KR100378764B1 - 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아날로그 회로의 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법, 특히, 아날로그 회로에 사용되는 트랜지스터, 다이오드 및 증폭기 등에 대한 대신호 파라미터를 정확하게 추출 할 수 있도록 하는 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법에 관한 것으로서, 본 발명 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법에 의하면, 아날로그 회로 소자의 대신호 파라미터를 구하기 위한 측정 장비를 단순화하여 측정 비용을 절감하는 한편, 대신호 파라미터를 쉽게 추출함과 동시에 계수를 정확하게 구할 수 있다는 효과가 있다.

Description

대신호 파라미터 추출 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR SAMPLING LARGE SIGNAL PARAMETER}

본 발명은 아날로그 회로의 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히, 아날로그 회로에 사용되는 트랜지스터, 다이오드 및 증폭기 등에 대한 대신호 파라미터를 정확하게 추출 할 수 있도록 하는 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법에 관한 것이다.

종래의 대신호 파라미터 추출 방법은 도 1 에 도시한 바와 같이, 사용자가 도시하지 않은 DC 곡선 추적기(측정 장비)를 사용하여 대신호 파라미터를 추출할 소자 예를 들면, 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등에 DC 전류 또는 DC 전압을 선택적으로 인가하여 출력값을 측정한 후(S10), 상기 소자의 DC 전류 또는 DC 전압 인가에 따른 출력값을 데이터화 한 후 컴퓨터 시뮬레이션의 측정 데이터로 사용하기 위해 저장한다(S20).

이어서, 측정할 소자의 계수를 표현하기 위해 일반적인 대신호 파라미터 방정식 예를 들면 y = a0 + a1 * x²+ a2 * a3 * x³을 이용하여 시뮬레이션한 계수의 값을 데이터로 저장하고(S30), 상기 컴퓨터 시뮬레이션 측정 데이터 저장단계에서 측정된 출력값에 따른 데이터에 상기 시뮬레이션값 저장단계(S30)에서 대신호 파라미터 방정식을 이용하여 시뮬레이션한 값을 순차적으로 비교하여 특성곡선이 동일한지의 여부를 판단한다(S40).

또한, 상기 특성곡선 동일여부 판단단계(S40)에서 소자의 출력값에 따른 특성곡선과 대신호 파라미터 방정식을 이용하여 시뮬레이션한 계수의 특성곡선이 다르면 상기 시뮬레이션 계수를 가변하여 소자의 출력값에 따른 특성곡선과 동일화시킨다(S50).

한편, 상기 특성곡선 동일여부 판단단계(S40)에서 소자의 출력값에 따른 특성곡선과 대신호 파라미터 방정식을 이용하여 시뮬레이션한 계수의 특성곡선이 동일하면 시뮬레이션 한 계수의 값을 대신호 파라미터로 결정한다(S60).

즉, 상기 특성곡선 동일여부 판단단계(S40), 시뮬레이션 계수 가변단계(S50)와 대신호 파라미터 결정단계(S60)를 도 2 에 도시한 도면을 참조로 설명하면, 측정된 데이터와 시뮬레이션 데이터가 서로 일치되도록 계수의 값 a0, a1, a2, a3를 변화시켜 만약 서로 동일할 경우 그 값을 대신호 파라미터로 결정하고, 서로 동일하지 않으면 상기 각각의 계수 a0, a1, a2, a3 값을 임의로 변화시켜 특성곡선이 동일할때까지 실행한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 대신호 파라미터 추출 방법은 측정값을 만족하는 계수 a0, a1, a2, a3의 종류가 매우 많아 시뮬레이션값은 틀리지만 a0, a1, a2, a3계수의 값이 동일 배수로 증가하여 특성곡선이 동일화될 수 있게 됨으로써, 정확한 a0, a1, a2, a3에 해당하는 계수의 값을 찾았다는 것을 알 수 없다.

