 는 본 논문에서 제안한 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일을 32인치 LED-V SMPS 의 EMI필터에 적용하여 측정된 전도노이즈 측정결과를 나타내고 있다. 그림 6(c)(d) 나타낸바와 같이 입력전압 \( 110[\mathrm{~V}] \), 입력 주파수 \( 60[\mathrm{~Hz}] \) 에서 Type B 가 Type A 에 비해 청색타원형 부근의 \( 0.5 \sim 5[\mathrm{MHz}] \) 의 주파수 대역에서 EMI필터의 전도 노이즈 측정 결과가 최대 \( 15[\mathrm{~dB}] \) 로 EMI저감이 우수함을 확인하였다.</p>
|
[
"본 문에서 LED-TV 전원공급장치의 전도노이즈를 측정하는 데 필요한 필터는 무엇인가?",
"기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일을 LED-TV SMPS 의 EMI필터에 적용하여 측정한 것은 무엇인가?",
"그림 6(c)(d)에서 나타낸 것과 같이, EMI저감을 알아보기 위해 설정한 입력전압은 얼마였어?",
"기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일을 적용한 EMI필터는 어디에 있는 거지?",
"그림 6(a)(b)는 기생커패시턴스저감형 Hybrid 초크코일을 몇 인치 LED-V SMPS에 있는 EMI필터에 적용해서 실험을 진행하였어?",
"그림 6(a)(b)에서 전도노이즈를 측정하는 데 이용한 초크코일은 어떤 거야?",
"주파수를 얼마로 입력하고 Type B 와 Type A 의 전도 노이즈를 측정했지?",
"그림 6(c)(d)에서 Type B 가 Type A 에 비해 EMI저감이 우수함을 확인할 수 있었던 주파수 대역은 어디지?",
"Type B는 EMI필터의 전도 노이즈 측정 결과 최대치가 얼마였어?",
"Type B 가 Type A 에 비해 \\( 0.5 \\sim 5[\\mathrm{MHz}] \\) 의 주파수 대역에서 EMI저감이 우수함을 확인할 수 있었던 입력 주파수는 얼마일까?",
"입력전압 \\( 110[\\mathrm{~V}] \\), 입력 주파수 \\( 60[\\mathrm{~Hz}] \\)일 때, \\( 0.5 \\sim 5[\\mathrm{MHz}] \\) 의 주파수 대역에서 Type A가 Type B보다 전도 노이즈가 낮았니?"
] |
2e8c645c-a032-4e56-9c13-7ba6c50c4c90
|
인공물ED
|
LED-TV用 전원장치에 적합한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 특성 해석에 관한 연구
|
<h1>요 약</h1><p>본 논문은 LED-TV용 SMPS EMI 감쇄 필터에서 적용되고 있는 저주파와 고주파의 광범위한 대역에서 EMI 감쇄가 가능한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 코일 구조, 권선 방법 및 섹션 보빈에 따른 기생 커패시턴스 임피던스 모델링을 나타내고 있다. 특히 본 논문에서 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 평각동선 권선방법을 채택함으로써 기존의 자동 권선형 공통 모드 초크 코일에 비해 기생커패시턴스 \(\left(\mathrm{C}_{\mathrm{p}}\right) \) 을 저감할 수 있다. 기생 커패시턴스 \( \left(\mathrm{C}_{\mathrm{p}}\right) \) 가 작아짐에 따라 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수는 증가하며 1 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있다. 본 논문에서 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 향후 LED-TV SMPS를 포함한 LED 조명, Note-PC Adapter 등과 같은 다양한 분야에 응용되리라 사료된다.</p>
|
[
"본 논문은 LED-TV용 SMPS EMC 감쇄 필터에서 적용되고 있는 저주파에 따른 기생 커패시턴스 임피던스 모델링을 나타내고 있는가?",
"평각동선 권선방법을 채택함으로써 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 할 수 있는 것이 무엇인가?",
"평각동선 권선방법을 채택함으로써 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 경우, 어떤 역할을 할 수 있어?",
"본 논문은 무엇에 따른 기생 커패시턴스 임피던스 모델링을 나타내고 있는가?",
"본 논문은 기생 인덕턴스 임피던스 모델링을 나타내고 있는가?",
"본 논문에서는 기생 인덕턴스 임피던스 모델링에 관해 기술하고 있니?",
"평각동선 권선방법을 채택함으로써 본 논문에서 제안한 기생 인덕턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 기존의 자동 권선형 공통 모드 초크 코일에 비해 기생커패시턴스 \\(\\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{p}}\\right) \\)을 저감할 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수는 기생 인덕턴스 \\( \\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{p}}\\right) \\)가 작아짐에 따라 증가하며 1 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수의 경우, 기생 커패시턴스 \\( \\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{p}}\\right) \\) 가 작아질수록 증가하며 2 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수의 경우, 몇 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수는 기생 커패시턴스 \\( \\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{p}}\\right) \\) 가 작아짐에 따라 감소하며 1 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수는 기생 커패시턴스 \\( \\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{p}}\\right) \\) 가 작아짐에 따라 증가하며 1 차 공진 주파수가 감소함에 따라 특히 고주파 대역에서 임피던스특성이 개선됨을 알 수 있는가?",
"제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일의 1 차 공진 주파수는 기생 커패시턴스 \\( \\left(\\mathrm{C}_{\\mathrm{p}}\\right) \\) 가 작아짐에 따라 증가하며 1 차 공진 주파수가 증가함에 따라 특히 무엇이 개선됨을 알 수 있는가?",
"본 논문에서 제안한 기생 커패시턴스 증감형 Hybrid 초크 코일은 다양한 분야에 응용되리라 사료되는가?",
"향후 LED-TV SMPS를 포함한 LED 조명, Note-PC Adapter 등과 같은 다양한 분야에 본 논문에서 제안한 기생 인덕턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 응용되리라 사료되는가?",
"평각동선 권선방법을 채택함으로써 본 논문에서 제안한 기생 커패시턴스 저감형 Hybrid 초크 코일은 기존의 자동 권선형 공통 모드 초크 코일에 비해 기생인덕턴스 \\(\\left(\\mathrm{L}_{\\mathrm{p}}\\right) \\) 을 저감할 수 있는가?"
] |
d8a5b4d5-ae94-4bdb-ac1a-424b69f8f4bd
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>Ⅱ. 피트백 전계효과 트랜지스터의 다양한 구조와 동작 메커니즘</h1><p>피드백 전계효과 트랜지스터는 2008년에 처음 제안되어 그림 1에서 볼 수 있듯이 현재까지 다양한 구조로 연구가 진행되고 있다. 피드백 전계효과 트랜지스터는 기본적으로 순방향 전압이 인가된 \( p-i-n \) 다이오드에서 동작한다. \( p-i-n \) 다이오드의 채널영역 내부에 전자와 정공의 유입을 제한하는 전위 장벽 (potential barrier)을 형성하고 이 장벽을 조절함으로써 소자를 동작시키게 되는데 이 전위 장벽 (potential barrier)을 형성시키는 방법에 따라 다양한 구조가 제안될 수 있고 각 구조에 따라 장단점이 존재한다. 처음으로 피드백 전계효과 트랜지스터의 특성을 확인한 구조는 그림 1(a)에서 볼 수 있는 게이트 전극 양 옆에 gate-sidewall charge spacer가 존재하는 구조이다. 높은 전압의 프로그래밍 조건에 따라 각 spacer에 전자와 정공을 각각 주입시키고 이를 통해 채널 영역의 전위 장벽 (potential barrier)을 형성시키는 방법을 활용한다. 하지만 spacer가 존재하는 구조의 경우 소자를 동작시키기 이전에 프로그래밍 조건을 거쳐야하고 기존 공정에 추가적인 공정이 필요하게 되는 것과 더불어 반복적인 소자 동작으로 spacer 영역의 불안정성으로 인해 안정적인 소자 특성을 얻을 수 없다는 단점이 존재한다. 이를 극복하기 위해 그림 1(b), (c), (d)에서 볼 수 있는 기존 spacer를 추가적인 전극으로 대체하거나 채널 영역에 높은 농도로 도핑된 영역을 형성하는 구조가 제안되었다. 이 두 가지 타입의 구조는 비교적 소자의 안정성이 확보된 피드백 전계효과 트랜지스터를 구현가능하게 한다. 그림 1(b) 구조의 경우 채널 영역 전체에 bottom gate 전압을 인가시키고 게이트 전압에 의해 추가적으로 채널 영역에 전위 장벽 (potential barrier)을 형성한다. 그림에서 볼 수 있듯이 게이트 전극의 위치 그리고 각 전극에 인가된 전압에 따라 \( n \)-type 혹은 \( p \)-type 소자로 구동가능하게 한다. (논문에 따라 FBFET를 \( \mathrm{Z}^{2}\)-FET로 정의하기도 한다.) 그림 1(c) 구조는 채널 영역의 일부에 도핑을 함으로써 장벽을 형성한 구조로 게이트, 소스, 드레인 전극 이외에 추가되는 전극이 없기 때문에 기존 MOSFET 소자와 마찬가지로 3단자 소자로서의 장점을 갖는다. 그림 (d)에 표현된 진성 채널 영역에 2개의 게이트 전극을 배치한 구조는 비록 추가적인 전극 배치가 필요하고 그 전극의 제어가 필요하기는 하나 단일 소자에서 바이어스 조건에 따라 \( n \)-type 혹은 \( p \)-type 소자로 동작할 수 있는 장점이 존재한다.</p><p>앞서 설명했듯이 피드백 전계효과 트랜지스터를 구현하는 구조는 여러 가지가 존재하나 기본적인 동작 메커니즘은 채널 내 피드백 현상에 의한 것으로 같다. 동작 메커니즘을 설명하기 위해 그림 1 (c)의 구조에서 피드백 메커니즘을 통해 동작하는 예를 그림 2에 표현하였다. 채널 영역에 \( p^{+} \)드레인 영역으로부터 유입되는 정공을 막는 전위 장벽 (potential barrier)과 \( n^{+} \)소스 영역으로부터 유입되는 전자를 막는 전위 장벽 (potential barrier)을 앞서 언급한 다양한 방법을 통해 형성하면 소자의 off 상태를 유지하게 된다. 게이트 전극에 양전압이 인가됨에 따라 전위 장벽 (potential barrier)을 넘어 소스 영역에서 공급된 전자는 드레인 영역 근처에 있는 전위 우물 (potential well)에 축적되고 이에 따라 그 위치에 전위장벽 (potential barrier)이 낮아지게 된다. 낮아진 장벽은 드레인 영역으로부터 정공의 유입을 가능하게 하고 장벽을 넘어온 정공은 게이트 전극 아래 채널 영역에 존재하는 전위 우물 (potential well)에 축적되어 장벽을 더욱 낮추게 한다. 이로 인해 추가적인 전압의 인가 없이 추가적인 전자의 유입이 가능하게 되고 짧은 시간동안 같은 현상이 반복되어 채널 영역 내부에 형성된 2 개의 전위 장벽 (potential barrier)은 사라지게 된다. 이와 같은 피드백 메커니즘에 의해서 소자는 이상적인 스위칭 특성 \( (\sim 0 \mathrm{mV} / \mathrm{dec}) \) 을 보이면서 높은 드레인 전류가 흐를 수 있게 되며 전자와 정공이 채널 영역에 축적 (accumulation)되면서 소자가 동작하기 때문에 히스테리시스 특성이 나타나게 되고 이를 통해 휘발성, 비휘발성 메모리 등에 적용가능하다.</p>
|
[
"\\( p-i-n \\) 다이오드는 어떤 방향 전압이 인가되었어?",
"높은 전압의 프로그래밍 조건에 따라 각 spacer에 전자와 정공을 각각 주입시켜 채널 영역의 전위 장벽을 형성시키는게 맞아?",
"spacer가 존재하는 구조에서 안정적 소자의 특성을 얻기 위해서는 어떻게 해야해?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 어떤 방향 전합이 인가된 다이오드에서 동작해?",
"spacer가 존재하는 구조의 경우 반복적인 소자 동작으로 인해 spacer 영역의 불안정성으로 안정적 소자 특성을 얻을 수 없어?",
"\\( p-i-n \\) 다이오드는 순방향 전압이 인가된게 맞아?",
"\\( p-i-n \\) 다이오드의 채널영역 내부에 전자와 정공의 유입을 제한하는 장벽이 뭐야?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 순방향 전압이 인가된 \\( p-i-n \\) 다이오드에서 동작하는게 맞아?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 어떤 다이오드에서 동작해?",
"\\( p-i-n \\) 다이오드의 채널영역 내부에 전자와 정공의 유입을 제한하는 장벽은 전위 장벽 (potential barrier)이 맞아?",
"진성 채널 영역에 2개의 게이트 전극을 배치한 구조는 추가적 전극 배치가 필요하고 그 전극 제어가 필요하지만 어떤 장점이 존재해?",
"spacer가 존재하는 구조에서 안정적 소자의 특성을 얻기 위해 채널 영역에 높은 농도로 도핑된 영역을 형성하는 구조를 사용해야 해?",
"진성 채널 영역에 2개의 게이트 전극을 배치한 구조는 단일 소자에서 바이어스 조건에 따라 \\( n \\)-type 혹은 \\( p \\)-type 소자로 동작할 수 있다는 장점이 있어?",
"채널 영역의 전위 장벽을 어떻게 형성해?",
"채널 영역에서 다양한 방법을 통해 전위 장벽을 형성하면 소자의 off상태를 유지해?",
"게이트 전극에 양전압이 인가됨에 따라 전위 장벽 (potential barrier)을 넘어 소스 영역에서 공급된 전자는 드레인 영역 근처에 있는 전위 우물 (potential well)에 축적되는게 맞아?",
"spacer가 존재하는 구조에서 안정적인 소자의 특성을 어디 위해서는 기존 spacer를 추가적인 전극으로 대체해야 해?",
"채널 영역에서 다양한 방법을 통해 진위 장벽을 형성하면 소자는 어떤 상태를 유지해?",
"게이트 전극에 양전압이 인가됨에 따라 전위 장벽이 낮아지면 채널 영역 내부에 형성된 2개의 전위 장벽은 사라지는게 맞아?",
"게이트 전극에 양전압이 인가되어 전위장벽이 낮아지면 무엇이 사라져?",
"소자가 이상적인 스위칭 특성을 보이면 소자가 동작하기 때문에 어떤 특성이 나타나?",
"피드백 전계효과 트랜지스터를 구현하는 여러 구조들의 기본적인 동작 메커니즘이 채널 내 피드백 현상에 의한 것이라는 점이 공통점이 맞아?",
"spacer가 존재하는 구조에서 안정적인 소자의 특성을 얻기 위해 어떻게 해야해?",
"피드백 전계효과 트랜지스터를 구현하는 여러 구조들의 기본 동작 메커니즘이 뭐야?",
"게이트 전극에 양전압이 인감됨에 따라 전위 장벽을 넘어 소스 영역에서 공급된 전자는 어디에 축적돼?",
"소자가 이상적인 스위칭 특성을 보이면 히스테리시스 특성이 나타날 수 있어?",
"낮아진 장벽은 드레인 영역으로부터 무엇을 가능하게 해?",
"낮아진 장벽은 드레인 영역으로부터 정공으 유입을 가능하게 하는게 맞아?",
"전자와 정공이 히스테리시스 특성을 나타내면 휘발성, 비휘발성 메모리 등에 적용할 수 있어?",
"게이트 전극에 양전압이 인가됨에 따라 전위 장벽 (potential barrier)을 넘어 소스 영역에서 공급된 전자는 드레인 영역 근처에 있는 전위 우물 (potential well)에 축적되고 이에 따라 그 위치에 전위장벽 (potential barrier)이 낮아져?",
"게이트 전극에 양전압이 인가되면서 전위 장벽을 넘어 소스 영역에 공급된 전자가 드레인 영역 근처에 있는 전위 우물에 축적되면 그 위치의 전위 장벽은 어떻게 돼?",
"휘발성, 비휘발성 메모리에 적용하기 위해 어떤 특성이 필요해?",
"spacer가 존재하는 구조의 경우 왜 안정적 소자의 특성을 얻을 수 없어?"
] |
9a914cf7-49e3-4609-bac7-8318312e07fe
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>Ⅲ. 피드백 전계효과 트랜지스터의 적용 분야</h1><p>피드백 전계효과 트랜지스터는 전위 장벽 (potential barrier)의 상태에 따라 히스테리시스를 조절 가능하기 때문에 그림 5에서 보는 바와 같이 논리소자 및 휘발성/비휘발성 메모리에 적용가능하다. 그림 5(a)는 피드백 전계효과 트랜지스터로 구성된 인버터의 기본 특성을 보여준다. 히스테리시스가 존재하지 않는 특성을 가진 상황에서는 그림 5(a)에서 보는 것과 같이 논리소자로서 동작이 가능하다. 또한 히스테리시스 특성이 존재하여 히스테리시스 윈도우 (혹은 메모리 윈도우)가 형성된 경우에는 그림 5(b)에서 보는 바와 같이 휘발성 메모리인 capacitor-less 1-transistor dynamic random access memory (1T-DRAM)이나 1-transistor static random access memory (1T-SRAM)로 동작가능하다. 피드백 전계효과 트랜지스터가 휘발성 메모리로 활용될 경우 축전기 (capacitor)가 필요 없거나 혹은 최소 6개의 트랜지스터로 구성된 SRAM의 구성을 기존의 MOSFET 소자로 구성된 휘발성 메모리에서보다 크게 줄일 수 있어 회로 집적도를 급격히 향상시킬 수 있을뿐더러 좋은 스위칭 특성으로 소비전력을 더욱 줄일 수 있게 된다. 더욱이 피드백 전계효과 트랜지스터는 채널 내부의 피드백 현상을 사용하여 비휘발성 메모리인 Nand flash memory 로도 활용 가능하다. 이 원리를 활용한 비휘발성 소자의 경우에는 그림 5(c)에서 볼 수 있듯이 급격한 스위칭 특성으로 초저전력 구동이 가능하고 기존의 CMOS 공정을 그대로 사용가능하기 때문에 소자 제작이 용이하여 활용성이 높다.</p>
|
[
"피드백 전계효과 트랜지스터는 전위 장벽 (potential barrier)의 상태에 따라 히스테리시스를 조절 가능하기 때문에 논리소자 및 휘발성/비휘발성 메모리에 적용가능한가?",
"히스테리시스가 존재하지 않는 특성을 가진 상황에서는 논리소자로서 동작이 가능한가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터가 휘발성 메모리로 활용될 경우 최소 6개의 트랜지스터로 구성된 SRAM의 구성을 기존의 MOSFET 소자로 구성된 휘발성 메모리에서보다 크게 줄일 수 있는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터가 휘발성 메모리로 활용될 경우 축전기 (capacitor)가 필요 없는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터가 휘발성 메모리로 활용될 경우 회로 집적도를 급격히 향상시킬 수 있을뿐더러 좋은 스위칭 특성으로 소비전력을 더욱 줄일 수 있나?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 채널 내부의 피드백 현상을 사용하여 비휘발성 메모리인 Nand flash memory 로도 활용 가능한가?",
"히스테리시스 특성이 존재하여 히스테리시스 윈도우 (혹은 메모리 윈도우)가 형성된 경우에는 휘발성 메모리인 capacitor-less 1-transistor dynamic random access memory (1T-DRAM)이나 1-transistor static random access memory (1T-SRAM)로 동작가능한가?",
"본문에 원리를 활용한 비휘발성 소자의 경우에는 급격한 스위칭 특성으로 초저전력 구동이 가능하고 기존의 CMOS 공정을 그대로 사용가능하기 때문에 소자 제작이 용이하여 활용성이 높은가?"
] |
cb940dd4-2dce-4aed-9590-f014e307759e
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>1960 년대에 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터 (MOSFET)가 발명된 이래로 MOSFET 소자는 집적도 및 성능향상 그리고 공정비용 감소 등을 위해 반세기동안 꾸준히 회로선폭이 감소 되어왔다. 하지만 많은 장점에도 불구하고 소자의 크기가 줄어듦에 따라 누설전류 (leakage current)가 크게 증가하게 되고 이로 인해 급격하게 증가한 누설전력 (leakage power)이 동적전력 (dynamic power) 소모를 넘어서게 되면서 갈수록 문제점을 심화시키고 있는 상황이다. MOSFET 소자는 열적 주입 (thermal injection)을 활용하는 동작원리 때문에 \( 60 \mathrm{mV} / \mathrm{dec} \) 이하의 문턱전압이하 기울기 (subthreshold swing) 를 갖는 것이 이론적으로 불가능하다고 알려져 있다. 이 이론적 한계는 기존의 소자로는 누설 전력을 줄이기가 어렵다는 것을 의미하고 결국 새로운 동작원리를 가지는 소자의 필요성이 대두되게 된다. 지금까지 터널링 효과를 활용한 터널링 전계효과 트랜지스터 (TFET), 전자 사태 항복을 활용한 충돌 이온화 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터 (IMOS), 채널 내의 전자와 정공의 피드백 효과를 활용한 피드백 전계효과 트랜지스터 (FBFET) 등과 같은 다양한 소자들이 제안되어 왔는데 이중에서도 피드백 전계효과 트랜지스터는 \( 0 \mathrm{mV} / \mathrm{dec} \) 에 가까운 이상적인 스위칭 특성과 함께 전하 축적에 의한 히스테리시스 특성에 의해 다양한 전자소자로 활용이 가능하기 때문에 최근 활발히 연구되고 있다.</p><p>본 논문에서는 피드백 전계효과 트랜지스터의 지금까지 제안된 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터와 그 동작원리에 관해 자세히 확인하고 그 적용 분야에 대해 알아보고자 한다.</p>
|
[
"이론적 한계는 기존의 소자로는 누설 전력을 줄이기가 어렵다는 것을 의미하고 결국 새로운 동작원리를 가지는 소자의 필요성이 대두되게 되는가?",
"급격하게 증가한 누설전력 (leakage power)이 동적전력 (dynamic power) 소모를 넘어서게 되면서 갈수록 문제점을 심화시키고 있는 상황인가?",
"많은 장점에도 불구하고 소자의 크기가 줄어듦에 따라 누설전류 (leakage current)가 크게 증가하게 되는가?",
"본 논문에서는 피드백 전계효과 트랜지스터의 지금까지 제안된 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터와 그 동작원리에 관해 자세히 확인하고 그 적용 분야에 대해 알아보고자 하는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 0mV/dec 에 가까운 이상적인 스위칭 특성과 함께 전하 축적에 의한 히스테리시스 특성에 의해 다양한 전자소자로 활용이 가능하기 때문에 최근 활발히 연구되고 있나?",
"1960 년대에 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터 (MOSFET)가 발명된 이래로 MOSFET 소자는 집적도 및나 성능향상 그리고 공정비용 감소 등을 위해 반세기동안 꾸준히 회로선폭이 감소 되어왔나?",
"MOSFET 소자는 열적 주입 (thermal injection)을 활용하는 동작원리 때문에 60mV/dec 이하의 문턱전압이하 기울기 (subthreshold swing) 를 갖는 것이 이론적으로 불가능하다고 알려져 있나?"
] |
2afdc1dd-c278-46a2-bc08-7e3306dca61d
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>요 약</h1><p>피드백 전계효과 트랜지스터는 채널 내부의 전자와 정공의 의해 발생하는 피드백 현상으로 이상적인 스위칭 특성을 갖기 때문에 최근 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있다. 이 새로운 동작원리를 가지는 소자는 초저전력 스위칭 전자소자로 동작이 가능할 뿐만 아니라 채널 내부에 축적된 전자와 정공에 의한 히스테리시스 특성으로 메모리 소자로도 동작 가능하여 그 활용 범위가 넓다. 본 논문에서는 지금까지 제안된 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터와 그 동작 메커니즘에 관해 확인하고 적용 가능 분야에 대해서 살펴본다.</p>
|
[
"본 논문에서는 지금까지 제안된 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터와 그 동작 메커니즘에 관해 확인하고 적용 가능 분야에 대해서 살펴보는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 채널 내부의 전자와 정공의 의해 발생하는 피드백 현상으로 이상적인 스위칭 특성을 갖기 때문에 최근 세계적으로 많은 연구가 진행되고 있나?",
"새로운 동작원리를 가지는 소자는 초저전력 스위칭 전자소자로 동작이 가능할 뿐만 아니라 채널 내부에 축적된 전자와 정공에 의한 히스테리시스 특성으로 메모리 소자로도 동작 가능하여 그 활용 범위가 넓은가?"
] |
17a940bc-31bb-40f6-8080-3d03919d1e18
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>Ⅱ. 피드백 전계효과 트랜지스터의 전기적 특성</h1><p>피드백 현상에 의해 동작하는 소자의 경우 그림 3에서 볼수 있듯이 밴드 간 터널링이나 전자 사태 항복을 활용한 소자에 비해 낮은 동작전압으로 이상적인 스위칭 특성을 보이기 때문에 전기적으로 그 특성이 매우 우수하다고 볼 수 있다. 터널링 전계효과 트랜지스터의 경우 동작전압이 낮은 반면에 문턱전압이하의 기울기가 \( 40^{\sim} 50 \mathrm{mV} / \mathrm{dec} \) 정도로 MOSFET 소자의 특성에 비해 뛰어나지만 동작원리 상 이상적인 스위칭 특성을 보이기 어렵고 충격 이온화 금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터는 이상적인 스위칭 특성을 보이지만 실리콘 채널을 사용한 경우 \( 10 \mathrm{V} \) 이상의 동작전압이 요구된다.</p><p>피드백 전계효과 트랜지스터는 이상적인 스위칭 특성을 가질 뿐 아니라 그림 4에서 보는 바와 같이 전류-전압 곡선에서 히스테리시스 특성을 보인다. 그림 4(a)는 \( I_{\mathrm{DS}}-V_{\mathrm{GS}} \) 곡선을 보여주는 것으로 소자 채널 길이에 따라 히스테리시스 특성이 변하는 것을 보여 준다. 피드백 전계효과 트랜지스터는 채널 영역에 형성된 전위 장벽 (potential barrier)에 상태에 따라 그 전기적 특성이 좌우된다. 그렇기 때문에 장벽의 상태에 영향을 줄 수 있는 채널의 길이/두께, 게이트 절연체의 종류/두께, 채널에 인가된 전압 등과 같은 요소는 그 특성을 변하게 한다. 또한 그림 4(b)에서 볼 수 있는 \( I_{\mathrm{DS}}- V_{\mathrm{DS}} \) 곡선에서도 히스테리시스 특성을 보이게 되는데 이는 동작 시에 에너지 밴드 다이어그램의 형태를 보면 이해 할 수 있다. 동작 상황에서 \( p-n-p-n \) 혹은 \( p-n-i-p-n \)과 같은 형태로 에너지 밴드가 형성되고 이는 기존에 \( p-n-p-n \) 구조로 동작하는 사이리스터 소자와 유사한 상황이 된다. 물론 주로 충돌 이온화 (impact ionization)에 의해 동작하는 이 소자와는 동작에서 차이를 보이지만 그림 4(b)에서 볼 수 있는 스냅백 현상과 같은 특성이 그 동작의 유사성을 증명한다.</p>
|
[
"피드백 현상의 의해 동작하는 소자가 밴드 간 터널링이나 전자 사태 항복을 활용한 소자에 비해 우수하다고 판단되는 이유는 무엇인가?",
"본문 내용에서 동작전압이 낮은 반면 문턱전압이하의 기울기가 40 ∼ 50 mV / dec 정도로 동작원리상 이상적인 스위칭의 특성을 보이기 어려운 것은?",
"충격 이온화-금속-산화막-반도체 전계효과 트랜지스터는 실리콘 채널을 사용할 경우 요구되는 전압의 양은 무엇인가?",
"다음의 보기중에서, 이상적인 스위칭을 보이지만 실리콘 채널을 사용한 경우 10V 이상의 동작전압이 요구되는 것은 무엇인가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 전류-전압 곡선에서 히스테리시스 특성을 보이는데, 소자 채널 길이에 따라 특성이 변하는 것을 보여주는 곡선의 이름은?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 동작상황에서 어떠한 형태의 에너지 밴드가 형성되는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 전위 장벽에 상태에 따라 전기적 특성이 좌우되는데, 보기 중에서 장벽의 상태에 영향을 주는 것이 아닌 것은?"
] |
52997af9-49cb-4323-bef4-085a5333937e
|
인공물ED
|
피드백 전계효과 트랜지스터에 대한 리뷰: 동작 메커니즘과 적용 분야
|
<h1>Ⅳ. 결론</h1><p>본 논문에서는 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터를 확인하고 그 동작 원리인 피드백 동작 메커니즘에 관하여 살펴보았다. 피드백 전계효과 트랜지스터는 채널내부에 피드백 현상을 유도하여 급격한 스위칭 특성을 가질 뿐만 아니라 채널에 존재하는 전자와 정공에 의한 히스테리시스 특성으로 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 등에 적용 가능하기 때문에 그 활용가치가 매우 높다. 앞으로 관련 연구가 꾸준히 진행된다면 기존의 MOSFET 소자를 대체할 차세대 초저전력/고성능 소자가 될 것으로 기대한다.</p>
|
[
"본 논문에서 다양한 구조의 피드백 전계효과 트랜지스터를 확인하고 무엇에 관하여 탐색했는가?",
"본 논문에서는 무엇을 확인했어?",
"무엇을 본 논문에서 확인했지",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 어떤 현상을 유도해?",
"피드백 전계효과 트랜지스터의 경우 어떤 현상을 유도해",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 기존의 어떤 것을 대체할 차세대 초저전력/고성능 소자로 보고 있는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 어떤 특성을 가지고 있어?",
"피드백 전계효과 트랜지스터가 지니고 있는 것은 어떤 성질을 지니고있니",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 히스테리시스 특성이 있기 때문에 어디에 적용이 가능해?",
"피드백 전계효과 트랜지스터는 미래에 어떤 소자가 될 것이라고 하고 있는가?",
"피드백 전계효과 트랜지스터가 미래에는 기존의 MOSFET 소자를 대체할 수 있을것 이라고 보고 있는가?"
