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전자공학474

힘을 측정하는 센서 (FSR) FSR (Force-Sensing Resistor)은 힘에 따라 저항이 변하는 센서이다. FSR은 보통 다음 사진과 같은 모양을 하고 있다. FSR의 구조는 다음 그림과 같다. 도체판 2개 사이에 도전성 폴리머가 있고 도체판 양쪽에서 힘을 가하여 도전성 폴리머에 압력을 받으면 압력에 따라 도전성 폴리머의 저항이 변화한다. FSR에서 도전성 폴리머의 저항이 변하는 원리는 조금 복잡하여 Percolation과 양자 터널링 (Quantum Tunneling)으로 설명할 수 있다. 힘을 측정하는 센서에는 FSR 이외에 압전 소자를 이용한 센서와 로드셀 등이 있다. 2018. 3. 21.
적분회로 사용시 주의사항 보통 책에 나오는 Op-Amp를 사용한 적분회로는 다음 그림과 같다. 하지만, 이와 같은 적분회로는 입력 신호의 작은 오프셋 또는 노이즈가 계속 적분 되고 그에 따라 출력 전압이 계속 상승하기 때문에 이러한 회로를 실제 사용할 수는 없다. 적분 회로에서 캐패시터에 계속해서 적분되는 신호를 리셋하기 위해 다음 그림과 같은 회로를 사용할 수 있다. 리셋 스위치는 주기적으로 리셋해 주어야 한다.다음 그림과 같이 캐패시터와 병렬로 저항을 연결하여 자동으로 적분값을 차감시킬 수도 있다.이와 같이 적분 회로에서 적분값을 빼주는 것은 적분 제어기의 Anti-Windup과 비슷하고, 적분을 사용하는 다른 분야에서도 비슷한 문제가 생길 수 있다. 2018. 3. 21.
스마트폰 카메라의 초점 맞추는 원리 과거에는 휴대폰에 사용되는 카메라에서 초점 거리를 조절할 수 없고 렌즈가 고정되어 있었다. 작은 조리개와 작은 이미지 센서를 사용하여 근거리와 원거리 모두에서 좋은 화질은 아니지만 적당한 화질의 사진을 찍을 수 있었다. 스마트폰에는 더 큰 렌즈와 이미지 센서를 사용하기 때문에 렌즈를 이동 시켜 초점을 맞춰야 한다. 스마트폰에 사용되는 카메라의 초점은 다음 그림과 같이 렌즈에 결합된 코일에 전류를 흘려 렌즈와 이미지 센서 사이의 거리를 조절한다. 오토 포커스는 이미지를 소프트웨어로 분석하여 초점 거리를 조절한다. 2018. 3. 19.
4-20mA 4-20mA ('사투이십'이라고 부르기도 한다)은 1950년대 처음 나온 아날로그 신호를 전송하는 방식으로 Current Loop 라고 한다. 4-20mA은 아래 그림과 같이 송신부에는 4~20mA 범위의 전류원이 있고 수신부에는 이러한 전류를 검출하는 회로가 있다. 4-20mA에서는 아날로그 신호에 비례하는 전류를 전송한다. 4mA 이하일 때 아날로그 신호 0으로 인식한다. 어떤 제품에서는 4-20mA가 아니라 0-20mA를 사용하는 제품도 있다. 전압이 아니라 전류를 사용하는 이유는 전류는 노이즈의 영향을 덜 받기 때문이다. 송신부는 전류원 회로로 구성되고 수신부에서 250Ω 저항을 연결하면 4~20mA 입력일 때 1~5V 출력을 얻을 수 있다. 4-20mA은 전류원을 사용하기 때문에 여러 노드를 연.. 2018. 3. 18.
