KR101183164B1 - Distance detecting system and receiving device of distance detecting system - Google Patents

Distance detecting system and receiving device of distance detecting system Download PDF

Info

Publication number
KR101183164B1
KR101183164B1 KR20100090599A KR20100090599A KR101183164B1 KR 101183164 B1 KR101183164 B1 KR 101183164B1 KR 20100090599 A KR20100090599 A KR 20100090599A KR 20100090599 A KR20100090599 A KR 20100090599A KR 101183164 B1 KR101183164 B1 KR 101183164B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
tdc
clock signal
rising edge
time
Prior art date
Application number
KR20100090599A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20120028629A (en
Inventor
김태욱
강만근
Original Assignee
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 연세대학교 산학협력단 filed Critical 연세대학교 산학협력단
Priority to KR20100090599A priority Critical patent/KR101183164B1/en
Priority to US13/823,771 priority patent/US8872692B2/en
Priority to PCT/KR2011/006709 priority patent/WO2012036431A2/en
Publication of KR20120028629A publication Critical patent/KR20120028629A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101183164B1 publication Critical patent/KR101183164B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/0209Systems with very large relative bandwidth, i.e. larger than 10 %, e.g. baseband, pulse, carrier-free, ultrawideband
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S11/00Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation
    • G01S11/02Systems for determining distance or velocity not using reflection or reradiation using radio waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/282Transmitters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/28Details of pulse systems
    • G01S7/285Receivers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

본 발명은 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템에 관한 것이다. 본 발명의 실시 예에 따른 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템에은 임펄스 신호를 송신하는 송신 장치 및 상기 임펄스 신호를 수신하며, 상시 임펄스 신호의 송신 시점과 수신 시점 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 측정하는 수신 장치를 포함하며, 상기 수신 장치는 TDC 방식을 이용하여 상기 지연 시간을 측정한다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 정밀한 거리 측정을 가능하게 한다. The present invention relates to a distance measuring system using the IR-UWB method. In the distance measuring system using the IR-UWB method according to an embodiment of the present invention, a transmission apparatus for transmitting an impulse signal and the impulse signal are received, and a time interval (hereinafter, delay time) between a time point at which an impulse signal is transmitted and a time point for receiving the impulse signal is provided. ), And the receiving device measures the delay time using a TDC scheme. Therefore, the distance measuring system according to the embodiment of the present invention enables precise distance measurement.

Description

거리 측정 시스템 및 거리 측정 시스템의 수신 장치{DISTANCE DETECTING SYSTEM AND RECEIVING DEVICE OF DISTANCE DETECTING SYSTEM}DISTANCE DETECTING SYSTEM AND RECEIVING DEVICE OF DISTANCE DETECTING SYSTEM}

본 발명은 거리 측정 시스템에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 임펄스 신호를 사용하는 거리 측정 시스템 및 그것의 수신 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a distance measuring system, and more particularly to a distance measuring system using an impulse signal and a receiving device thereof.

최근 IR-UWB(Impulse Radion-Ultra Wide Band) 방식을 이용한 거리 측정 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. IR-UWB 방식은 무선 반송파를 사용하지 않고 기저 대역에서 수 GHZ 이상의 주파수 대역을 사용하는 기술로써, 통신이나 레이더 등에 응용되는 새로운 무선 기술이다. IR-UWB 기술은 수 나노 혹은 수 피코 초의 매우 좁은 펄스를 사용함으로써, 낮은 전력으로 구현이 가능하고 종래의 통신 시스템과 연동하여 사용할 수 있는 장점이 있다. Recently, research on a distance measuring system using an Impulse Radion-Ultra Wide Band (IR-UWB) method has been actively conducted. IR-UWB is a technology that uses a frequency band of several GHZ or more at baseband without using a wireless carrier, and is a new wireless technology applied to communication or radar. IR-UWB technology uses very narrow pulses of several nanoseconds or several picoseconds, which can be implemented at low power and can be used in conjunction with conventional communication systems.