] |
7d4ac666-8910-4dd0-912e-1c60e22f1ce7
|
인공물ED
|
저전압 저전력 CMOS 복합 트랜스컨덕터 설계
|
<h1>Ⅱ. 개선된 동작 영역을 갖는 복합 트랜지스터</h1> <p>이장에서는 기존의 복합 트랜지스터의 문제점을 개선한 동작 영역이 향상된 복합 트랜지스터를 제안한다. 또한 제안된 회로의 바이어스 전류원에 의한 동작 영역의 제한에 대해서 고찰한다.</p> <h2>1. 기본적인 복합트랜지스터</h2> <p>그림 1은 기본적인 복합 트랜지스터이고 전류 전압 관계식은 다음과 같다.</p> <p>\( I_{1}=\frac{K_{e q}}{2}\left(V_{g s}-V_{T e q}\right)^{2} \)<caption>(1)</caption></p> <p>여기서 \( K_{e r i} \)와 \( V_{\text {Terit}} \)는 복합 트랜지스터의 등가 트랜스 컨덕턴스 파라미터와 문턱 전압이고 식(2)과 (3)로 표현된다.</p> <p>\( \frac{1}{\sqrt{K_{e q}}}=\frac{1}{\sqrt{K_{n}}}+\frac{1}{\sqrt{K_{p}}} \)<caption>(2)</caption></p> <p>\( V_{T e q}=V_{T_{n}}+\left|V_{T_{p}}\right| \)<caption>(3)</caption></p> <p>여기서 \( V_{T n}, V_{T p} \)는 NMOS, PMOS 트랜지스터의 문턱 전압이다. 그림 1(c)는 복합 트랜지스터의 동작 영역을 나타낸 것으로 \( V_{g s} \geq V_{T n}+\left|V_{T p}\right| \) 조건을 만족할 때 동작하게 된다.</p> <h2>2. 저전압 복합트랜지스터</h2> <p>그림 2(a)는 문턱 전압이 감소된 저전압 복합 트랜지스터이다. 그림 1(a)의 N1과 P1사이에 전압 레벨 시프트 역할을 하는 다이오드 연결된 NMOS 트랜지스터 N2와 바이어스 전류원 \( I_{B} \)에 의해 문턱 전압이 감소한다. 저전압 복합 트랜지스터의 문턱 전압은 식(4)와 같다.</p> <p>\( V_{T i \psi}=\left|V_{T_{p}}\right|-\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{n 2}}} \)<caption>(4)</caption></p> <p>여기서 \( K_{n2} \)는 다이오드 연결된 트랜지스터 N2의 트랜스컨덕턴스 파라미터이다. 식(4)의 문턱 전압이 식(3)의 문턱 전압 보다 작게되어 그림 2(b)의 동작 영역이 그림 1(c)보다 확장된다.</p> <p>그림 2의 저전압 복합 트랜지스터는 향상된 동작 영역에도 불구하고 개선의 여지를 가지고 있다. 즉 문턱 전압을 더 감소시킬 수 있다.</p> <h2>3. 제안된 복합트랜지스터</h2> <p>그림 3은 제안된 분합 트랜지스터 Ⅰ 이다. 그림 2(a)에서 다이오드 연결된 N2에 P형 폴디드(P-type folded) 복합 트랜지스터를 연결한다. 여기서 P2의 외형비를 P1 보다 크게 하면 문턱 전압이 크게 감소한다. 그림 3(a)에서 N1, N2, P1, P2의 드레인 전류는 다음과 같다.</p> <p>\( I_{1}=\frac{K_{n 1}}{2}\left(V_{g}-V_{\mathrm{r}}-V_{T n}\right)^{2} \)<caption>(5)</caption></p> <p>\( I_{2}=\frac{K_{n 2}}{2}\left(V_{y}-V_{x}-V_{T_{n}}\right)^{2} \)<caption>(6)</caption></p> <p>\( I_{3}=\frac{K_{b 2}}{2}\left(V_{z}-V_{y}-\left|V_{T p}\right|\right)^{2} \)<caption>(7)</caption></p> <p>\( I_{4}=\frac{K_{p l}}{2}\left(V_{2}-V_{s}-\left|V_{T p}\right|\right)^{2} \)<caption>(8)</caption></p> <p>식(5)~(8)를 전압에 대한 관계식으로 나타내면 다음과 같다.</p> <p>\( V_{g}-V_{x}=\sqrt{\frac{2 I_{1}}{K_{n 1}}}+V_{T_{n}} \)<caption>(9)</caption></p> <p>\( V_{y}-V_{x}=\sqrt{\frac{2 I_{2}}{K_{n 2}}}+V_{T n} \)<caption>(10)</caption></p> <p>\( V_{z}-V_{y}=\sqrt{\frac{2 I_{3}}{K_{t j^{2}}}}+\left|V_{T p}\right| \)<caption>(11)</caption></p> <p>\( V_{z}-V_{s}=\sqrt{\frac{2 I_{4}}{K_{p l}}}+\left|V_{T p}\right| \)<caption>(12)</caption></p> <p>식(9)~(12)를 \( V_{g s} \)로 나타내면 식(13)과 같다.</p> <p>\( V_{g s}=\sqrt{\frac{2 I_{1}}{K_{n 1}}}-\sqrt{\frac{2 I_{2}}{K_{n 2}}}-\sqrt{\frac{2 I_{3}}{K_{p 2}}}+\sqrt{\frac{2 I_{4}}{K_{p 1}}} \)<caption>(13)</caption></p> <p>그림 3(a)에서 \( I_{B}=I_{2}, \quad 2 I_{B}=I_{1-I_{2}}+I_{3}, \quad I_{B} I_{4}+I_{1} \)이므로 \( I_{B} I_{1}+I_{3}=I_{3}+I_{4} \) 가 되어 식(13)은 식(14)로 나타낼 수 있다.</p> <p>\( I_{1}=\frac{K_{e q}}{2}\left(V_{g s}-V_{T e q}\right)^{2} \)<caption>(14)</caption></p> <p>여기서 \( K_{e q} \) 와 \( V_{T e q} \)는 제안된 복합 트랜지스터 Ⅰ 의 등가 트랜스컨덕턴스 파라미터와 문턱 전압이고 식(15)와 (16)으로 표현된다.</p> <p>\( \frac{1}{\sqrt{K_{e q}}}=\frac{1}{\sqrt{K_{n 1}}}+\frac{1}{\sqrt{K_{p 1}}} \)<caption>(15)</caption></p> <p>\( V_{T e q}=-\left(\sqrt{\frac{2 I_{B}}{K_{n 2}}}+\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{p 2}}}\right) \)<caption>(16)</caption></p> <p>식(3), (4), (16)으로부터 제안된 회로가 가장 낮은 문턱 전압을 갖게되어 동작 영역이 증가하게 된다. 식(16)이 음의 문턱 전압은 갖게되어 \( \left.V_{g s}\right\rangle\left|V_{T e q}\right| \)를 만족할 때 식(14)에서 \( V_{g s} \)는 음의 값을 갖을 수 있고 그림 3(a)에서 \( \mathrm{N} 1 \)의 \( V_{g} \)가 \( \mathrm{P} 1 \)의 \( V_{s} \)보다 작은 경우에도 동작할 수 있다.</p> <p>제안된 복합 트랜지스터의 N1과 P1이 포화 영역에서 동작하기 위한 조건은 \( V_{g} \geq V_{d s, s a t, 2 I_{n}}+V_{T_{n}} \)이고. \( V_{s} \) s \( V_{D D}-V_{d s, s a t, I B}-\left|V_{T_{D}}\right| \)이다. 여기서 \( V_{d s, s a t, 2 I_{B}} \)와 \( V_{d s, s a t, . I B} \)는 바이어스 전류원 \( I_{B} \)가 포화 영역에 동작하기 위한 전압이다. \( V_{g s} \)의 최소 값은 \( V_{g} \)의 최소 값에서 Vs의 최대 값 빼면 얻을 수 있고 식(17)과 같다.</p> <p>\( \begin{aligned} V_{g s, \min } &=V_{g, \min }-V_{s, \max } \\ &=V_{d s, s a t, 2 I_{n}}+V_{T n}-V_{D D}+V_{d s, s a t, I_{B}}+\left|V_{T_{p}}\right| \end{aligned} \)<caption>(17)</caption></p> <p>여기서 \( V_{T n}=\left|V_{T_{D}}\right|=V_{T}, \quad V_{d k, s a t, 2 I_{n}}=V_{d k, s a t, I_{n}}=V_{d s, s a t} \)라고 가정하면 식(17)은 다음과 같이 간략화 할 수 있다.</p> <p>\( V_{g s, \text { min }}=2\left(V_{d s, s u t}+V_{T}\right)-V_{D D} \)<caption>(18)</caption></p> <p>식(18)을 식(16)보다 크게 설계하면, N1과 P1이 동작하는 모든 영역에서 동작이 가능하게 되므로 그림 3(b)과 같은 동작 영역을 얻을 수 있다.</p> <p>그림 3(a)의 제안된 복합 트랜지스터는 N2와 P2를 동작시키기 위해 각각의 바이어스 전류원이 필요하다. 따라서 그림 2(a)의 복합 트랜지스터에 비해 전력 소모가 증가하는 단점을 가진다. 이러한 단점을 보완하기 위해 그림 4와 같이 그림 1의 N1과 P1의 소스에 N2와 P2를 삽입하여 복합 트랜지스터를 구성하였다. 항상 포화 영역에서 동작하는 복합 다이오드 N1과 P1의 전압 레벨 시프트를 역할을 한다.</p> <p>그림 4의 복합 트랜지스터 Ⅱ의 각 트랜지스터의 드레인 전류를 전압에 관한 식으로 나타내면 다음과 같다.</p> <p>\( V_{g}-V_{x}=\sqrt{\frac{2 I_{1}}{K_{n 1}}}+V_{T_{n}} \)<caption>(19)</caption></p> <p>\( V_{y}-V_{x}=\sqrt{\frac{2 I_{2}}{K_{n 2}}}+V_{T n} \)<caption>(20)</caption></p> <p>\( V_{z}-V_{y}=\sqrt{\frac{2 I_{3}}{K_{p 2}}}+\left|V_{T_{p}}\right| \)<caption>(21)</caption></p> <p>\( V_{z}-V_{s}=\sqrt{\frac{2 I_{4}}{K_{p 1}}}+\left|V_{T p}\right| \)<caption>(22)</caption></p> <p>그림 4(a)에서 \( I_{2}=I_{3}, I_{B}=I_{1}+I_{2}=I_{3}-I_{4} \)이므를 \( I_{1}=I_{4} \)가 된다. \( I_{1} \)에 대한 전류를 구하면 식(23)과 같고 \( V_{\mathrm{Teq}} \)와 \( K_{e q} \)는 식(24)과 (25)로 나타낼 수 있다.</p> <p>\( I_{1}=\frac{K_{e q}}{2}\left(V_{g s}-V_{T e q}\right)^{2} \)<caption>(23)</caption></p> <p>\( \frac{1}{\sqrt{K_{e q}}}=\frac{1}{\sqrt{K_{n 1}}}+\frac{1}{\sqrt{K_{p l}}} \)<caption>(24)</caption></p> <p>\( V_{T e q}=-\left(\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{n 2}}}+\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{p i}}}\right) \)<caption>(25)</caption></p> <p>식(25)과 (16)의 문턱 전압은 차이를 보이지만 \( \mathrm{IB} \gg \mathrm{I1} \) 조건에서 두 식은 같다.</p> <table border><caption>표 1. 복합 트랜지스터의 특성 비교</caption> <tbody><tr><td></td><td colspan=2>Threshold voltage \( \left(V_{T}\right) \) [\( \mathrm{V} \)]</td><td>Total current [\( \mathrm{A} \)]</td></tr><tr><td>Conventional composite transistor [4]</td><td colspan=2>\( V_{T e q}=V_{T n}+\left|V_{T p}\right| \)</td><td>\( I_{1} \)</td></tr><tr><td rowspan=3>Low voltage composite transistor [9]</td><td rowspan=3 colspan=2>\( V_{T e q}=\left|V_{T p}\right|-\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{n 2}}} \)</td><td rowspan=3>\( I_{1}+I_{B} \)</td></tr><tr></tr><tr></tr><tr><td rowspan=3>The proposed composite transistor Ⅰ</td><td rowspan=3 colspan=2>\( V_{T e q}=-\left(\sqrt{\frac{2 I_{B}}{K_{n 2}}}+\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{p 2}}}\right) \)</td><td rowspan=3>\( I_{1}+2 I_{13} \)</td></tr><tr></tr><tr></tr><tr><td rowspan=3>The proposed composite transistor Ⅱ</td><td rowspan=3 3 colspan=2>\( V_{T e q}=-\left(\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{n 2}}}+\sqrt{\frac{2\left(I_{B}-I_{1}\right)}{K_{p 2}}}\right) \)</td><td rowspan=3 >\( I_{1}+I_{B} \)</td></tr></tbody></table> <p>표 1은 그림 1의 기본적인 복합 트랜지스터, 그림 2의 저전압 복합 트랜지스터, 제안된 복합 트랜지스터 Ⅰ, Ⅱ의 특성을 비교하였다.</p>
|
[
"그림 1(c)는 어떻게 동작해?",
"그림 2(a)는 복합 트랜지스터를 어떻게 연결해?",
"그림 2(b)의 동작 영역이 어떻게 그림 1(c)보다 어떻게 확장돼?",
"제안된 회로를 어떻게 고찰해?",
"3(b)과 같은 동작 영역을 어떻게 얻을 수 있어?",
"\\( K_{e r i} \\)와 \\( V_{\\text {Terit}} \\)는 어떻게 표현돼?",
"저전압 복합 트랜지스터의 문턱 전압이 어떻게 감소해?",
"\\( V_{g s} \\)는 어떻게 음의 값을 가질 수 있어?",
"제안된 복합 트랜지스터는 복합 트랜지스터에 비해 단점을 어떻게 가져?",
"동작 영역이 어떻게 증가해?",
"복합 다이오드는 어떻게 역할해?",
"식(13)은 식(14)로 어떻게 나타낼 수 있어?",
"단점을 보완하기 위해 복합 트랜지스터를 어떻게 구성했어?",
"문턱 전압이 어떻게 감소해?",
"표 1은 특성을 어떻게 비교했어?",
"\\( V_{\\mathrm{Teq}} \\)와 \\( K_{e q} \\)는 어떻게 나타낼 수 있어?",
"Low voltage composite transistor [9]의 Threshold voltage \\( \\left(V_{T}\\right) \\) [\\( \\mathrm{V} \\)]값은 뭐야?",
"Conventional composite transistor [4]의 Total current [\\( \\mathrm{A} \\)]의 값은 뭐야?",
"Low voltage composite transistor [9]의 Total current [\\( \\mathrm{A} \\)]의 값은 뭐야?",
"The proposed composite transistor Ⅰ의 Total current [\\( \\mathrm{A} \\)]값은 뭐야?",
"The proposed composite transistor Ⅱ의 Threshold voltage \\( \\left(V_{T}\\right) \\) [\\( \\mathrm{V} \\)]값은 뭐야?",
"The proposed composite transistor Ⅰ의 Threshold voltage \\( \\left(V_{T}\\right) \\) [\\( \\mathrm{V} \\)]값은 뭐야?",
"Conventional composite transistor [4]의 Threshold voltage \\( \\left(V_{T}\\right) \\) [\\( \\mathrm{V} \\)]값은 뭐야?",
"The proposed composite transistor Ⅱ의 Total current [\\( \\mathrm{A} \\)]값은 뭐야?"
] |
1515d37e-4bf7-4cd7-a02c-5ca2fd5de3a3
|
인공물ED
|
다중 피연산자 십진 CSA와 개선된 십진 CLA를 이용한 부분곱 누산기 설계
|
<h1>IV. 실험 결과 및 성능 분석</h1><h2>1. 시뮬레이션 및 겁증</h2><p>본 논문에서 제안한 부분곱 축약 단계는 Verilog HDL을 이용해 설계하였고 정확한 동작을 검증하기 위해 Mentor Graphics사의 ModelSim을 사용하여 RTL 시뮬레이션을 수행하였다. 우선 하위 모듈을 설계하고 시뮬레이션을 통해 검증한 후에 상위 모듈을 구성하는 방식으로 설계를 진행하였다.</p><h2>2. 실험 결과</h2><p>제안한 부분곱 축약 단계의 성능 평가를 위해서 기존의 일반 방법들을 이용한 부분곱 축약 단계와 제안한 부분곱 축약 단계를 동일한 ASIC 환경에서 합성하여 이를 비교한다. 설계된 모듈은 Synopsys사의 Design Complier를 사용하였고, 논리 합성을 위해 SMIC사의 \( 180 \mathrm{~nm} \) CMOS 공정 라이브러리를 사용했다.</p><p>표 1과 2는 기존의 일반적인 방법들을 이용한 부분곱 축약 단계와 제안한 부분곱 축약 단계를 동일한 환경에서 동일한 제약조건을 이용하여 합성한 결과이다.</p><p>M. Zhu의 부분곱에 대한 합성 결과에서 기존의 일반 십진 CLA 방법을 이용한 부분곱 축약 단계의 임계경로 지연시간은 \( 2.37 \mathrm{~ns} \) , 면적은 \( 154190.9 \mu m^{2} \) 를 얻을 수 있었고 제안한 부분곱 축약 단계를 적용하면 임계경로 지연시간은 \( 2.05 \mathrm{~ns} \), 면적은 \( 132747.9 \mu \mathrm{m}^{2} \) 을 얻을 수 있었다. T. Lang의 부분곱에 대한 합성 결과에서 일반 십진 CSA 방법을 이용한 축약 단계의 지연시간은 \(4.16 \mathrm{~ns} \), 면적은 \( 309861.1 \mu m^{2} \) 을 얻을 수 있었고 제안한 부 분곱 축약 단계의 임계경로 지연시간은 \( 4.09 \mathrm{~ns} \), 면적 은 \( 248974.7 \mu m^{2} \) 을 얻을 수 있었다.</p><p>그림 6는 M. Zhu의 부분곱에 대한 일반 축약 단계와 제안한 축약 단계의 각 단계별 지연사간을 분석한 결과이고, 그림 7는 각 단계별 면적을 분석한 결과이다. 제안한 부분곱 축약 단계에서는 1단계, 2단계, 3단계에서 사용된 가장 복잡한 다중 피연산자 십진 CSA가 더 큰 가중치를 가지는 위치에 존재하기 때문에 각각 경로의 지연시간을 균등하게 만들었다. 그리고 앞의 세 단계에서 일반 십진 CLA로 부분곱을 축약하는 방식과 비교했을 때 제안하는 다중 피연산자 십진 CSA는 부분곱을 빠르게 축약할 수 있는 것을 확인할 수 있다. 1단계에서의 지연시간은 \( 0.62 \mathrm{~ns} \) 에서 \( 0.37 \mathrm{~ns} \) 로 약 \( 67.6 \% \) 감소하였고, 2 단계에서의 지연시간은 \( 0.63 \mathrm{~ns} \) 에서 \( 0.27 \mathrm{~ns} \) 로 약 \( 233.3 \% \) 감소하였고, 3 단계에서의 지연시간은 \( 0.44 \mathrm{~ns} \) 에서 \( 0.25 \mathrm{~ns} \) 로 약 \( 76.0 \% \) 감소하였다. 각 제안 하는 CSA는 최소 비트 수로 자릿수의 최댓값을 표현함 으로씨 면적은 단계마다 약 \( 22.3 \%, 15.7 \%, 21.1 \% \) 줄어 듦을 확인할 수 있다. 최종 합을 얻을 때 개선된 십진 CLA를 사용하면 일반 CLA보다 면적이 감소하고 병렬연산의 시간이 단축되지만 임계경로의 캐리 전달 시간과 면적이 6자리를 증가시키기 때문에 이전 세 단계의 지연시간보다 마지막인 4단계에서 각 자리의 결과 값이 더 느리게 연산된다. 그 결과 지연시간은 일반 방법인 24-digit CLA에 비해 약 \( 70.6 \% \) 증가하였고 면적은 약 \( 3.1 \% \) 증가함을 확인할 수 있다. 그러나 전체적으로 보았을 때 총 지연시간은 약 \( 15.6 \% \), 총 면적은 약 \( 16.2 \% \) 감소하는 결과를 얻을 수 있다.</p><p>다른 부분곱 축약 단계를 비교하기 위해 합성된 결과를 FO4 지연시간과 NAND2 등가게이트 면적으로 변환해야 한다. 하지만 부분곱 생성 단계에 따라 축약 단계의 아키텍처가 많이 다를 수 있기 때문에 축약 단계 사이의 비교는 의미가 없어 본 논문에선 생략한다.</p>
|
[
"부분곱 축약 단계는 정확한 동작을 검증하기 위해 어떻게 하였는가?",
"부분곱 축약 단계는 어떠한 방식으로 설계를 진행하였는가?",
"제안한 부분곱 축약 단계의 성능 평가를 위해서 어떻게 하였는가?",
"설계된 모듈은 논리 합성을 위해 어떠한 라이브러리를 사용했는가?"
] |
1ed2f833-4c30-4a53-84f9-14490326bb30
|
인공물ED
|
높은 선형성과 이득을 갖는 InGaP/GaAs HBT 증폭기 설계
|
<h1>III. 제작 및 측정</h1> <p>그림 6은 제작한 증폭기의 칩 사진을 보여주고 있다. 설계한 회로는 AWSC 사의 \( \mathrm{InGaP} / \mathrm{GaAs} \) HBT 공정을 통해 제작하였다. 증폭기의 크기를 줄이기 위하여 Metal layer를 3개를 사용하였다. 또한 달링턴 캐스코드 구조를 대칭적으로 배치하였으며, 열 방출의 효율을 높이기 위해 백비어(back-via)를 사용하였다. 칩의 사이즈는 \( 590 \times 580 ~\mu \mathrm{m}^{2} \)이며, \( 3.3 \mathrm{~V} \) 단일 전압에서 \( 49 \mathrm{~mA} \)의 동작 전류 특성을 확인하였다. 이는 시뮬레이션 결과인 \( 50.62 \mathrm{~mA} \)보다 \( 1.62 \mathrm{~mA} \) 작은 값이다. 시뮬레이션과 측정값과의 차이는 \( 3.2 ~\% \)로 통상적인 실험 오차 범위로 이해될 수 있다.</p> <p>측정을 위해 설계한 MMIC 베어칩(bare chip)을 플라스틱 패키지로 제작한 후 두께 \( 0.8 \mathrm{~mm} \)의 FR4 기판에 부착하였다. 그림 7은 제작된 증폭기의 소신호 측정 결과를 보여주고 있다. 측정 결과, 제작된 증폭기는 \( 3.5 \mathrm{~GHz} \)에서 \( 19.1 \mathrm{~dB} \)의 이득, \( 15.9 \mathrm{~dB} \)의 입력 반사손실과 \( 18.3 \mathrm{~dB} \)의 출력 반사손실을 갖는다. 그림 8은 제작된 저전력 증폭기에 \( 3.5 \mathrm{~GHz} \)에서 출력 \( 0 \mathrm{~dBm} \)을 갖는 \( 1 \mathrm{~MHz} \)의 톤 간격을 갖는 투톤(two-tone) 신호에 대한 응답을 보여주고 있다. 측정결 과, \( OIP_{3} \)는 \( 29.2 \mathrm{~dBm} \) 의 특성을 보였다. 이득부로 설계한 증폭기를 응용에 따라 최종부로 사용될 수 있어 전력부가 효율을 측정하였다. 그림 9는 \( 1 \mathrm{~dB} \)와 \( 8 \mathrm{~dB} \) 백오프(back-off)에서 측정한 전력부가효율(PAE: power added efficiency)을 보여주고 있다. \( 1 \mathrm{~dB} \) 백오프인 경우, \( 3.5 \mathrm{~GHz} \) 근처에서 PAE는 \( 13.5 ~\% \)의 특성을 보이고 있다. 표 1에 제작된 저전력 증폭기의 측정 결과를 요약하여 보여주고 있다.</p> <table border><caption>표 1. 제조된 앰프의 측정 요약</caption> <tbody><tr><td></td><td>Unit</td><td colspan=4>Test result</td></tr><tr><td>Freq.</td><td>\( \mathrm{MHz} \)</td><td>900</td><td>1,900</td><td>2,600</td><td>3,500</td></tr><tr><td>\( S_{21} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>23.7</td><td>21.8</td><td>20.6</td><td>19.1</td></tr><tr><td>\( S_{11} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>-17.8</td><td>21.8</td><td>-28.1</td><td>-15.9</td></tr><tr><td>\( S_{22} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>-17.2</td><td>-18.3</td><td>-15.5</td><td>-18.3</td></tr><tr><td>NF</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>3.2</td><td>3.2</td><td>3.4</td><td>4.1</td></tr><tr><td>\( P_{1 \mathrm{dB}} \)</td><td>\( \mathrm{dBm} \)</td><td>14.5</td><td>13.9</td><td>13.9</td><td>13.7</td></tr><tr><td>\( OIP_{3} \)</td><td>\( \mathrm{dBm} \)</td><td>35.1</td><td>38.7</td><td>29.6</td><td>29.1</td></tr><tr><td>PAE @ \( P_{1 \mathrm{dB}} \)</td><td>\( \% \)</td><td>19.7</td><td>14.3</td><td>14.4</td><td>13.3</td></tr><tr><td>PAE @ \( 8 \mathrm{dB} \) back-off</td><td>\( \% \)</td><td>3.7</td><td>2.8</td><td>2.9</td><td>2.6</td></tr></tbody></table> <p>표 2는 HBT 공정을 통하여 제작된 상용 MMC 저전력 증폭기들과 본 논문에서 제작된 증폭기의 성능을 비교하여 정리한 표이다. 동작 주파수 \( 3.5 \mathrm{~GHz} \)에서 비교대상에 비해 제작된 증폭기는 낮은 전류를 소비하면서 \( 3 \mathrm{~dB} \) 이상 높은 \( OIP_{3} \) 성능 개선 특성을 보이고 있다.</p> <table border><caption>표 2. \( 3.5 \mathrm{GHz} \) 대역에서 상용 MMIC 증폭기와의 성능 비교</caption> <tbody><tr><td></td><td>Unit</td><td>P사</td><td>B사</td><td>0사</td><td>This work</td></tr><tr><td>Process</td><td></td><td>\( \mathrm{InGaP} \) HBT</td><td>\( \mathrm{SiGe} \) HBT</td><td>\( \mathrm{SiGe} \) HBT</td><td>\( \mathrm{InGaP} \) HBT</td></tr><tr><td>Freq.</td><td>\( \mathrm{MHz} \)</td><td>3,500</td><td>3,500</td><td>3,500</td><td>3,500</td></tr><tr><td>V</td><td>\( \mathrm{V} \)</td><td>5.0</td><td>3.0</td><td>3.0</td><td>3.3</td></tr><tr><td>I</td><td>\( \mathrm{mA} \)</td><td>46</td><td>55</td><td>55</td><td>49</td></tr><tr><td>\( S_{21} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>16.5</td><td>18</td><td>13.1</td><td>19.1</td></tr><tr><td>\( S_{11} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>-14</td><td>-14.5</td><td>-22</td><td>-15.9</td></tr><tr><td>\( S_{22} \)</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>-12</td><td>-18.9</td><td>-15.5</td><td>-18.3</td></tr><tr><td>NF</td><td>\( \mathrm{dB} \)</td><td>3.3</td><td>2</td><td>4.3</td><td>4.1</td></tr><tr><td>\( P_{1 \mathrm{dB}} \)</td><td>\( \mathrm{dBm} \)</td><td>15</td><td>14.5</td><td>14</td><td>13.7</td></tr><tr><td>\( OIP_{3} \)</td><td>\( \mathrm{dBm} \)</td><td>26.5</td><td>27.2</td><td>26,1</td><td>29.2</td></tr></tbody></table> <h1>V. 결 론</h1> <p>본 논문에서는 \( \mathrm{InGaP} / \mathrm{GaAs} \) HBT 공정을 이용하여 달링턴 캐스코드 구조에 다이오드 회로를 추가하여 기존 구조에 비해 4에서 \( 6 \mathrm{~dB} \)의 선형성을 개선하였다. 제작된 증폭기는 중심주파수인 \( 3.5 \mathrm{~GHz} \)에서 \( 29.2 \mathrm{~dBm} \)의 \( OIP_{3} \), \( 13.7 \mathrm{~dBm} \)의 \( P_{1 \mathrm{dB}} \), \( 18.9 \mathrm{~dB} \)의 이득 특성을 갖는다. 상용 제품들과 비교할 때 더 낮은 DC 전력소모로 더 높은 이득과 선형성 특성을 보였다.</p>
|
[
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{21} \\)값의 합이 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)와 \\( OIP_{3} \\) 값의 합이 가장 적은 주파수는 얼마야?",
"표에서 PAE 1dB back-off값과 PAE 8dB back-off 값의 차이가 가장 적은 주파수는 얼마야?",
"표에서 B사의 전류 크기는 얼마야?",
"표에서 전력부가효율 PAE 1dB back-off 값이 14.4인 주파수는 얼마야?",
"표에서 증폭기의 전압이 가장 큰 회사는 어디야?",
"표에서 주파수 1,900에서 PAE 1dB back-off값과 PAE 8dB back-off 값의 차이와 같은 차이 값을 가지는 주파수는 얼마야?",
"표에서 This work와 같은 Process인 회사는 어디야?",
"표에서 0사의 전류 크기가 같은 값을 가진 증폭기의 전류 크기는 얼마야?",
"표에서 0사의 Process는 뭐야?",
"표에서 전력부가효율 PAE 1dB back-off 값과 PAE 8dB back-off 값의 차이가 최대인 주파수는 얼마야?",
"표에서 전력부가효율 PAE 1dB back-off 값이 최대인 주파수 값은 얼마야?",
"표에서 증폭기 전압이 B사와 같은 값을 갖는 것은 어느 회사 제품이야?",
"표에서 주파수 2,600에서 PAE 8dB back-off 값은 얼마야?",
"표에서 주파수 2,600에서 PAE 8dB back-off 수치가 뭐야",
"표에서 This work의 증폭기 전압과 차이가 가장 큰 것은 어느 회사야?",
"본 실험에서 공통적으로 사용한 주파수(\\( \\mathrm{MHz} \\)) 크기는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{21} \\) 값이 가장 큰 것은 어디 제품이야?",
"표에서 \\( S_{21} \\)이 최소값을 가지는 Process는 뭐야?",
"표에서 \\( S_{21} \\)과 \\( S_{11} \\)의 차이가 가장 큰 회사는 어디야?",
"표에서 \\( S_{21} \\)과 \\( S_{11} \\)의 차이가 가장 최소인 회사는 어디야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)의 값이 최대인 회사는 어디야?",
"표에서 B사의 \\( S_{22} \\) 값은 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)의 절대값이 가장 큰 것은 어디 제품이야?",
"표에서 입력 반사손실 \\( S_{11} \\) 값의 절대값이 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{21} \\)값이 동일한 주파수는 얼마야?",
"표에서 입력 반사손실 \\( S_{11} \\) 값이 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"표에서 주파수가 900 일 때 이득 \\( S_{21} \\) 값은 얼마야?",
"표에서 이득 \\( S_{21} \\) 값이 가장 적은 주파수는 얼마야?",
"표에서 이득 \\( S_{21} \\) 값이 최대인 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{21} \\)값의 차이가 최소인 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{21} \\)값의 차이가 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"표에서 주파수 1,900일 때 출력반사손실 \\( S_{22} \\) 값과 같은 값을 가지는 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{21} \\), \\( S_{11} \\), \\( S_{22} \\) 값의 합이 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"주파수 900일 때 출력반사손실 \\( S_{22} \\) 값과 가장 차이가 적은 \\( S_{22} \\) 값은 얼마야?",
"표에서 \\( S_{21} \\)과 \\( S_{22} \\)의 차이가 가장 적은 주파수는 얼마야?",
"표에서 NF 값이 3.4인 주파수는 얼마야?",
"표에서 주파수 3,500의 NF 값과 가장 가까운 값을 가진 주파수는 얼마야?",
"표에서 주파수 1,900의 NF 값과 같은 값의 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)와 \\( OIP_{3} \\) 값의 차이가 가장 큰 주파수는 얼마야?",
"주파수 1,900의 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\) 값과 차이가 가장 적은 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)와 \\( OIP_{3} \\) 값의 합이 최대인 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{22} \\)의 차이가 가장 적은 회사는 어디야?",
"표에서 B사의 \\( S_{22} \\) 값과 차이가 가장 적은 값을 가지는 Process는 뭐야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)와 \\( OIP_{3} \\) 값의 차이가 최소인 주파수는 얼마야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{22} \\)의 차이가 두번째로 큰 회사는 어디야?",
"표에서 \\( S_{22} \\)의 절대값이 가장 큰 회사는 어디야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)값과 \\( OIP_{3} \\)값의 합이 가장 큰 것은 어디거야?",
"표에서 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\)값과 \\( OIP_{3} \\)값의 합이 두번째로 큰 것은 어느 회사야?",
"표에서 주파수가 2,600일 때 출력반사손실 \\( S_{22} \\)값은 뭐야?",
"표에서 \\( S_{11} \\)과 \\( S_{22} \\)의 차이가 가장 큰 회사는 어디야?",
"표에서 주파수 3,500의 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\) 값과 차이가 가장 많이 나는 \\( P_{1 \\mathrm{dB}} \\) 값은 얼마야?",
"표에서 NF값이 최대인 회사는 어디야?",
"표에서 테스트에 사용한 가장 큰 주파수 값은 얼마야?",
"표에서 B사의 \\( OIP_{3} \\)값은 뭐야?"
