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[Capston Design] Overall System, Target BlockSchool Portfolio/2013_Senior 2014. 1. 1. 23:36
설계하고자 하는 Biopotential Acquisition System의 전반적인 블록도이다. 센서로 부터 생체 신호를 받아들이는 Instrumentation Amp(IA)가 있고, Chopping, Dechopping을 거쳐서 나온 Spike 성분들과 Harmonic 성분들을 제거하는 Low Pass Filter가 있다. 그 이후에 증폭된 Analog 신호를 Digital 신호로 변환하는 ADC가 있다. Analog 회로에서 보통 Amp, Filter, ADC 까지를 Analog Front End(AFE) 라고 부르며, 종합설계에서 설계하고자 하는 목표는 AFE 부분이다. AFE 다음단에서는 MCU나 DSP같은 Signal Processing Chip을 이용하여 원하는 대로 디지털 신호를 가공할 수 ..
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[Capston Design] Why Chopper Stabilization?School Portfolio/2013_Senior 2014. 1. 1. 23:34
생체 신호는 대체로 매우 저주파 영역에 존재하고 있다. 따라서 저주파대역에 상당히 크게 분포하는 1/f Noise와 전극 offset이 우리가 증폭하려고 하는 신호와 비슷한 레벨이 된다면 더 이상 회로는 의미가 없게 된다. 즉 SNR(Signal to Noise Ratio)를 높일 수 있는 새로운 방법이 요구된다. Chopper Stabilization이란 통신에서 많이 사용되는 Modulation 기법을 이용해서 1/f나 전극 offset이 상대적으로 적은 주파수 대역으로 신호를 변조하고, 증폭한 뒤에 다시 원래 신호의 주파수로 Demodulation을 하는 기법이다. 이 과정을 거치면 SNR을 상당히 많이 개선할 수 있으며 우리가 원하는 신호만 증폭하고 상대적으로 noise는 제거되는 효과를 보인다...
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[Capston Design] Biosignal Type, Low freq. noiseSchool Portfolio/2013_Senior 2014. 1. 1. 23:30
위의 그림은 Biopotential의 종류와 분포도를 나타낸 그림이다. 생체 신호의 종류는 크게 4가지로써 ECG(심전도), EEG(뇌전도), EMG(근전도), 신경 신호로 구분할 수 있다. 각각의 Amplitude와 주파수 영역은 다음 표를 참조하면 된다. Type Amplitude[V] Frequency[Hz] ECG 100u - 2m 0.3 - 100 EMG 50u - 2m 20 - 1k EEG 2 - 100u 0.5 - 100 Neural Sig. 1 - 100u 60 - 10k 생체 신호의 공통적인 특성은 대체로 그 크기가 매우 작으며 주파수가 굉장히 저주파 대역에 몰려 있다는 사실을 알 수 있다. 이번 종합설계에서 타겟으로 잡은 ECG(심전도) 신호는 대략 그 크기가 100uV~2mV 정도 되..
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[Capston Design] 생체신호 수집을 위한 CMOS Low Noise Amplifier Interface 설계School Portfolio/2013_Senior 2014. 1. 1. 23:25
1. 설계 목표 생체신호 센싱을 위한 센서로부터 직접적으로 신호를 받아서 1차적으로 증폭하는 Low Noise Amplifier를 설계한다. 설계 목표는 센서 모듈 전체를 설계하는 것이 아니라 저잡음 저전력 CMOS 아날로그 전단 신호처리 회로(AFE:Analog Front-End)만을 설계하는 것이다. 이에 따라 자연계에 필연적으로 존재하는 여러 잡음(Thermal Noise, Flicker Noise)등을 효과적으로 제거하고, CMOS공정을 통해 센서의 소형화를 이루어 내는 것을 최종 목표로 삼고 있다. 2. 제안 배경 오늘날 의료 기술이 점점 발달하면서 건강을 더 오래 유지하고자 하는 사람들의 열망이 거세지고 있다. 그에 맞춰서 IT 융합 의료기기에 대한 관심과 수요가 더욱 커지고 있다. 특히, 2..