그러나, 이러한 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 일반적으로 정밀한 거리 측정이 어렵다는 한계가 있다. 즉, 종래의 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 정밀한 거리 측정의 어려움으로 인하여, 홈 어플리케이션 시스템(home application system) 등 수 m 또는 수 cm 단위의 오차를 허용하는 분야에 주로 응용되는 실정이다.However, such a distance measurement system using the IR-UWB method has a limitation in that precise distance measurement is generally difficult. That is, the conventional distance measuring system using the IR-UWB method is mainly applied to a field that allows errors of several m or several cm, such as a home application system, due to the difficulty of precise distance measurement.

본 발명의 목적은 정밀하게 거리를 측정할 수 있는 거리 측정 시스템 및 그것의 수신 장치를 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a distance measuring system and a receiving device thereof capable of measuring distance precisely.

본 발명의 실시 예에 따른 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 임펄스 신호를 송신하는 송신 장치; 및 상기 임펄스 신호를 수신하며, 상시 임펄스 신호의 송신 시점과 수신 시점 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 측정하는 수신 장치를 포함하며, 상기 수신 장치는 TDC 방식을 이용하여 상기 지연 시간을 측정하는 것을 특징으로 한다.Distance measuring system using the IR-UWB method according to an embodiment of the present invention includes a transmitting device for transmitting an impulse signal; And a receiving device that receives the impulse signal and measures a time interval (hereinafter, a delay time) between a transmission time and a reception time of the impulse signal at all times, wherein the receiving device measures the delay time using a TDC scheme. Characterized in that.

실시 예로써, 상기 수신 장치는 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 제 1 신호)와 상기 임펄스 신호의 수신 시점에 동기된 신호(이하, 제 2 신호)를 각각 다른 시간 간격으로 지연시켜서, 상기 지연 시간을 측정한다.According to an embodiment, the reception apparatus may delay a signal synchronized with a transmission point of the impulse signal (hereinafter referred to as a first signal) and a signal synchronized with a reception point of the impulse signal (hereinafter referred to as a second signal) at different time intervals. The delay time is measured.

실시 예로써, 상기 제 1 신호는 제 1 시간 간격으로 지연되고, 상기 제 2 신호는 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연된다.In an embodiment, the first signal is delayed at a first time interval and the second signal is delayed at a second time interval shorter than the first time interval.

실시 예로써, 상기 제 1 및 제 2 시간 간격은 상기 지연 시간보다 긴 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the first and second time intervals are longer than the delay time.

실시 예로써, 상기 송신 장치는 송신 클럭 신호를 발생하는 송신 클럭 신호 발생기; 상기 송신 클럭 신호를 디지털 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 발생기; 및 상기 디지털 임펄스 신호를 상기 임펄스 신호로 변환하는 신호 왜곡 필터를 포함한다.In an embodiment, the transmitting apparatus includes a transmission clock signal generator for generating a transmission clock signal; An impulse generator for converting the transmission clock signal into a digital impulse signal; And a signal distortion filter for converting the digital impulse signal into the impulse signal.

실시 예로써, 상기 임펄스 발생기는 적어도 하나의 인버터와 적어도 하나의 XOR 게이트를 사용하여 구현된다.In an embodiment, the impulse generator is implemented using at least one inverter and at least one XOR gate.

실시 예로써, 상기 수신 장치는 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 제 1 신호)와 상기 임펄스 신호의 수신 시점에 동기된 신호(이하, 제 2 신호) 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the reception apparatus measures a coarse delay time between a signal synchronized with the transmission point of the impulse signal (hereinafter referred to as a first signal) and a signal synchronized with the reception point of the impulse signal (hereinafter referred to as a second signal). A counter; And a TDC for measuring a fine delay time between the first signal and the second signal.

실시 예로써, 상기 제 1 및 제 2 신호에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함한다.In embodiments, the counter may further include a synchronizer controlling the counter and the TDC in response to the first and second signals.