또한, 대신호 파라미터 방정식의 계수 a0, a1, a2, a3를 얻기 위해 여러단계의 측정이 필요하고, 측정 주파수의 경우 실제 적용 주파수보다 매우 낮은 주파수에서 이루어져 이보다 더 높은 주파수에서 회로 설계에 적용함으로써, 그 오차의정도가 매우커지고, 소자의 측정값 및 파라미터 값을 추출을 하기 위해 고가의 전용 장비가 필요하여 측정비용이 많이 든다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실제로 측정값을 통하여 계수를 찾을 수 있게 됨으로써, 보다 정확성을 기할 수 있고, 특정 주파수에서 측정을 하게 되므로 그 특정 주파수에서 소자를 이용할 경우 정확한 결과를 예측할 수 있도록 한 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 대신호 파라미터 추출 장치는, 대신호 파라미터를 추출하기 위한 특정 주파수에서 전압 또는 전류에 해당하는 입력 신호를 출력하는 신호 발생기와; 상기 신호 발생기에서 출력된 입력 신호에 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식을 적용하여 입력 신호에 상응하는 전압 또는 전류를 출력하는 측정 소자와; 상기 측정 소자에서 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 해당하는 전압 또는 전류를 출력하는 밴드패스필터와; 상기 밴드패스필터에서 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 상응하는 전력을 측정하는 전력 측정기로 구성된 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명 대신호 파라미터 추출 방법은 대신호 파라미터를 구하기 위한방정식을 설정하는 대신호 파라미터 방정식 설정단계와; 설정된 대신호 파라미터 방정식의 계수에 실제 적용되는 주파수에 해당하는 신호를 인가하는 적용 주파수 신호 인가단계와; 대신호 파라미터 방정식에 실제 적용되는 주파수에 해당하는 신호를 적용하여 대신호 파라미터를 추출하는 대신호 파라미터 추출단계로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1 은 종래의 대신호 파라미터 추출 방법을 나타낸 순서도,

도 2 는 종래의 대신호 파라미터 추출 방법을 설명하기 위한 참조도면,

도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 대신호 파라미터 추출 장치를 나타낸 블록도,

도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 대신호 파라미터 추출 방법을 나타낸 순서도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 신호 발생기 200 : 측정 소자

300 : 밴드패스필터 400 : 전력 측정기

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 본 발명의 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3 은 대신호 파라미터 추출 장치를 나타낸 블록도이며, 도 4 는 대신호 파라미터 추출 방법을 나타낸 순서도이다.

본 발명은 도 3 에 도시한 바와 같이, 신호 발생기(100), 측정 소자(200), 밴드패스필터(300) 및 전력 측정기(400)로 구성되며, 상기 신호 발생기(100)는 대신호 파라미터를 추출하기 위한 특정 주파수에서 전압 또는 전류에 해당하는 입력 신호를 출력하는 역할을 하고, 측정 소자(200)는 상기 신호 발생기(100)로 부터 출력된 입력 신호에 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식을 적용하여 입력 신호에 상응하는 전압 또는 전류를 출력하는 기능을 수행한다.

또한, 밴드패스필터(300)에서는 상기 측정 소자(200)로 부터 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 해당하는 전압 또는 전류를 출력하는 역할을 하고, 전력 측정기(400)에서는 상기 밴드패스필터(300)로 부터 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 상응하는 전력을 측정하는 역할을 한다.

이하, 상기와 같이 구성된 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법의 동작과정을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식을 설정한 후(S100), 신호 발생기(100)를 통해 대신호 파라미터 계수를 추출하기 위해 특정 주파수에 해당하는 전압 또는 전류에 상응하는 입력 신호를 출력하면(S200), 측정 소자(200)에서 상기 신호 발생기(100)로 부터 출력된 입력 신호에 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식을 설정하여 입력 신호에 상응하는 전압 또는 전류를 출력한다.

이때, 상기 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식은 일반적으로 y = a0 + a1 * x²+ a2 * a3 * x³이고, 상기 방정식에 입력 신호를 예를 들어 x1 = A1 cos₁ 1, x2 = A2 cosω2로 대입하면,

ω1 ±ω2 항 ; a₂A1A2 cos(ω1 + ω2)t + a₂A1A2 cos(ω1 - ω2)t,

2ω1 ±ω2 항 ;3a₃A1²A2 cos(2ω1 + ω2)t +3a₃A1²A2 cos(2ω1 - ω2)t,

ω1 , ω2 항 ; (a1A1 +a₃A1³+a₃A1A2²)cos(ω1t) + (a1A2 +a₃A2³+a₃A2A1²)cos(ω2t)의 출력값을 측정할 수 있다.