] |
db37f3f7-34fc-4607-8514-d089ac46b9eb
|
인공물ED
|
근거리 통신 및 무선 전력 전송을 위한 복합 모바일 안테나
|
<h2>2-1 루프 안테나의 패턴 두께에 의한 안테나의 특성</h2><p>종래의 코일형 무선 전력 전송 안테나는 직경 \( 0.4 \sim 0.5 \mathrm{mm} \) 범위의 복수 가닥의 코일을 적용한 것에 비해 본 논문에서 제안한 FPCB형 루프 안테나는 패턴 두께가 \( 0.1 \mathrm{mm} \) 로 얇아지므로 식 (6)의 \( Q \) 값이 낮아져 무선 전력 전송 효율의 저하가 예상된다. 따라서 최적의 패턴 두께 설계를 위해 공기 중에서 양면 루프 안테나의 패턴 두께를 \( 1 / 2 \mathrm{oz}, 1 \mathrm{oz}, 2 \mathrm{oz} \) 로 변화할 때의 저항값과 무선 전력 전송 효율을 TI Demo board를 이용하여 측정한 결과를 표 1 과 그림 4 에 각각 도시하였다.</p><table border><caption>표 1. 패턴 두께에 의한 WPT 안테나의 저항값</caption><tbody><tr><td rowspan=2>No.</td><td colspan=3>\( \mathrm{R}(\mathrm{m} \Omega) \)</td></tr><tr><td>\( 1/2 ~\mathrm{oz} \)</td><td>\( 1 ~\mathrm{oz} \)</td><td>\( 2 ~\mathrm{oz} \)</td></tr><tr><td>1</td><td>770</td><td>530</td><td>303</td></tr><tr><td>2</td><td>790</td><td>540</td><td>320</td></tr><tr><td>3</td><td>790</td><td>530</td><td>293</td></tr><tr><td>4</td><td>740</td><td>510</td><td>303</td></tr><tr><td>5</td><td>740</td><td>500</td><td>280</td></tr><tr><td>6</td><td>480</td><td>330</td><td>200</td></tr><tr><td>7</td><td>1,330</td><td>916</td><td>536</td></tr></tbody></table><p>\( 500 \mathrm{~mA} \) 송신 전류일 때 \( 1 / 2 \mathrm{oz} \) 두께 대비 \( 1 \mathrm{oz}, 2 \mathrm{oz} \) 두께의 무선 전력 전송 효율이 \( 2.1 \sim 2.4 \% \) 향상된 \( 70.5 \% \)로서 \( 1 \mathrm{oz} \) 와 \( 2 \mathrm{oz} \) 간 효율 차이가 미소하나, \( 1,000 \mathrm{~mA} \) 송신전류가 되면 \( 1 / 2 \mathrm{oz} \) 대비 \( 1 \mathrm{oz} \) 는 \( 4 \%, 1 \mathrm{oz} \) 대비 \( 2 \mathrm{oz} \) 의 전송 효율이 \( 3.3 \% \) 차이가 난다. 또한, 송신 전류 차이로 인한 효율 차이는 \( 1 / 2 \)\( \mathrm{oz}\) 4.9%, \(1 \mathrm{oz}\) 3 %, \(2 \mathrm{oz}\) \( 0 \% \) 로서 패턴 두께가 얇을수록 송신 전류에 민감하게 반응하는 것을 알 수 있다. 이는 패턴에 흐르는 전류에 의한 온도 상승으로 동작 저항의 증가에 기인되며, 송신 전류의 변화에도 안정적인 WPT 효율을 얻기 위해서는 \( 2 \mathrm{oz} \) 이상의 패턴 두께가 필요함을 알 수 있다.</p><h2>2-2 전자파 흡수체 및 배터리에 의한 안테나의 특성</h2><p>루프 안테나가 금속(배터리) 위 또는 근접한 곳에 부착될 경우, 금속 표면의 와전류에 의한 입사 자계의 상쇄 및 금속으로부터 수신 안테나 자계가 손실되어 성능을 열화시킨다. 이 같은 현상은 안테나와 금속의 간격을 \( 20 \sim 30 \mathrm{mm} \) 이격시키면 해결되나, 두께의 슬림화가 필요한 모바일폰의 경우 안테나와 금속 사이에 전자파 흡수체를 사용함으로써 금속에 의한 안테나의 성능 열화를 최소화하고 있다. 양면 루프 안테나에 전자파 흡수체를 부착했을때와 흡수체가 부착된 안테나를 배터리 위에 장착했을때 가로 \( 38 \mathrm{~mm} \), 세로 \( 45 \mathrm{~mm} \) 크기를 갖는 WPT 안테나의 Y축상 중심에서의 자계강도 H의 시뮬레이션 결과를 그림 5에 도시하였다.</p><h2>2-3 흡수체 두께에 의한 안테나의 특성</h2><p>투자율이 일정한 전자파 흡수체의 두께에 의한 영향도 검토를 위해, \( 2 \mathrm{oz} \) 양면 루프 안테나 후면에 투자율 50 을 갖는 전자파 흡수체의 두께를 각각 \( 0.2 \mathrm{~mm}, 0.27 \mathrm{~mm} \) 를 부착한 상태에서 배터리 위에 안테나를 장착시켰을 때 무선 전력 전송 효율을 TI Demo board를 이용하여 측정한 결과를 그림 6에 도시하였다.</p><p>\( 500 \mathrm{~mA}, 1,000 \mathrm{~mA} \) 와 같은 전류 변화에 의한 전송 효율의 차이는 미소하며, FPCB만일 때 \( 70.5 \%, 0.2 \mathrm{~mm} \) 흡수체 부착 시 평균 \( 60.9 \%, 0.27 \mathrm{~mm} \) 전자파 흡수체 부착 시 \( 64.7 \% \) 로서 흡수체 두께가 증가할수록 배터리에 의한 전송 효율 손실이 감소함을 알 수 있다.</p><h2>2-4 단면 및 양면 패턴에 의한 안테나의 특성</h2><p>모바일폰에서 NFC 및 WPT 안테나의 두께는 중요한 설계 제한요소로 작용된다. 따라서 주어진 두께 내에서 최적의 안테나 성능을 구현하기 위한 안테나 구조 설계가 매우 중요하다. 특히, 루프 안테나가 금속 성분의 배터리 위에 장착될 경우, 배터리에 의한 안테나의 성능 저하를 최소화하기 위한 안테나 두께와 흡수체 두께 비율의 최적화가 반드시 필요하다. 본 논문에서는 슬림화된 모바일폰용 안테나의 총 두께가 \( 0.45 \mathrm{~mm} \) 로 설정될 경우, 양면루프 안테나는 양면 FPCB \( 2 \mathrm{oz} \) 와 \( 0.17 \mathrm{~mm} \) 의 전자파 흡수체로 구성되고, 단면 안테나는 단면 FPCB 3 oz와 \( 0.23 \) \( \mathrm{mm} \) 전자파 흡수체로 구성되며, 각각의 안테나 성능을 \( Q \)값으로 비교한 결과를 그림 7에 도시하였다.</p><p>양면 FPCB \( 2 \mathrm{oz} \) 가 단면 FPCB \( 3 \mathrm{oz} \) 에 비해 루프 안테나의 패턴 두께가 \( 1 \mathrm{oz} \) 만큼 두꺼우므로 안테나 저항이 낮아 \( Q \) 값이 높게 나타났다. 흡수체를 부착하면 인덕턴스 \( L \) 값 증가로 \( Q \) 값이 상승하며, 루프 안테나를 금속 성분의 배터리 위에 부착할 때 양면 안테나는 \( 32 \% \), 단면 안테나는 \( 20 \% \) 의 \( Q \) 값이 감소되며, 흡수체의 두께가 두꺼운 단면 안테나의 감소율이 작음을 알 수 있다. 배터리를 포함한 루프 안테나의 \( Q \) 값은 단면 안테나가 양면 안테나에 비해 약 \( 12 \% \) 증가하므로 무선 전력 전송 효율은 양면에 비해 단면 안테나가 다소 유리하게 나타났다.</p><p>이는 A1 type 무선 전력 전송 방식에서의 결과이며, 다른 전송방식에서는 상이한 결과가 나타날 수 있음을 밝혀둔다.</p>
|
[
"표 1.에서 보여지는 것과 같이 2번 실험에서 패턴 두께가 \\( 2 ~\\mathrm{oz} \\)일 때의 저항값은 얼마야?",
"표 1. 패턴 두께에 의한 WPT 안테나의 저항값에서 \\( 1/2 ~\\mathrm{oz} \\)에서 770의 저항값을 나타내는 실험 번호는 몇 번이야?",
"표 1.에서 제일 높은 저항값을 나타낸 실험 번호 7에 패턴 두께는 얼마이지?",
"표 1에서 실험 1의 패턴 두께가 \\( 1 ~\\mathrm{oz} \\)일 때 저항값은 얼마지?",
"표 1.에서 나타난 것과 같이 6번 실험에서 가장 낮은 저항값을 가진 패턴 두께는 얼마야?",
"수신안테나 자계를 손실시키고 성능을 나쁘게 만드는 과정은 어떻게 이루어지지?",
"본 연구에서 최적화된 패턴의 두께를 설계하기 위한 측정을 어떤 과정을 통해 진행했어?",
"본 연구에서 투자율이 일정한 전자파 흡수체의 두께에 대한 영향도 확인을 위한 측정과정은 어떻게 돼?"
] |
8d7a4123-1cf0-4a4f-806b-7c241f4d234a
|
인공물ED
|
근거리 통신 및 무선 전력 전송을 위한 복합 모바일 안테나
|
<h1>I. 서 론</h1><p>유비쿼터스(Ubiquitous) 환경이 확산되면서 다양한 휴대기기가 보급되고 있지만, 기기마다 다른 충전기가 필요해 전력선 없이 편리하게 충전하고자 하는 사용자의 요구인 cord-free 세상을 구현하는 무선 전력 전송(Wireless Power Transfer: WPT) 기술이 미래 신 성장 사업으로 각광을 받고 있다.</p><p>또한 종래 신용카드 기능을 휴대폰 USIM에 구현하기위한 근거리 통신(Near Field Communication: NFC) 기술에 대한 요구가 스마트폰을 중심으로 증가하고 있으며, 이러한 모바일 무선 통신 시스템의 기술 추세에 맞추어 최근 안테나 설계기술도 NFC 과 WPT기술을 결합한 모바일 복합 안테나에 대한 개발이 활발히 진행되고 있다.</p><p>현재 모바일폰에서는 전자기 유도(inductive coupling) 전송방식을 이용하고 있으며, 사용되고 있는 WPT 안테나의 전력 전송 효율이 \( 60 \% \) 를 상회하지만, 발열 및 높은 성능지수 Q를 얻기 위해서 두꺼운 코일형 루프 안테나를 사용하고 있다. 최근의 스마트폰은 두께가 얇아지는 추세이므로 이에 적합한 형태이며, 필요한 성능을 얻을 수 있는 박막형 무선 전력 전송 안테나가 무선 충전 시스템 시장을 주도할 것으로 예측된다.</p><p>본 논문에서는 종래의 코일형 루프 안테나에 비해서 절반의 두께를 가지면서도 \( 100 \sim 300 \mathrm{kHz} \) 의 주파수대에서 전력을 효율적으로 전달할 수 있는 전자기 유도 방식을 이용한 박막형 WPT 및 NFC 안테나에 관하여 연구하였으며, 두께를 줄이기 위해서는 플렉시블 PCB(Flexible Pr-inted Circuits Board: FPCB)를 채택하였으며, 최적의 전송 효율을 얻기 위해 단면 및 양면 FPCB 안테나뿐만 아니라, 안테나 패턴의 두께, 연자성 금속 분말을 이용한 전자파 흡수체의 투자율 및 두께, 배터리에 의한 안테나의 자기장의 세기에 대한 영향도 등을 CST사의 시뮬레이션 Tool을 이용하여 최적화 하였고, 이를 설계에 반영하였다.</p>
|
[
"개발이 진행되고 있는 모바일 복합 안테나는 어떤 기술이 결합되?",
"어떤 기술이 개발이 진행되고 있는 모바일 복합 안테나가 합쳐질까?",
"모바일 폰에 어떤 전송방식을 이용해?",
"어떤 전송방식을 모바일 폰에 사용하지?",
"두꺼운 코일형 루프 안테나를 사용하면 어떤 지수를 얻을 수 있어?",
"어떤 지수가 두꺼운 코일형 루프 안테나를 이용하면 얻을 수 있지?",
"전자기 유도 방식을 이용한 박막형 WPT 및 NFC 안테나를 사용하면 어떤 주파수대에 전력을 합리적으로 전송가능해?",
"어떤 주파수대에 전자기 유도 방법을 사용한 박막형 WPT 및 NFC 안테나를 정보로 제정하지",
"무엇을 선택해서 두께를 줄일 수 있어?",
"두께를 줄일 수 있는 것은 무엇을 선택해서야?",
"어떤 기술이 유비쿼터스 환경으로 변화함에 따라 미래 가능성이 큰 사업으로 언급되고 있어?",
"유비쿼터스 환경으로 변화함에 따라 미래 가능성이 큰 사업을 언급하고 있는 기술은 뭐야",
"NFC 기술을 사용하면 휴대폰 USIM에 어떤 기능을 탑재할 수 있어?",
"휴대폰 USIM에 NFC 기술을 사용하면 어떤 회사를 탑재할 수 있을까",
"시뮬레이션을 위한 소프트웨어를 사용하여 최적화를 진행했을 때, 무엇에 대한 자기장의 세기에 대한 영향도를 포함했어?",
"시뮬레이션을 위한 소프트웨어를 이용하여 최적화로 진행했을 때 자기장의 세계에 대한 무엇을 포함하려고 �",
"휴대폰 사용자가 USIM을 통해 신용카드 기능을 사용하려면 어떤 기술이 필요해?",
"USIM을 통해 휴대폰 사용자가 신욕카드 기능을 인우려면 필요한 회사는 뭐야",
"향후 무선 충전 시스템 시장을 선도하려면 두께가 얇아지는 스마트폰에 어떤 종류의 안테나를 탑재해야 해?",
"향후 무선 충전 시스템 싕도를 두께가 얇아지는 스마트폰에 어떤 종류의 안테나로 탑재해야 해",
"현재 스마트폰에 탑재되어 있는 WPT 안테나가 전력을 전송할 때 효율은 얼마야?",
"현재 스마트폰에 탑동되어 있는 WPT 안테나가 전력을 제공할 때 효율은 얼만이지",
"사용자가 휴대폰으로 신용카드 기능을 사용할 수 있도록 하는 NFC 기술은 최근 무엇을 중심으로 필요성이 급증하고 있어?",
"사용자가 휴대폰으로 신상카드 기능을 사업할 수 있도록 하는 NFC 경향은 최근 무엇을 핵심점유롭게 필요성",
"최적의 전송 효율을 얻기 위한 시뮬레이션에서 전자파 흡수체의 투자율과 두께에 대한 영향도는 무엇을 이용했어?",
"전자파 흡수체의 투입과 두께에 대한 영향도는 최적의 전부 효율을 얻기 위한 무엇을 활용했어"
] |
2acfc437-59df-404e-ba34-d2c77eac6de1
|
인공물ED
|
근거리 통신 및 무선 전력 전송을 위한 복합 모바일 안테나
|
<h1>III. 실험 및 결과 고찰</h1><h2>3-1 안테나의 제작 및 측정</h2><p>시뮬레이션 결과를 이용하여 FPCB 를 사용한 박막형 NFC 및 WPT 루프 안테나를 제작하였다. NFC 루프 안테나의 크기는 \( 49 \times 56 \mathrm{~mm} \), 패턴의 폭은 \( 0.5 \mathrm{~mm} \), 패턴의 두께는 \( 3 \mathrm{oz} \), 루프의 턴수는 3턴으로 하였으며, WPT 루프 안테나는 \( 39 \times 45 \mathrm{~mm} \), 패턴의 폭은 \( 0.7 \mathrm{~mm} \), 패턴의 두께는 \( 3 \mathrm{oz} \), 루프의 턴수는 18 턴으로 하였으며, 전자파 흡수체의 크기는 \( 50 \times 57 \mathrm{~mm} \), 두께는 \( 0.23 \mathrm{~mm} \), 투자율 50 의 금속 연자성 재료를 이용한 메탈 시트로 하였다.</p><p>그림 8에서는 제작된 시제품 안테나의 사진을 보였다. NFC 안테나의 성능은 NFC 안테나를 L사 스마트폰 후면 케이스 내면에 부착하여 매칭 회로의 캐패시턴스 값을 조정하여 최적의 공진 주파수로 동작하는 조건에서 EMVCo. 규격을 적용한 프랑스 F사의 NFC 측정시스템을 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 표 2에 나타내었고, WPT 안테나의 무선 전력 전송 효율은 WPT 안테나를 L사 스마트폰 후면 케이스 내면에 부착 후 TI Demo board Tx BQ50021-EVM-689 와 Rx BQ51011 를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 표 3 에 나타내었다.</p><table border><caption>표 2. NFC 안테나의 측정 결과</caption><tbody><tr><td>구 분</td><td>특성 항목</td><td>규격(\( \mathrm{mm} \) )</td><td>시제품(\( \mathrm{mm} \) )</td></tr><tr><td rowspan=7>국내 이동 통신사 규격</td><td>Card mode_통합 동글</td><td>30</td><td>37</td></tr><tr><td>Card mode_버스</td><td>45</td><td>50</td></tr><tr><td>R/W mode_Mifare</td><td>25</td><td>37</td></tr><tr><td>R/W mode_Standard 1K</td><td>25</td><td>40</td></tr><tr><td>R/W mode_Type 4</td><td>13</td><td>14</td></tr><tr><td>R/W mode_IS015693</td><td>40</td><td>46</td></tr><tr><td>R/W mode_Type B</td><td>10</td><td>10</td></tr><tr><td>해외</td><td>EMVCo. 1.0 (Load modulation)</td><td>\( z(0 \sim 30) \) \(~ r(0 \sim 1) \)\(~ \Phi\left(0 \sim 9^{\circ}\right) \)</td><td>PASS</td></tr></tbody></table><table border><caption>표 3. WPT 안테나의 측정 결과</caption><tbody><tr><td>특성 항목</td><td>종래 코일형 안테나</td><td>시제품</td></tr><tr><td>안테나 두께</td><td>0.9 \( \mathrm{mm} \)</td><td>0.45 \( \mathrm{mm} \)</td></tr><tr><td>선 전력 전송 효율 (Load 전류: \( 600 \mathrm{mA} \))</td><td>65 \( \% \)</td><td>68.1 \( \% \)</td></tr></tbody></table>
|
[
"본문에서 무엇을 이용하여 FPCB 를 사용한 박막형 NFC 및 WPT 루프 안테나를 제작하였습니까?",
"표 2에서 규격이 30mm인 특성 항목은 어떤거야?",
"표 2 NFC 안테나의 측정 결과에서 해외,EMVCo. 1.0 (Load modulation)의 규격은 무엇 입니까?",
"표 2에서 R/W mode_Type 4의 시제품의 값은 뭐야?",
"표 2. NFC 안테나의 측정 결과에서 R/W mode_Mifare의 시제품의 결과값은 어떤 값을 가지니?",
"표 2에서 규격이 제일 작은 특성 항목은 어떤거지?",
"표 2에서 규격이 제일 큰 특성 항목은 뭐지?",
"표 3에서 선 전력 전송 효율이 종래 코일형 안테나와 시제품을 비교 했을 때, 뭐가 더 효율이 좋나요?",
"표 3 WPT 안테나의 측정 결과에서 종래 코일형 안테나의 선 전력 전송 효율은 얼마야?",
"표 3에서 시제품의 선 전력 전송 효율은 몇 프로야?",
"표 3에서 시제품의 안테나 두께는 어떤 값이야?",
"표 3. WPT 안테나의 측정 결과에서 종래 코일형 안테나의 안테나 두께는 어떤 값이야?",
"시뮬레이션 결과를 이용하여 FPCB 를 사용한 박막형 NFC와 무엇을 제작했나요?",
"NFC 루프 안테나의 패턴의 폭은 얼마 입니까?",
"NFC 안테나의 성능은 NFC 안테나를 어디에 부착하여 매칭 회로의 캐패시턴스 값을 조정했나요?",
"WPT 안테나의 무선 전력 전송 효율은 WPT 안테나를 어디에 부착했나요?",
"전자파 흡수체의 크기는 얼마입니까?",
"안테나의 크기는 \\( 39 \\times 45 \\mathrm{~mm} \\), 패턴의 폭은 \\( 0.7 \\mathrm{~mm} \\), 패턴의 두께는 \\( 3 \\mathrm{oz} \\), 루프의 턴수는 18 턴으로 설정한 것은 무엇입니까?",
"NFC 루프 안테나의 크기는 얼마 입니까?"
] |
09eb9c9e-bba1-403b-9324-937676895d66
|
인공물ED
|
비동기 회로의 신호천이 감소를 위한 RZ/NRZ 혼합 2선식 데이터 전송 방식
|
<h2>2. RZ/NRZ 방식 파이프라인 구조</h2> <p>그림 6는 제안된 NRZ/RZ 혼합 데이터 전송방식의 마이크로 파이프라인 구조로, 기능 블록 사이에 2개의 완료검출 블록 CD과 예외값 검출 블록 ZD이 있다. 첫 단의 완료검출(CD) 블록은 래치에 저장을 확인하기 위한 블록으로 핸드셰이킹의 완료 신호\( (LtDon(i)) \)를 발생하여 핸드셰이킹 컨트롤러에서 요청신호\( (Reqout(i)) \)를 발생하게 해준다. 발생된 요청신호는 인코더 블록을 통해 RZ/NRZ를 위해 데이터를 변화시킨다. 변화된 데이터는 기능 블록에서 연산이 수행된 후 완료 검출 블록에 의해 결과값의 유효상태가 검출된다.</p> <p>그림 7은 게이트 레벨로 표현된 1비트 데이터 회로이다. 핸드셰이킹 제어 블록에 이전 스테이지로부터 요청신호를 받으면 래치에 인에이불(\( Lt\_En \))신호가 발생되어 이전 단의 데이터는 저장되어진다. 데이터의 저장이 완료 되면 완료 신호\( (Lt\_Don) \)가 발생하고, 다음 스테이지를 위한 요청신호를 발생하게 된다. 2선식 데이터의 유효판단은 보수관계의 유무에 의해서 이루어진다. 하지만 제안된 RZ/NRZ 구조에서 RZ 방식이 적용된 데이터 에 '1'이 포함되어 있지 않으면 유효판단이 이루어지지 않는다. 따라서 예외값인 유효값 '0'의 \( F \)의 입력에 해당하는 모든 비트의 '1'을 검출하여, \( F \)에 대해 유효값 'O'일 때는 RZ방식을 그 외의 값에 대해서는 NRZ 방식을 수행하여 기능 블록에 대한 올바른 유효 데이터 판단이 가능하게 한다.</p> <p>그림 8은 유효값 '0'에 대해 검출하기 위한 블록 구조이다. 모든 비트의 반전 신호 \( F \)에 대해서 각각 AND조합에 의해 검출된 신호와 핸드셰이킹 제어 블록에서 받은 요청신호를 통하여 유효값 '0'일 때 출력 \( \mathrm{Q} \)는 '0'으로, 그 외의 값에 대해서는 '1'을 발생시킨다.</p> <h2>3. 비동기 가산기 블록</h2> <p>그림 9는 각 비트간 출력에 대한 경로가 다른 ripple carry adder(RCA)이다.</p> <p>RCA의 임계경로는 첫단에서 발생된 캐리가 마지막 단까지 전달될 때이다. 이에 비트별 NRZ와 RZ를 적용 시에, 첫 번째 비트와 캐리비트에는 RZ 인코딩 방식을, 그 외의 다른 입력 비트에 대해서는 NRZ 인코딩 방식을 적용할 수 있으며, 출력값의 완료검출로 유효 상태를 올바르게 판단할 수 있다. 따라서 임계경로에 따른 비트별 고려에 따른 NRZ 방식의 적용을 통해 더 나은 스위칭 감소 결과를 얻을 수 있다.</p> <h2>4. 인코딩 방식의 신호천이 비교</h2> <p>다음의 표2는 인코딩 방식에 따라 RZ와 NRZ 방식과 제안된 RZ/NRZ 혼합방식을 적용한 특성 비교를 나타낸다. 2선식 인코딩 방식에서는 \( F, F \)를 각각 RZ, NRZ 방식을 서로 사용한 것과 앞서 RCA에서와 같이 임계 경로를 고려하여 해당 비트는 RZ로 그 외의 비트는 NRZ 방식을 사용하는 방법 등을 기존의 RZ, NRZ 방식과 비교하였다.</p> <p>단선방식에서 사용되는NRZ 방식은 데이터 전송 구간동안 1개의 선을 통해 1번의 천이로 데이터를 표현할 수 있으며, 2선식에서 사용되는 RZ 방식은 2개의 선을 통해 라인당 2번의 신호천이까지 일어날 수 있으며, 제안된 방식은 한쪽은 RZ 방식을 사용하여 2번의 천이 다른 한쪽은 NRZ 방식을 사용하여 한번의 천이가 있으므로, 평균 1.5번의 신호 천이를 갖는다. 또한 임계 경로를 고려한다면, RZ의 적용비트를 최소화하여 신호천이를 더 감소시킬 수 있다.</p> <p>그리고 1-of-M과 같은 \( M \) 비트단위로 one-hot code를 사용하는 인코딩 방식에서도 적절히 적용할 수 있다.</p> <table border><caption>표 2. 각 인코딩 방식의 비교</caption> <tbody><tr><td></td><td>Area wire / bit</td><td>Energy Transition / bit</td></tr><tr><td>Single-RAIL</td><td>2</td><td>0.5 (평균)</td></tr><tr><td>Dual-Rail (RZ)</td><td>2</td><td>2</td></tr><tr><td>Dual-Rail (NRZ)</td><td>2</td><td>1</td></tr><tr><td>Dual-Rail (RZ/NRZ)</td><td>2</td><td>1.5 (평균)</td></tr><tr><td>Dual-Rail (RZ/NRZ) (critical path 고려)</td><td>2</td><td>\( 1+\frac{1}{M} \)</td></tr><tr><td>1-of-4 (RZ)</td><td>2</td><td>1</td></tr><tr><td>1-of-M (RZ)</td><td>\( \log _{2} M \)</td><td>\( \frac{2}{\log _{2} M} \)</td></tr><tr><td>1-of-4 (RZ/NRZ)</td><td>\( \log _{2} M \)</td><td>\( \frac{1.5}{\log _{2} M} \)</td></tr></tbody></table>
|
[
"Single-RAIL에서 Area wire / bit는 무엇인가?",
"Single-RAIL에서 Area wire / bit 값이 얼마야",
"Dual-Rail (RZ) 인코딩 방식에서 Area wire / bit은 어떻게 되는가?",
"Dual-Rail (RZ) 인코딩 방식에서 Area wire / bit 값이 얼마야",
"Energy Transition / bit에서 Dual-Rail (RZ)는 어떤 값을 보여주나요?",
"Energy Transition / bit에서 Dual-Rail (RZ)는 어떤 수치가 되지",
"인코딩 방식 Dual-Rail (NRZ)은 얼마의 Area wire / bit를 나타내나요?",
"인코딩 방식 Dual-Rail (NRZ)은 얼마의 Area wire / bit 값을 보이지",
"여러 인코딩 방식 중 Dual-Rail (RZ/NRZ) (critical path 고려)일 때, Area wire / bit는 어떻게 될까요?",
"여러 인코딩 방식 중 Dual-Rail (RZ/NRZ) (critical path 고려)일 때, Area wire / bit는 얼마야",
"Dual-Rail (RZ/NRZ)이 Energy Transition / bit에서의 결과는 어떻게 되나요?",
"Dual-Rail (RZ/NRZ)이 Energy Transition / bit에서의 결과는 머지",
"인코딩 방식 Dual-Rail (RZ/NRZ)은 얼마의 Area wire / bit을 보여줍니까?",
"인코딩 방식 Dual-Rail (RZ/NRZ)은 얼마의 Area wire / bit값이 뭐지",
"Energy Transition / bit의 여러 결과값 가운데 Dual-Rail (RZ/NRZ) (critical path 고려)에 해당하는 것은 뭘까?",
"1-of-4 (RZ)와 Energy Transition / bit이 만나는 영역의 값은 뭐야?",
"1-of-M (RZ)에 대해서 Energy Transition / bit에서의 결과값은 무엇입니까?",
"1-of-4 (RZ) 인코딩 방식에서의 Area wire / bit는 어떻게 되는가?",
"1-of-4 (RZ) 인코딩 방식에서의 Area wire / bit는 얼마야",
"인코딩 방식 중 1-of-M (RZ)은 Area wire / bit에서 어떤 값을 보여주나요?",
"Energy Transition / bit을 살펴 볼 때, 1-of-4 (RZ/NRZ)에 해당하는 값은 뭘까요?",
"인코딩 방식 가운데 1-of-4 (RZ/NRZ)을 선택할 때, Area wire / bit는 뭐야?",
"인코딩 방식이 Dual-Rail (NRZ)일 때, Energy Transition / bit는 어떻게 됩니까?",
"인코딩 방식이 Dual-Rail (NRZ)일 때, Energy Transition / bit는 어떻게 되지",
"Single-RAIL에서의 Energy Transition / bit는 얼마인가?",
"Single-RAIL에서의 Energy Transition / bit는 뭐지"
] |
15b300e4-3289-42df-8489-719cb83e8631
|
인공물ED
|
국내위성을 위한 경면수정 오프셋 그레고리안 안테나의 설계
|
<h1>Ⅲ. 안테나 설계 및 복사특성</h1> <h2>3-1 안테나 설계 사양</h2> <p>여기서는 우라 나라 전역을 서비스영역으로 하는 Ku 대역 \( (\mathrm{Tx}: 12.25 \sim 12.75 \mathrm{GHz}, \mathrm{Rx}: 14.0 \sim 14.5 \)\( \mathrm{GHz} \) ) 위성탑재 FSS 오프젯 그레고리안 안테나를 설계하고 그 성능을 평가한다. 그립 5는 설계하(22) 하는 안테나의 서비스 영역을 나타낸다. 한반도 전역을 서비스 영역으로 하기 위하여 HPBW는 \( 1.2^{\circ} \), EOC 빔 폭은 \( 1.5^{\circ} \) 로 하고, 사이드로브 케벨은 \(30 \mathrm{dB} \) 이하로 그림 2를 만족하도록 한다. 안테나 설계목표는 표 1로 정한다.</p> <table border><caption>표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표</caption> <tbody><tr><td rowspan=2>구분</td><td colspan=2>사양</td></tr><tr><td>Tx</td><td>Rx</td></tr><tr><td>주파수</td><td>\( 12.25 \sim 12.75 \mathrm{GHz} \)</td><td>\( 14.0-14.5 \mathrm{GHz} \)</td></tr><tr><td>HPBW</td><td>\( 1.2^{\circ} \) 이하</td><td>\( 1.1^{\circ} \) 이하</td></tr><tr><td>EOC 빔폭</td><td>1.5%</td><td>1.5%</td></tr><tr><td>이 득</td><td>\( >43 \mathrm{dBi} \)</td><td>\( >44 \mathrm{dBi} \)</td></tr><tr><td>편 파</td><td>HP</td><td>VP</td></tr><tr><td>교차편파 레벨</td><td>\( >33 \mathrm{~dB} \)</td><td>\( >33 \mathrm{~dB} \)</td></tr><tr><td>사이드로브 레벨</td><td>\( >30 \mathrm{~dB} \)</td><td>\( >28 \mathrm{~dB} \)</td></tr></tbody></table> <h2>3-2 안테나 설계</h2> <h3>3-2-1 개구면 전계분포 결정</h3> <p>개구면 전계분포는 안테나의 사이드로브 특성 및 빔폭 특성을 결정한다. 주어진 안테나의 사이드로브 레벨 \( 30 \mathrm{~dB} \) 이하를 만족할 수 있도록 광각 저사이드로브 특성을 주는 포물면 분포롤 사용한다. 포물면 분포는 다음 식으로 주어진다.</p> <p>\( E_{a}\left(\rho_{1}\right)=K+(1-K)\left[1-\left(\frac{\rho_{1}}{a}\right)^{2}\right]^{n} \)<caption>(23)</caption></p> <p>단, \( K \) 는 개구면 테두리에서의 전계레벨을 나타내는 상수로 ET (Edge Taper)와는 \( K=10^{-\frac{E T T(B)}{20}} \)의 관계가 있다.</p> <p>그림 6은 식 (23)의 포물면 전계분포를 갖는 개구면의 edge taper에 따른 \( U=k a \sin \theta \) 공간에서 나타낸 HPBW이다. 그림에서 개구면의 edge taper가 증가할수록 빔폭이 넓어짐을 알 수 있고, 그림 7은 사이로브레벨 특성을 나타내고, 그림 8은 개구면 전계분포에 의한 개구면 손실을 나타낸다.</p> <p>여기서는 안테나 실제 제작시 나타날 수 있는 사이드로브 레벨의 증가를 고려하여 그림 6~8로부터 개구면 edge taper를 \( 14 \mathrm{~dB} \) 로 한다. 이 때 사이드로브레벨은 \( -31.74 \mathrm{~dB}, H P B W_{U}=3.867 \), ATL = \( -1.01 \mathrm{~dB} \) (개구면효율 : \( 79.25 \% \) )이다. 그림 9는 선정된 개구면의 전계분포를 나타낸다.</p> <h3>3-2-2 개구면 직경 계산</h3> <p>주파수 \( f=12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 그림 9의 개구면 전계분포를 가지면서 \( \mathrm{HPBW} 1.2^{\circ} \) 를 갖는 개구면의 직경 \( D \) 는 식 (2)에 \( H P B W_{U}=3.867 \) 을 대입하여 계산하면 \( 1440 \mathrm{~mm} \) 가 된다. 그림 10은 직경 \( 1440 \mathrm{~mm} \)의 개구면이 그림 9 전계분포를 갖는 경우의 복사패턴이다. 그림 10으로부터 계산된 개구면의 직경과 결정된 개구면분포가 \( 12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 빔폭 \( 1.2^{\circ} \), 사이드로브 레벨 \( 31.7 \mathrm{~dB} \) 로 설계목표 \( 30 \mathrm{~dB} \) 이하를 만족하는 것으로 나타났다.</p> <h3>3-2-3 안테나 손실 결정</h3> <p>위성탑재 안테나의 손실토서 우주공간의 영향과 안테나 급전시스템 및 제작시 나타나는 손실울 고려하여야 한다. 안테나 손실은 VSWR 손실, W/G 손실, OMT 손실, 1차 복사기의 손실, 반사경면의 손실 등을 포함하여 \( \mathrm{TX} \) 밴드에서 \( 1.07 \mathrm{~dB}, \mathrm{RX} \) 밴드에서 \( 1.17 \mathrm{~dB} \) 로 가정한다.</p> <h3>3-2-4 1차 복사기</h3> <p>위성통신용 반사경 안테나의 1차 복사기로서는 대역폭이 넓고 교차편파 튝성이 우수한 코루게이트 혼 안테나(Corrugted Horn Antenna)가 널리 사용되고 있다. 1차 복사기는 부반사경에서 스필오버 효율 및 1차 복사기의 길이 등을 고려하여 설계되어야 한다. 여기서는 안테나의 스필오버손실과 반사경 테두리에서의 회절손실을 자게 하기 위하여 1차 복사기의 ET는 TX의 하한 주퐈수 \( 12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 \( 18 \mathrm{~dB} \)로 한다. 이때 부반사경에서의 스필오버 손실은 \( 0.061 \mathrm{~dB}(98.6 \%) \) 가 된다. 오프셋 그레고리안 안테나의 1차 복사기는 주파수 \( 12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 \( 18 \mathrm{~dB} \) 빔폭이 \( 38^{\circ} \) 인 코루게이트 혼으로 한다. 설계된 혼 안테나의 개구면 직경은 \( 139 \mathrm{~mm} \). 반개구각은 \( 12^{\circ} \) 이다. 그림 11은 설계된 코루게이트 혼의 복사패턴으로 \( 38^{\circ} \) 빔폭에서의 ET는 \( 12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 \( -18.02 \mathrm{~dB} \), \( 14.0 \mathrm{GHz} \) 에서 \( -19.44 \mathrm{~dB} \) 이다.</p> <h3>3-2-5 초기구조 설계 및 경면수정</h3> <p>계산된 개구면의 크기를 유지한 채 1차 복사기의 배치, 안테나 설치공간 등을 고려하여 안테나의 초기구조롤 결정한다. 표 2는 설계된 오프셋 그레고리안 안테나의 초기구조이다.</p> <p>안테나 경면은 표 2의 초기구조로부터 그림 9의 개구면 전계분포가 되도록 설계하였다. 그림 12는 설계안테나의 구조이다.</p> <h2>3-3 설계안테나의 복사특성</h2> <p>여기서는 설계한 Ku 대역 위성탑재 오프셋 그레고리안 안테나의 성능을 평가한다. 설계안테 나외 복사패턴은 짧은 시간에 비교적 정확한 계산결과를 주는 Zernike 다항식법을 이용하여 계산하였다.</p> <p>표 3은 설계안테나의 성능을 나타낸다. 설계안테나는 모든 특성이 설계목표를 만촉하는 것으로 나타나고 있다. 표 3에서 EOC 이득은 RX의 경우가 TX의 경우보다 작게 나타나고 있다. 이는 주파수가 \( 12.25 \mathrm{GHz} \) 에서 \( 14.0 \mathrm{GHz} \) 로 증가됨으로써 HPBW가 \( 1.2^{\circ} \) 에서 \( 1.08^{\circ} \) 로 좁아졌기 때문에 나타나는 현상이다. 그림 13은 설계안테나의 계산된 복사패턴이다. 사이드로브 레벨, 교차편파 레벨이 설계목표를 만족하는 것으로 나타났다.</p>
|
[
"표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표에서 사양이 Rx일 때 교차편파 레벨은 어떻게 돼?",
"표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표에서 HPBW은 Tx와 Rx 중 어떤 것이 기준 값이 더 큰거야?",
"표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표에서 Tx의 주파수 설계목표는 뭐야?",
"표 1에서 주파수 사양 Tx는 어떻게 되는가?",
"표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표에서 Tx의 EOC 빔폭 설계목표는 어떻게 돼?",
"표 1. Ku 대역 위성안테나의 설계목표에서 사이드로브 레벨 값이 더 큰 사양은 뭐야?"