실시 예로써, 상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현된다.In an embodiment, the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.

실시 예로써, 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산하여, 상기 지연 시간을 측정하는 연산기를 더 포함한다.The method may further include an operator for measuring the delay time by subtracting the fine delay time from the coarse delay time.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 임펄스 신호를 송신하는 송신 장치; 및 상기 임펄스 신호를 송신하며, 상기 임펄스 신호의 송신 시점과 수신 시점 사이의 시간 간격을 측정하는 수신 장치를 포함하며, 상기 수신 장치는 상기 수신된 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 복조하는 복조부; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 송신 클럭 신호)와 상기 수신 클럭 신호 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 거리 측정부를 포함한다.A distance measuring system according to an embodiment of the present invention includes a transmitting device for transmitting an impulse signal; And a receiver for transmitting the impulse signal and measuring a time interval between a transmission time and a reception time of the impulse signal, wherein the reception device demodulates the received impulse signal into a reception clock signal; And a distance measuring unit for measuring a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the signal (hereinafter, referred to as a transmission clock signal) and the reception clock signal synchronized at the time of transmission of the impulse signal using a TDC scheme.

실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호를 각각 다른 시간 간격으로 지연시켜서, 상기 지연 시간을 측정한다.In an embodiment, the distance measuring unit delays the transmission clock signal and the reception clock signal at different time intervals to measure the delay time.

실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the distance measuring unit may include: a counter configured to measure a coarse delay time between the transmission clock signal and the reception clock signal; And a TDC for measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal.

실시 예로써, 상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함한다.The apparatus may further include a synchronizer configured to control the counter and the TDC in response to the rising edges of the transmit clock signal and the receive clock signal.

실시 예로써, 상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현된다.In an embodiment, the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템의 수신 장치는 임펄스 신호를 수신하며, 상기 수신된 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 복조하는 복조부; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 거리 측정부를 포함한다.A receiving apparatus of a distance measuring system according to an embodiment of the present invention includes a demodulator for receiving an impulse signal and demodulating the received impulse signal into a received clock signal; And a distance measuring unit configured to measure a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the transmission clock signal synchronized with the reception clock signal synchronized with the transmission time of the impulse signal using a TDC scheme.

실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the distance measuring unit may include: a counter configured to measure a coarse delay time between the transmission clock signal and the reception clock signal; And a TDC for measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal.

실시 예로써, 상기 카운터는 상기 송신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 코오스 지연 시간의 측정을 시작하고, 상기 TDC는 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 파인 지연 시간의 측정을 시작한다.In an embodiment, the counter starts measuring the coarse delay time in response to the rising edge of the transmit clock signal, and the TDC starts measuring the fine delay time in response to the rising edge of the received clock signal. do.

실시 예로써, 상기 지연 시간은 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산한 시간인 것을 특징으로 한다.In example embodiments, the delay time may be a time obtained by subtracting the fine delay time from the coarse delay time.

본 발명의 실시 예에 따른 IR-UWB를 이용한 거리 측정 방법은 임펄스 신호를 수신하는 단계; 상기 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 변환하는 단계; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 단계를 포함한다.Distance measuring method using the IR-UWB according to an embodiment of the present invention comprises the steps of receiving an impulse signal; Converting the impulse signal into a received clock signal; And measuring a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the transmission clock signal synchronized with the reception clock signal synchronized with the transmission time of the impulse signal using a TDC scheme.

실시 예로써, 상기 지연 시간을 측정하는 단계는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 단계; 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 단계; 및 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산하는 단계를 포함한다.The measuring of the delay time may include measuring a coarse delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal; Measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal; And subtracting the fine delay time from the coarse delay time.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 IR-UWB 방식에 TDC(Time to Digital Converter) 방식을 접목함으로써, 정밀한 거리 측정을 가능하게 한다. The distance measurement system according to an embodiment of the present invention enables precise distance measurement by incorporating a TDC (Time to Digital Converter) method into an IR-UWB method.