이어서, 밴드패스필터(300)에서 상기 측정 소자(200)로 부터 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 해당하는 전압 또는 전류를 출력하고(S200), 전력 측정기(400)에서 상기 밴드패스필터(300)로 부터 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 상응하는 전력을 사용자가 측정한다.

여기서, 대신호 파라미터 방정식의 계수 a0, a1, a2, a3를 구하는 공식은 상기 입력값과 출력값의 관계식을 이용하여 ω1, ω2 항의 계수가 0이 되도록 상기 신호 발생기의 A1, A2를 조절하여 (a1A1 +a₃A1³+a₃A1A2²) = 0을 구한 후 주파수 ω2 성분의 계수 (a1A2 +a₃A2³+a₃A2A1²) = u(측정값)를 측정하면 a1, a2, a3의 계수를 알 수 있다.

즉, 계수 a1 = -(a₃A1³+a₃A1A2²)/A1 = -(a₃A1²+a₃A2²)로 구하고,

또한, 계수 a2를 구하기 위해서는 ω1 + ω2 항은 a2A1A2 cos(ω1 + ω2)t이고, ω1 - ω2 항은 a2A1A2 cos(ω1 - ω2)t일 때 밴드패스필터를 통과한 신호를 측정한 값을 Y2라 하면,

계수 a2 =로 구하며,

이어서, a3 계수를 구하기 위해 상기 a1 계수의 공식을 측정값 u를 구하는 공식에 대입하면, -a₃A1²A2 -a₃A2³+a₃A2³+a₃A2A1²= u

즉, 계수 a3 = u/(-A1₂A2 -A2³+A2³+A2A1²)로 구할 수 있고(S300), a0의 계수는 입력 신호의 값을 0으로 입력하면 구할 수 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명 대신호 파라미터 추출 장치 및 방법은, 아날로그 회로 소자의 대신호 파라미터를 구하기 위한 측정 장비를 단순화하여 측정 비용을 절감하는 한편, 대신호 파라미터를 쉽게 추출함과 동시에 계수를 정확하게 구할 수 있다는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 대신호 파라미터를 추출하기 위한 특정 주파수에서 전압 또는 전류에 해당하는 입력 신호를 출력하는 신호 발생기와; 상기 신호 발생기에서 출력된 입력 신호에 대신호 파라미터를 구하기 위한 방정식을 적용하여 입력 신호에 상응하는 전압 또는 전류를 출력하는 측정 소자와; 상기 측정 소자에서 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 해당하는 전압 또는 전류를 출력하는 밴드패스필터와; 상기 밴드패스필터에서 출력된 전압 또는 전류를 입력받아 특정 주파수에 상응하는 전력을 측정하는 전력 측정기로 구성된 것을 특징으로 하는 대신호 파라미터 추출 장치.
2. 대신호 파라미터를 구하기 위한 y = a0 + a1 * x ² + a2 * a3 * x ³ 의 방정식을 설정하는 대신호 파라미터 방정식 설정단계와; 설정된 대신호 파라미터 방정식의 계수에 실제 적용되는 주파수에 해당하는 x1 = A1 cos₁ 1, x2 = A2 cosω2 신호를 인가하는 적용 주파수 신호 인가단계와; 대신호 파라미터 방정식에 실제 적용되는 주파수에 해당하는 신호를 적용하여 대신호 파라미터의 a1, a2, a3 을 추출하는 대신호 파라미터 추출단계로 구성된 것을 특징으로 하는 대신호 파라미터 추출 방법.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 대신호 파라미터의 계수 a1 = -(a₃A1³+a₃A1A2²)/A1 = -(a₃A1²+a₃A2²)로 구하는 것을 특징으로 하는 대신호 파라미터 추출 방법.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 대신호 파라미터의 계수 a2 =로 구하는 것을 특징으로 하는 대신호 파라미터 추출 방법.
5. 제 2 항에 있어서, 상기 대신호 파라미터의 계수 a3 = u/(-A1₂A2 -A2³+A2³+A2A1²)로 구하는 것을 특징으로 하는 대신호 파라미터 추출 방법.