] |
340b6ded-d35f-4110-9698-cb7637507dc9
|
인공물ED
|
풍력 발전 계통의 적응 신경망 제어기 설계
|
<h1>2. 풍력 발전 시스템의 모델링</h1><p>풍력 터빈에 의해 생성되는 기계적 전력은 식 (1)과 같이 모델링할 수 있다.</p><p>\( P_{t}=\frac{1}{2} \rho A C_{p}(\lambda) v_{\mathrm{w}}^{3}(t) \)<caption>(1)</caption></p><p>이 수식에 쓰인 기호들의 의미는 표 1 과 같다. 이 중에서 말단속도비(tip speed ratio, TSR) \( \lambda \) 는 풍속과 블레이드 끝단의 선속도의 비율로서 (2)와 같이 정의된다.</p><p>\( \lambda \triangleq \frac{v_{t}(t)}{v_{\mathrm{w}}(t)}=\frac{\omega(t) R}{v_{\mathrm{w}}(t)} \)<caption>(2)</caption></p><table border><caption>표 1 수식에 쓰이는 기호들.</caption><tbody><tr><td>기호</td><td>의미</td></tr><tr><td>\( \rho \)</td><td>공기밀도</td></tr><tr><td>\( C_{p}(\lambda) \)</td><td>전력계수</td></tr><tr><td>\( v_{t} \)</td><td>날개 끝의 속도</td></tr><tr><td>\( R \)</td><td>날개의 반</td></tr><tr><td>\( A \)</td><td>날개가 이루는 면적</td></tr><tr><td>\( v_{\mathrm{W}} \)</td><td>풍속</td></tr><tr><td>\( \omega \)</td><td>발전기 축의</td></tr><tr><td>\( \lambda \)</td><td>말단 속도비 (tip-spped ratio, TSR)</td></tr></tbody></table><p>그림 1 은 전체 WECS의 전체 블록다이어그램이고, 그림 2는 식 (1)과 (2)에 나타난 파라메터를 이해하기 위한 개념도이다. 본 논문에서는 기어비는 \( 1: 1 \) 로 가정하며 풍력터빈의 관성계수와 발전기의 관성계수를 더하여 \( J \triangleq J_{t}+J_{g} \) 로 정의한다.</p><p>WECS 를 다룰 때 중요한 요소인 전력 계수 \( C_{p}(\lambda) \) 는 풍력 터빈에 전달되는 풍력 에너지(바람의 운동에너지)와 실제 변환된 전력의 비율을 나타내는 함수로서 풍력터빈의 효율을 나타내는 지표이다. 그림 3은 \( \lambda \) 와 블레이드의 피치각 (pitch angle) \( \beta \) 의 함수인 전형적인 \( C_{p} \) 곡선을 보여주고 있으며 특정한 운전조건에서 최대 효율을 위한 최적값 \( \lambda^{*} \) 가 존재함을 알 수 있다. 풍력에 의해 발생되는 토크는 식 (3)과 같이 기술할 수 있다.</p><p>\( \tau_{t}=\frac{P_{t}}{\omega(t)} \)<caption>(3)</caption></p><p>이러한 WECS의 모델식을 유도하기 위하여 본 논문에서는 두 가지 가정을 한다. 첫 번째는 풍력 발전기 회전체의 마찰력과 비틀림은 무시한다. 두 번째는 전기적인 시정수가 기계적인 시정수보다 충분히 빠르다는 것이다. 이 가정들에 의해 WECS 1차 모델식은 식 (4)와 같이 기술될 수 있다.</p><p>\( J \dot{\omega}(t)=\tau_{t}-\tau_{g} \)<caption>(4)</caption></p><p>여기서 \( J \) 는 관성계수, \( \tau_{g} \) 는 발전기의 반작용 토크를 나타낸다. 여기서 함수 \( \tau_{t}\left(\omega, v_{w}\right) \) 는 미지의 함수로 가정한다. 즉 \( \omega \) 와 \( v_{w} \) 의 함수라는 것만 알 수 있으며 구체적으로 \( C_{p} \) 함수가 어떤 함수인지는 알 수 없다고 가정한다.</p>
|
[
"풍력 발전 시스템 모델링의 수식에서, 공기밀도는 어떤 기호로 나타냈어?",
"풍력 발전 시스템 모델링의 수식에서, \\( \\rho \\)는 무엇을 의미해?",
"풍력 발전 시스템 모델링의 수식에서, 풍속은 어떤 기호야?",
"풍력 발전 시스템 모델링의 수식에서, \\( \\omega \\)는 무엇을 의미해?"
] |
d0d3abe4-307e-4d24-ad3b-e8b162137080
|
인공물ED
|
어텐션 기반의 지속학습에서 정규화값 제어 방법
|
<h2>2.3. 가변람다 적용방법</h2><p>본 논문에서 가변람다가 적용되는 곳은 KT부분에서 발생하는 곳과 LwF에서 발생하는 곳 두 군데이고, 태스크의 데이터 유사도에 기반하고 있다. 그림 1 에서 가중치 변화에 따라 학습결과 유지도가 크게 바뀌는 것을 확인하였듯이, 람다값의 적용은 두군데 모두에서 중요한 결과를 만들어 낸다. 본 논문에서는 데이터 복잡도와 유사도에 따라 기본 람다값을 측정하고, 이것을 태스크의 변화에 따라 이동평균을 적용하여 값을 제어한다. 이를 위한 알고리즘은 표 1 에 나타내었다.</p><p>먼저 첫태스크의 경우는 태스크를 학습하며, 다음 태스크에서는 새로운 학습을 하기 전에 전 네트워크의 출력값과 새 태스크의 웜업결과를 비교하여 태스크 정확도를 측정한다. 이 정확도에 따라 상관계수와 데이터 변화율정도를 조절하여 새로운 태스크를 위한 람다를 정한다. 이 람다는 새로운 태스크가 생길때마다 새롭게 계산하며, 급격한 변화를 막고, 추세에 따라 적용하기 위해 이동평균을 이용한다. 이 데이터 복잡도와 유사도에 따라 KT와 LwF 부분의 시작값과 증감방향 그리고 증감비율을 정하며, 새로운 태스크에 적용하게 된다. 이때 사용되는 상관계수는 0 ~ 1 사이값, 시작 람다값은 0.1 ~ 50 사이의 값의 분포를 가지며, 이론적으로 람다값은 \( 0 \sim \infty \) 의 값을 가질 수 있으나, 람다값이 0에 너무 가깝거나. 50을 넘어갔을 때 학습결과에 잍관성을 보이지 않을수 있어서 람다값은 0.1 ~ 50 범위를 최적의 값으로 설정하였다. 값의 적용비율 또는 변화율을 정할 수 있으며, 이것은 새로운 태스크와 이전 태스크와의 유사도에 일정한 비율을 적용하여 조정할 수 있다. 이것은 실험에서 상수로 정하는 값으로 값이 너무 급변하는 것을 제한해준다.</p><h2>2.4. 실험 및 결과</h2><p>본 논문에서 사용하는 모든 실험의 설정은 표 2 와 같다. 지속적 학습 환경에서 발생하는 치명적 망각 현상은 태스크 데이터 사이의 유사도에 영향을 많이 받는다. 따라서 실험 시나리오는 단순한 특징을 가진 데이터에서 점차 복잡한 특징을 갖는 데이터로 학습이 진행되는 시나리오와, 반대로 복잡한 특징을 갖는 데이터에서 점차 단순한 특징을 갖는 데이터로 진행되는 시나리오의 2가지 구성으로 진행한다. 실험에는 Mnist, Emnist, Fashion mnist, Cifar10 데이터를 사용하였다.</p><p><table border><caption>표 2.본 논문의 실험 시나리오</caption><tbody><tr><td>Scenario/Task</td><td>Task A</td><td>Task B</td><td>Task C</td><td>Task D</td></tr><tr><td>1</td><td>Mnist</td><td>Emnist</td><td>Fashion</td><td>Cifar10</td></tr><tr><td>1</td><td>Cifar10</td><td>Fashion</td><td>Emnist</td><td>Mnist</td></tr></tbody></table></p><p>표 2에서, 시나리오 1은 단순한 특징을 가진 데이터에서 점차 복잡한 특징을 갖는 데이터로 학습이 진행되는 시나리오이고, 시나리오 2 는 복잡한 특징을 갖는 데이터에서 점차 단순한 특징을 갖는 데이터로 진행되는 시나리오이다. 학습 배치 크기는 100 개, 에포크는 각 태스크 별로 20 회로 선정하였다.</p><p>실험은 두가지 방법으로 진행한다. 본 논문의 기반이 되는 AT 적용 LwF 방법이 기본적인 LwF보다 효율이 개선되었음을 먼저 보이고, 그 뒤에 본 논문의 방식이 이 두가지 방법보다 더욱 개선된 결과를 나타내고 있음을 보여, AT 적용의 LwF에서 가변람다 방식이 효과적임을 보인다. 각각의 결과는 그림 2와 그림 3에 나타낸다.</p><p>기존의 LwF와, AT 방법을 적용한 LwF에서 가변람다를 적용하지 않았을 경우의 결과는 그림 2 와 같다. (a)는 시나리오 1 의 결과이고, (b)는 시나리오 2 의 결과이다. 그림 2의 시나리오 1의 결과에서, 점점 복잡한 특징을 갖는 데이터로 학습되는 경우, LwF의 결과가 약간 우세 하지만 대동소이한 차이를 보이고 있다. 이는 LwF 손실값에, 과거 학습데이터의 지식 유지를 위한 추가적인 손실이 추가됨에 따라 생기는 제약때문에 발생하는 성능의 변화이다. 이러한 현상은 기존 LwF 손실의 가중치를 크게 설정했을 때에도 발생하는 현상이다. 시나리오 2의 경우, 점점 단순한 데이터로 학습이 진행되었으며, LwF 와 비교하여 과거 학습데이터 지식 유지 능력이 더 높은 것을 알 수 있다.</p><p>그림 2의 결과에서 압 수 있듯이, 데이터가 복잡해 지는 경우는 제약이 가장 적은 기본 LwF와 AT를 적용한 방법 모두 결과에 변화가 적은 반면, 데이터가 단순해 지는 경우에는 AT를 적용한 방식의 학습 유지 능력이 개선되어, 기본 LwF보다, AT를 적용하는 것이 더 나은 방향임을 알 수 있다.</p><p>본 논문에서는, 이 개선된 AT 기반의 LwF에 표 1 과 같은 방법의 가변람다를 AT 부분과 LwF 부분 모두에 적용하여, 그 효율을 더욱 개선하였다. 그림 3에 본 논문에 의한 가변람다 적용 방법을 기본 LwF는 물론, AT만 적용된 LwF의 결과와도 비교하여 나타내었다. 표 3에는 각 실험 결과에 대한 태스크별 최종 정확도를 나타내었다.</p><p>본 논문의 방법이 LwF에 비해서 시나리오 1의 경우는 약간의 차이만 있을뿌 유사한 성능을 보이고 있고, AT방법을 적용한 결과와도 거의 같은 성능을 보이고 있다. 제약이 상대적으로 적은 LwF와 비교했을 때, 본 논문의 방법이 제약이 더 많음에도 불구하고 거의 비슷한 결과를 보이고 있음을 알 수 있다. 시나리오 2의 경우, 최근 학습한 결과는 3가지 방법이 모두 유사한 결과를 보였지만, 본 논문의 목표인 오래된 학습결과에 대한 성능 유지 성능이 상당히 개선된 것을 보이고 있다. 기본 LwF 방법과 비교했을 때, 가장 먼저 학습한 Task A에 대해 약 \( 70 \% \) 의 성능개선을 보이고 있고, AT 방법만 적용되었을 때와 비교해서도 약 \( 20 \% \) 의 성능이 개선된 것을 알 수 있다. LwF와 지식 전달 기반 방법을 결합하고 여기에 각 손실값에 가변적인 람다값을 적용한 것이 과거 지식 유지에 뛰어난 성능이 있음을 나타내는 것이다.</p><p><table border><caption>표 3.실험 결과에 대한 태스크별 최종 정확도</caption><tbody><tr><td>Scenario</td><td>Method</td><td>Task A</td><td>Task B</td><td>Task C</td><td>Task D</td></tr><tr><td rowspan=3>1</td><td>LwF</td><td>98.9</td><td>97.3</td><td>86.4</td><td>51.7</td></tr><tr><td>+Attention</td><td>99.0</td><td>97.2</td><td>86.4</td><td>50.8</td></tr><tr><td>This Paper</td><td>99.1</td><td>97.2</td><td>85.7</td><td>49.3</td></tr><tr><td rowspan=3>2</td><td>LwF</td><td>36.7</td><td>80.8</td><td>95.4</td><td>97.2</td></tr><tr><td>+Attention</td><td>48.8</td><td>80.9</td><td>95.1</td><td>97.1</td></tr><tr><td>This Paper</td><td>59.5</td><td>83.1</td><td>95.1</td><td>97.1</td></tr></tbody></table></p><p>태스크가 길어질때에 대한 성능도 그림4 와 같이 검증하였다. 그림 4는 시나리오 2에서 태스크가 2 배이상 길어질때에 대한 결과이다. 시나리오 1 의 형태로 길어진 경우는 제약이 가장 적은 LwF가 근소하게 우세하다.</p><p>그림 4의 경우는 본 논문의 방법을 LwF와도 비교하고, 수동으로 설정한 최상의 결과(+Value로 표시)와도 비교하였다. 본 논문의 결과는 태스크가 지속될수록 LwF와 비교하여 횔씬 나은 성능을 보이고 있다. 수동으로 설정한 결과는 알고리즘에 의하지 않고, 각 태스크마 다 최상의 결과가 나오게 수동으로 값을 설정한 결과이다. 본 논문의 결과가 대부분 수동결과와 거의 유사한 성능을 보이고 있으며, 미세하게 조정된 부분이 적용될 수 있어서, 일부 태스크에 대해서는 오히려 더 좋은 성능이 나오기도 한 것을 볼 수 있다.</p><p>본 논문의 결과는 다른 지식 전달 기반 방법들과 비교 실험에서도 \(13\sim 18\%\) 향상된 성능을 보였다. LwF는 제약이 가장 적기 때문에 새 태스크에 대한 결과가 가장 좋다. 그러나 과거 태스크의 성능은 현저하게 떨어지게 된다. 본 논문의 방법은 새로운 데이터의 학습 능력의 하락을 최소화하여, 새 태스크에 대해서는 기존의 LwF와 큰 차이가 없으면서, 과거 학습 데이터의 지식을 효과적으로 보존할 수 있는 결과를 보인다고 할 수 있다.</p>
|
[
"제약이 많을 수록 상대적으로 적은 LwF와 성능 차이가 많이 나는가?",
"최상의 결과와 비교하기 위해서는 수동으로 설정해야하는가?",
"본 논문에서 가변람다가 적용되는 곳은 두 군데 초과인가?",
"본 논문에서 가변람다가 적용되는 두 군데는 무엇과 무엇인가?",
"해당 논문에서 가변람다 적용은 태스크의 데이터 유사도를 기반하고 있지 않는가?",
"그림1에서 학습결과 유지도의 큰 변화는 무엇에 대해 영향을 받는가?",
"그림 1에서는 학습결과 유지도의 변화를 관찰 할 수 없는가?",
"해당 논문에서는 기본 람다값을 무엇을 바탕으로 측정하였는가?",
"본 논문에서 람다값의 변화를 어떻게 제어 하였는가?",
"본 논문에서 람다값을 측정하고, 제어하는 알고리즘은 무엇을 통해 확인 가능한가?",
"새로운 태스크를 위한 람다 결정을 위해 무엇을 조절하는가?",
"가변람다가 새로운 태스크에 적용하기 위해 KT와 LwF의 무엇을 계산하는가?",
"해당 논문에서 학습결과에 일관성을 위해 설정된 람다값의 최적 값의 범위는 얼마인가?",
"새로운 태스크 학습단계에서 태스크 정확도를 측정하기 위해 무엇을 하는가?",
"가변람다는 새롭게 계산할때마다 이동평균값을 이용하는가?",
"람다값이 50을 초과해도 학습결과의 일관성에는 지장이 없는가?",
"람다값의 상관계수 분포 범위는 얼마인가?",
"람다값의 적용비율은 새로운 태스크에 조정이 가능한가?",
"태스크 데이터 사이의 유사도에 영향을 받는 치명적 망각 현상은 어떤 환경에서 발생하는가?",
"해당 논문의 가변람다 실험에서 시나리오는 몇가지로 진행하였는가?",
"치명적 망각현상응 태스크 데이터 사이의 유사도에 영향을 받지 않는가?",
"해당 실험은 복잡한 데이터 특징에서 단순한 데이터 특징으로 진행되는 시나리오로만 진행되는가?",
"해당실험의 시나리오에 적용될 데이터는 4가지인가?",
"그림 4에서 시나리오1의 태스크에 대한 비교 결과를 확인 할 수 있는가?",
"해당 실험에서 시나리오1의 2번째 태스크에 사용된 데이터는 뭐야?",
"해당 시나리오에 사용될 데이터는 각각 무엇이야?",
"해당 실험에서 시나리오1의 Task A에 사용된 데이터는 뭐야?",
"해당 실험의 시나리오1에서 Fashion데이터는 몇번 째 태스크에 사용되었어?",
"유지성능이 가장 우세한 방법은?",
"최상의 결과를 얻기 위해서는 값을 어떻게 설정해야 하는가?",
"알고리즘으로 인한 설정보다 수동으로 설정한 값이 결과가 더욱 잘 나오는가?",
"본 논문 실험진행은 수동으로 값을 설정하였는가?",
"가변람다 적용방법은 다른 방법에 비해 향상된 성능을 보이지 않았는가?",
"본 논문의 실험방법은 얼만큼 다른 방법에 비해 향상된 성능 수치를 가졌는가?",
"LwF가 새 태스크에 대한 결과가 가장 좋은 이유는 무엇때문인가?",
"LwF방법이 새 태스크에 대한 결과가 가장 좋지 않은가?",
"새 태스크에 대한 결과는 좋은 LwF은 과거 태스크에 대한 성능은 어떻게 되는가?",
"본 논문의 방법은 기존의 LwF의 과거데이터 성능하락을 보안하는가?",
"해당 실험에서 시나리오1의 Task D에 사용된 데이터는 뭐야?",
"단순한데이터에서 복잡한 순으로 학습 진행한 시나리오는 몇 번 시나리오야?",
"해당 실험에서 선정된 학습 배치 크기는 몇개야?",
"해당 실험에서 선정된 에포크는 각 태스크 별로 몇 회인가?",
"해당 실험에서 진행한 시나리오 갯수는 2개야?",
"AT 적용 LwF 방법은 미적용된 LwF보다 효율이 뛰어난가?",
"그림2에서는 가변람다를 적용한 결과를 확인 할 수 있는가?",
"시나리오2의 데이터 학습 진행 방향은 뭐야?",
"가변람다 방식이 더 효과를 보인 방법은 어느 것인가?",
"시나리오 1은 데이터유지에 손실이 발생하지 않는가?",
"두 실험 방법 중 어떠한 경우에 AT를 적용하면 학습 유지 능력 개선에 효과적인가?",
"AT 부분과 LwF의 효율을 더욱 적용하기 위해 어떤 방법을 사용하였니?",
"각각 가변람다가 적용된 기본 LwF와 AT만 적용된 LwF의 효율 비교 차트는 어떤 그림에서 확인 할 수 있는가?",
"시나리오 2의 경우 최근 학습한 결과보다 오래 학습할 수록 상당히 개선된 수치를 보이는가?",
"기본 LwF 방법에 비해 약 \\( 70 \\% \\) 의 성능개선을 보이는 태스크는 무엇인가?",
"과거 지식 유지에 뛰어난 성능은 LwF에 무엇을 적용했기 때문이야?",
"TaskD의 정확도 평균값이 더욱 높은 시나리오는 몇번 시나리오인가?",
"데이터 유지 손실이 가장 많은 어떤 방법인가?",
"시나리오 1과 2 모두 포함하여 가장 정확도의 평균이 높은 태스크는 뭐야?",
"진행 태스크 중 시나리오 1,2 각각의 정확도의 평균이 가장 많이 차이 나는 태스크는 뭐야?",
"그림4에서 확인 할 수 있는 검증 내용이 뭐야?",
"해당 실험의 시나리오1에서 Cifar10데이터는 어느 태스크에 사용되었니?",
"시나리오 1이 시나리오 2에 비해 지식 유지 능력이 더 높은가?",
"가변람다를 적용한 시나리오 2는 시나리오 1의 모든 적용 방법에 대하여 성능 개선이 되었는가?",
"시나리오 1의 경우 AT방법을 적용하여도 성능에 큰 차이가 없는가?",
"데이터 유지 성능 개선이 가장 높은 방법은 어느 시나리오의 무슨 방법이야?",
"가변람다 적용방법은 태스크가 길어질수록 기존 LwF에 비해 성능 차이가 없는가?",
"데이터가 단순해 지는 경우 AT를 적용해도 효과적이지 않은가?"
] |
fbcc36b2-3ae6-45f4-8417-c716666ebc92
|
인공물ED
|
어텐션 기반의 지속학습에서 정규화값 제어 방법
|
<h1>Ⅲ. 결론</h1><p>본 논문에서는 LwF에서 도메인 차이에 따른 성능 하락 현상을 해결하기 위해 지식 전달 방법을 LwF와 접목시켰고, 여기에 각 손실값에 각각 다른 가변람다를 적용하는 알고리즘을 제안하여 향상된 과거 지식유지가 이루어지고 있음을 보였다. 지식 전달 방법의 대표적 방법을 적용한 결과이다. 본 논문의 방법은 AT에 기반을 두고, 과거 지식 유지 성능이 상대적으로 높지만 새로운 지식을 습득하는 능력이 부족한 AB(Activation Boundaries) 적용 방법과 과거 지식 유지 성능이 상대적으로 낮지만 새로운 지식을 습득하는 성능이 크게 떨어지지 않는 AT 적용 방법의 타협점인 변형 방법을 이용한 것으로 볼 수 있다. 이 지식 전달 기반의 방법을 LwF와 접목하여 과거 학습 태스크의 지식 유지 성능을 강화하였으며, 가변람다 방법을 추가적으로 적용하여 현재 학습할 태스크를 잘 학습할 수 있도록 람다 값을 가변적으로 조절하였다. 본 논문의 제안 방법을 적용하여 학습한 결과 시나리오에 상관없이 평균 \( 5 \% \) 정도 데이터의 정확도가 향상하였고, 특히 본 논문의 목표인 과거 지식을 유지하는 성능이 최대 \( 70 \% \) 가까이 개선되었고, 과거 학습 데이터의 정확도가 기존 LwF 대비 평균 \( 22 \% \) 상승하였다. 따라서 본 논문의 방법이 기존 지식 전달 적용 방법에서 발생하는 새로운 데이터 학습 성능 저하 현상을 완화하며 효율적으로 과거 지식을 유지할 수 있음을 보여준다. 지속적 학습 환경은 일관된 특징을 가진 데이터들이 들어오는 환경이 아닌 치명적 망각 현상이 발생하기 쉬운 다양한 특징을 가진 데이터들이 들어올 수 있는 환경이다. 이 환경에서 과거 지식 유지 성능을 강화하는 지시 전달 기반의 방법과 학습 환경을 고려한 가변람다 방법을 적용함으로써 본 논문의 제안 방법은 다양한 학습 환경에서 인공 신경망의 효율적인 학습을 위한 솔루션이 될 수 있다.</p>
|
[
"손실값에 다른 가변람다를 적용했다?",
"과거 학습 데이터의 정확도가 기존 대비 유의미한 상승을 나타내지 못했다?"
] |
1d405395-21ad-4cea-9b28-776317c10c75
|
인공물ED
|
적응비중화 시그마필터에 의한 영상향상
|
<p>에지부분에서는 배경영역에서와는 달리 회색도변화폭이 상대적으로 커져 \( \sigma_{\mathrm{w}}>\sigma_{h} \)로서 \( f\left(\sigma_{\mathrm{w}}\right)<1 \)이 되어 \( \left(x_{i j}-\overline{x_{\mathrm{w}}}\right) \)에 곱해지므로 회색도확장에 따른 과향상이 억제된다. 배경과 에지가 아닌 내용에 속하는 영역은 \( \sigma_{\mathrm{w}} \simeq \sigma_{h} \)가 되어 그 차이만큼만 회색도폭을 조정하는 적응처리 효과가 있다.</p> <p>이하 알고리즘의 과정을 단계별로 정리한다.</p> <p>단계 1: 이동창 \( w_{i j} \)의 크기를 정한다.</p> <p>단계 2: 전체 화소 \( (i, j) \) 에서 \( w_{i j} \)를 진행하여 \( \left\{a_{i j}\right\} \), \( \left\{b_{i j}\right\} \) 및 \( \left\{\sigma_{i j}\right\} \)를 구하고 이들 각각의 히스토그램 분포에서 \( a_{h}, b_{h}, \sigma_{h} \) 및 \( \Delta \)를 산출한다.</p> <p>단계 3: 화소 \( (i, j) \) 의 \( w_{i j} \)에서 \( \overline{x_{w}} \) 과 \( \sigma_{\mathrm{w}} \)를 구하고 단계 2에서 얻은 파라미터와 함께 식 (8)과 (9)을 적용하여 영역판별을 통한 조정회색도 \( x_{i j} \)를 산출한다.</p> <p>단계 4: 단계 3을 전체 화소에 순차적으로 진행시켜 \( \left\{x_{i j}^{\prime}\right\} \)을 구하여 영상을 재구성한다.</p> <h1>III. 실험 및 고찰</h1> <p>제안된 방법의 성능 평가를 위하여 \( 250 \times 380 \) 크기의 그림 4와 같은 회색도 JPEG 영상을 사용하였다. 그림 4영상은 히스토그램 회색도 59 202의 범위이다. 그림 5는 이동창 크기 \( (3 \times 3),(5 \times 5),(7 \times 7) \) 및 \( (9 \times 9) \) 의 네 경 우에 대한 영상처리 결과이다. 이 때 \( \gamma=2, \mathrm{e}_{1}=\mathrm{e}_{2}=\mathrm{e}_{3} \) \( =1 \)로 하였다.</p> <p>고찰: 창의 크기가 커질수록 배경영역의 평활화가 더욱진행하여 잡음이 제거되고 에지와 내용을 담은 부분의 회색도차는 증가하여 영상향상 효과가 상승함을 알 수 있다.</p> <table border><caption>표 1. 이동장 크시에 따른 값</caption> <tbody><tr><td>창 파라미E</td><td>(3x3)</td><td>(5x5)</td><td>(7x7)</td><td>(9x9)</td></tr><tr><td>\( a_{h} \)</td><td>1.23</td><td>1.26</td><td>1.45</td><td>1.73</td></tr><tr><td>\( b_{h} \)</td><td>20.78</td><td>26.7</td><td>30.9</td><td>33.5</td></tr><tr><td>\( \sigma_{h} \)</td><td>0.49</td><td>1.42</td><td>1.63</td><td>1.73</td></tr><tr><td>\( \Delta_{a} \)</td><td>4.90</td><td>1.48</td><td>0.78</td><td>0.47</td></tr><tr><td>\( \Delta_{b} \)</td><td>83.4</td><td>81.5</td><td>84.2</td><td>89.3</td></tr><tr><td>\( \Delta_{\sigma} \)</td><td>12.0</td><td>11.1</td><td>10.9</td><td>9.3</td></tr></tbody></table> <p>표 1은 이동창 크기에 따른 파라미터들의 값을 보이고 있다. 크기에 적응하면서 회색도변동 상태를 조정하고 있음을 알 수 있다.</p> <p>그림 6은 창 \( (5 \times 5) \)에서 가중치를 변화하여 처리한 결과이다. 값에 따라 특정 부분이 강조되거나 그림 (a)와 같이 처리되지 않는 부분들이 검은 점으로 발생하기도 한다.</p> <p>그림 7은 대상영상을 기존의 시그마필터(그림 (a)와 (b))와 영상향상기법인 \( \mathrm{AHE} \) (adaptive histogram equalization) 와 CLAHE(contrast limited \( \mathrm{AHE} \) )으로 처리한 것이다.</p> <p>고찰: 시그마필터에서 창의 크기가 증가할수록 잡음제거에 의한 평활효과는 증가하나 흐려짐이 더욱 심해진다. 영상향상은 기대하기 어렵다. 그림 (c)와 (d)의 \( \mathrm{AHE} \)와 CLAHE의 결과에서 에지부분 향상은 우수하나 배경영역 잡음을 키우는 과향상(over enhancement)이 발생한다.</p>
|
[
"\\( \\Delta_{b} \\)창 창 파라미E의 이동장크기가 (9x9)일때 값은 뭐지?",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (9x9)일때의 값은 얼마지?",
"이동장 크기에 따른 값을 나타낸 표1에서 \\( \\sigma_{h} \\)의 (7x7)의 이동값은 얼마지?",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (3x3)일때의 값은 얼마지?",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (3x3)에 해당하는 수치가 뭐지",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (5x5)의 값은 얼마야?",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (5x5)의 수치는 얼마지",
"이동장 크시에 따른 값에서 창 파라미E가 \\( a_{h} \\)에서 (3x3)일때의 값은 뭐야?",
"(5x5)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E값은 뭐야?",
"(5x5)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E의 수치가 얼마지",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (7x7)의 값은 얼마야?",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (7x7) 수치는 뭐지",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (3x3)의 값은 얼마야?",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (3x3)의 결과치는 어때",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (3x3)일때의 값은 얼마지?",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (3x3)일때의 수치가 어때",
"이동장 크시에 따른 값에서 창 파라미E가 \\( a_{h} \\)에서 (5x5)일때의 값은 뭐야?",
"(3x3)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E값은 뭐야?",
"(3x3)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 매개변수는 뭐지",
"\\( \\Delta_{b} \\)창 창 파라미E의 이동장크기가 (5x5)일때 값은 뭐지?",
"\\( \\Delta_{b} \\)창 창 파라미E의 이동장크기가 (3x3)일때 값은 뭐지?",
"이동장 크기에 따른 값을 나타낸 표1에서 \\( \\sigma_{h} \\)의 (3x3)의 이동값은 얼마지?",
"이동장 크시에 따른 값에서 창 파라미E가 \\( a_{h} \\)에서 (7x7)일때의 값은 뭐야?",
"(7x7)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E값은 뭐야?",
"(7x7)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E 수치가 얼마지",
"이동장 크기에 따른 값을 나타낸 표1에서 \\( \\sigma_{h} \\)의 (5x5)의 이동값은 얼마지?",
"표 1에서 창 파라미E가 \\( b_{h} \\)일때 (9x9)의 값은 얼마야?",
"이동장 크시에 따른 값을 나타낸 표중 \\( \\Delta_{\\sigma} \\)에서의 이동장 크기가 (7x7)일때의 값은 얼마지?",
"이동장 크시에 따른 값에서 창 파라미E가 \\( a_{h} \\)에서 (9x9)일때의 값은 뭐야?",
"이동장 크시에 따른 값에서 창 파라미E가 \\( a_{h} \\)에서 (9x9)의 수치는 뭐지",
"이동장 크기에 따른 값을 나타낸 표1에서 \\( \\sigma_{h} \\)의 (9x9)의 이동값은 얼마지?",
"이동장 크기에 따른 값을 나타낸 표1에서 \\( \\sigma_{h} \\)의 (9x9)의 결과는 얼마야",
"(9x9)이동값에서 \\( \\Delta_{a} \\)의 창 파라미E값은 뭐야?",
"\\( \\Delta_{b} \\)창 창 파라미E의 이동장크기가 (7x7)일때 값은 뭐지?"