도 1 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 거리 측정 시스템을 보여준다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 거리 측정 시스템을 보여준다.
도 3은 도 1의 송신 장치의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 임펄스 발생기의 구조를 좀더 자세히 보여준다.
도 5는 도 3의 송신 장치 및 도 4의 임펄스 발생기의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 도 1의 수신 장치의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 7은 도 6의 복조부를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 6의 복조부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 도 6의 거리 측정부를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 10은 도 9의 동기화기 및 카운터를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 11은 도 10의 동기화기 및 카운터의 동작을 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 12는 도 9의 TDC를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 13은 도 9의 TDC의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 14 및 도 15는 도 1의 레이더 방식의 거리 측정 시스템의 송신 장치 및 수신 장치가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예를 보여준다.
도 16 및 도 17은 도 2의 트랜시버 방식의 거리 측정 시스템의 송신 장치 및 수신 장치가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예를 보여준다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 훈련용 마네킹을 보여주는 사시도이다.
도 19는 도 18의 마네킹의 내부 구성의 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 20은 도 18의 마네킹의 단면도의 다른 실시 예이다.
1 shows a distance measuring system according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a distance measuring system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the configuration of the transmitter of FIG. 1 in more detail.
4 shows the structure of the impulse generator of FIG. 3 in more detail.
5 is a timing diagram illustrating in more detail the operation of the transmitter of FIG. 3 and the impulse generator of FIG. 4.
6 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of the receiving apparatus of FIG. 1.
7 is a block diagram illustrating the demodulator of FIG. 6 in more detail.
FIG. 8 is a timing diagram for describing an operation of the demodulator of FIG. 6.
9 is a block diagram illustrating in detail the distance measurer of FIG. 6.
10 is a block diagram illustrating in detail the synchronizer and the counter of FIG.
FIG. 11 is a timing diagram for describing in detail the operation of the synchronizer and the counter of FIG. 10.
12 is a block diagram illustrating the TDC of FIG. 9 in more detail.
FIG. 13 is a timing diagram illustrating the operation of the TDC of FIG. 9 in more detail.
14 and 15 show an application example in which the transmitting apparatus and the receiving apparatus of the radar type distance measuring system of FIG. 1 are applied to a chest compression depth measuring system for CPR.
16 and 17 show an application example in which the transmitting device and the receiving device of the transceiver type distance measuring system of FIG. 2 are applied to a chest compression depth measuring system for CPR.
18 is a perspective view showing a manikin for CPR training equipped with a distance measuring system according to an embodiment of the present invention.
19 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an internal configuration of the mannequin of FIG. 18.
20 is another embodiment of a cross-sectional view of the mannequin of FIG. 18.

이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 이해할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily understand the technical spirit of the present invention.

도 1 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(10)을 보여준다. 도 1에서는 레이더 방식의 거리 측정 시스템(10)이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 거리 측정 시스템(10)은 송신 장치(100)와 수신 장치(200)를 포함한다. 도 1의 거리 측정 시스템(10)은 거리 측정 시스템(10)과 타겟 사이의 거리를 측정한다. 1 shows a distance measuring system 10 according to a first embodiment of the present invention. In FIG. 1, a radar ranging system 10 is shown. Referring to FIG. 1, the distance measuring system 10 includes a transmitting device 100 and a receiving device 200. The distance measuring system 10 of FIG. 1 measures the distance between the distance measuring system 10 and a target.