전기 파리채의 구조 전기 파리채의 내부 구조와 원리는 다음과 같다. 트랜지스터와 트랜스로 높은 AC 전압을 만들고 다이오드와 캐패시터로 AC 전압을 증폭하여 고압 DC 전압을 만든다. 갈색의 필름 캐패시터는 고압 DC 전압을 충전 시키고 파리가 파리채에 닿으면 필름 캐패시터에 고압으로 충전된 전하가 방전하면서 파리를 잡는다. 동작 스위치에는 출력 단자가 같이 붙어 있어 스위치를 놓으면 출력을 쇼트 시켜 필름 캐패시터에 충전된 전하를 방전 시키고 외부로 전압이 출력 되지 않게 막는다. 전기 파리채에서는 몇 천 볼트 정도의 전압이 생성되지만 아주 짧은 시간만 전압이 발생하기 때문에 정전기와 마찬가지로 인체에 위험하지는 않다. 2018. 3. 11.
Power MOSFET과 IGBT의 차이 Power MOSFET과 IGBT의 차이는 다음과 같다. Power MOSFET IGBT 전압 1 kV 이하 1 kV 이상 전류 500 A 이상 500 A 이상 게이트 전압 3~10 V 4 ~ 8 V 출력 임피던스 높음 낮음 스위칭 속도 빠름 (ns) 느림 가격 낮음 높음 MOSFET은 콜렉터와 에미터 사이에 Turn-on 저항이 있지만 IGBT는 BJT와 같이 Saturation 전압인 Turn-on 전압이 있다. 보통 100V 이상의 모터 드라이브에는 IGBT를 많이 사용하고 100V 이하의 모터 드라이브에는 MOSFET을 많이 사용한다. 100V 이상인 SMPS에서는 MOSFET을 많이 사용한다. 2018. 3. 8.
NOR 플래시와 NAND 플래시의 차이 NAND 플래시는 USB 메모리, SD 카드, SSD 등에 사용된다. NAND 플래시는 Random Access가 안되기 때문에 CPU 실행 프로그램은 NOR 플래시에 저장하여 사용한다. NOR NAND Random Access 가능 Page Access 프로그램 실행 데이터 저장 저용량 고용량 고가 저가 저전력 고전력 Write 속도 낮음 Write 속도 높음 Read 속도 높음 Read 속도 낮음 플래시 메모리의 기본 원리 2018. 3. 8.
Biphase 코드 Biphase Mark Code 또는 Differential Manchester Encoding 등으로 부르는 Biphase 코드는 다음 그림과 같다. 각 비트이 시작 지점에서 비트가 변화는 엣지가 있고 0일 때는 비트 중앙에서 엣지가 없고 1일 때는 비트 중앙에서 엣지가 있다. Biphase 코드에서는 신호의 부호가 반대가 되어도 동일하게 동작한다. 즉, RS-485와 같은 차동 방식 통신에서 +와 - 신호선을 서로 바꾸어도 동일하게 동작한다. 또한, 차동방식에서 신호의 평균이 0이기 때문에 노이즈가 작은 장점이 있다. ☞ Manchester Code 2018. 3. 7.
직교 직폭 변조 (QAM) QAM (Quadrature Amplitude Modulation)은 아날로그와 디지털 신호에 모두 사용되는 변조 방식으로, PAL, NTSC와 같은 아날로그 TV 신호에서 와이파이 통신까지 사용된다. 아날로그 QAM은 다음과 같이 동작한다. 전송하려는 2개의 신호 I와 Q를 각각 캐리어 주파수의 코사인 함수와 사인 함수를 곱한 후 더한다. 이 때 생성되는 신호 s가 캐리어 주파수 f0로 변조된 신호이다.수신 측에서는 전송 받은 신호 s에 캐리어 주파수의 코사인 함수를 곱하여 r을 구한다. r을 다시 정리하면 다음 식과 같다.위에서 구해진 r을 LPF를 통과시키면 I을 구할 수 있다. Q는 s에 사인 함수를 곱한 후 LPF를 통과시키면 구할 수 있다. QAM 수신측에서 r을 구하기 위해 s에 코사인과 사.. 2018. 3. 3.
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