] |
4eab58ac-70a0-48ed-b229-55ec5fa94953
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h1>I. 서론</h1><p>최근에 들어 다양한 센서와 제어기능이 복합된 홈 네트워크 기술이 발전하면서, 실내에서 기존의 무선주파수와 간섭이 없는 안정된 전송방식이 필요해짐에 따라, 실내의 조명광을 근거리 무선통신에 활용할 수 있는 가시광 데이터통신이 꾸준히 발전하고 있다. 가시광 데이터통신은 실내 혹은 실외에서 조명램프로 사용하고 있는 광원의 출력광을 육안으로 인지할 수 없는 고속으로 변조하여 빛이 도달하는 구간에서 무선으로 데이터를 전송하는 기술이다.</p><p>이러한 가시광 데이터통신에서 사용되는 광원으로는 주입전류의 고속변조가 가능한 LED가 많이 이용되고 있다. 이와 같이 LED를 조명과 통신을 겸한 광원으로 사용하는 경우에는 조명과 통신이 서로 영향을 주지 않도록 가시광 전송시스템을 잘 설계할 필요가 있다. 특히 데이터의 전송과정에서 불규칙하게 변화하는 비트열(bit stream)의 영향으로 LED의 평균 광전력이 변동하여 LED의 조명에 깜박거림이 반복되는 플리커(flicker)가 발생하고 사용자의 시야가 불편하게 할 수 있다.</p><p>이러한 플리커를 방지하기 위해서는 광원으로 사용되는 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지되도록 가시광 시스템을 구성해야한다. 이와 같이 LED의 평균 광전력이 일정하게 유지하기 위한 방법으로 기저대역(base-band)에서는 맨체스터코드 가 많이 사용되고 있다. 그러나 수십 \( \mathrm{ kbps } \)의 낮은 데이터율에서 맨체스터코드를 사용하는 경우에는 주변의 잡음광에 의한 간섭에 취약할 수 있다. On-off keying(OOK) 변조, amplitude-shift keying(ASK) 변조, 또는 frequency-shift keying(FSK) 변조와 같이 별도의 높은 주파수를 반송파로 사용하는 시스템에서는 이러한 잡음광의 유입을 쉽게 차단할 수 있으며, 송신부에서 플리커를 방지하는 효과도 높은 장점이 있다.</p><p>반송파변조 방식을 사용하는 경우에는 별도의 고주파 신호를 발생하는 발진기와 변조회로 및 복조회로가 구비되어야 한다. 또한 반송파에 해당하는 고주파 신호가 LED의 평균 광전력을 중심으로 (\(+\))와 (\(-\))가 균등하게 변화하는 양극성(bipolar) 고주파 신호를 사용해야 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지되어 플리커가 발생하지 않는다. 수십 \( \mathrm{ kbps } \) 정도의 데이터 전송율에서는 별도의 고주파 발진기를 사용하지 않고 데이터 전송용 마이크로 프로세서 자체의 출력을 수백 kHz의 구형파발진이 가능한 OOK 또는 FSK 변조기로 활용할 수 있다. 이러한 구조에서는 가시광 전송시스템의 구성이 매우 간편해지는 이점이 있으나 발진전압이 0과 \( 5 \mathrm{ V } \) 사이의 단극성(unipolar)의 구형파 신호에 해당하므로, 이 신호를 반송파로 이용하여 OOK 전송하는 경우에는 LED의 평균 광전력이 일정하게 유지되지 않고, 전송데이터의 비트열에 따라 계속 변화하게 된다.</p><p>본 논문에서는 이와 같이 단극성의 구형파 신호를 반송파로 사용하는 경우에 플리커를 방지할 수 있는 바이트반전 전송방법을 새로이 개발하여 실험하였다. 바이트반전 전송에서는 1바이트의 데이터가 전송될 때마다 데이터의 비트열과 반대의 극성을 가진 NRZ 비트열을 추가로 전송하여 평균 광전력을 항상 일정하게 만들어주는 방식이다. OOK 변조된 신호의 광전력 변화를 보상하기 위하여 바이트반전 신호에서는 1비트 시간을 원 신호의 \( 1 / 2 \)배로 감소시켜서 전송해야한다. 본론에서는 이러한 바이트 반전 신호의 구성방법과 송수신부의 구성 및 플리커 방지 효과에 대하여 차례로 서술한다.</p>
|
[
"양극성 고주파 신호는 LED의 평균 광전력을 중심으로 (\\(+\\))와 (\\(-\\))가 일정하게 유지되는 신호인가?",
"홈 네트워크 기술은 어떤 기능과 센서가 복합되어 있는가?",
"전송방식 중 무선주파수와 간섭이 없는 방식은 불안정한가?",
"가시광 데이터통신은 실내의 조명광을 어떤 통신에 활용할 수 있는가?",
"가시광 데이터통신은 장거리 무선통신에 활용할 수 있는 통신인가?",
"주입전류의 고속변조가 가능한 LED는 가시광 데이터통신에서 활용되기 적합하지 않은가?",
"주입전류의 고속변조가 가능한 LED는 어떤 통신에서 주로 사용되는가?",
"가시광 전송시스템을 잘 설계해야 할 이유는 무엇인가?",
"가시광 전송시스템에서 조명과 통신은 관련이 없는 영역인가?",
"플리커 현상은 평균 광전력이 변동하게 되어 나타나는 현상인가?",
"사용자의 시야를 불편하게 하는 현상은?",
"플리커 현상이 가지는 특징으로 알맞은 것은?",
"플리커를 방지하기 위한 방법으로 가시광 시스템을 어떻게 구성해야 하는가?",
"맨체스터코드는 기저대역에서 무엇을 위한 방법으로 쓰이는가?",
"맨체스터코드는 어떤 대역에서 LED 평균 광전력을 일정하게 유지하기 위해 쓰이는가?",
"별도의 높은 주파수를 반송파로 사용하는 시스템에는 어떤 방법들이 있는가?",
"주변의 잡음광과 맨체스터코드는 무관한가?",
"송신부에서 플리커를 방지하기 위해 무슨 시스템을 활용해야하는가?",
"On-off keying 변조를 통해서 플리커를 방지할 수 없는가?",
"amplitude-shift keying 변조 시스템에서 잡음광의 유입을 차단할 수 있는가?",
"On-off keying의 약자로 알맞은 것은?",
"변조회로 및 발진기, 복조회로가 구비되어야 하는 방식은?",
"반송파변조 방식에서 별도의 고주파 신호를 발생시키는 부품으로 알맞은 것은?",
"플리커가 발생되지 않으려면 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지되어야 하는가?",
"반송파변조 방식에서 발진기는 저주파 신호를 발생시키는 부품을 사용해야하나?",
"플리커가 발생되지 않기 위해 거쳐야할 고주파 신호는?",
"양극성 고주파 신호란 무엇을 중심으로 (\\(+\\))와 (\\(-\\))가 균등하게 변화하는가?",
"OOK 또는 FSK 변조기는 어떤 발진이 가능한 부품인가?",
"수십 \\( \\mathrm{ kbps } \\) 정도의 데이터 전송율에서 FSK 변조기는 어떤 출력을 활용하는가?",
"데이터 전송용 마이크로 프로세서 자체의 출력을 변조기를 활용할 수 있는 구조에서 가지는 이점은?",
"0과 \\( 5 \\mathrm{ V } \\) 사이의 단극성 구형파 신호에 해당되는 전압은?",
"데이터 전송용 마이크로 프로세서 자체의 출력을 OOK 변조기로 활용할 수 있는 곳은 어디인가?",
"LED의 평균 광전력이 일정하게 유지되지 않는 경우는?",
"빛이 도달하는 구간에서 무선으로 데이터를 전송하는 기술을 일컫는 것은?",
"가시광 데이터통신이 발전할 수 있게 된 계기는?",
"가시광 데이터 통신은 육안으로 인지할 수 있는 광원의 출력광을 활용하는 데이터 전송기술인가?",
"가시광 데이터통신에서 사용되는 광원인 LED 주입전류의 고속변조가 불가능한가?",
"플리커를 이용하여 사용자의 시야를 편안하게 만들 수 있는가?",
"가시광 시스템을 이용하여 플리커를 방지할 수 있는가?",
"비트열은 데이터의 전송과정에서 어떻게 변화하는가?",
"LED 평균 광전력을 일정하게 유지하기 위한 방법으로 맨체스터코드는 적합하지 않은 방법인가?",
"주변의 잡음광에 의한 간섭에 취약할 수 있는 이유는?",
"On-off keying 변조는 어떤 시스템인가?",
"amplitude-shift keying 변조는 낮은 주파수를 반송파로 이용하는 시스템인가?",
"발진기는 반송파변조 방식을 사용하는 데 관련이 없는 부품인가?",
"바이트반전 전송방법은 무엇을 방지할 수 있는가?",
"바이트반전 전송방법은 구형파 신호를 반송파로 사용하는 경우에 쓰일 수 있는가?",
"1바이트의 데이터가 전송될 때마다 평균 광전력을 항상 일정하게 만들어주는 방식의 이름은?",
"바이트반전 전송 방식에서 활용되는 비트열은?",
"1비트 시간을 바이트반전 신호에서는 몇 배로 감소시켜서 전송해야 하는가?",
"NRZ 비트열은 평균 광전력을 항상 일정하게 만드는 데에 쓰이는가?",
"1비트 시간을 원 신호의 \\( 1 / 2 \\)배로 감소시켜서 전송하는 바이트반전 신호의 이유는?",
"OOK 변조된 신호의 광전력 변화를 보상하기 위해 거쳐야 할 신호는 무엇인가?",
"바이트반전 전송방법으로 플리커를 방지하기 어려운가?",
"바이트반전 신호에서 원 신호를 몇 비트 시간에 맞춰 감소 전송해야 하는가?"
] |
c49f92d9-4b5d-42e7-86e2-227062110f17
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h2>3. 수신부 구성 및 관측파형</h2><p>OOK 변조된 신호광을 검출하여 전송 데이터를 복구하기 위한 가시광 수신부의 구조는 그림 4와 같다.</p><p>송신부로부터 보내온 신호광이 포토다이오드에 입사하면 부하저항에 신호전압이 발생한다. 검출된 신호가 증폭된 후 중심주파수가 \( 100 \mathrm{kHz} \)인 대역통과필터(BPF)를 통과하면서 송신부에서 보내온 OOK 변조신호가 검출된다. 여기에서 사용되는 대역통과필터의 역할은 가시광 송신부나 수신부에 근접한 다른 조명램프로부터 유입되는 \( 120 \mathrm{Hz} \)의 잡음광의 전압을 차단함과 동시에, 송신부에서 플리커를 방지하기 위하여 OOK변조파형에 부가하여 전송된 바이트반전신호를 소거하고 \( 100 \mathrm{kHz} \)의 반송파로 변조된 OOK 신호만 검출하기 위하여 사용한 것이다. OOK 변조신호가 다이오드와 RC병렬회로로 이루어진 진폭검출기(envelope detector)를 통과한 후 판별회로(decision circuit)를 통과하면서 원 신호에 해당하는 NRZ 데이터가 복구된다.</p><p>실험에서 사용한 포토다이오드는 S6968 PIN 포토다이오드이고, 증폭기는 OPA228 op amp를 사용하였으며, 대역통과필터는 5차 Chebyshev 필터를 제작하여 사용하였으며, 중심주파수가 \( 100 \mathrm{kHz} \) 이고 대역폭이 약 \( 20 \mathrm{kHz} \) 이었다. 진폭검출기에서 사용한 다이오드는 1N4148, 저항 \( \mathrm{R}=100 \Omega \), 캐피시터 \( \mathrm{C}=0.1 \mu \mathrm{F} \) 을 사용하였다. 판별기회로는 74LS00 NAND gate 2개를 직렬로 연결하여 사용하였다.</p><p>수신부에서 NRZ 데이터가 복구되는 과정을 실험적으로 확인하기 위하여 주요 부분에서 전압파형을 관찰하였다. 그림 5는 오실로스코프를 사용하여 수신부의 전압을 관측한 파형을 나타낸다.</p><p>그림 5(a)는 포토다이오드(PD)의 전압을 나타내 며, 여기에는 송신부에서 보낸 OOK 변조파형과 바이트반전 신호가 김출된 상태를 나타낸다. 그림 5(b)는 대역통과필터의 출력전압으로서 \( 100 \mathrm{kHz} \) 의 반송파가 데이터로 진폭변조된 상태를 보여주고 있다. 이 신호가 진폭검출기와 판별회로를 통과하면서 그림 5(c)에서 보인 바와 같이 NRZ파형이 정상 적으로 복구되고, OOK 변조파형 뒤에 부가하여 수신된 바이트 반전신호는 대역통과필터에서 차단되어 소거된 상태를 보여주고 있다. 이와 같이 송신부에서 OOK 변조되어 전송된 데이터가 수신부에 도달하여 원신호가 정상적으로 복구되는 과정을 실험으로 확인하였다.</p>
|
[
"송신부로부터 보내온 신호광이 무엇에 입사하면 부하저항에 신호전압이 발생하는가?",
"송신부로부터 보내온 신호광이 어떤 것에 입사하면 부하저항에 신호전압이 발생하지?",
"대역통과필터의 역할이 뭐야?",
"대역통과필터의 역할은 어떤 거야?",
"사용한 포토다이오드는 대역폭이 몇 \\(\\mathrm{kHz} \\)였는가?",
"사용한 포토다이오드는 대역폭이 몇 \\(\\mathrm{kHz} \\)인가요?",
"판별기회로는 74LS00 NAND gate 몇 개를 직렬로 연결하여 사용하였는가?",
"판별기회로는 74LS00 NAND gate 몇 개를 직렬로 연결하여 사용했다고 볼 수 있지?",
"그림 5(a)는 무슨 전압을 나타내는가?",
"그림 5(a)는 어떤 전압을 보여주고 있지?",
"그림 4를 통해 보면 포토다이오드에 송신부로부터 받은 신호광이 들어가게 되면 어떻게 되는 것을 보게 되는가?",
"포토다이오드에 송신부로부터 받은 신호광이 들어가게 되면 어떻게 되는 것을 보게 돼?",
"그림 4의 OOK 변조된 신호광을 검출하는 과정은 어떻게 이루어지는가?",
"OOK 변조된 신호광을 검출하는 과정은 어떤 식으로 이루어져?",
"OOK 신호만 검출하고자 사용한 대역통과필터의 역할로 송신부나 수신부에 근접한 다른 조명램프로부터 유입되는 \\( 120 \\mathrm{Hz} \\)의 잡음광의 전압을 어떻게 하는가?",
"OOK 신호만 검출하고자 사용한 대역통과필터의 역할로 송신부나 수신부에 근접한 다른 조명램프로부터 유입되는 \\( 120 \\mathrm{Hz} \\)의 잡음광의 전압에 무엇을 하는가?",
"OOK 변조신호가 다이오드와 RC병렬회로로 이루어진 진폭검출기를 통과한 후 판별회로를 통과하면서 원 신호에 해당하는 NRZ 데이터가 어떻게 되는가?",
"OOK 변조신호가 다이오드와 RC병렬회로로 이루어진 진폭검출기를 통과한 후 판별회로를 통과하면서 원 신호에 해당하는 NRZ 데이터가 어떻게 된다고 볼 수 있지?",
"대역통과필터를 통해 \\( 120 \\mathrm{Hz} \\) 정도의 잡음광 전압을 다른 조명램프로부터 유입되는 것을 어떻게 해서 \\( 100 \\mathrm{kHz} \\)의 반송파로 변조된 OOK 신호만 검출만 사용하게 하는가?",
"대역통과필터를 통해 \\( 120 \\mathrm{Hz} \\) 정도의 잡음광 전압을 다른 조명램프로부터 유입되는 것을 어떤 식으로 해서 \\( 100 \\mathrm{kHz} \\)의 반송파로 변조된 OOK 신호만 검출만 사용하게 하는가?",
"S6968 PIN 포토다이오드를 사용한 실험을 통해 확인 된 것은 구체적으로 어떻게 되는가?",
"S6968 PIN 포토다이오드를 사용한 실험을 통해 확인 된 것은 구체적으로 어떤 식으로 돼?",
"OPA228 op amp 증폭기를사용한 실험에서 진폭검출기에 사용된 다이오드의 종류는 어떻게 되는가?",
"OPA228 op amp 증폭기를사용한 실험에서 진폭검출기에 사용된 다이오드의 종류는 어떤 식으로 될까?",
"\\( 100 \\mathrm{kHz} \\)의 중심주파수를 보여준 다이오드 실험에 사용된 판별회로는 어떻게 사용되었는가?",
"\\( 100 \\mathrm{kHz} \\)의 중심주파수를 보여준 다이오드 실험에 사용된 판별회로는 어떤식으로 사용돼?",
"전압파형이 주요 부분에서 방출되는 것을 관찰하고자 어떻게 하였는가?",
"전압파형이 주요 부분에서 방출되는 것 관찬을 어떻게 확인했어?",
"수신부의 전압을 오실로스코프를 사용하여 파형으로 나타낸 그림 5 a 에서 나타내는 것들은 어떻게 되는가?",
"수신부의 전압을 오실로스코프를 사용하여 파형으로 나타낸 그림 5 a 에서 나타내는 것들은 어떤 상태야?",
"수신부 전압 파형을 나타내는 그림 5는 a~c의 구성 중 b에서 보여주는 것은 어떻게 되는가?",
"수신부 전압 파형을 나타내는 그림 5는 a~c의 구성 중 b에서 보여주는 것은 어떻게 된 상태야?",
"오실로스코프를 적용한 그림 5 a~c 에서 진폭 변조된 이후의 상태를 구체적으로 보여주는 c는 어떻게 되는가?",
"오실로스코프를 적용한 그림 5 a~c 에서 진폭 변조된 이후의 상태를 구체적으로 보여주는 c는 어떤 식의 상태였어?",
"검출된 신호가 증폭된 후 중심주파수가 \\( 90 \\mathrm{kHz} \\)인 대역통과필터(BPF)를 통과하면서 송신부에서 보내온 OOK 변조신호가 검출되는가?",
"수신부에서 NRZ 데이터가 복구되는 과정을 실험적으로 확인하기 위하여 주요 부분에서 전압파형을 관찰하였는가?"
] |
0392053d-d3c5-49e1-a118-08540ad1fd10
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h2>4. 문자열 데이터 전송실험</h2><p>가시광 송신부와 수신부 사이에서 임의의 문자열 데이터를 무선 전송하기 위한 시스템 구성도는 그림 6과 같다.</p><p>송신부에서 LED 출력광을 통하여 임의의 문자열을 연속하여 전송하고, 송신부로부터 약 \( 2 \mathrm{m} \)의 거리에 수신부를 설치하였다. 송신부 주변에는 가시광 데이터 전송과 무관한 조명램프가 설치되어 있어서 수신부의 포토다이오드에는 송신부에서 보낸 신호광 이외에도 인접된 다른 조명램프로부터 방사된 빛에 포함된 \( 120 \mathrm{~Hz} \)의 잡음광이 융입되는 환경을 유지하였다. 송신부에서는 OOK 변조와 바이트반전 전송방식을 사용하여 임의의 문자열 "\(\backslash t \mathrm{VLC}-\mathrm{Net} \backslash \mathrm{r} \backslash \mathrm{n} \) "을 반복하여 전송하면서 송신부와 수신부에서의 파형을 관찰하였다. 가시광 송신부에서 관찰한 파형은 그림 7과 같다.</p><p>그림 7(a)는 전송된 문자열 중에서 앞의 6개의 문자에 대한 NRZ 파형을 보이고 있다. 그림 7(b)는 각 문자가 OOK 변조 전송될 때마다 바이트반전 신호가 추가되어 전송되고 있는 상태를 보여주고 있다. 이와 같이 바이트반전 신호가 각 문자마다 수반되어 전송되기 때문에 전송 문자열의 구성에 관계없이 LED는 항상 일정한 광전력을 유지하였다. LED로부터 약 \( 2 \mathrm{m} \)의 거리에서 신호광의 평균 광전력밀도는 약 \( 25 \mathrm{mW} / \mathrm{m}^{2} \) 이고, 주변의 조명램프로부터 유입된 광전력밀도은 약 \( 200 \mathrm{mW} / \mathrm{m}^{2} \) 이었다. 광전력의 측정에 사용된 장비는 OMB-6810B Optical multimeter 이었다. 이 상태에서 수신부에서 검출된 전압을 오실로스코프로 관찰하였다. 그림 8은 수신부에서 관측한 전압파형을 나타낸다.</p><p>그림 8(a)는 포토다이오드 전압으로서 송신부에서 보내온 신호 이외에 인접된 다른 조명램프로부터 발생한 \( 120 \mathrm{~Hz} \) 의 잡음광이 유입되어 김출되고 있음을 볼 수 있다. 이와 같이 신호광의 진폭에 비하여 잡음광의 세기가 큰 환경에서는 기저대역(base band)의 가시광 시스템을 사용하면 잡음광의 간섭으로 인하여 정상적으로 데이터가 수신되지 않는다. 이와 같은 환경에서 잡음광의 간섭을 소거하고 신호성분만 검출하기 위하여 송신부에서 데이터를 OOK 변조하고, 수신부에서 대역통과필터를 사용하는 것이다. 그림 8(b)는 포토다이오드 전압이 대역통과필터를 통과한 후에 나타나는 OOK 변조파형이다. 여기에서는 \( 120 \mathrm{~Hz} \) 의 잡음광과 바이트반전 신호가 모두 소거되고, \( 100 \mathrm{~kHz} \)의 신호에 해당하는 OOK 변조표형만 출력되고 있음을 볼 수 있다. 이 신호가 수신부의 진폭검출기와 판별회로를 통과하면서 송신부에서 보낸 NRZ 데이터가 복구되어 수신된다. 그림 8(c)는 수신부에서 복구된 NRZ 데이터 신호로서 이 신호는 앞의 그림 7(a)에서 보인 송신부의 NRZ 파형과 동일한 형태임을 알 수 있다. 이 신호를 컴퓨터의 직렬포트에 연결하였을 때, 모니터에 나타난 문자열은 그림 9와 같다.</p><p>그림 9에서는 보이는 문자열은 송신부에서 보낸 문자열 중에서 화면상의 위치제어를 위한 "\( \backslash t \)", "\( \backslash r \)", "\( \backslash n \)"을 제외하고 나머지 문자열인 "VLC-Net"가 순서대로 잘 표시되고 있어 수신상태가 양호함을 알 수 있다. 이와 같이 단일극성의 구형표를 이용하여 OOK 변조하고, 바이트 반전신호를 부가 전송함으로써 송신부에서는 플리커가 없는 안정된 조명상태를 이루고, 수신부에서는 인접된 잡음광의 간섭을 차단하는 효과를 실험적으로 확인하였다.</p>
|
[
"송신부에서 LED 출력광을 통하여 임의의 문자열을 연속하여 전송하고, 송신부로부터 몇 \\( \\mathrm{m} \\) 에서 수신부를 설치하였는가?",
"송신부에서 LED 출력광을 통하여 임의의 문자열을 연속하여 전송하고, 송신부로부터 얼마의 \\( \\mathrm{m} \\) 에서 수신부를 설치했어?",
"잡음광의 세기가 신호광의 진폭보다 클 경우에 base band 가시광 시스템을 사용하게 되면 정상적인 데이터 수신이 어려운 단점을 보완하고자 동일한 환경에서 어떻게 하게 되었는가?",
"잡음광의 세기가 신호광의 진폭보다 클 경우에 base band 가시광 시스템을 사용하게 되면 정상적인 데이터 수신이 어려운 단점을 보완하고자 어떻게 동일한 환경에서 진행했어?",
"수신부 포토다이오드에는 송싱부에서 보낸 신호광 외에 다른 조명램프들의 빛들도 포함되어 있어서 이를 참고해서 어떻게 하게 되었는가?",
"수신부 포토다이오드에는 송싱부에서 보낸 신호광 외에 다른 조명램프들의 빛들도 포함되어 있어서 이를 참고해서 어떻게 했어?",
"\\(\\backslash t \\mathrm{VLC}-\\mathrm{Net} \\backslash \\mathrm{r} \\backslash \\mathrm{n} \\)을 송신부에서 계속 반복함으로써 파형을 관찰하고자 사용한 방식은 어떻게 되는가?",
"\\(\\backslash t \\mathrm{VLC}-\\mathrm{Net} \\backslash \\mathrm{r} \\backslash \\mathrm{n} \\)을 송신부에서 계속 반복함으로써 파형을 관찰하고자 어떤 방식을 사용했는가?",
"(b)는 각 문자가 OOK 변조 전송될 때마다 어떤 신호가 추가되어 전송되고 있는 상태를 보여주고 있는가?",
"문자가 OOK 변조 전송되는 과정에서 바이트반전 신호가 추가되어 전송되는 것을 보여주는 그림 7 b를 통해 전송 문자열의 구성은 어떻게 되는 것을 보게 되는가?",
"(a)는 전송된 문자열 중에서 앞의 몇 개의 문자에 대한 NRZ 파형을 보이고 있는가?",
"OOK 변조 문자가 전송될 때 그림 7 b는 구체적으로 어떻게 전송되는 것을 보여주는가?",
"신호광의 진폭에 비하여 잡음광의 세기가 큰 환경에서는 기저대역의 가시광 시스템을 사용하면 무엇의 간섭으로 인하여 정상적으로 데이터가 수신되지 않는가?",
"OOK 변조파형은 대역통과필터 후 나타나는 파형으로써 그림 8 b에서는 \\( 120 \\mathrm{~Hz} \\) 의 잡음광과 바이트반전 신호가 어떻게 되는 것을 볼 수 있는가?",
"광전력의 측정에 사용된 장비는 무엇인가?",
"OMB-6810B Optical multimeter 장비를 통한 측정한 포토다이오드 전압과 관련해서 그림 8 a 는 구체적으로 어떻게 검출되는 것을 보여주는가?",
"그림 6은 가시광 송신부, 수신부 사이를 어떻게 하고자한 시스템 구성도 인가?",
"무선 문자열 데이터 전송을 위한 시스템 구성도를 나타내는 그림 6에서 송신부가 한 일은 어떻게 되는가?",
"주변의 조명램프로부터 유입된 광전력밀도은 몇 \\( \\mathrm{mW} / \\mathrm{m}^{2} \\) 인가?",
"바이트반전 신호가 각 문자마다 수반되어 전송되기 때문에 전송 문자열의 구성에 관계없이 LED는 항상 일정한 광전력을 유지하였는가?",
"송신부에서 데이터를 OOK 변조하고, 수신부에서 무엇을 사용해?",
"송신부 주변에는 가시광 데이터 전송과 무관한 조명램프가 설치되어 있어서 수신부의 포토다이오드에는 송신부에서 보낸 신호광 이외에도 인접된 다른 조명램프로부터 방사된 빛에 포함된 \\( 120 \\mathrm{~Hz} \\)의 무엇이 융입되는 환경을 유지하였는가?"
] |
70b3c1c8-3142-48ab-8d36-30791736db68
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h1>III. 결론</h1><p>본 논문에서는 가시광을 사용하여 근거리 데이터 통신 링크를 구성하는 경우, 송신부에서 평균 광전력의 변동을 방지하고, 수신부에서 잡음광의 유입에 의한 간섭을 차단하기 위하여 바이트반전 신호를 수반하는 OOK 변조를 실시하였다. 송신부에서 LED출력광을 OOK 변조한 후 바이트반전 신호를 부가하여 전송하면 LED의 평균 광전력이 일정한 상태를 이루게 됨을 수식적으로 증명하고, 실험을 통하여 그 효과를 확인하였다. 실험에서는 UART 전송방식의 기본 데이터율에 해당하는 \( 9.6 \mathrm{kbps} \)에서 기저대역의 NRZ 데이터를 \( 100 \mathrm{kHz} \)의 Unipolar 구형파로 OOK 변조하여 전송하였다.</p><p>송신부에서 단극성의 구형파를 사용하여 OOK변조하면 별도의 발진기와 변조회로가 필요하지 않아 시스템의 구성이 매우 간편해지는 이점이 있다. 그러나 이와 같은 단극성의 OOK 변조방식에서는 데이터의 비트열에 따라 LED의 평균 광전력이 불규칙하게 변동할 수 있으므로, 이러한 상태를 개선하고자 1바이트의 OOK 변조신호가 전송될 때마다, 각 비트의 부호가 반전된 바이트 반전 신호를 추가로 전송함으로써, 데이터의 과정에서 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지되도록 만든 점이 본 논문에서 요지에 해당한다</p><p>이와 같은 변조방식을 사용함으로써 송신부에서는 데이터의 전송유무 또는 비트열의 형태에 관계없이 항상 일정한 평균 광전력이 방사되어 플리커가 없는 안정된 조명상태를 유지하여 가시광 데이터통신과 조명상태가 서로 영향을 주지 않는 안정된 가시광 시스템을 구현하였다. 또한 수신부에서는 OOK 복조기를 통하여 잡음소거 상태가 양호함을 확인하였다. 이러한 구조는 실내의 근거리에서 별도의 무선통신 장치를 설치하지 않고, 실내의 조명 빛을 이용하여 다양한 센서와 제어장치 간 수십 \(\mathrm{kbps} \) 정도의 전송 데이터율을 가진 무선 네트워크를 구축할 때 사용하기 편리한 전송방식이라고 할 수 있다.</p>
|
[
"가시광을 사용해서 근거리 데이터 통신 링크를 구성하면 송신부에서 하는 일은 뭐야?",
"수신부에서 잡음광의 유입에 의한 간섭을 차단하기 위해서 하는건 뭐야?",
"OOK 변조는 무엇을 수반해?",
"무엇을 OOK 변조가 수반하지",
"송신부에서 단극성의 구형파를 사용하여 OOK변조하면 별도의 발진기와 변조회로를 필요로 해?",
"송신부에서 단극성의 구형파를 사용하여 OOK변조 했을때 이점은 뭐야?",
"송신부에서 단극성의 구형파를 사용하여 OOK변조 했을때 장점은 뭐야?",
"단극성의 OOK 변조방식에서는 데이터의 비트열에 따라 무엇이 불규칙하게 변동돼?",
"수신부에서는 무엇을 통해 잡음소거 상태가 양호함을 확인했어?",
"송신부에서 LED출력광을 OOK 변조한 후 바이트반전 신호를 전송하면 LED의 평균 광전력이 불안정한 상태가 돼?"
] |
07f8faaf-4e74-4a15-ac85-7e7683f9f486
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h1>II. 본론</h1><h2>1. OOK 변조 및 바이트반전 전송방식</h2><p>단극성(unipolar)의 OOK 변조에서 평균 광전력을 일정하게 유지하기 위하여 바이트반전 신호를 부가하여 전송하는 방법을 도식적으로 나타내면 그림 1과 같다.</p><p>그림 1(a)는 가시광 송신부에서 전송하고자하는 데이터의 예로서 1개의 문자 “\(S\)”에 대한 Universal asynchronous receiver/transmitter(UART) 형식의 NRZ 전압 파형을 나타낸다. 이 신호를 전송하기 위하여 각 데이터 비트 중에서 “high(H)”비트는 단극성(Unipolar)의 on-off keying(OOK) 신호로 변환하여 전송한다.</p><p>양극성(Bipolar) OOK 파형으로 변조하는 경우에는 평균 광전력이 항상 일정한 상태를 유지하지만, 그림 1(b)와 같이 단극성의 OOK 신호로 변조하는 경우에는 비트열에 따라 평균전력이 불규칙하게 변화한다. 따라서 이와 같이 단극성의 반송파를 사용하여 OOK 변조를 하는 경우에는 LED의 평균 광전력이 일정한 상태를 유지하도록 1 바이트의 데이터가 전송될 때마다 데이터와 반전된 비트로 이루어진 바이트 반전신호를 부가하여 전송한다. 바이트 반전신호를 생성할 때에 “High(H)” 상태의 1 비트시간\( \left(\mathrm{t}_{\mathrm{B}}\right) \)에 속한 OOK 파형의 광전력과 일치하도록, 바이트 반전신호의 비트시간을 NRZ 비트시간의 절반 \( \left(1 / 2 ~t_{B}\right) \)에 해당하는 시간으로 정하여 전송한다.</p><p>UART 방식에서 1 바이트의 신호는 8개의 데이터 비트와 1개의 시작비트(start bit), 1개의 종료비트(stop bit)를 포함하여 총 10개의 비트가 된다. 이중에서 \(n\)개의 비트가 “high”상태이고 나머지 \( (10-n) \)개의 비트가 “low”상태를 가진다고 할 때, 단극성의 구형파 반송파를 사용하여 OOK 변조된 신호광의 \(n\)개의 “high”비트에 포함된 빛 에너지를 계산하면, \( P_{\text {ook }}=\frac{1}{2} n P_{0} \times t_{B} \)<caption>(1)</caption>이다. 여기에서 \( P_{0} \) 는 구형파로 변조된 신호광의 진폭이고, \( t_{B} \) 는 1 비트시간(bit time)을 나타낸다. OOK 변조신호 다음에 추가로 전송되는 바이트반전 신호의 비트시간은 OOK 변조파형의 비트시간의 \( 1 / 2 \) 배인 \( t_{B} / 2 \) 이며, \( (10-n) \) 개의 반전된 “high"비트에 포함된 빛 에너지는 \( P_{i n v}=(10-n) P_{0} \times \frac{t_{B}}{2} \)<caption>(2)</caption>이다. 따라서 1 바이트의 신호에 포함된 평균 광전력을 계산하면 \[ \begin{aligned} P_{\text {avg }} &=\frac{1}{T}\left(P_{\text {ook }}+P_{\text {inv }}\right) \\ &=\frac{1}{T} \times \frac{P_{0}}{2}(n+10-n) t_{B} \\ &=\frac{1}{T} \times \frac{P_{0}}{2}(10) t_{B}=\frac{5 P_{0} t_{B}}{T} \end{aligned} \]<caption>(3)</caption>이다. 여기에서 \( \mathrm{T} \) 는 1 바이트 데이터를 전송하는데에 소요되는 시간을 나타내며, 여기에는 10 비트의 OOK 변조 파형이 차지하는 시간 \( \left(10 t_{B}\right)\), 10 비트의 바이트반전 신호가 차지하는 시간 \( \left(5 t_{B}\right) \), 그리고, 각 바이트 간에 휴지시간 \( \left(t_{S}\right) \) 을 포함한다. 따라서 시간 \( \mathrm{T} \) 를 수식으로 나타내면, \( T=10 t_{B}+5 t_{B}+t_{S}=15 t_{B}+t_{S} \)<caption>(4)</caption>이다. 식(4)를 식(3)에 대입하여 평균 광전력을 계산하면, \[ P_{a v g}=\frac{5 P_{0} t_{B}}{15 t_{B}+t_{S}} \]<caption>(5)</caption>이 된다. 편의상 휴지시간을 1 비트시간과 같게 정하면, 즉, \( t_{S}=t_{B} \) 인 경우에는 \( P_{a v g}=\frac{5 t_{B}}{16} \) 이 된다. 이와 같이 LED의 평균 광전력은 비트열에 포함된 "high"비트의 개수 \( n \) 에 의존하지 않고 일정하게 유지된다. 그 결과, 가시광 데이터통신을 위한 광원의 조명에 플리커가 발생하지 않고 데이터의 전송 유무 혹은 비트열의 형태에 관계없이 항상 안정된 조명상태를 유지할 수 있다. 이와 같은 바이트반전 전송을 수행하기 위한 가시광 송신부와 수신부의 구조 및 관측파형에 대하여 차례로 소개한다.</p>
|
[
"UART 방식에서 1 바이트의 신호는 모두 몇 개의 비트로 구성되었니?",
"UART 방식에서 1 바이트의 신호에 포함된 데이터 비트는 몇 개야?",
"UART 방식에서 1 바이트의 신호에 포함되는 비트는 시작비트, 종료비트 그리고 무엇이야?",
"OOK 변조신호 다음에 추가로 전송되는 바이트반전 신호의 비트시간은 OOK 변조파형의 비트시간의 몇 배 인가?",
"UART 방식에서 1 바이트의 신호에 포함된 것 중에 8개는 어떤 것이야?",
"OOK 변조신호 다음에 추가로 전송되는 바이트반전 신호의 비트시간은 얼마이니?",
"계산식에서 \\( t_{B} \\) 는 무엇을 의미하는가?",
"본문의 계산식에서 \\( t_{B} \\) 가 의미하는 것은 뭐지",
"휴지시간을 1 비트시간과 같게 정하면 LED의 평균 광전력은 비트열에 포함된 \"high\"비트의 개수 nn 에 의존하지 않고 일정하게 유지되는가?",
"계산식에서 구형파로 변조된 신호광의 진폭을 나타내는 것은?",
"1 바이트의 신호에 포함된 평균 광전력을 계산하는 식에서 1 바이트 데이터를 전송하는데에 소요되는 시간을 나타내는 것은 무엇이야?",
"UART 방식에서 1 바이트의 신호는 모두 10개의 비트로 구성되었는가?"