자세히 설명하면, 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100)는 타겟으로 신호를 송신하고, 수신 장치(200)는 타겟(20)에 의하여 반사된 신호를 수신한다. 거리 측정 시스템(10)은 송신 장치(100)에서 송신된 신호와 수신 장치(200)에서 수신된 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 거리 측정 시스템(10)과 타겟(20) 사이의 거리(d)를 측정한다. In detail, the transmitting device 100 of the distance measuring system 10 transmits a signal to the target, and the receiving device 200 receives the signal reflected by the target 20. The distance measuring system 10 measures the delay time between the signal transmitted from the transmitting device 100 and the signal received from the receiving device 200, thereby providing a distance d between the distance measuring system 10 and the target 20. Measure

즉, 타겟(20)의 위치가 변하면 송신 장치(100)에서 송신된 신호가 타겟(20)에 의하여 반사되어 돌아오는 시간도 달라지기 때문에, 거리 측정 시스템(10)은 거리 측정 시스템(10)과 타겟(20) 사이의 거리(d)를 측정할 수 있다. 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.That is, when the position of the target 20 changes, the time for the signal transmitted from the transmitting apparatus 100 to be reflected by the target 20 and returned also varies, so that the distance measuring system 10 may be different from the distance measuring system 10. The distance d between the targets 20 may be measured. This may be expressed as in Equation 1.

[수학식 1][Equation 1]

d=(c×△t)/2, c=3×10^8 m/sd = (c × Δt) / 2, c = 3 × 10 ^ 8 m / s

여기서, '△t'는 송신 장치(100)에서 송신된 신호가 수신 장치(200)에 돌아오는데 걸리는 시간을 의미하며, 지연 시간이라 칭해질 수 있다. Here, 'Δt' refers to a time taken for the signal transmitted from the transmitting apparatus 100 to return to the receiving apparatus 200 and may be referred to as a delay time.

도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(20)을 보여준다. 도 2에서는 트랜시버(Transceiver) 방식의 거리 측정 시스템이 도시되어 있다. 도 2의 거리 측정 시스템은 도 1의 거리 측정 시스템과 유사하므로, 유사한 참조 번호를 사용하여 설명된다. 도 2의 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리를 측정한다.2 shows a distance measuring system 20 according to a second embodiment of the present invention. 2 illustrates a transceiver measuring distance measuring system. The distance measuring system of FIG. 2 is similar to the distance measuring system of FIG. 1 and is therefore described using similar reference numerals. The distance measuring system 20 of FIG. 2 measures the distance between the transmitting device 300 and the receiving device 400.

도 1의 거리 측정 시스템(10)과 유사하게, 도 2의 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)에서 송신된 신호와 수신 장치(400)에서 수신된 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리(d)를 측정할 수 있다. Similar to the distance measuring system 10 of FIG. 1, the distance measuring system 20 of FIG. 2 measures the delay time between the signal transmitted from the transmitting device 300 and the signal received from the receiving device 400, The distance d between the transmitter 300 and the receiver 400 may be measured.

즉, 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리가 변하면 송신 장치(300)에서 송신된 신호가 수신 장치(400)에서 수신될 때까지 소요되는 시간이 달라지기 때문에, 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.That is, when the distance between the transmitter 300 and the receiver 400 changes, since the time required until the signal transmitted from the transmitter 300 is received by the receiver 400 varies, the distance measuring system ( 20 may measure a distance between the transmitting device 300 and the receiving device 400. This may be expressed as in Equation 2.

[수학식 2]&Quot; (2) "

d'=c×△t, c=3×10^8 m/sd '= c × Δt, c = 3 × 10 ^ 8 m / s

여기서, '△t'는 송신 장치(300)에서 송신된 신호가 수신 장치(400)에 수신되기까지 소요되는 시간을 의미하며, 도 1과 마찬가지로 지연 시간이라 칭해질 수 있다.Here, 'Δt' refers to a time taken until the signal transmitted from the transmitting device 300 is received by the receiving device 400, and may be referred to as a delay time as in FIG. 1.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 지연 시간을 측정함으로써 거리를 측정한다. 따라서, 거리를 정확히 측정하기 위해서는, 송신 신호와 수신 신호 사이의 지연 시간을 정밀하게 측정하는 것이 요구된다. 또한, 송신 장치에서 송신된 신호는 멀티 패스 페이딩(Multipath fading)에 의하여 영향을 받을 수 있기 때문에, 이를 최소화하는 것이 요구된다.1 and 2, the distance measuring system according to an exemplary embodiment of the present invention measures a distance by measuring a delay time. Therefore, in order to accurately measure the distance, it is required to precisely measure the delay time between the transmission signal and the reception signal. In addition, since the signal transmitted from the transmitting apparatus may be affected by multipath fading, it is required to minimize it.

