KR100406107B1 - 교환기내의시험장치에서가입자선로측정방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교환기 내의 시험 장치에 관한 것으로, 특히 측정 보드의 특성에 따라 발생하는 측정 오차를 부동 소수점(Floating Point) 방식의 DSP(Digital Signal Processor)를 이용해 제거하도록 한 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법에 관한 것이다.

종래의 시험 장치에서는 측정한 결과의 정밀도를 위한 별도의 캘리브레이션 (Calibration) 과정이 없었으나, 본 발명에 의해 상위 제어 보드에 각각의 측정용 저항 및 커패시터를 실장하여 별도의 측정 경로를 통해 하위 측정 보드에 연결시켜 부동 소수점 방식의 DSP를 이용하여 가입자 선로 단의 정전 용량과 저항 측정 시에 발생할 수 있는 오차를 캘리브레이션 함으로써, 측정 보드의 특성에 따라서 발생하는 측정 오차를 제거하여 측정 결과의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법

본 발명은 교환기 내의 시험 장치에 관한 것으로, 특히 부동 소수점 (Floating Point) 방식의 DSP(Digital Signal Processor)를 이용하여 측정 보드의 특성에 따라 발생하는 측정 오차를 제거하도록 한 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법에 관한 것이다.

일반적인 교환기 내의 시험 장치는 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항을 측정하는 기능 등의 동작을 수행하는데, 해당 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항을 측정하기 위해서는 해당 가입자 선로 단을 충전 또는 방전하는 과정에서 발생하는 전류 및 전압의 변화를 측정하여야 한다.

이러한 종래 시험 장치의 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 크게 상위의 제어 보드(10)와, 해당 제어 보드(10)의 제어에 따라 전압 및 전류의 변화를 측정하여 가입자 선로의 상태를 판단해 해당 제어 보드(10)에 보고하는 시험 보드(20)를 포함하여 이루어져 있다.

그리고, 상기 시험 보드(20) 내에는 아날로그의 측정 전압 값을 디지털의 값으로 변환시켜 주는 A/D 변환부(21)와, 해당 A/D 변환부(21)를 통해 디지털의 값을 인가받아 정전 용량 및 저항을 계산하는 프로세서(22)와, 측정 전류 값을 전압의 값으로 변환시켜 해당 A/D 변환부(21)에 인가하는 차동 증폭부(Differential Amplification Unit; 23)를 포함하여 이루어져 있다.

상술한 바와 같이 구성된 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법은 다음과 같이 동작을 수행한다.

먼저, 측정 보드(20)에서는 제어 보드(10)의 제어 명령에 의해 전압 및 전류의 변화를 측정하는데, 전압의 경우에는 해당 측정 보드(20) 내의 A/D 변환부(21)에서 아날로그 형태의 입력 신호, 즉 전압의 변화량을 디지털 신호로 변환시켜 해당 측정 보드(20) 내의 범용 프로세서(22)에 인가하게 된다.

이에, 상기 프로세서(22)에서는 상기 A/D 변환부(21)로부터 디지털 신호를 인가받아 가입자 선로 측의 정전 용량 및 저항의 값을 계산하여 해당 가입자 선로의 상태를 판단하고 해당 판단한 결과를 상기 A/D 변환부(21)를 통해 상기 제어 보드(10)에 보고하게 된다.

그런데, 상기 시험 보드(20)에서 측정한 결과의 정밀도 향상 및 측정 보드마다 발생하는 오차를 줄이기 위한 별도의 캘리브레이션(Calibration) 과정을 거치지 않고 있다. 이로 인해, 상기 A/D 변환부(21)에서 아날로그의 입력 신호를 디지털 신호로 변환할 때에 상기 A/D 변환부(21)의 특성을 만족하기 위하여 해당 입력 신호를 조절할 필요가 있는데, 해당 입력 신호를 조절하는 경우에 구성 회로 소자의 오차로 인하여 실제 측정한 값과 변환된 값 사이에 차이가 발생하게 된다.