] |
4bb36ff0-c14f-45e6-af03-56ca29139863
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h1>요 약</h1><p>본 논문에서는 가시광을 사용하는 데이터 통신에서 광원의 플리커를 방지하기 위하여 On-off keying(OOK) 변조와 바이트반전 전송방식을 사용하였다. 송신부에서는 \( 100 \mathrm{kHz} \)의 구형파 전압을 부반송파로 사용하여 \( 9.6 \mathrm{kbps} \)의 기저대역 non-return-to-zero (NRZ) 입력데이터를 OOK 변조하고, 데이터의 비트열 형태에 관계없이 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지되도록 바이트반전 신호를 부가하여 전송하였다. 수신부에서는 대역통과 필터를 사용하여 주변의 \( 120 \mathrm{kHz} \) 잡음광의 간섭을 소거하고 OOK복조기를 사용하여 NRZ 형태의 원 신호를 복구하였다. 이러한 구조는 가시광 램프의 조명을 이용하여 근거리의 무선데이터 네트워크를 구축하는 데에 유용하다.</p>
|
[
"수신부에서 NRZ 형태의 신호를 복구하기 위해 사용하는 복조기로 알맞은 것은?",
"수신부에서 잡음광의 간섭을 소거하기 위해 사용하는 것은?",
"바이트반전 전송방식을 사용할 경우 어떤 것을 방지할 수 있는가?",
"가시광 램프의 조명은 장거리의 무선데이터 네트워크 구축에 용이한가?",
"근거리의 무선데이터 네트워크를 구축하는데 활용될 수 있는 조명은 무엇인가?",
"non-return-to-zero (NRZ) 입력데이터는 어떤 변조 과정을 거치는가?",
"송신부에서 부반송파로 사용하는 전압은 무엇인가?",
"광원의 플리커 방지를 위해 On-off keying 변조는 적합하지 않은 방법인가?",
"바이트반전 신호를 부가할 경우 무엇이 일정하게 유지되도록 할 수 있는가?"
] |
0330149b-25a7-42a6-b5dd-e7e5478f5b72
|
인공물ED
|
OOK변조된 가시광 데이터전송에서 바이트반전을 이용한 플리커 방지
|
<h2>2. 송신부 구성 및 관측파형</h2><p>OOK 변조와 바이트반전 전송방식을 사용하여 가시광 데이터를 전송하기 위한 송신부의 구성은 그림 2와 같다.</p><p>가시광 송신부는 1 개의 마이크로프로세서와 전류구동장치(current driver), 그리고 가시광을 발생하는 LED 램프로 구성된다. 실험에서 사용한 마이크로프로세서는 Atmega8이며, LED를 구동하는 전류원으로는 DW8501 IC를 사용하였다. 송신부의 광원으로는 \( 1 \mathrm{W} \) 의 백색광 LED 9개를 \( 3 \times 3 \) 평면배열 구조로 제작하여 사용하였다.</p><p>송신부에서 전송하고자 하는 NRZ 데이터가 마이크로프로세서의 입력단자에 가해지면, 마이크로프로세서의 서브루틴에서 "high"전압에 해당하는 비트에서는 \( 100 \mathrm{kHz} \) 의 구형파를 발생하여 OOK 변조 하고, "low"전압에 해당하는 비트에서는 \( 0 \mathrm{V} \) 를 유지한다. 이와 같이 단극성의 구형파를 반송파로 사용하면 별도의 발진기 회로가 필요하지 않아 시스템의 구성이 간편한 이점이 있지만, 전송 데이터에서 "1"와 "0"이 불가칙하게 전송되므로, LED의 평균 광전력이 지속적으로 바뀌게 되며, 그 결과 LED에 의한 조명의 밝기가 불가칙하게 계속 변동하는 플리커가 발생하게 된다.</p><p>본 논문에서는 이와 같은 플리커를 방지하기 위하여 1 바이트를 전송할 때마다 OOK 변조된 데이터에 포함된 빛에너지의 변화를 상쇄하기 위하여 데이터 비트열과 반대의 부호를 가지며, \( 1 / 2 \) 비트 \( \left(0.5\mathrm{t}_{\mathrm{B}}\right) \) 시간동안 비트가 지속되는 NRZ 신호를 추가함으로써 LED의 평균 광전력이 항상 일정하게 유지하도록 만들어준다. 이와 같이 전송데이터가 OOK 변조된 후 바이트반전 신호가 부가된 상태로 마이크로프로세서의 출력전압이 발생하면 전류원에서는 이 신호에 비례하는 전류를 LED에 공급하여 신호광을 발생한다. 송신부에서 이와 같은 OOK 변조파형과 바이트빈전 신호가 정상적으로 생성되는가를 확인하기 위하여, 1 개의 문자 " \(\mathrm{S}\) "를 \( 1 \mathrm{~ms} \) 간격으로 반복적으로 전송하면서, 송신부에서의 전압을 관측하였다. 그림 3은 송신부에서 오실로스고프를 사용하여 관측한 전압파형을 나타낸다.</p>그림 3(a)는 문자 "\( \mathrm{S} \)"에 대한 \( 9.6 \mathrm{kbps} \) 데이터율로 전송되는 NRZ 파형을 나타낸다. 문자 "\( \mathrm{S} \)"의 \( \mathrm{ASCII} \) 코드는 "\(01010011\)"이며, UART전송방식에서는 최하위비트(LSB)가 우선 전송되므로 좌우가 바뀌게 되고, 1 바이트가 전송될 때 마다 “0"의 시작비트 (start bit)와 "1"의 종료비트(stop bit)가 각각 비트 열의 앞과 뒤에 추가된다. 그 결과 1개의 문자 "\( \mathrm{S} \)"에 대한 NRZ 파형은 총 10 비트로 이루어진 “\(0110010101\)” 비트열이 된다. UART 전송방식에서 "1"에는 "low" 전압이 지정되고, “0”에는 “high" 전압이 지정되므로 문자 "\( \mathrm{S} \)"에 대한 전압파형은 그림 3(a)과 같이 "HLLHHLHLHL" 형태의 전압파형이 된다. 그림 3(b)는 문자 "\( \mathrm{S} \)"에서 "high"에 해당하는 비트에서는 \( 5 \mathrm{V}, 100 \mathrm{kHz} \) 의 구형파가 발생하고, "low" 비트에서는 \( 0 \mathrm{V} \) 의 전압을 유지하는 OOK 변조파형을 보이고 있다. 이와 같이 단극성의 구형파로 변조된 상태에서는 데이터의 비트에 따라 평균 광전력이 변화하므로, 1 바이트의 데이터마다 일정한 평균전력을 유지하도록 데이터의 "high"와 "low"를 반전하여 부가하여 전송한다. 바이트 반전신호에 포함 된 광전력이 OOK 변조된 데이터 신호의 광전력과 같도록 만들어주기위하여 바이트반전신호의 1 비트 시간은 OOK 변조된 비트시간의 \( 1 / 2 \) 배가 되도록 정하였다. 송신부의 전류원을 통하여 그림 3(b)의 신호에 비례한 전류가 LED에 공급되고 LED에서는 일정한 상태의 평균 광전력을 유지하였으며, LED의 출력광에는 플리커가 발생하지 않았다. LED의 출력광은 자유공간으로 방사되고, 송신부로부터 약 \( 2 \mathrm{m} \) 의 거리에 수신부를 설치하여 신호광을 수신하였다.
|
[
"가시광 송신부는 1개의 마이크로프로세서와 전류구동장치 그리고 무엇으로 구성되어 있지?",
"단극성의 구형파를 반송파로 사용하면 별도의 발진기 회로가 필요하지 않아 시스템의 구성이 간편한 점도 있지만 LED에 의한 조명의 밝기가 불가칙하게 변동하는 무엇이 발생하지?",
"플리커 방지를 위하여 어떻게 하지?",
"가시광 송신부는 1개의 마이크러프로세서와 전류 구동장치 그리고 가시광을 발생하는 LED 램프로 구성되어 있니?"
] |
4ab0fb6e-fd72-4051-b6ba-3adfbde2fa2c
|
인공물ED
|
스테레오 비젼 기반의 능동형 물체 추적 시스템
|
<p>그림 10은 표적 영상에 대한 전처리 과정으로 YCbCr 체계의 칼라 모델을 이용하여 일반적인 조명상태에서의 피부색과 피부색이 아닌 영역으로 표적 대상의 얼굴 후보영역을 검출 및 분리하고, 영상간의 공통된 움직임을 검출하기 위한 방법으로 식 (1)과 같이 영상 차분필터를 사용하여 두 영상간의 움직임 성분으로 나타낸 것이다. 표 2는 실험에 사용된 4개의 샘플 스테레오 입력영상에 대해 식 (1)과 같은 얼굴 피부색 변환 행렬을 적용하여 얼굴 후보영역을 추출하고, 기하 무게 중심법을 이용하여 중심좌표 (640, 512)를 기준으로 \( \mathrm{x}, \mathrm{y} \)축 방향으로 이동된 표적 얼굴영상의 위치좌표 값을 나타낸 것이다.</p> <table border><caption>표 2. 좌•우 얼굴 영상의 중심좌표</caption> <tbody><tr><td>프레임</td><td>좌측 얼굴 중심좌표 [pixel]</td><td>우측 얼굴 중심좌표 [pixel]</td><td>카메라와 얼굴간 거리[\( \mathrm{m} \)]</td></tr><tr><td>1</td><td>(387, -62)</td><td>(319, -138)</td><td>0.65</td></tr><tr><td>7</td><td>(241, -113)</td><td>(227, -104)</td><td>1.21</td></tr><tr><td>50</td><td>( 317, -186)</td><td>(365, -194)</td><td>0.78</td></tr><tr><td>68</td><td>( 347, -115)</td><td>( 366, -101)</td><td>1.43</td></tr></tbody></table> <p>그림 10과 표 2에서 획득된 4 프레임에 대한 위치좌 표들은 조명의 밝기 및 명암도 차이에 따라 약간의 차이는 있으나 초당 25 프레임의 영상 처리 속도에도 적응적으로 위치정보를 검출함으로써 실시간적 처리의 가능성을 보여주고 있다. 또한, 표 2에서 획득된 좌표값은 각각의 프레임에서 입력된 표적영상의 실제 이동값인 \( \left(\Delta x_{l}, \Delta y_{i}\right) \)를 의미하며, 이 값은 팬/틸트 제어각도로 변환되며, 변환된 제어값에 따라 카메라의 주시각이 제어됨으로써 이동 표적이 카메라 시야의 중심으로 이동하게 된다.</p> <p>표 2에서 획득된 4 프레임에 대한 위치좌표들은 조명의 밝기 및 명암도 차이에 따라 약간의 차이는 있으나 초당 15 프레임의 영상 처리 속도에도 적응적으로 위치 정보를 검출함으로써 실시간적 처리의 가능성을 보여주고 있다.</p> <p>그림 11은 실시간으로 입력되는 스테레오 입력영상에 대해 중심좌표인 (640, 512)를 기준으로 주시각이 제어된 좌, 우 합성영상을 나타낸 것이다.</p> <p>그림 10에서 보면 (640, 512)를 기준으로 표적영상은 정확히 카메라 시야의 중앙에 위치하는 것을 볼 수 있으며, 실내조명과 밝기의 영향으로 \( \pm 9 \) 픽셀의 오차를 보이고 있지만, 실험에 사용한 전체 프레임에 대한 표준 편차는 각각 1.82 및 1.11과 전체 스테레오 정합율 \( 95 \% \) 이상을 유지하며 얼굴 피부색이 서로 다른 사람에게도 적응적으로 주시각이 제어됨을 볼 수 있다. 또한, 입력되는 스테레오 영상 시퀀스에 대해 프레임 당 0.06초의 처리시간을 가지고 평균 2 프레임 이내에 추적이 이루어짐으로 제안된 감시추적 알고리즘의 실시간적 처리가 가능함이 분석되었다.</p>
|
[
"표2에서 우측 얼굴 중심좌표[pixel]의 값은 무엇이니?",
"프레임 1의 좌측 얼굴 중심좌표[pixel]는 뭐야?",
"표 2에서 나타난 좌측 얼굴 중심자표[pixel] (241, -113)의 프레임 값은 무엇일까?",
"표2 내에서 언급되는 프레임 68의 카메라와 얼굴간 거리[m]의 값은 무엇일까?",
"표 2에서 언급한 프레임 7의 카메라와 얼굴간 거리[m] 값은 뭐야?",
"우측 얼굴 중심좌표 [pixel] ( 366, -101)의 프레임 값은 뭐야?",
"표2에서 언급한 프레임 50의 카메라와 얼굴간 거리[m]의 값은 무엇일까?",
"표 2 내에서 프레임 1의 카메라와 얼굴간 거리[m]의 값은 무엇일까?",
"프레임 50에서 등장하는 우측 얼굴 중심좌표 [pixel] 값은 무엇이니?"
] |
acdb9dcb-fd3d-4988-8405-102bb86afd39
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<h1>2. \(\mathrm{ZnO}\) 막의 제조</h1><p>기존의 진공증착기롤 개조하여 \(\mathrm{ZnO}\)막을 제조하었 다. 그림 1 에 본 실험에 사용된 진공 증착기의 개략도를 나타내었다. Boat는 zinc acetate를 가열하기 위해서 brass로 자체 제작한 것이다. Dihyddrate zinc acetate를 boat에 담은 후 boat아래에 부착된 세라믹 히터로 가열하였다. Boat의 온도는 열전대와 전류원에 연결된 personal computer로 감지 및 조절하였다. Boat의 정면에 증기의 분사를 위해 직경 \( 1 \mathrm{~mm} \) 및 \( 2 \mathrm{~mm} \) 의 두 종류로 구멍을 만들었다. Dihydrate zinc acetate를 boat에 넣은 후 \( 100{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 2 시간 동안 가열하여 소스물질인 anhydrous zinc acetate를 만들었다. 가열이 시작되자 압력이 급격히 증가되었다. Dihydrate zinc acetate의 수분이 빠저나감에 따라 압력이 다시 감소하였으며 가열을 시작할 때의 진공도로 복귀되는 시점에서 가열을 멈추었다. 이렇게 제조된 시료를 진공도 \( 1.0 \times 10^{-3} \) \( \mathrm{Pa} \) 에서 다시 가열하여 \(\mathrm{ZnO}\) 막을 제조하였다. \( 190{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 까지 분당 \( 3-5{ }^{\circ} \mathrm{C} \)의 속도로 온도를 올린 후 그 이상의 온도에서는 진공 챔버내의 진공도 변화를 주시하면서 boat온도를 높였다. Anhydrous zinc acetate가 승화됨에 따라서 챔버의 압력이 서서히 증가하였다. 진공도 \( 6.0 \times 10^{3} \mathrm{~Pa} \) 에서 shutter를 열어 증착을 시작하였다. 그 후 진공도는 \( (6.0 \pm 0.5) \times 10^{-3} \mathrm{~Pa} \) 로 유지하였다. 기판은 탄탈륨 히터를 사용하여 \( 600{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 까지 가열하였다. 탄탈륨 히터의 저항이 매우 낮은 관계로 \( (0.1 \mathrm{ohm}) \) 10:1 transformer늘 사용하였다. Square type(너비: 1 \( \mathrm{mm} \), 길이: \( 5 \mathrm{~mm} \) )의 resistor를 만들어 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 저항을 측정하였다. 전극으로는 \(\mathrm{AI}\)을 사용하였다. \( 15{ }^{\circ} \mathrm{C} \)에서 \( 90{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 까지 온도를 변화시켜가며 저항값의 변화를 측정하였으며 이를 통해 activation energy를 구하였다. Mass flow controller 와 needle valve를 사용하여 산소를 챔버내에 주입하였다. 산소분압을 \( 6.0 \times 10^{-2} \mathrm{~Pa} \)까지 높인 상태에서 anhydrous zinc acetate를 가열하였다. \( 6.5 \times 10^{-2} \mathrm{~Pa} \) 에서 shutter늘 열고 \(\mathrm{ZnO}\) 막을 증착하있다. 제조된 막의 두께는 \( \alpha-\operatorname{stcp} \) 으로 측정하있으며 측정된 두께를 증착시간으로 나누어 증착율을 구하였다.</p>
|
[
"본 연구에서는 무엇을 개조하여 \\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 만들었어?",
"막을 제조하고 나서 막의 두께로 증착율을 어떻게 구했어?",
"brass로 자체 제작한 Boat의 용도는 뭐야?",
"막을 제조하는 과정에서, 수분이 빠져나갈 때 압력은 어떻게 되었어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막의 저항을 측정할 때 전극으로 무엇을 사용했어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막의 저항값을 측정할 때 온도는 최고 몇 도씨까지 변화를 주었어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 제조하는 과정에서, 진공도가 얼마일 때 shutter 를 열었니?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 제조하는 과정에서, 산소 분압은 몇 파스칼까지 높였어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 제조하는 과정에서, Anhydrous zinc acetate가 승화되면서 챔버의 압력은 어떻게 되었어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 제조하는 과정에서, Dihydrate zinc acetate의 수분이 빠져나가면서 가열은 언제 멈추었어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\) 막을 제조하는 과정에서, 산소를 챔버 내에 주입할 때 사용된 도구 두 개는 뭐야?",
"온도 변화에 따른 저항값의 변화를 측정하면서 어떤 에너지를 구할 수 있었어?",
"본 연구에서 Dihyddrate zinc acetate를 가열할 때 사용한 도구는 뭐야?",
"제조된 막의 저항을 측정할 때 Round type의 resistor를 만들었지?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막을 제조하는 과정에서, Boat에 총 세 종류의 구멍을 만들었지?",
"탄탈륨 히터의 저항은 매우 높은 편이지?",
"본 연구에서는 Boat의 후면에 증기를 분사하기 위해 두 종류의 구멍을 제작했지?"
] |
36cdc44c-9174-4b37-b236-268ca7e20a0d
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<h1>1. 서론</h1><p>\(\mathrm{ZnO}\)는 투명도전막, 압전 소자등에 응용하기 위해서 널리 연구되고 있나. \(\mathrm{ZnO}\) 막은 주로sputtering, metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD), spray pyrolysis방법으로 제조되고 있다. 최근에는 Leong G. Mar 등이 anhydrous zinc acetate를 진공중에서 가열(thermal evaporation)하여 \(\mathrm{ZnO}\) 막을 제조하는 매우 간단한 방법을 소개한 바 있다. Anhydrous zinc acetate \( \left(\mathrm{Zn}\left(\mathrm{CH}_{3} \mathrm{COOH}\right)_{2}\right) \) 는 CVD 로 \(\mathrm{ZnO}\) 막을 제조할 때 사용될 수 있는 적절한 precursor로 알려져 있으며 또한 승화온도가 낮기 때문에(약 234 \( \left.{ }^{\circ}{ }{C}\right) \) thermal evaporation의 소스로 적합하다. 그러나 anhydrous zinc acetate를 직접 가열하여 제조한 \(\mathrm{ZnO}\) 막은 증착율과 저항율이 낮아 센서재로로 사용하기에는 부적합하다.</p><p>따라서 본 연구에서는 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 증착율을 높이기 위해서, 승화된 anhydrous zinc acetate를 한 방향으로 분사할 수 있는 보트를 제작하였으며 제조된 막의 저항율을 높이기 위해 \(\mathrm{ZnO}\) 막 증착시 챔버내 산소분압을 높이는 방안을 제시하였다. X-ray회절 측정을 통해 제조된 막의 결정성을 조사하였다. 증착조건에 따른 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 저항율과 activation energy 변화를 측정하였으며 energy dispersive spectroscopy(EDS), rutherford back scattering spectrometry(RBS)로 증착된 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 성분을 조사하였다. 주입된 산소분위기가 증착되는 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 구조에 미치는 영향을 실험결과를 통해 가정한 후 이 가정의 확증을 위해 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 습도감지 특성을 측정하였다.</p>
|
[
"anhydrous zinc acetate를 직접 가열하여 제조한 ZnO 막을 센서재로로 사용하기에 부적합한 이유가 뭐야?",
"ZnO 막의 제조 방법은 어떻게 되니?",
"ZnO 막은 어느 곳에 이용하기 위한 거야?",
"ZnO 막을 CVD로 제조할 때 사용될 수 있는 적절한 precursor는 무엇 이니?",
"Anhydrous zinc acetate가 ZnO 막을 제조할 때 thermal evaporation의 소스로 적합한 이유는 뭐야?",
"한 방향으로 승화된 anhydrous zinc acetate를 분사할 수 있도록 보트를 제작한 이유는 뭐야?",
"한 방향으로 승화된 anhydrous zinc acetate를 분사할 수 있도록 보트를 제작한 이유는 무엇인가요?",
"본 연구에서는 제조된 ZnO 막의 저항률을 높이기 위해 어떤 방안을 제시했어?",
"Leong G. Mar 등이 소개한 ZnO 막을 제조하는 매우 간단한 방법은 어떻게 돼?",
"ZnO 막을 제조하는 방법으로 anhydrous zinc acetate를 진공 중에서 막을 추출하여 막을 제조하는 거지?",
"제조된 막의 결정성을 조사하기 위해서 측정한 것은 어떻게 돼?",
"EDS와 RBS로 증착된 ZnO 막의 무엇을 조사 하였니?",
"증착 조건에 따라서 어떤 것들을 측정할 수 있지?",
"Anhydrous zinc acetate 승화 온도는 몇 도야?"
] |
9fdb5f0e-12aa-45fa-bab2-39ef72100d27
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<p>이 때 온도는 \( 20^{\circ} \mathrm{C} \)-\( 90{ }^{\circ} \mathrm{C} \)까지 변화시켰으며 \( 90{ }^{\circ} \mathrm{C} \)까지 증가시킨 후 다시 \( 20{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 로 내렸다. \( 6.0 \times 10^{2} \) \( \mathrm{Pa} \) 에서 증착한 막의 경우 온도증감방향에 따라 다른 궤적을 나타내었으며 이것은 \(\mathrm{ZnO}\) 막에 다수의 트랩이 존재함을 의미한다. \(\mathrm{ZnO}\) 막의 성분을 조사하기 위해 EDS와 RBS측정을 하였다. EDS(그림 6)에 의해 제조된 \(\mathrm{ZnO}\)막에는 \(\mathrm{Zn}\)와 산소가 존재함을 확인할 수 있었다. 그림 7에 RBS결과를 나타내었다. 그림 7의 (1)은 6\( \times 10^{-3} \mathrm{~Pa} \), (3)은 \( 6 \times 10^{-2} \mathrm{~Pa} \) 에서 증착한 막의 RBS측정결과다. 이때 기판온도는 \( 400{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 였다. 그리고 그림 7의 (2)는 \( 6 \times 10^{-3} \mathrm{~Pa}, 500 \) C \( \mathrm{C} \) 애서 증착한 막의 RBS결과다. 그림 7의 (1)의 경우 \( \mathrm{O} / \mathrm{Zn} \) 비는 1.0이었으며 (2)는 산소결핍, (3)은 산소과잉상태임을 확인할 수 있었다. 그림 7의 (2)의 결과에서 \( 500{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 증착된 막의 급격한 저항 감소가 산소결핍에 기인한 것임을 알 수 있다. 또한 (3)의 결과로부터, 산소 분위기에서 제조한 \(\mathrm{ZnO}\)막의 높은 저항율은 트랩으로 작용하는 과잉 산소가 원인 중 하나임을 알 수 있다. \(\mathrm{Zn}\) counts의 낮은 상대치로 볼 때 산소 분위기에서 증착한 막은 치밀도가 감소하는 것으로 보이며 이것 역시 저항 증가의 한 원인으로 보여진다. 막의 치밀도가 감소되었다는 가정하에 산소분위기에서 제조된 막의 습도감지 특성을 측정해 보았다. 기공이 많은 막은 표면적이 넓어서 습도, 가스 등을 쉽게 흡착할 것이다. 그림 8은 \(\mathrm{ZnO}\)막의 습도에 따른 저항 변화를 측정한 것이다. \( 70 \% \) 이상의 상대습도에서 급격한 저항의 감소가 일어났으며 습기를 제거하자 민감한 회복 특성을 보였다. \( 6 \times 10^{-3} \mathrm{~Pa} \) 에서 증착한 \(\mathrm{ZnO}\)막의 경우 습도감지 특성을 나타내지 않았다. 전자를 포획하고 있던 과잉 산소가 주위의 \(\mathrm{O}\), \(\mathrm{OH}\) 등과 결합할 때 전자를 방출하므로 \(\mathrm{ZnO}\)막의 저항 감소를 가져오며 이것이 습도감지 특성으로 나타난다. 이 결과로 볼 때, 산소 분위기에서 제조된 \(\mathrm{ZnO}\)막의 높은 저항율은 과잉 산소에 의한 트랩의 증가 및 막의 치밀도 감소가 주원인인 것으로 판단된다.</p>
|
[
"ZnO 막의 성분을 조사하기 위해 무엇을 측정하였는가?",
"무엇을 ZnO 막의 성분을 조사하기 위해 측량했지",
"EDS(그림 6)에 의해 제조된 ZnO막에 존재한 성분은 무엇인가?",
"산소 분위기에서 제조된 \\(\\mathrm{ZnO}\\)막의 높은 저항율의 주요원인은 무엇인가?",
"\\( 6.0 \\times 10^{2} \\) \\( \\mathrm{Pa} \\) 에서 증착한 막의 온도증감방향에 따른 궤적 실험에서 온도는 어떻게 설정하였는가?"
] |
76ebfa1e-5e77-4133-9c1a-3186bad8d737
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<h1>요 약</h1><p>기존의 진공증착 방법으로 \( \mathrm{SiO}_{2} \) 막이 성장된 Si 웨이퍼 위에 ZnO 막을 제조하였다. Anhydrous zinc acetate를 자체 제작한 황동보트안에 넣고 가열하여 승화시켰다. 가판온도는 200\( { }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 600\( { }^{\circ} \mathrm{C} \) 까지 변화시켰으며 공정중에 산소를 주입하여 챔버내 산소 분압올 증가시켰다. 증가된 산소분압에 의해 고저항의 \(\mathrm{ZnO}\) 막을 얻을 수 있었다. 제조된 막의 결정성 및 성분을 알기 위해 XRD, EDS 및 RBS 측정을 하였다. 고저항의 \(\mathrm{ZnO}\) 막은 \( 70 \% \) 이상의 상대습도에 매우 민감한 저항감소를 나타내었다.</p>
|
[
"제조된 막의 결정성 및 성분을 알기 위해 사용된 측정법은 무엇인가?",
"ZnO 막은 어떻게 제작되었는가?",
"어떻게 ZnO 막을 만들어?",
"고저항의 \\(\\mathrm{ZnO}\\) 막을 얻기 위해 어떤 방법을 사용하였는가?"
] |
e2f67bd8-f9dd-4de2-aa18-1a7038919b48
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<h1>4. 결 론</h1><p>본 연구에서는 zinc acetate를 precursor로 하여 간단한 방법으로 \(\mathrm{ZnO}\)막을 제조하였으며 다음의 결과를 얻을 수 있었다.</p><ol type=1 start=1><li>기판온도 \( 400^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 증착한 \(\mathrm{ZnO}\)막은 화학양론적인 결합을 하고 있는 것으로 나타났으며, \( 500^{\circ} \mathrm{C} \)에서 제조한 \(\mathrm{ZnO}\)막은 산소 결핍현상을 보였다.</li><li>\(\mathrm{ZnO}\)막 증착시 산소분압을 높이므로써 \(\mathrm{ZnO}\)막의 저항율을 10,000 배 이상 증가시킬 수 있었다.</li><li>산소 분위기에서 제조된 막의 높은 저항율은 과잉 산소에 의한 트랩 증가와 막의낮은 치밀도가 원인인 것으로 사료된다.</li><li>산소 분위기에서 증착된 막은 \( 70 \% \mathrm{RH} \) 이상의 습도에서 급격한 저항 감소률 나타내었다.</li></ol>
|
[
"\\(\\mathrm{ZnO}\\)막 증착시 산소분압을 높이므로써 \\(\\mathrm{ZnO}\\)막의 저항율을 몇 배 이상 증가시켰어?",
"산소 분위기에서 증착된 막은 몇\\( \\% \\mathrm{RH} \\) 이상의 습도에서 급격한 저항감소를 나태내?",
"기판온도 \\( 550^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서 증착한 \\(\\mathrm{ZnO}\\)막은 산소 결핍현상이 일어나지 않았어?",
"산소 분위기에서 제조된 막의 높은 저항율은 막의 높은 치밀도가 원인이야?"