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회로 설계를 할 때 가슴에 새겨야 할 점.Circuit Basics 2013. 9. 30. 20:12
- 설계 목표치가 반드시 명시되어있어야 함. - 그 설계 목표치는 무엇을 위한 것인지 역시 함께 언급할 수 있어야 함. - 그리고 그 목표치를 가지고 Simulation 결과를 논해야 의미가 있음. - 그 이후에 목표치를 타 논문 or 기존 사례들과 비교, 분석해서 결과를 도출 - spec을 정할 때는 어떻게 그 값을 정하게 되었는지에 대한 배경이 반드시 있어야 함. 배경이 없는 무의미한 spec은 나침반없이 항해하는것과 동일. - 만일 타 논문이나 기존 제품보다 spec이 떨어질지라도 본인이 설계할 target에 적합한 spec을 가지고 있으면 그 spec은 모자라거나 뒤쳐지는 spec이 아닐수도 있음. - 논문에서 문제점을 발견한다면 곧 새로운 논문거리를 만들어 낼 수 있음을 의미. - 그러나 문제점..
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breakout.js를 이용한 웹페이지에서 아두이노 제어전자공작 2013. 8. 17. 20:16
이번에는 웹페이지에서 아두이노를 제어하기 위해서 breakout.js 라는 자바스크립트 라이브러리를 사용해서 쉽게 하드웨어를 제어하는것을 보여주는 포스트이다. 이 글은 이미 아두이노에 대해서 어느정도 기본적인 내용을 알고 있다고 가정하고 쓰여진 것이기 때문에 혹시 아두이노의 기본사항에 대해서 좀 더 궁금한 점이 있으신 분들은 http://www.arduino.cc/ (아두이노 공식 사이트) http://www.ladyada.net/learn/arduino/index.html 다음의 사이트들을 활용하시면 된다. @ breakout.js 작동원리 breakout.js 는 PC 상에서 웹앱 또는 모바일에서의 웹앱을 통해 아두이노의 물리적 입출력을 제어하는 방식으로 되어있다. 동작 원리는 breakout.js ..
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뇌를 자극하는 하드웨어 입문 / 만들면서 이해한다꿈돌이 서재 2013. 8. 11. 23:09
뇌를 자극하는 하드웨어 입문(만들면서 이해한다) 저자 김범준 지음 출판사 한빛미디어 | 2006-04-08 출간 카테고리 컴퓨터/IT 책소개 하드웨어 실습 입문서. 이 책은 하드웨어 지식이 필요하다고 느끼... 글쓴이 평점 이번 포스트는 한빛미디어 출판사의 뇌자극 시리즈 중에 하드웨어 입문에 관련된 책 리뷰이다. 이 책을 구입하게 된 계기는 직접 손으로 PCB를 제작해보기 위함이었다. AVR에 관심을 갖게 되고 무언가를 만들고 싶다는 욕구가 점점 생기면서 좀 더 전문적인 공부가 필요하다고 생각하게 됬고, 책을 찾던 도중 이 책을 고르게 되었다. 보통 소프트웨어를 개발하고자 하는 사람들은 비교적 쉽게 교육 기관이나 서적을 구할 수 있는 반면에, 하드웨어 개발자들은 입문 과정에서부터 매우 어려움을 겪게 된다..
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Input Referred Noise 란?Circuit Basics 2013. 8. 9. 19:29
이번 포스트는 Noise가 회로 안에서 어떻게 모델링되는지에 관한 내용이다. 위의 그림에서는 회로안에 각종 noise source들이 실제로 존재하는것을 나타낸다. Noise는 엄밀히 Voltage도 Current도 아니다. Noise는 Power이기 때문에 항상 squre term으로 표시하며, Voltage, Current 소스로 나타내는것은 단지 thevenin form인지 norton form인지를 알려주는 것 뿐이다. 이 포스트에서 언급할 Input referred Noise의 가장 중요한 기본 개념이 위의 그림으로 설명된다. Input referred noise를 구하는 방법은 좌측 그림과 같이 두 입력 단자를 short 시킨 상태에서 출력을 측정하면 된다. 마치 offset voltage를 ..