두 번째로, 전류의 경우에는 차동 증폭부(23)에서 아날로그 형태의 입력 신호, 즉 전류의 변화량을 전압의 변화량으로 변환시켜 상기 A/D 변환부(21)에 인가하며, 상기 A/D 변환부(21)는 해당 차동 증폭부(23)를 통해 인가되는 전압 값을 디지털 신호로 변환시켜 상기 범용 프로세서(22)에 인가하게 되어 상술한 바와 같은 동작을 수행하게 된다.

그런데, 상기 차동 증폭부(23)에서 전류의 값을 전압의 값으로 변환시키고 다시 상기 A/D 변환부(21)에서 해당 변환된 전압의 값을 디지털 형태의 신호로 변환시켜야 하므로, 상술한 전압의 경우보다 오차의 발생 요인이 더 많고 이로 인하여 전반적인 측정의 정밀도를 저하시키게 된다.

즉, 상기 시험 보드(20)를 구성하는 아날로그 소자의 특성으로 인해 발생하는 오차를 보정하지 않으므로, 이로 인해 발생하는 측정값의 부정확성 및 신뢰성의 저하를 가져온다.

이와 같이, 종래에는 시험 보드에서 측정한 결과의 정밀도를 위한 별도의 캘리브레이션 과정이 없어 해당 시험 보드 내의 구성 소자의 특성으로 인한 오차가 발생하므로, 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항을 측정한 값이 부정확하여 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.

상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 교환기의 시험 장치에서 가입자 선로의 상태를 검사하기 위한 가입자 선로 단의 정전 용량과 저항을 측정할 경우에 부동 소수점 방식의 DSP를 이용하여 캘리브레이션 함으로써, 측정 보드의 특성에 따라서 발생하는 측정 오차를 제거하여 측정 결과의 정밀도 및 신뢰성을 향상시키는데, 그 목적이 있다.

도 1은 종래 교환기 내의 시험 장치를 나타낸 구성 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치를 나타낸 구성 블록도.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법을 나타낸 플로 차트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

30 : 제어 보드 40 : 시험 보드

31 : 프로세서 32 : 측정용 저항 및 커패시터

41 : A/D 변환부 42 : 차동 증폭부

43 : DSP(Digital Signal Processor)

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법은 시스템 운용 전 또는 시스템 운용 중에 캘리브레이션 요구에 의해 측정 시에 발생할 수 있는 경우의 조건에 대응하는 전류와 전압의 값을 샘플링하는 과정과; 크기를 단계적으로 갖는 각각의 측정용 저항 및 커패시터를 캘리브레이션하고 해당 캘리브레이션한 값에 대해 두 번 이상 측정하여 각각 평균하는 과정과; 상기 샘플링한 값에 대하여 각각의 측정 범위 별로 상기 각각 평균한 값들이 일관성을 가지는지를 검사하여 연속성의 유무를 확인해 보정값으로 적용하여 측정값을 계산하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하는게는, 상기 평균하는 과정은 상기 각각의 측정용 저항 및 커패시터의 측정 시에 발생할 수 있는 오차를 캘리브레이션하기 위해 상위 제어 보드 내에 상기 각각의 측정용 저항 및 커패시터를 실장시켜 별도의 측정 경로를 통해 하위 측정 보드에 연결하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 측정 값을 계산하는 과정은 상기 각각 평균한 값들을 상기 샘플링한 값에 비교하여 연속성이 있는 경우에 전체 범위에 대해 일관된 보정값으로 적용하는 단계와; 상기 각각 평균한 값들을 상기 샘플링한 값에 비교하여 연속성이 없는 경우에 각각의 측정 범위에 대해 별도의 보정값들로 적용하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 다음과 같이 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치를 나타낸 구성 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법을 나타낸 플로 차트이다.

본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 상위의 제어 보드(30)와, 하위의 시험 보드(40)를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 제어 보드(30)는 프로세서(21)와, 1 ~ 100(KΩ)의 측정용 저항 및 1 ~ 10(uF)의 커패시터(32)를 포함하여 이루어지며, 상기 시험 보드(40)는 A/D 변환부(41)와, 차동 증폭부(42)와, DSP(43)를 포함하여 이루어진다.