] |
820ff191-13dd-4dfe-8255-68863994eb71
|
인공물ED
|
Zinc acetate를 precursor로 한 고저항 ZnO막의 제조 및 습도감지 특성
|
<h1>3 결과 및 고찰</h1><p>그림 2(a)은 본 실험에서 사용한 dihydrate zinc acetate의 X-ray회절 촉정결과를 나타낸 것이며 그림 2(b)는 dihydrate zinc acetate를 \( 100{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 2 시간 가열하여 수분을 증발시킨 후 측정한 X-ray회절 결과이다. 그림 2(b) 는 JCPDS의 anhydrous zinc acetate peak값과 일치하였다. Anhydrous zinc acetate를 계속 가열함에 따라 챔버의 압력이 미소하게 증가하였으나, boat온도 \( 220 \pm 5{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에 이르러서는 급격한 압력의 변화가 일어났다. \( 220{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 부근에서 anhydrous zinc acetate가 승화하는 것으로 판단된다. 증착중에 챔버의 압력이 미소하게 증가하였으며 챔버의 압력을 일정하게 유지하기 위해 boat의 온도를 감소시켰다. 2시간 증착하는 동안 \( 5{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 정도 boat온도를 내려야 했다. 기판온도를 \( 200^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 \( 600^{\circ} \mathrm{C} \) 까지 \( 100^{\circ} \mathrm{C} \) 간격으로 변화시켰다. 그림 3에 기판온도에 따른 증착율의 변화를 나타내었다. Boat1, boat2는 분사구멍을 달리한 경우이며 (boat1:직경 \( 1 \mathrm{~mm} \), boat2:직경 \( 2 \mathrm{~mm} \) ), 증착율은 분사구멍의 크기에 비례하였다. 기판온도 \( 400^{\circ} \mathrm{C} \) 까지는 증착율이 증가하다가 \( 400^{\circ} \mathrm{C} \) 이상에서는 급격히 감소함을 알 수 있는데, 이는 re-evaporation이 원인인 것으로 생각된다. 또한 기판온도 \( 500^{\circ} \mathrm{C} \) 에서는 저항율의 급격한 감소도 발견된다(Table 1). Boat2의 경우 기판온도 \( 400{ }^{\circ} \mathrm{C} \) 에서 증착율이 \( 120 \mathrm{~A} / \mathrm{min} \) 에 이르며 이것은 현재까지 보고된 rf magnetron sputtering의 증착율과 비교될 만한 값이다.</p><p>\(\mathrm{ZnO}\) 막의 저항율울 계산하기 위해서 \(\mathrm{ZnO}\) square type resistors의 전류-전압특성을 측정하였다. 측정에 사용된 막의 두께는 500-1000 nm였다. 그림 4에 나타난 바와 같이 resistor들은 비교적 좋은 저항성 접촉 (ohmic contact)을 보였다. 표 1 은 제조조건에 따른 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 저항율과 활성화에너지를 나타낸 것이다. \(\mathrm{ZnO}\) 증착시 산소를 주입하여 분위기 압력을 \( 6.0 \times 10^{-2} \mathrm{~Pa} \) 로 높일 경우 재조뎐 막읙 저항율은 \( 6.0 \times 10^{-3} \mathrm{~Pa} \) 의 경우에 비해 10,000 배 이상 증가한 것으로 측정되었다. 저항율의 증가는 (1)분위기 산소에 외한 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 결핍 산소(oxygen deficiencies)보충 (2) \(\mathrm{ZnO}\) 막의 과잉산소에 의한 트랩증가 (3)낮은 진공도하에서 증착함에 따른 \(\mathrm{ZnO}\) 막의 치밀도감소 등에 기인한 것으로 생각할 수 있다. \( 6 \times 10^{3} \mathrm{~Pa} \) 에서 증착된 막의 활성화에너지는 약 \( 0.01 \mathrm{eV} \) 로 단결정 ZnO 의 활성화엔너지 \( (0.05 \mathrm{ev}) \) 에 비해 매우 낮은 값을 보였다. 증착시 압력을 \( 6 \times 10^{-2} \mathrm{~Pa} \)로 높인 경우 활성화에너지도 \( 0.04 \mathrm{eV} \) 로 증가하였다. 측정온도에 따른 저항율의 변화를 그림5에 나타내었다.</p><table border><caption>표 1. \(\mathrm{ZnO}\)막의 제조조건에 따른 저항율 및 활성화에너지</caption><tbody><tr><td>Dposition pressure (Pa)</td><td colspan=3>\( 6 \times 10^{-3} \)</td><td>\( 6 \times 10^{-2} \)</td></tr><tr><td>Substrate temperature \( \left({ }^{\circ} \mathrm{C}\right) \)</td><td>300</td><td>400</td><td>500</td><td>400</td></tr><tr><td>Resistivity\( (\Omega \sim \mathrm{cm}) \)</td><td>58</td><td>57</td><td>0.25</td><td>\( 1.2 \times 10^{6} \)</td></tr><tr><td>Activation energy(eV)</td><td>0.012</td><td>0.013</td><td></td><td>0.03-0.04</td></tr></tbody></table>
|
[
"본문의 그림 2(a)는 무엇을 나타내?",
"그림 2(b)에서 dihydrate zinc acetate의 수분을 증발시키기 위해 어떤 환경에서 가열했어?",
"그림 2(b)에서 dihydrate zinc acetate를 \\( 100{ }^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서 6시간동안 가열했어?",
"그림 2(b)는 JCPDS의 anhydrous zinc acetate peak값과 불일치해?",
"그림 2(b)는 JCPDS의 어떤 값과 일치해?",
"Anhydrous zinc acetate를 계속 가열하면 챔버의 압력은 미세하게 감소했어?",
"boat온도가 어느정도가 돼야 챔버에 급격한 압력 변화가 생겨?",
"boat온도가 \\( 220 \\pm 5{ }^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에 가까워질 때 급격한 압력의 변화가 생기는 이유가 뭐야?",
"증착 중 챔버의 압력을 일정하게 유지하려면 어떻게 해?",
"챔버의 압력을 일정하게 유지하기 위해 2시간 동안 몇 도 정도 boat온도를 내려?",
"기판온도는 \\( 200^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서 \\( 600^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 까지 몇 도 간격으로 변화시켜?",
"기판온도는 \\( 200^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서 \\( 600^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 까지 \\( 50^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 간격으로 변화시켰어?",
"그림3은 무엇을 나타내?",
"기판온도에 따른 증착율의 변화를 보여주는 그림은 몇번 그림이야?",
"boat1 분사구멍의 직경의 길이가 어떻게 돼?",
"boat2 분사구멍의 직경의 길이는 boat1 분사구멍의 길이의 2배야?",
"boat1과 boat2의 증착율은 분사구멍의 크기에 반비례해?",
"boat1과 boat2의 증착율은 어떤 크기에 비례해?",
"기판온도의 증착율이 \\( 400^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 까지는 증가하다가 \\( 400^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 이상부터 급격히 감소하는 이유가 뭐야?",
"re-evaporation으로 인해 기판온도가 증가하고 감소하는 기준이 되는 온도는 몇 도야?",
"기판온도가 \\( 500^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 가 넘어가면 어떤 일이 발생해?",
"저항율의 급격한 감소가 나타나는 기판의 온도는?",
"Boat2의 기판온도 \\( 400{ }^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서 증착율이 어떻게 돼?",
"기판온도 \\( 400{ }^{\\circ} \\mathrm{C} \\) 에서의 증착율이 \\( 120 \\mathrm{~A} / \\mathrm{min} \\) 정도는 어떤 증착율과 비교할만한 값이야?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\) 막의 저항율울 계산하려면 무엇을 측정해야해?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\) square type resistors의 전류-전압특성을 측정하면 어떤 저항율을 알 수 있어?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\) 막의 저항율을 계산하기 위해 사용된 막의 두께는?",
"그림 4에서 resistor들은 비교적 좋은 저항성 접촉으로 볼 수 있어?",
"표 1은 무엇을 나타내?",
"ZnO 를 증착할 때 분위기 압력을 \\( 6.0 \\times 10^{-2} \\mathrm{~Pa} \\) 까지 높이려면 무엇을 주입해야해?",
"ZnO를 증착할 때 분위기 압력을 \\( 6.0 \\times 10^{-2} \\mathrm{~Pa} \\)로 높일 경우, 막의 저항율은 \\( 6.0 \\times 10^{-3} \\mathrm{~Pa} \\) 의 경우에 비해 100 배 이상 증가해?",
"분위기 산소에 의한 \\(\\mathrm{ZnO}\\) 막의 결핍 산소를 보충하면 막의 저항율이 증가해?",
"\\(\\mathrm{ZnO}\\) 막 과잉산소에 인한 트랩 증가로 인해 저항율이 감소해?",
"낮은 진공도하에서 증착하면 \\(\\mathrm{ZnO}\\) 막의 치밀도가 감소해?",
"낮은 진공도하에서 증착함에 따른 \\(\\mathrm{ZnO}\\) 막의 치밀도 감소로 저항율이 증가해?",
"\\( 6 \\times 10^{3} \\mathrm{~Pa} \\) 에서 증착된 막의 활성화에너지가 어떻게 돼?",
"단결정 ZnO 의 활성화에너지는 \\( 6 \\times 10^{3} \\mathrm{~Pa} \\) 에서 증착된 막의 활성화에너지의 5배야?",
"증착시 압력을 \\( 6 \\times 10^{-2} \\mathrm{~Pa} \\)까지 높였을 때의 활성화에너지가 얼마야?",
"그림5 는 무엇을 나타내?",
"ZnO 증착시 압력이 \\( 6 \\times 10^{-3} \\) 이고 온도가 400도 일때의 활성화에너지는 몇 eV야?"
] |
41815993-7ba5-45d1-b562-ae3983db5313
|
인공물ED
|
SOAP 성능 분석
|
<h1>Ⅱ. 본론</h1><h2>1. SOAP</h2><p>SOAP(Simple Object Access Protocol)은 네트워크상의 분산된 컴퓨팅 환경에서 서비스 제공자와 서비스 소비자가 서로 데이터를 주고받을 수 있는 간단한 프로토콜이다. SOAP의 구성을 살펴보면 Header와 Body로 구성된 Envelope가 있다. Header는 SOAP에 대한 추가적인 설명과 옵션이 정의되어 있는데 해당 내용이 존재하지 않으면 없어도 되는 선택적 요소이다. Body는 전송되어야 할 데이터가 들어있는 요소로서 필수적이다. Body 안에는 서비스 처리 실패 시 처리될 내용을 담고 있는 Fault 요소도 있다.</p><h2>2. SOAP Binding Architecture</h2><p>SOAP은 HTTP, TCP, UDP 등의 다양한 전송 계층 프로토콜과의 조합을 사용하여 서비스 소비자와 서비스 제공자 간의 커뮤니케이션이 가능하도록 한다. SOAP의 프로토콜 바인딩(Protocol Binding)은 하위 계층 프로토콜(Underlying Protocol)과 SOAP 사이에 위치하며, SOAP 메시지와 하위 계층 프로토콜 사이에 문법적 또는 의미적으로 명시하여 전송과 응답을 보장해야 한다.</p><h2>SOAP 성능 분석</h2><h3>가. 성능 분석 개요</h3><p>본 논문에서는 SOAP 웹 서비스를 구현하는데 사용된 프로그래밍 언어와 전송 계층 프로토콜의 바인딩에 따른 성능 분석 및 세부 내용을 기술하였다.</p><p>플랫폼은 JAVA와 .NET을 이용하여 구현하였다. JAVA에서는 Axis2 라이브러리와 Apache Tomcat 7.0을 사용하였고, .NET에서는 기본 라이브러리와 IIS 7.0을 사용하였다.</p><p>서로 동일한 환경에서 성능 분석을 하기 위해 같은 시스템에서 클라이언트를 두어 성능 분석을 수행하였고, 성능 분석의 기준은 응답시간(Response Time)으로 하였다.</p><h3>나. 성능 분석 방법</h3><p>성능 분석 방법은 다음과 같다. 먼저 클라이언트는 SOAP 메시지를 전송하기 직전의 해당 자신의 시스템 시간(Start Time)을 측정한 후 서버에 메시지를 전송한다. 서버는 클라이언트로부터 받은 SOAP 메시지를 처리한 후 응답 메시지를 SOAP 메시지로 변환하여 클라이언트로 전송한다. 그 후 다시 클라이언트가 서버로부터 받은 응답 메시지를 받고, 받은 직후의 시스템 시간(End Time)을 측정한다. 이렇게 측정된 두 시간들의 차를 응답시간(Response Time)으로 정의하였다.</p><p>Response Time \( = \) End Time \( - \) Start Time<caption>(1)</caption></p><p>응답 시간이 작을수록 서비스 처리 시간이 짧아 성능이 더 좋음을 의미한다.</p><p>성능 분석은 임의의 초기 전송 크기를 \(500 \mathrm{bytes}\)로 하고 최대 전송 크기를 \(5000 \mathrm{bytes}\)로 정한 후, \(100 \mathrm{bytes}\) 간격으로 데이터 크기를 증가시켜 전송하는 방식을 수행하였다.</p><p>(1) 플랫폼에 따른 성능 분석</p><p>HTTP의 경우에는 .NET이 더 짧은 응답시간이 나왔고, TCP와 UDP의 경우에는 JAVA가 더 짧은 응답시간이 측정되었다.</p><p>HTTP에서의 SOAP 메시지 전송은 구체적인 틀이 정해져 있어 웹 서버(Apache Tomcat, IIS)가 SOAP 메시지를 처리하지만 TCP와 UDP는 구체적인 틀이 명시되어 있지 않아 SOAP 메시지를 작성한 후에 직접 전송하고 처리한다. 이러한 차이점으로 인해 본 논문의 성능 분석 결과에서도 SOAP을 직접 만들과 전송하는 것은 JAVA가 더 좋은 성능을 보였고, 웹서버에서는 IIS가 더 좋은 성능을 보였다.</p><p>(2) 전송 계층 프로토콜에 따른 성능 분석</p><p>HTTP의 경우에는 TCP를 기반으로 전송하기 때문에 연결 설정과 연결 해제 과정이 필요하고 추가적인 HTTP 헤더를 포함하기 때문에 다른 전송 계층 프로토콜보다 응답시간이 길게 측정되었다. TCP의 경우에는 연결 설정과 연결 해제 과정이 포함되어 있지만 HTTP 헤더 같은 추가적인 사항이 없어 HTTP보다 짧은 응답시간이 측정되었고, 연결 설정과 연결 해제 과정이 불필요한 단방향 전송인 UDP가 가장 짧은 응답시간이 측정되어서 가장 좋은 성능을 보였다.</p>
|
[
"서로 동일한 환경에서 성능 분석을 하기 위해 같은 시스템에서 클라이언트를 두어 성능 분석을 수행하였나?",
"SOAP(Simple Object Access Protocol)은 네트워크상의 분산된 컴퓨팅 환경에서 서비스 제공자와 서비스 소비자가 서로 데이터를 주고받을 수 있는 간단한 프로토콜인가?",
"SOAP의 구성을 살펴보면 Header와 Body로 구성된 Envelope가 있나?",
"Header는 SOAP에 대한 추가적인 설명과 옵션이 정의되어 있는데 해당 내용이 존재하지 않으면 없어도 되는 선택적 요소인가?",
"Body는 전송되어야 할 데이터가 들어있는 요소로서 필수적인가?",
"Body 안에는 서비스 처리 실패 시 처리될 내용을 담고 있는 Fault 요소도 있나?",
"SOAP의 프로토콜 바인딩(Protocol Binding)은 하위 계층 프로토콜(Underlying Protocol)과 SOAP 사이에 위치하는가?",
"SOAP은 HTTP, TCP, UDP 등의 다양한 전송 계층 프로토콜과의 조합을 사용하여 서비스 소비자와 서비스 제공자 간의 커뮤니케이션이 가능하도록 하는가?",
"본 논문에서는 SOAP 웹 서비스를 구현하는데 사용된 프로그래밍 언어와 전송 계층 프로토콜의 바인딩에 따른 성능 분석 및 세부 내용을 기술하였나?",
"플랫폼은 JAVA와 .NET을 이용하여 구현하였나?",
"JAVA에서는 Axis2 라이브러리와 Apache Tomcat 7.0을 사용하였고, .NET에서는 기본 라이브러리와 IIS 7.0을 사용하였나?",
"클라이언트가 서버로부터 받은 응답 메시지를 받고, 받은 직후의 시스템 시간(End Time)을 측정하는가?",
"서버는 클라이언트로부터 받은 SOAP 메시지를 처리한 후 응답 메시지를 SOAP 메시지로 변환하여 클라이언트로 전송하는가?",
"응답 시간이 작을수록 서비스 처리 시간이 짧아 성능이 더 좋음을 의미하는가?",
"성능 분석은 임의의 초기 전송 크기를 500bytes로 하고 최대 전송 크기를 5000bytes로 정한 후, 100bytes 간격으로 데이터 크기를 증가시켜 전송하는 방식을 수행하였나?",
"HTTP의 경우에는 .NET이 더 짧은 응답시간이 나왔나?",
"TCP와 UDP의 경우에는 JAVA가 더 짧은 응답시간이 측정되었나?",
"HTTP에서의 SOAP 메시지 전송은 구체적인 틀이 정해져 있어 웹 서버(Apache Tomcat, IIS)가 SOAP 메시지를 처리하는가?",
"TCP와 UDP는 구체적인 틀이 명시되어 있지 않아 SOAP 메시지를 작성한 후에 직접 전송하고 처리하는가?",
"본 논문의 성능 분석 결과에서도 SOAP을 직접 만들과 전송하는 것은 JAVA가 더 좋은 성능을 보였고, 웹서버에서는 IIS가 더 좋은 성능을 보였나?",
"HTTP의 경우에는 TCP를 기반으로 전송하기 때문에 연결 설정과 연결 해제 과정이 필요한가?",
"HTTP의 경우에는 추가적인 HTTP 헤더를 포함하기 때문에 다른 전송 계층 프로토콜보다 응답시간이 길게 측정되었나?",
"TCP의 경우에는 연결 설정과 연결 해제 과정이 포함되어 있지만 HTTP 헤더 같은 추가적인 사항이 없어 HTTP보다 짧은 응답시간이 측정되었나?",
"연결 설정과 연결 해제 과정이 불필요한 단방향 전송인 UDP가 가장 짧은 응답시간이 측정되어서 가장 좋은 성능을 보였나?",
"SOAP 메시지와 하위 계층 프로토콜 사이에 문법적 또는 의미적으로 명시하여 전송과 응답을 보장해야 하는가?",
"성능 분석의 기준은 응답시간(Response Time)으로 하였나?",
"클라이언트는 SOAP 메시지를 전송하기 직전의 해당 자신의 시스템 시간(Start Time)을 측정한 후 서버에 메시지를 전송하는가?",
"측정된 두 시간들의 차를 응답시간(Response Time)으로 정의하였나?"
] |
5b3f05ad-f22b-4125-85b3-006c0a798b99
|
인공물ED
|
SOAP 성능 분석
|
<h1>Ⅰ. 서론</h1><p>웹 서비스(Web Service)는 WSDL(Web Services Description Language), UDDI(Universal Description, Discovery and Integration), SOAP(Simple Object Access Protocol) 등의 표준 기술을 사용하여 네트워크 상에서 서로 다른 컴퓨팅 환경이 구축된 컴퓨터들 간에 상호작용을 위한 소프트웨어 시스템이다. 웹 서비스는 서비스 지향적 분산 컴퓨팅 기술의 일종이다.</p><p>WSDL은 XML 기반의 언어로서 웹 서비스의 구체적 내용이 기술되어 있어 웹 서비스에 접근하는 방법을 제공한다. 클라이언트는 WSDL에 정의되어 있는 웹 서비스의 특성을 참조하여 SOAP을 이용하여 서비스를 호출할 수 있다. 따라서 클라이언트 개발자는 WSDL을 토대로 클라이언트를 개발할 수 있다.</p><p>UDDI는 사용 가능한 서비스, 서비스의 제공자 등의 정보들이 포함된 XML 기반의 구조화된 레지스트리 서비스이다. 서비스 제공자는 UDDI에 서비스 목록들을 저장하고, 서비스 소비자는 UDDI에 접근하여 원하는 서비스를 찾을 수 있게 된다.</p><p>SOAP은 웹 서비스를 실제로 이용하기 위한 객체들 간의 통신규약으로서 HTTP, TCP, UDP 등을 사용하여 네트워크 상에서 XML 기반의 메시지를 교환 할 수 있는 프로토콜이다. 웹 서비스의 모든 데이터들은 XML로 표현되고, 데이터들과 이를 다룰 수 있는 오퍼레이션들이 WSDL로 정의되어 UDDI 라는 전역적 서비스 저장소에 등록되어 원하는 서비스를 찾는 소비자에게 공개될 수 있다. XML 유니코드 인코딩을 사용하기 때문에 플랫폼 및 프로그래밍 언어에 독립적이고 확장성이 뛰어나다.</p><p>SOAP을 이용한 웹 서비스는 데이터 전송에 사용되는 가장 일반적인 전송 계층 프로토콜인 TCP를 기반으로 한 HTTP와 바인딩하여 사용하지만 TCP로 모든 서비스를 효과적으로 구현할 수 없다. 따라서 다른 종류의 전송 계층 프로토콜과, 다른 종류의 프로그래밍 언어에 따라 다른 성능을 보일 수 있다. 따라서 본 논문에서는 두 가지 프로그래밍 언어로써 JAVA와 .NET, 세 가지 전송계층 프로토콜로써 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 다양한 환경에서 웹서비스의 성능을 분석한다. 성능 분석 결과를 토대로 향후 웹 서비스를 사용할 때 적절한 플랫폼 및 프로토콜을 선택할 수 있다.</p><p>본 논문의 구성은 2장에서 SOAP에 대한 전반적인 내용과 성능 분석 방법을 기술하고, 3장에서 2장의 내용을 토대로 도출된 결과에 대하여 기술한다.</p>
|
[
"WSDL은 XML 기반의 언어로서 웹 서비스의 구체적 내용이 기술되어 있나?",
"서비스 소비자는 UDDI에 접근하여 원하는 서비스를 찾을 수 있게 되는가?",
"웹 서비스(Web Service)는 WSDL(Web Services Description Language), UDDI(Universal Description, Discovery and Integration), SOAP(Simple Object Access Protocol) 등의 표준 기술을 사용하여 네트워크 상에서 서로 다른 컴퓨팅 환경이 구축된 컴퓨터들 간에 상호작용을 위한 소프트웨어 시스템인가?",
"클라이언트는 WSDL에 정의되어 있는 웹 서비스의 특성을 참조하여 SOAP을 이용하여 서비스를 호출할 수 있나?",
"UDDI는 사용 가능한 서비스, 서비스의 제공자 등의 정보들이 포함된 XML 기반의 구조화된 레지스트리 서비스인가?",
"SOAP은 웹 서비스를 실제로 이용하기 위한 객체들 간의 통신규약인가?",
"서비스 제공자는 UDDI에 서비스 목록들을 저장하는가?",
"클라이언트 개발자는 WSDL을 토대로 클라이언트를 개발할 수 있나?",
"WSDL은 XML 기반의 언어로서 웹 서비스의 구체적 내용이 기술되어 있어 웹 서비스에 접근하는 방법을 제공하는가?",
"웹 서비스는 서비스 지향적 분산 컴퓨팅 기술의 일종인가?",
"데이터들과 이를 다룰 수 있는 오퍼레이션들이 WSDL로 정의되어 UDDI 라는 전역적 서비스 저장소에 등록되어 원하는 서비스를 찾는 소비자에게 공개될 수 있나?",
"SOAP는 HTTP, TCP, UDP 등을 사용하여 네트워크 상에서 XML 기반의 메시지를 교환 할 수 있는 프로토콜인가?",
"웹 서비스의 모든 데이터들은 XML로 표현되는가?",
"XML 유니코드 인코딩을 사용하기 때문에 플랫폼 및 프로그래밍 언어에 독립적이고 확장성이 뛰어난가?",
"다른 종류의 전송 계층 프로토콜과, 다른 종류의 프로그래밍 언어에 따라 다른 성능을 보일 수 있나?",
"TCP로 모든 서비스를 효과적으로 구현할 수 없나?",
"본 논문에서는 두 가지 프로그래밍 언어로써 JAVA와 .NET, 세 가지 전송계층 프로토콜로써 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 다양한 환경에서 웹서비스의 성능을 분석하는가?",
"SOAP을 이용한 웹 서비스는 데이터 전송에 사용되는 가장 일반적인 전송 계층 프로토콜인 TCP를 기반으로 한 HTTP와 바인딩하여 사용하는가?"
] |
ebb06ff6-62c7-47ca-9c6d-04c21939bc2c
|
인공물ED
|
SOAP 성능 분석
|
<h1>Ⅲ. 결론</h1><p>본 논문에서는 플랫폼으로 JAVA와 .NET를 이용하여 구현한 SOAP 웹 서비스를 전송 계층 프로토콜로 HTTP, TCP, UDP를 통해 성능 분석을 수행하였다. 성능 분석 결과 전송 계층 프로토콜은 HTTP와 TCP보다는 UDP가 응답속도가 더 짧게 측정되었다. 플랫폼은 HTTP 환경에서는 . NET이, TCP와 UDP 환경에서는 JAVA가 응답시간이 더 짧게 측정되었다. SOAP 웹 서비스는 어떤 플랫폼으로 어떤 전송 계층 프로토콜을 사용하여 구현하느냐에 따라 성능이 차이가 나기 때문에 본 논문의 성능 분석 결과를 토대로 SOAP 웹 서비스를 구현할 때의 환경 특성에 따라 적절한 플랫폼과 전송 계층 프로토콜을 사용하여 구현할 수 있을 것이다.</p>
|
[
"HTTP 환경에서는 JAVA보다 .NET이 응답시간이 더 짧아?",
"본 논문에서 이용한 플랫폼의 종류 두 가지는 무엇인가?",
"플랫폼의 종류 두 가지로 본 논문에서 사용한 것은 무엇일까?",
"본 논문에서 플랫폼을 이용하여 구현한 웹 서비스의 이름은 뭐야?",
"플랫폼을 사용하여 본 논문에서 구현한 웹 서비스의 이름은 뭐지?",
"본 논문에서 성능 분석에 사용된 프로토콜의 종류 세 가지는 무엇인가?",
"HTTP 환경에서는 JAVA보다 .NET이 응답시간이 더 길어?",
"TCP 환경에서는 JAVA보다 .NET이 응답시간이 더 짧아?",
"JAVA와 .NET 중, HTTP 환경에서 응답시간이 더 짧은 플랫폼이 뭐야?",
"UDP 환경에서는 JAVA보다 .NET이 응답시간이 더 짧은 것으로 나타나니?",
"본문에 따르면 JAVA와 .NET 중, UDP 환경에서 어떤 플랫폼의 응답시간이 더 짧게 나타났어?",
"JAVA와 .NET 중, UDP 환경에서 어느 플랫폼의 응답시간이 더 길게 나타났어?",
"사용한 프로토콜의 종류는 SOAP 웹 서비스의 성능에 차이에 영향을 미치지?",
"JAVA와 .NET 중, TCP 환경에서 응답시간이 더 길게 측정된 플랫폼이 뭐야?",
"JAVA와 .NET 중, TCP 환경에서 어느 쪽의 응답시간이 더 짧아?",
"JAVA와 .NET 중, HTTP 환경에서 응답시간이 더 길게 나타나는 플랫폼이 뭐야?"
] |
f0e85bcf-bba7-4f1f-919d-d1aabf32e7ad
|
인공물ED
|
SOAP 성능 분석
|
<h1>요약</h1><p>본 논문에서는SOAP(Simple Object Access Protocol)에 대하여 JAVA와 .NET 두 가지 플랫폼에 따른 성능 분석을 수행한다. SOAP는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다. 성능 분석 결과는 시스템 환경 및 네트워크 부하 정도에 따라 다르게 도출될 수 있다. 따라서 정확한 성능 분석을 위해 동일한 환경을 구축하여 진행하였다.</p>
|
[
"무엇는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"SOAP는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 무엇, TCP, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"본 논문에서는SOAP(Simple Object Access Protocol)에 대하여 무엇와 NET 두 가지 플랫폼에 따른 성능 분석을 수행한다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"성능 분석 결과는 시스템 환경 및 네트워크 무엇 정도에 따라 다르게 도출될 수 있다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"SOAP는 다양한 전송 계층 무엇을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"SOAP는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, TCP, 무엇를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"성능 분석 결과는 무엇 환경 및 네트워크 부하 정도에 따라 다르게 도출될 수 있다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"본 논문에서는 무엇(Simple Object Access Protocol)에 대하여 JAVA와 .NET 두 가지 플랫폼에 따른 성능 분석을 수행한다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"SOAP는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, 무엇, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 성능 분석을 실시하였다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"본 논문에서는SOAP(Simple Object Access Protocol)에 대하여 JAVA와 .NET 두 가지 플랫폼에 따른 무엇 분석을 수행한다. 앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"본 논문에서는SOAP(Simple Object Access Protocol)에 대하여 JAVA와 무엇 두 가지 플랫폼에 따른 성능 분석을 수행한다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"성능 분석 결과는 시스템 환경 및 무엇 부하 정도에 따라 다르게 도출될 수 있다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"성능 분석 결과는 시스템 무엇 및 네트워크 부하 정도에 따라 다르게 도출될 수 있다. 따라서 정확한 성능 분석을 위해 동일한 환경을 구축하여 진행하였다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"SOAP는 다양한 전송 계층 프로토콜을 이용할 수 있는데, 본 논문에서는 HTTP, TCP, UDP를 이용하여 성능 분석 방법을 제안하고 제안한 방법을 토대로 무엇 분석을 실시하였다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?",
"본 논문에서는SOAP(Simple Object Access Protocol)에 대하여 JAVA와 .NET 두 가지 무엇에 따른 성능 분석을 수행한다.앞 문장의 무엇에 들어갈 알맞은 단어는 무엇인가?"
] |
b536201b-f603-4387-bfbd-c2e307fd7412
|
인공물ED
|
영상감시시스템에서 움직임의 비교사학습을 통한 비정상행동탐지
|
<h1>III. 실 험</h1> <p>실험에서 제안한 알고리즘은 MATLAB으로 구현하였고, 실험에 사용한 영상중 사거리 영상은 실제 교통상황에서 사용되고 있는 CCTV 영상을 인터넷에서 동영상 캡쳐 프로그램을 이용하거나 디지털카메라로 녹화한 영상이다. 또 다른 영상은 A. Basharat에서 실험영상으로 사용한 UCF dataset이다. 이 영상의 경우에는학습데이터는 제공하는 궤적의 텍스트 파일을 이용했고, 테스트의 경우에만 동영상을 이용해서 탐지\( \cdot \)추적알고리즘으로 궤적을 추출하여 비정상행동을 탐지하는데 사용하였다. 연산 속도면에서 살펴봤을때, 사거리 영상의 학습데이터에서 추출된 궤적은 3066개, UCFdataset에서 학습을 위해 사용된 궤적은 2060개였고, 이것을 학습하는데 HMM의 상태개수와 초기 파라미터의값에 따라 다르지만 대체로 1시간～1시간 30분정도가 소요되었다. 테스트 과정에서는 각 프레임에서 탐지물체의 ID와 위치정보를 미리 받아온다고 가정했을때 비정상 행동탐지에만 걸린 시간은 약 \( 30 \sim 50 \mathrm{~ms} \)로 MATLAB에서도 실시간성을 보장했다.</p> <p>테스트 영상에서 물체의 이동 궤적을 단어와 문장으로 맵핑 한 후 그 문장이 학습한 HMM에 대해 일어날 확률을 계산한다. II.4절에서 정의한 방법대로 비정상행동의 여부를 판단하며 2개의 사거리데이터와 UCF데이터에 대해서 비정상 행동으로 판단한 경우의 예시는 그림 3과 같다. 사거리데이터의 경우 오랜 시간 직접 cctv 화면을 보면서 비정상 행위가 일어나는 부분을 녹화해야 하기 때문에 원하는 이상행동을 만들어내기는 힘들었다. 하지만 몇 가지의 비정상 행동이 일어나는 장면을 캡쳐해 테스트 해본 결과 다양한 상황에 대해서 정상궤적과 비정상 궤적을 잘 분리 해냈으며, 특히 무단횡단이나 차선위반의 상황을 잘 탐지해냈다.</p> <p>그림 4의 (a)에서는 횡단보도로 길을 건너다가 차도로 빠져나가는 오토바이가 비정상행위로 탐지 되었다. (b)에서도 오토바이가 차도에서 직진을 하다가 횡단보도를 거쳐 인도로 올라가는 것이 비정상행위로 탐지되었다. (c)와 (d)에서는 오토바이와 사람이 무단횡단을 하는 모습이다. 이러한 경로는 평소에 매우 드물게 일어나는 경로이기 때문에 비정상으로 판단된다. (e),(f)에나오는 영상의 경우 뒤편에는 차도가 있고 보행자가 다니는 길이 기역자로 나있다. UCF 데이터에서 주어진 궤적에서는 기역자로 나있는 길에만 보행자가 다니도록 학습이 되어있는데 (e)는 그 길을 가로질러 감으로써 비정상행위로 판단하게 된 예시를 보여준다. (f)에서는 사람이 의도적으로 지그재그로 걷는 상황을 보여주며이 행동도 일반적으로 자주 일어나지 않는 상황이므로 비정상으로 판단하게 된다. 결과에서 확인할 수 있듯이, 다양한 영상에서 확률적으로 낮게 일어나는 행동들을 효과적으로 탐지하는 것을 볼 수 있으며, 주변에서 일어나는 정상적인 행동들은 검정색으로 표시되어 정상과 비정상을 잘 구분하고 있음을 보여준다. 표 1에서는 사거리 동영상에서 테스트한 63개의 궤적(정상궤적 57개,이상 궤적 6개)과 UCF 동영상에서 추출한 52개의 궤적(정상궤적 42개, 이상 궤적 10개)에서 비정상 결과를 탐지한 정량적 결과를 보여준다. 표에서 확인할 수 있듯이 두가지 경우 모두 비정상 궤적은 \( 80 \% \) 이상, 정상궤적은 \( 90 \% \) 이상의 높은 탐지율을 보여주었다.</p> <table border><caption>표 \(1\). 궤적데이터에 대한 정량적 실험 결과</caption> <tbody><tr><td rowspan ="2">사거리 데이터</td><td>이상궤적 탐지율</td><td>\( 83.3 \% \)</td></tr><tr><td>정상궤적 탐지율</td><td>\( 98.2\% \)</td></tr><tr><td rowspan ="2">UCF 데이터</td><td>이상궤적 탐지율</td><td>\( 80.0 \% \)</td></tr><tr><td>정상궤적 탐지율</td><td>\( 92.9 \% \)</td></tr></tbody></table>
|
[
"표 11. 궤적데이터에 대한 정량적 실험 결과에서 사거리 데이터의 정상궤적 탐지율의 값은 뭐야?",
"표 11. 궤적데이터에 대한 정량적 실험 결과에서 사거리 데이터의 이상궤적 탐지율의 값은 뭐야?",
"표 11. 궤적데이터에 대한 정량적 실험 결과에서 UCF 데이터의 이상궤적 탐지율의 값은 어떻게 나와?",
"표 11. 궤적데이터에 대한 정량적 실험 결과에서 UCF 데이터의 정상궤적 탐지율의 수치는 어떻게 되니?"
] |
064e0ce2-7ede-43ea-8824-add38b2bdc2a
|
인공물ED
|
K-SVD 기반 사전 훈련과 비음수 행렬 분해 기법을 이용한 중첩음향이벤트 검출
|
<h1>III. 실험 결과</h1><p>중첩음향검출 실험에 사용한 DB 는 Audio and Acoustic Signal Processing(AASP) Challenges에서 제공되는 DB 를 사용하였다. 실내에서 발생하는 16 가지 음향이벤트로 구성되어 있으며 종류는 Table 1과 같다.</p><p>훈련용 DB 는 16 종류의 단일 음향이벤트로 구성되어 있으며, 각 음향이벤트 당 20개의 샘플로 구성되어 있다. 테스트 DB 는 16 종류의 단일음향이 여러 시간대에 발생하여 중첩이 발생하는 음향이며, 3 가지 SNR(-6,0,6 \(\mathrm{dB}) \) 의 배경잡음이 혼합되어 있다. 모든 DB 의 샘플링레이트는 \( 16 \mathrm{kHz}, 16 \mathrm{bit} \), 모노채널 포맷이다. 검출결과는 DB 에서 제공된 이벤트가 발생한 시간과 제안한 방법을 통해 구한 결과를 비교하였다. 각 성능결과는 precision과 recall의 조화평균인 F-score를 이용하여 나타내었다.</p><p>훈련용 DB 와 테스트 DB 는 \( 25 \mathrm{ms} \) 윈도우 크기의 STFT으로 사용하고, 윈도우 크기의 \( 50 \% \) 씩 중첩하며 진행하여 스펙트럼을 생성한다. 훈련용 DB 는 16 종류의 단일 음향이벤트에 대하여 기저개수를 20 개로 선정하고 비음수 행렬 분해, SKM, K-SVD을 이용하여 사전 D 를 구성하였다. 이 D 를 고정시키고 비음수 행렬 분해를 이용하여 부호화 행렬의 X 값을 구한 후, 실험을 통해 선정한 임계값을 넘으면 이벤트가 검출된 것으로 간주하였다.</p><table border><caption>Table 2. Comparison of performance.</caption><tbody><tr><td colspan=2>\</td><td>F-Score</td><td>Precision</td><td>Recall</td></tr><tr><td rowspan=3>NMF</td><td>SNR-6</td><td>23.6833</td><td>25.1246</td><td>22.3985</td></tr><tr><td>SNR0</td><td>22.3322</td><td>22.8916</td><td>21.7995</td></tr><tr><td>SNR6</td><td>20.5484</td><td>21.2329</td><td>19.9066</td></tr><tr><td rowspan=3>K-Means</td><td>SNR-6</td><td>24.5264</td><td>26.8274</td><td>22.5888</td></tr><tr><td>SNR0</td><td>23.1083</td><td>24.0680</td><td>22.2222</td></tr><tr><td>SNR6</td><td>21.2363</td><td>21.5228</td><td>20.9574</td></tr><tr><td rowspan=3>K-SVD</td><td>SNR-6</td><td>27.8473</td><td>26.2655</td><td>29.6320</td></tr><tr><td>SNR0</td><td>24.1955</td><td>23.8824</td><td>24.5169</td></tr><tr><td>SNR6</td><td>22.6066</td><td>23.1098</td><td>22.1249</td></tr></tbody></table>
|
[
"모든 DB 의 샘플링레이트는 어떤 포맷형식으로 실험하였는가?",
"중첩음향검출 실험에 사용된 16종의 단일 음향은 어떻게 구성되어 있는가?",
"각 성능결과는 무슨 방법을 사용하여 나타내었는가?",
"훈련용 DB 와 테스트 DB 의 윈도우 크기는 어떻게 진행하여 스펙트럼을 생성하였는가?",
"사전 D를 구성하기위해 훈련용 DB는 16 종류의 단일 음향이벤트에 대하여 어떤 작업을 하였는가?",
"중첩음향검출 실험에 사용한 훈련용 DB는 어떻게 구성하였는가?",
"F-Score이 23.6833인 NMF는 무엇인가?",
"K-SVD SNR0의 값이 23.8824인것은 무엇인가?",
"K-Means의 SNR6의 값이 20.9574인것은 무엇인가?",
"NMF의 SNR-6에서 Precision은 얼마인가?",
"K-SVD의 F-Score 값이 27.8473인것은 무엇인가?",
"NMF SNR0의 Recall은 얼마인가?",
"Precision의 값이 26.8274인 SNR-6는 무엇인가?",
"K-Means에서 SNR0의 F-Score값은 얼마인가?",
"K-SVD에서 SNR6의 Recall값은 얼마인가?"