그리고, 가입자 선로의 정전 용량 및 저항 측정에서 발생하는 오차를 캘리브레이션하기 위하여 상기 제어 보드(30) 내에 구비되어 있는 측정용 저항 및 커패시터(32)는 별도의 측정 경로를 통해 상기 시험 보드(40)의 A/D 변환부(41)와 차동 증폭부(42)에 연결되어 있고 저항값을 1 ~ 100(KΩ)과 커패시터값을 1 ~ 10(uF)까지의 값으로 단계적으로 갖게 하여 측정 시에 발생하는 오차를 최소화하며, 상기 제어 보드(30)의 제어에 따라 캘리브레이션을 수행하여 보정해야 할 값을 측정하고 해당 측정한 값을 실제 측정값에 적용하여 측정 상의 오차를 줄일 수 있도록 이루어진다.

본 발명의 실시 예에 따른 교환기 내의 시험 장치의 동작을 다음과 같이 살펴본다. 먼저, 정전 용량 및 저항의 값을 계산하기 위해서는 아날로그 가입자 선로 단의 충전 또는 방전 과정에서 변화하는 전압과 전류의 양을 측정해야 하는데, 첫 번째로 전압의 경우에는 측정된 전압의 아날로그 값을 시험 보드(40) 내에 구비되어 있는 A/D 변환부(41)에서 디지털 값으로 변환시켜 해당 시험 보드(40) 내에 구비되어 있는 DSP(43)에 입력해 준다.

두 번째로, 전류의 경우에는 측정된 전류의 변화량을 상기 시험 보드(40) 내에 구비되어 있는 차동 증폭부(42)에서 전압의 값으로 변환시켜 상기 A/D 변환부 (41)에 인가하며, 상기 A/D 변환부(41)는 해당 차동 증폭부(42)로부터 인가되는 아날로그의 전압 값을 디지털 값으로 변환시켜 상기 DSP(43)에 입력해 준다.

이에 따라, 상기 DSP(43)에서는 상기 A/B 변환부(41)를 통해 인가되는 측정 전압과 전류의 변화량을 바탕으로 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항을 계산하게 된다. 그런데, 상술한 바와 같이 시험 장치가 정상 테스트(Normal Test)를 수행하는 과정, 즉 아날로그 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항을 측정하는 과정에서 발생하는 오차를 수정하기 위해서, 상기 시험 보드(40)가 제어 보드(30)에 실장되는 경우에 해당 제어 보드(30)의 제어 명령을 통해 캘리브레이션을 수행하게 된다.

여기서, 상기 시험 보드(40)가 실장됨과 동시에 상기 제어 보드(30)에서는 이를 감지하고 상기 시험 보드(40)와 캘리브레이션을 수행할 수 있는 경로를 형성한 후에 상기 시험 보드(40)에 캘리브레이션 명령을 인가한다.

이에, 상기 시험 보드(40)는 상기 제어 보드(30)로부터 인가되는 캘리브레이션 명령에 따라 상기 제어 보드(30) 내에 구비되어 있는 각각의 측정용 저항 및 커패시터(32)를 측정하여 캘리브레이션을 수행하게 된다.

그러면, 측정값의 신뢰성 및 정밀도를 향상시키기 위하여 상술한 정상 테스트 수행전 또는 정상 테스트 수행 중에 수행하는 상기 캘리브레이션의 경우를 도 3의 플로차트를 참고하여 다음과 같이 살펴본다.

우선, 상기 제어 보드(30)에 구비되어 있는 프로세서(31)에서 상기 측정용 저항 및 커패시터(32)를 이용하여 측정 시에 발생할 수 있는 오차 경우의 조건을 미리 형성한 후에, 즉 측정 시에 발생할 수 있는 오차 경우의 조건에 대응하는 전류와 전압의 값을 샘플링(Sampling)한 후에(단계 S1), 캘리브레이션 명령과 해당 샘플링된 기준 값을 상기 시험 보드(40)에 인가시켜 주도록 한다.

이에, 상기 DSP(43)는 상기 제어 보드(30)의 명령에 따라 각각의 값에 대하여 측정을 수행하는데, 즉 상기 측정용 저항 및 커패시터(32)를 각각 캘리브레이션하는데, 각각의 캘리브레이션 값에 대하여 두 번 이상의 측정을 수행하고(단계 S2)해당 측정된 값들의 평균 값을 측정 시의 보정값으로 사용하게 한다(단계 S3).