] |
403de8bd-d8d3-4676-b59e-57b11285ab2f
|
인공물ED
|
버퍼 오버플로우 웜 고속 필터링을 위한 네트워크 프로세서의 Bloom Filter 활용
|
<h1>Ⅳ. 벤치 마킹</h1> <p>본 절에서는 두 가지 Intel IXP 네트워크 프로세서에서 구현된 버퍼 오버플로우 웜 필터에 대한 성능 시험을 기술한다.</p> <h2>1. IXP1200 웜 필터 벤치마킹</h2> <p>성능 시험을 위한 테스트베드는 그림 9와 같이 5개의 트래픽 발생 호스트와 5대의 수신 호스트로 구성되는데, 각 x86 PC는 Linux 2.3x로 운영되며 기가비트 이더 넷으로 L2 스위치에 dumbbell 형식으로 연결되어, 두 대의 L2 스위치 사이에서 In-Line모드로 동작하는 웜 필터링의 성능을 시험하였다. 트래픽 생성기에서 송신된 CBR, VBR 특성의 웜 및 정상트래픽은 송신측 L2 스위치에서 집선되어 NP기반 웜 필터로 인입되게 하였다. 웜 필터의 성능을 비교하기 위하여 웜 필터링 기능을 동적으로 활성화/비활성화 하여 측정하였다. 그림 11과 같이 사용된 웜 트래픽은 32개의 현재와 과거의 주요 버퍼오버플로우 웜*을 사용하였고, 웜 트래픽은 TCP 80, UDP 8080의 정상 트래픽(약 \(80\%\))과 혼합되어 생성되었으며, 트래픽 수신측에서 트래픽 플로우 별로 일련번호 점검을 수행하여 패킷 손실율을 확인하였다.</p> <p>표 1은 전체 \( 977 \mathrm{Mbps} \)속도로 웜과 정상 트래픽을 인가한 상태에서 Intel IXP1200 웜 필터 기능을 활성/비활성 하였을 경우의 성능과 손실율을 나타낸다. 4개의 생성기에서는 TCP기반의 웜과 정상트래픽을, 나머지 한 개의 생성기 에서는 UDP기반의 웜과 정상트래픽을 사용하였다. 이때 MTU 크기를 1500 바이트로 생성하였으며 전체 \( 80,733 \mathrm{PPS} \)로 트래픽이 집선되어 인가되고 있다. 표 1의 왼쪽 행과 같이 웜 필터를 비활성화한 경우, \( 977 \mathrm{Mbps} \) 부하에 대해 손실없이 모든 패킷이 수신측에 도착하였고, \( 999.2 \mathrm{Mbps} \)로 과부하 트래픽을 인가하였을 때는 \( 2.9 \% \)의 패킷 손실이 발생하였는데, 이중 \( 0.2 \% \)는 NP에서 발생하였으며 나머지는 L2 스위치에서 집선되는 과정에서 트래픽 폭주 상황으로 발생하였던 것으로 확인되었다. 표1의 오른쪽 행은 웜 필터를 활성화한 경우이다. 4개의 TCP 기반 웜과 정상 트래픽이 이전과 같이 \( 220 \mathrm{Mbps} \) 속도로 전달되었고, 반면에 나머지 UDP기반 생성기에서는 \( 97 \mathrm{Mbps} \)에서 \( 60.5 \mathrm{Mbps} \)로 속도를 낮추어 전송하여야 정상 트래픽에 대하여 무손실로 전달될 수 있었다. 따라서, IXP1200 기반 웜 필터에서는 \( 940 \mathrm{Mbps} \) 정도의 부하에서 웜과 정상트래픽을 오류없이 판단하고, 정상트래픽에 대해 손실 없이 전달됨을 확인하였다.</p> <p>웜 필터의 정상 트래픽 전달에 대한 또 다른 성능 척도로서 패킷지연 시간(Latency)이나 지터(jitter)는 VoIP의 엔드간 QoS나 다른 QoS-sensitive 응용의 서비스 품질에 큰 영향을 미칠 수 있다. 그림 10은 IXP1200 웜 필터의 평균 패킷 지연시간과 표준 편차를 보여준다. \( 950 \mathrm{Mbps} \)이하의 트래픽 부하상태에서는 평균 지연시간이 \( 43 u \mathrm{sec} \) 이하로 유지됨으로써, 다중 노드 경로에서 엔드 간 서비스 품질에 영향이 없음을 보여주고 있다.</p> <h2>2. IXP2800 웜 필터 벤치마킹</h2> <p>그림 11은 멀티기가 환경의 IXP2801 웜 필터 테스트베드를 보여준다. 이 웜 필터의 4개 기가비트이더넷 포트가 IXIA 트래픽 계측기에 직접 연결되었고, 각 포트는 양방향 각 \( 1 \mathrm{Gbps} \)의 성능을 가진다. 본 테스트는 IXIA의 4개의 트래픽 생성기를 앞 절에서 사용된 트래픽 생성 비율과 동일하게 구성하였고, 웜과 비정상 트픽을 생성하여 수신측에서 손실율 확인이 동시에 가능하다.</p> <p>표 2의 왼쪽 행과 같이 IXP2801 웜 필터를 비활성화하였을 경우, 각 기가비트 이더넷 포트의 \( 95\% (972.4 \mathrm{Mbps}, ~ 80,067 ~ \mathrm{PPS}) \) 로 운용하여 전체 \( 3.9 \mathrm{Gbps} \) (\( 320,264 \mathrm{ PPS } \)) 트래픽이 손실없이 전달됨을 확인하였다. 표의 오른쪽행에서 보듯이, 웜 필터를 활성화하였을 경우 수신측에서는 정상트래픽 \( (2,920 \mathrm{Mbps}) \)만이 손실없이 수신되고, 웜 트래픽은 모두 필터링됨을 확인하였다. IXP2801웜 필터의 경우에는 RFC 2544 기반의 패킷 지연 시험을 IXIA IxScriptMate*를 통해 결과를 얻었으며 그 결과는 표 3을 통해 나타내었다. 이번 지연 측정방법은 패킷의 SoP(Start of Packet)에서 시간 측정을 시작하여 EoP(Eno of Pakcet)에서 측정을 종료하는 방식을 사용하였기 때문에, 패킷의 각 크기별로 평균 지연 시간이 달라진다. 표 3에서 보듯이 \( 64 \mathrm{Byte}\) 크기 기준에서 \( 84,660 \mathrm{usec} \)이 발생하였다. 그림 12의 IXP1200 웜 필터의 평균 지연 시간보다 길어진 것은 지연 시간 측정 방법이 달랐고, Scratch 메모리를 캐쉬로 운용하지 않은 결과인 것으로 확인되었다.</p> <table border><caption>표 3. IXP2801 웜 필터의 패킷 크기별 평균 지연시간</caption> <tbody><tr><td>패킷 크기(\(\mathrm{Bytes}\))</td><td>손실율 (\(\%\))</td><td>평균 지연 시간(\(\mathrm{usec}\))</td></tr><tr><td>64</td><td>0.0000</td><td>84.660</td></tr><tr><td>256</td><td>0.0000</td><td>89.840</td></tr><tr><td>1024</td><td>0.0000</td><td>103.220</td></tr><tr><td>1518</td><td>0.0000</td><td>112.480</td></tr></tbody></table>
|
[
"트래픽 수신측의 패킷 손실율을 알아보기 위한 방법은 어떻게 돼?",
"본 논문에서는 어떻게 트래픽 수신측의 패킷 손실율을 알아봤어?",
"웜 필터의 성능을 확인하기 위해 그 기능을 어떻게 측정하였어?",
"UDP기반의 생성기에서 정상 트래픽에 대해 아무런 손실 없이 전달하기 위한 방법은 무엇인가?",
"트래픽이 무손실로 전달되기 위해 IXP2801 웜 필터를 어떻게 해야 하지?",
"표 3을 통해서 패킷 크기에 따라 무엇이 달라지는지 확인할 수 있는가?",
"표 3에서 패킷 크기에 따라 달라지는 것은 뭐야?",
"표 3에서 IXP2801 웜 필터의 패킷 크기가 64일 때 평균 지연 시간은 얼마야?",
"본 테스트에서는 어떻게 수신측에서 손실율 확인이 동시에 가능한가요?",
"IXP2801 웜 필터의 패킷 크기별 평균 지연시간을 나타낸 표 3에서 평균 지연 시간이 89.840\\(\\mathrm{usec}\\)인 패킷의 크기 값은 뭐야?",
"Intel IXP1200 웜 필터 기능을 확인하기 위해 5개의 생성기를 어떻게 사용하였는가?",
"표 3에서 IXP2801 웜 필터 패킷 크기가 1024\\(\\mathrm{Bytes}\\)의 경우 평균 지연 시간이 몇 \\(\\mathrm{usec}\\)일까?",
"표 3에서 평균 지연 시간이 112.480\\(\\mathrm{usec}\\)이 발생한 것은 패킷 크기가 얼마인 경우니?",
"표 3에서 패킷 크기가 얼마일 때 평균 지연 시간이 112.480\\(\\mathrm{usec}\\) 이었어?",
"패킷 크기가 커질수록 평균 지연시간이 늘어나는 것을 확인할 수 있는 표 3은 무슨 필터를 시험한 것인가?",
"IXP2801 웜 필터가 패킷의 크기별로 평균 지연이 달라짐을 나타내는 표 3의 내용은 어떤 방법으로 측정되었나?"
] |
23fe9421-acb8-4ca0-acbc-27de37cc3751
|
인공물ED
|
기약인 all-one 다항식에 의해 정의된 GF(2^m)에서의 효율적인 비트-병렬 곱셈기
|
<h1>IV. 결 론</h1> <p>본 논문에서, 여분 표현을 사용한 기약 AOP에 의해 정의된 \( G F\left(2^{m}\right) \) 에서의 효율적인 비트-병렬 곱셈기를 제안하였다. 표 3 은 제안된 비트-병렬 곱셈기와 기존에 제안된 비트-병렬 곱셈기의 공간 및 시간 복잡도를 비교한다. 표 3 에 알 수 있듯이, 제안된 곱셈기의 공간 복잡도는 이전에 제안된 곱셈기와 비교해 효율적임을 알 수 있다. 반면에 시간 복잡도는 이전에 제안된 곱셈기와 비교해 시간 지연이 같거나, 기껏해야 하나의 \( T_{X} \) 가 많다. \( 100<m<1000 \) 에 대해, 정확히 54 개의 기약인 AOP가 존재한다는 것을 쉽게 확인할 수 있다. 이 중에서 29 개의 기약인 AOP에 대해, 제안된 비트-병렬 곱셈기의 시간 복잡도는 기존의 비트-병렬 곱셈기와 같다는 것을 확인할 수 있다.</p> <table border><caption>표 3. AOP에 의해 정의된 \( G F\left(2^{m}\right) \)에서의 비트-병렬 곱셈기 비교</caption> <tbody><tr><td>알고리즘</td><td>#AND</td><td>#XOR</td><td>시간 지연</td></tr><tr><td>MMO</td><td>\( m^{2} \)</td><td>\( m^{2}-1 \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(m-1)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td>Koc-Sunar</td><td>\( m^{2} \)</td><td>\( m^{2}- 1 \)</td><td>\( T_{A}+(2+[\mathrm{log_{2}}(m-1)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td>Kim et al.</td><td>\( m^{2} \)</td><td>\( m^{2}-1 \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(m-1)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td>RR_MO</td><td>\( m^{2} \)</td><td>\( m^{2}-1 \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(m-1)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td>Chang et al.</td><td>\( \frac{3m^{2}}{4}+2m+1 \)</td><td>\( \frac{3m^{2}}{4}+3m+1 \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(m+1)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td colspan=4>제안된 방법</td></tr><tr><td>\( m=3n \)</td><td>\( \frac{2m^{2}}{3}+2m+3 \)</td><td>\( \frac{2m^{2}}{3}+5m+4 \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(4/3)+\mathrm{log_{2}}(m+3)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td>\( m=3n+1 \)</td><td>\( \frac{2m^{2}+6m+7 }{3} \)</td><td>\( \frac{2m^{2}+15m+10}{3} \)</td><td>\( T_{A}+(1+[\mathrm{log_{2}}(4/3)+\mathrm{log_{2}}(m+2)]) T_{X}\)</td></tr><tr><td colspan=4>\( G F\left(2^{130}\right) \)</td></tr><tr><td>MMO</td><td>16900</td><td>16899</td><td>\( T_{A}+9T_{X}\)</td></tr><tr><td>Chang et al</td><td>12936</td><td>13066</td><td>\( T_{A}+9T_{X}\)</td></tr><tr><td>제안된 방법</td><td>11529</td><td>11920</td><td>\( T_{A}+9T_{X}\)</td></tr></tbody></table>
|
[
"#XOR의 값이 가장 큰 값을 갖는 알고리즘을 찾기위해 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때 값을 비교한다면, 이때 가장 큰 값을 갖는 알고리즘은 무엇인가?",
"알고리즘 Kim et al. 에서 비트-병렬 곱셈기를 비교하면, 여기서 정의되는 #AND 값은 무엇인가?",
"AOP에 의해 정의된 비트-병렬 곱셈기에 대해 Koc-Sunar 알고리즘을 사용하였을 때 #AND 값은 무엇으로 정의 되는가?",
"m=3n+1이라는 알고리즘을 제안된 방법에 적용할때 정의되는 #AND 값은 무엇인가?",
"제안된 방법에서 m=3n 일때 정의되는 #XOR의 값은 무엇인가?",
"표3에서 m=3n 일때 정의되는 #XOR의 수치가 뭐지",
"비트-병렬 곱셈기 중 Kim et al. 알고리즘을 사용하였을때 정의되는 #XOR의 값은 무엇인가?",
"#XOR의 정의에 대헤 m=3n+1인 제안된 방법에서 구한다면 그 값은 얼마인가?",
"표에서 #XOR의 정의에 대해 m=3n+1인 제안된 방법에서 구한다면 그 값은 얼마인가?",
"비트-병렬 곱셈기에서 Kim et al. 알고리즘을 사용하면 시간시연은 어떤 수식으로 계산될 수 있는가?",
"제안된 방법에서 시간 지연을 계산하기 위한 수식을 구할때 m=3n인 알고리즘을 사용한다면, 여기서 구해지는 시간 지연에 대한 수식은 무엇인가?",
"비트-병렬 곱셈기 중 MMO 알고리즘에서 시간지연에 대한 값을 계산한다면 해당 수식은 무엇인가?",
"알고리즘 RR_MO를 비트-병렬 곱셈계산에 사용할때 시간 지연에 대한 값은 어떻게 계산될 수 있는가?",
"비트-병렬 곱셈기에서 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때 시간 지연에 대한 값을 구하기위해 Change et al. 알고리즘을 사용할때 구해지는 시간지연에 대한 값은 얼마인가?",
"#XOR을 구하기 위해 change et al. 알고리즘에 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)값을 사용한다면, 이때 계산되는 #XOR의 값은 얼마인가?",
"알고리즘 Change et al. 을 사용하여 구해지는 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때의 #AND 값은 얼마인가?",
"비트-병렬 곱셈기에서 시간지연에 대한 값을 구하기 위해 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)과 제안된 방법을 사용한다면, 이때 구해지는 시간지연에 대한 값은 얼마인가?",
"\\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때 MMO 알고리즘을 사용해서 #AND 값을 구한다면, 그 값은 얼마인가?",
"\\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때 #XOR의 값을 구하기 위해 제안된 방식을 사용한다면, 이때 계산되는 값은 얼마인가?",
"비트-병렬 곱셈기에서 MMO 알고리즘을 사용하고, \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)이라면 이때 시간지연에 대한 값은 얼마인가?",
"MMO 알고리즘을 사용하여 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\) 일때 #XOR 값을 구한다면, 그 값은 얼마인가?",
"\\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때 가장 큰 #AND 값을 갖는 알고리즘은 무엇인가?",
"MMO 알고리즘을 사용할때 #AND 값은 몇으로 정의 되는가?",
"비트-병렬 곱셈기에서 알고리즘 RR_MO를 사용하였을 때 #AND는 어떤 수식으로 정의되는가?",
"알고리즘 Koc-sunar를 사용하여 비트-병렬 곱셈기에서 #XOR를 정의하는 수식을 구한다면 그 수식은 무엇인가?",
"m#XOR을 알고리즘 RR_MO에서 정의하면 해당 값은 얼마인가?",
"Koc-Sunar 알고리즘을 사용할때 시간지연에 대한 값은 어떻게 계산되는가?",
"제안된 방법으로 \\( G F\\left(2^{130}\\right) \\)일때의 #AND의 값을 구한다면, 그 값은 얼마인가?",
"비트-병렬 곱셈기에 Change et al. 알고리즘을 사용할때 정의되는 #AND 값은 무엇인가?",
"#XOR 값을 정의하기 위해 MMO 알고리즘을 사용한다면 그 값은 얼마인가?",
"비트-병렬곱셈기에서 #XOR의 정의를 위해 알고리즘 Change et al.을 사용한다면 이때 정의되는 #XOR은 무엇인가?",
"여러 방법을 사용해서\\( G F\\left(2^{130}\\right) \\) 일때 #AND 값을 구한다면 이때 가장 큰 값을 갖는 알고리즘은 무엇인가?",
"제안된 방법에서 m이 3n인 알고리즘을 갖을 때 정의되는 #AND 값은 얼마인가?",
"시간지연에 대한 계산을 위해 Change et al. 알고리즘을 비트-병렬 계산에 사용하면 이때 사용되는 수식은 무엇인가?",
"m=3n+1인 제안된 방법에서 시간지연을 계산하기 위한 수식은 무엇인가?"
] |
b77f517b-ad6d-4653-b469-f7daab32a0ea
|
인공물ED
|
다중 생체신호 측정 웨어러블 디바이스 기반 환자 모니터링 시스템 설계
|
<h1>III. 실험 및 결과 고찰</h1> <p>설계한 시스템의 테스트를 위하여 포괄병동과 유사한 구조의 테스트베드를 구성하여 60∼80대 고연령층남성 15명을 대상으로 심전도를 측정하여 생체신호 데이터를 수집하였다.</p> <p>심전도 데이터는 심전도 전극을 통해 받아들인 신호를 통합모듈에서 \( 250 \mathrm{~Hz} \) 의 샘플링을 거쳐 서버로 전송 하고 MATLAB을 이용하여 파형으로 복원하였다. 블루투스를 이용하여 서버로 전송 중에 손실데이터가 없는지 확인하고 환자 모니터링 시스템과 홀터모니터의 심전도 파형을 비교하였다.</p> <p>통계분석은 SPSS for Windows (version 18.0, SPSS Inc., Chicage, IL, USA)를 이용하였다. Wilcoxon signed rank test를 통해 두 군 간의 정확도를 비교하였으며 \( \mathrm{P}<0.05 \) 인 경우를 유의성으로 판단하였다.</p> <p>환자 모니터링 시스템 서버에 저장된 심전도 신호를 MATLAB 그래프로 복원한 결과, 그림 10와 같은 심전도 파형을 얻을 수 있었다. 실험군은 심장에 이상이 있는 피측정자를 대상으로 측정하였으며 그림 10-(a)의파형과 달리 그림 10-(b)의 파형들은 모두 각각의 다른이상 심전도 파형을 나타내고 있음을 확인하였다.</p> <p>서버로 전송된 데이터를 그래프로 복원하였을 경우, 위와 같은 결과를 통하여 데이터 전송에 문제가 없음을 확인하고 그림 10 -(a)와 같이 심전도 데이터를 환자 모니터링 시스템 상에 출력하였다. 보다 정확한 측정을 위하여 병원에서 사용되고 있는 홀터 모니터 장비로 측정된 동일한 피측정자의 심전도를 그림 10-(b)에 나타내었다. 모니터링 시스템과 홀터 모니터의 심전도 파형을 대조한 결과 두 시스템의 파형이 일치함을 확인할수 있었다.</p> <p>피측정자 15 명의 심박 수를 각각 홀터모니터와 CWD 로 5분간 측정하여 비교한 결과를 표 1 과 같이 나타내 었다. 측정한 평균 심박 수는 홀터모니터에서 75.2회, 모니터링 시스템에서 79.3회로 피측정자 15 명의 데이터 를 통계처리한 결과, \( \mathrm{P}<0.002 \) 오차범위 내의 결과로 본 실험 데이터의 유의성을 확인할 수 있었다. 평균 산소 포화도는 계측장비의 데이터를 그대로 입력받아 출력하 기 때문에 표 2 에서 나타넨 바와 같이 \( 97.6 \% \) 으로 동일 하였다.</p> <table border><caption>표 \(1\). 홀터모니터와 환자모니터링시스템에서의 평균 심박수 비교</caption> <tbody><tr><td>Group</td><td>N</td><td>Holter-monitor</td><td>Monitoring System(CWD)</td><td>P value</td></tr><tr><td>heart rate</td><td>\( 15 \)</td><td>\( 75.2 \)</td><td>\( 79.3 \)</td><td>\( 0.002 \)</td></tr></tbody></table> <table border><caption>표 \(2\). 산소포화도 장비와 환자모니터링시스템에서의평균 산소포화도 비교</caption> <tbody><tr><td>Group</td><td>N</td><td>Holter-monitor</td><td>Monitoring System(CWD)</td><td>P value</td></tr><tr><td>\( \mathrm{SpO}_{2}(\%) \)</td><td>\( 15 \)</td><td>\( 97.6 \)</td><td>\( 97.6 \)</td><td>NS</td></tr></tbody></table> <h1>IV. 결 론</h1> <p>병원에서 요구되는 환자 모니터링 시스템에서 심전도 파형의 원 데이터 구현은 가장 큰 중요성을 갖는다. 의료진은 심전도 파형의 피크치 간격, 크기, 형태, 주기에 따라 빈맥, 부정맥과 같은 심장질환을 확인하게 된다. 따라서 본 연구에서는 의복형 웨어러블 디바이스를통해 수치화 된 심전도 데이터를 무선으로 서버에 전송하고, 복원된 파형을 홀터 모니터링 장비와 비교하여 설계한 시스템의 신뢰성을 확인하였다.</p> <p>또한, 산소포화도 측정 장비에서 측정 된 산소포화도가 통합모듈을 거쳐 서버와 모니터링 시스템 상에 왜곡없이 정상적으로 전송되고 있음을 확인할 수 있었다.</p> <p>그러나 본 논문에서는 사용된 클립형 산소포화도 측정기는 손가락 말단에 착용하여 동잡음이 문제되므로 움직임이 적은 귀나 이마 부위로 센서를 이동시킬 필요가 있는 것으로 평가되었다. 또한, 설계한 환자 모니터링 시스템은 심전도와 산소포화도만을 측정하기 때문에 병원에서 환자감시장치의 용도로 쓰이기 위해서는 체온, 혈압에 대한 추가 개발이 요구되어 2차 개발을 준비 중에 있다.</p> <p>환자 모니터링 시스템의 개발 핵심은 신뢰성이 있는 계측과 전송, 감시, 경고에 있기 때문에 심전도의 파형및 기타 생체신호들의 이상 유무를 컴퓨터가 자체적으로 판단하고, 이상 있는 환자를 화면상에 알람과 함께띄워 보여줄 수 있어야한다. 설계한 시스템에서는 심전도 파형과 심박수가 설정범위를 벗어나면 응급알림을 경보와 화면에서 적색 점멸로 알려주고 있으나, 추후심전도 분석을 통하여 부정맥 등을 분석하고 진단할 수 있는 통합 시스템으로의 개발이 필요하다.</p> <p>지속적인 연구를 통하여 환자 모니터링 시스템이 상용화 단계까지 개발된다면 병원 의료 인력 부족 문제를 해결하고 의료 업무의 효율성과 병원 합리화에 효과적인 도움을 줄 수 있을 것으로 예상된다. 또한, 멀지 않은 시기에 5G 이동통신망과 더불어 사전예방 및 응급상황 대처를 통한 효율적인 국민 복지분야의 원격진료 및 의료서비스 개발의 기반기술로 활용이 가능하여 환자의 진료와 삶의 질 향상에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다.</p>
|
[
"설계한 시스템의 실험을 위해 어떤 구성의 60∼80대 고연령층남성 15명의 생체신호 데이터를 수집했어?",
"심전도 전극을 통해 받아들인 신호를 심전도 데이터는 통합모듈에서 어떤 방식으로 서버에 전송돼?",
"통계 분석을 위해 어떻게 했어?",
"어떻게 통계 분석을 했지",
"서버로 전송 중에 손실데이터가 없는지 어떤 방식으로 확인해?",
"표 2에서 산소포화도 장비의 홀터모니터의 측정 결과값이 뭐야?",
"표 2에서 산소포화도 장비의 CWD의 측정 결과값이 뭐야?",
"홀터모니터와 환자모니터링시스템에서의 평균 심박수 비교한 표 1에서 홀터모니터의 측정 결과값은 뭐야?",
"홀터모니터와 환자모니터링시스템에서의 평균 심박수 비교한 표 1에서 CWD의 측정 결과값은 뭐야?",
"홀터모니터와 환자모니터링시스템에서의 평균 심박수 비교를 나타낸 표 1의 P value는 몇이야?"
] |
6f5c3191-70a6-4a1d-91cc-94a06ccc035b
|
인공물ED
|
임베디드 시스템을 이용한 LED 비디오 프로세서 설계
|
<h1>요 약</h1><p>본 논문에서는 문자나 그래픽 같은 매우 간단한 메시지만을 표출하고 있는 소형 LED 전광판에서도 동영상이 표출될 수 있도록 임베디드 시스템을 이용한 프로세서를 설계하였다. 구현 방법으로는 임베디드 시스템에서 출력되는 24Bit의 디지털 동영상을 표출할 수 있도록 하기위하여 비디오 프로세서와 LED Display Panel을 설계한 동영상 LED 전광판을 제작하였다. 감마 보정, 밝기, 색 대비조정, 스케줄 기능, 인터넷에 의한 표출영상 변화 및 저장장치를 내장하였으며, 그래픽, 동영상 등을 소형 LED 전광판에시 표출할 수 있도록 Windows CE 기반의 응용 프로그램을 설계하였다.</p><h1>I. 서 론</h1><p>고도 정보화 사회에서 인간의 사회적 활동범위가 확대됨에 따라, 정보 디스플레이 분야는 누구라도, 언제, 어디서나 인간의 시각을 통해서 필요한 정보를 보다 빠르고 알기 쉬운 형대로 받아볼 수 있도록 발전하고 있다. 따라서 휴대가 가능하도록 얇고 가벼우며 소비전력이 작은 디스플레이에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. LED전광판은 LED Matrix를 이용하여 문자를 표출하는 시스템으로 다양하게 변경되는 문자 및 Graphic을 표출할 수 있어 광고 및 홍보, 상황판, 정보 전달매체로 옥내·외에 사용하기 적합한 시스템을 말한다.</p><p>문자나 그래픽 같은 메시지만을 표출하고 있는 소형 LED 전광판에 동영상까지 구동하기 위하여 PXA255 기반의 임베디드 시스템을 접목한 소형 LED 전광판이 등장하게 되었다.</p><p>이 시스템의 단점은 PXA255에서 비디오 출력지원이 최대 \( 680 \times 480 \) 의 \( 16 \mathrm{bit} \) 까지만 지원을 하여 완벽한 Full color를 구현할 수 없었다.</p><p>기존의 PXA255기반의 소형 LED 전광판의 단점을 보완하기 위하여 \( 1024 \times 768 \times 24 b i t \) 의 비디오 출력을 지원하는 PXA270기반의 임베디드 시스템을 이용한 소형동영상 LED전광판을 구현한다. 임베디드 시스템을 이용한 비디오 프로세서 설계를 하기위해 \( 16 \mathrm{bit} \) 비디오 프로세서를 PXA270의 비디오 출력신호에 맞게 \( 24 \mathrm{Bit} \) 로 변환하여 Full Color동영상을 표출할 수 있도록 영상데이터를 처리할 수 있는 비디오 프로세서를 설계하고 제작하고자한다.</p><h1>II. 임베디드 시스템의 구성</h1><p>임베디드 시스템의 구성에서 하드웨어부는 임베디드 프로세서와 Memory부와 입출력 및 전원부로 구분되며, 그림 1에 임베디드 시스템의 블록도를 나타냈다.</p><h2>2.1. 임베디드 프로세서의 구성</h2><p>PXA27X프로세서는 휴대용 전자장비나 정보통신기기에 사용하기에 적합한 소형의 저전력, 고성능의 프로세서이며 다양한 Periphcral이 통합된 Intel Xscale TM Micro Architecture의 System-on- chip 마이크로프로세서를 이용한다.</p><p>PXA27X 프로세서는 32-bit Memory Data Bus와 Peripheral에서 통합된 \( 23 \times 23 \mathrm{~mm} \) 크기의 256 -pin PBGA 패키지로 되어있으며, 프로세서의 Memory Interface는 다양한 타입의 Memory를 지원하며 \( 800 \times 600 \) Pixel의 1, 2, 4, 8-bit Gray scale과 8,16,18,24-bit의 Color Pixel Display로 표시하고 있다.</p>
|
[
"PXA27X프로세서는 다양한 Periphcral이 통합된 Intel Xscale TM Micro Architecture의 어떤 프로세서를 이용하니?",
"일반적으로 문자나 그래픽 같은 매우 간단한 메시지만을 표출하고 있는 전광판을 무엇이라고 하니?",
"소형 LED 전광판에서도 동영상이 표출될 수 있도록 무엇을 이용하여 프로세서를 설계하였어?",
"비디오 프로세서와 LED Display Panel을 설계한 동영상 LED 전광판을 제작하는 이유는 무엇이야?",
"그래픽, 동영상 등을 소형 LED 전광판에시 표출할 수 있도록 무슨 기반의 응용 프로그램을 설계하였니?",
"고도 정보화 사회에서 인간의 사회적 활동범위가 확대됨에 따라, 필요한 정보를 보다 빠르고 알기 쉬운 형태로 받아볼 수 있도록 발전하고 있는 분야는 무슨 분야니?",
"LED전광판은 무엇을 이용하여 문자를 표출하는 시스템이야?",
"다양하게 변경되는 문자 및 Graphic을 표출할 수 있어 광고 및 홍보, 상황판, 정보 전달매체로 옥내·외에 사용하기 적합한 시스템을 무엇이라고 하니?",
"소형 LED 전광판에 동영상까지 구동하기 위하여 어떤 기반의 임베디드 시스템을 접목한 소형 LED 전광판이 등장하게 되었니?",
"PXA255 기반의 임베디드 시스템을 접목한 소형 LED 전광판이 등장하게 된 이유는 무엇이니?",
"이 시스템의 단점은 무엇이야?",
"PXA255에서 비디오 출력지원이 최대 얼마까지만 지원을 하니?",
"\\( 1024 \\times 768 \\times 24 b i t \\) 의 비디오 출력을 지원하는 PXA270기반의 임베디드 시스템을 이용한 소형동영상 LED전광판을 구현한 이유는 무엇이야?",
"\\( 16 \\mathrm{bit} \\) 비디오 프로세서를 PXA270의 비디오 출력신호에 맞게 \\( 24 \\mathrm{Bit} \\) 로 변환한 이유는 무엇이야?",
"임베디드 시스템의 구성에서 하드웨어부는 어떻게 구분할 수 있니?",
"PXA27X 프로세서는 어느 크기의 256 -pin PBGA 패키지로 되어있니?",
"PXA27X프로세서는 어떤 기기에 사용하기에 적합한 소형의 저전력, 고성능의 프로세서이니?",
"그림 1에 나타낸 것은 무엇이야?",
"프로세서의 Memory Interface 는 몇 픽셀의 1, 2, 4, 8-bit Gray scale과 8,16,18,24-bit의 Color Pixel Display로 표시하고 있니?",
"임베디드 시스템에서 출력되는 디지털 동영상은 몇 Bit이니?",
"누구라도, 언제, 어디서나 인간의 시각을 통해서 필요한 정보를 얻을 수 있도록 하는 정보 디스플레이 분야의 연구는 어떤 방향으로 진행되고 있니?"
] |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.