그리고, 상기 DSP(43)는 캘리브레이션을 수행한 후에 각각의 측정 범위 별로 상기 보정값들을 상기 샘플링된 기준 값과 비교 검사하는데, 즉 상기 샘플링된 기준 값에 대하여 각각의 측정 범위 별로 측정된 상기 보정값들이 일관된 값을 가지는지를 검사하여 연속성이 있는지 없는지를 확인한다(단계 S4).

만약, 상기 보정값들이 연속성이 있다면 전체 범위에 대하여 일관된 보정값으로 사용하며(단계 S5), 반대로 상기 보정값들이 연속성이 없다면 각각의 측정 범위에 대하여 별도의 보정값들로 적용한다(단계 S6). 여기서, '연속성이 있다' 는 것은 상기 샘플링된 기준 값에 대하여 각각의 범위 별로 측정된 상기 보정값들이 일관성을 가진다는 의미를 나타내며, '연속성이 없다' 는 것은 상기 보정값들에 일관성이 발견되지 않는다는 의미를 나타낸다.

이에, 상기 DSP(43)에서는 상기 보정값을 사용하여 측정값을 계산함으로써 정상 테스트를 계속 수행하게 되며(단계 S7), 이때 상기 제어 보드(30)로부터 캘리브레이션 명령이 인가되는지를 확인하여 해당 캘리브레이션의 요구가 있으면 상기 제1단계(S1)부터 다시 수행하고 해당 캘리브레이션의 요구가 없으면 계속해서 정상 테스트를 수행하도록 한다(단계 S8).

이렇게 하여, 상기 캘리브레이션을 수행한 후에 가입자 선로 단의 정전 용량 및 저항 값을 측정하게 되면 측정값의 신뢰성 및 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 또한 시스템 운용 중에도 상기 제어 보드(30)의 제어를 통하여 주기적으로 상기 캘리브레이션을 수행할 수도 있어 시스템 상황 변화에 의한 측정 오차를 주기적으로 보정할 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명에 의해 교환기의 시험 장치에서 가입자 선로의 상태를 검사하기 위한 가입자 선로 단의 정전 용량과 저항을 측정할 경우에 부동 소수점 방식의 DSP를 이용하여 캘리브레이션하고 해당 캘리브레이션한 값을 측정값에 보정해줌으로써, 측정 보드의 특성에 따라서 발생하는 측정 오차를 제거하여 측정 결과의 정밀도 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 시스템 운용 전 또는 시스템 운용 중에 캘리브레이션 요구에 의해 측정시에 발생할 수 있는 경우의 조건에 대응하는 전류와 전압의 값을 샘플링하는 과정과;

   크기를 단계적으로 갖는 각각의 측정용 저항 및 커패시터를 캘리브레이션하고 해당 캘리브레이션한 값에 대해 두 번 이상 측정하여 각각 평균하는 과정과;

   상기 샘플링한 값에 대하여 각각의 측정 범위 별로 상기 각각 평균한 값들이 일관성을 가지는지를 검사하여 연속성의 유무를 확인해 보정값으로 적용하여 측정값을 계산하는 과정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 평균하는 과정은 상기 각각의 측정용 저항 및 커패시터의 측정 시에 발생할 수 있는 오차를 캘리브레이션하기 위해 상위 제어 보드 내에 상기 각각의 측정용 저항 및 커패시터를 실장시켜 별도의 측정 경로를 통해 하위 측정 보드에 연결하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법.
3. 제1항에 있어서,

   상기 측정값을 계산하는 과정은 상기 각각 평균한 값들을 상기 샘플링한 값에 비교하여 연속성이 있는 경우에 전체 범위에 대해 일관된 보정값으로 적용하는 단계와;

   상기 각각 평균한 값들을 상기 샘플링한 값에 비교하여 연속성이 없는 경우에 각각의 측정 범위에 대해 별도의 보정값들로 적용하는 단계를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 교환기 내의 시험 장치에서 가입자 선로 측정 방법.