따라서, 이하에서는 송신 신호와 수신 신호 사이의 지연 시간을 정밀하게 측정하고, 동시에 멀티 패스 페이딩의 영향을 최소화하는, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치가 좀더 구체적으로 설명된다. 설명의 편의상, 이하에서는 도 1의 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작이 설명될 것이다. 그러나, 이는 도 2의 거리 측정 시스템(20)에 적용될 수 있음은 자명하다. Therefore, the transmission apparatus and the reception apparatus according to the embodiment of the present invention, which accurately measure the delay time between the transmission signal and the reception signal and simultaneously minimize the influence of multipath fading, are described in more detail. For convenience of description, the configuration and operation of the transmitter 100 and the receiver 200 of the distance measuring system 10 of FIG. 1 will be described below. However, it is obvious that this can be applied to the distance measuring system 20 of FIG. 2.

도 3은 도 1의 송신 장치(100)의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 송신 장치(100)는 송신 클럭 신호 발생기(110), 임펄스 발생기(120), 그리고 신호 왜곡 필터(130)를 포함한다.3 is a block diagram illustrating the configuration of the transmitting apparatus 100 of FIG. 1 in more detail. Referring to FIG. 3, the transmission apparatus 100 includes a transmission clock signal generator 110, an impulse generator 120, and a signal distortion filter 130.

송신 클럭 신호 발생기(110)는 송신 클럭 신호(TCLK)를 발생하고, 이를 임펄스 발생기(120)에 전달한다. 여기서, 송신 클럭 신호(TCLK)는 일정한 주파수를 갖는 클럭 신호일 수 있다. The transmission clock signal generator 110 generates a transmission clock signal TCLK and transfers it to the impulse generator 120. Here, the transmission clock signal TCLK may be a clock signal having a constant frequency.

임펄스 발생기(120)는 송신 클럭 신호 발생기(110)로부터 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받는다. 임펄스 발생기(120)는 송신 클럭 신호(TCLK)를 디지털 임펄스 신호(DIP)로 변환하고, 이를 신호 왜곡 필터(130)에 전달한다. The impulse generator 120 receives the transmission clock signal TCLK from the transmission clock signal generator 110. The impulse generator 120 converts the transmission clock signal TCLK into a digital impulse signal DIP, and transfers it to the signal distortion filter 130.

신호 왜곡 필터(130)는 임펄스 발생기(120)로부터 디지털 임펄스 신호(DIP)를 전달받는다. 신호 왜곡 필터(130)는 디지털 임펄스 신호(DIP)를 아날로그 임펄스 신호(AIP)로 변환하고, 이를 안테나 등을 통하여 송신한다. 이 경우, 신호 왜곡 필터(130)는 송신되는 아날로그 임펄스 신호(AIP)의 파워를 높이기 위하여, 파워 앰프(Power Amplifier, 미도시) 등을 더 포함할 수 있다.The signal distortion filter 130 receives the digital impulse signal DIP from the impulse generator 120. The signal distortion filter 130 converts the digital impulse signal DIP into an analog impulse signal AIP and transmits the same through an antenna. In this case, the signal distortion filter 130 may further include a power amplifier (not shown) in order to increase the power of the transmitted analog impulse signal (AIP).

도 4는 도 3의 임펄스 발생기(120)의 구조를 좀더 자세히 보여준다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 임펄스 발생기(120)는 인버터와 XOR 게이트를 사용하여 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 임펄스 발생기(120)는 인버터(inverter)와 XOR 게이트 및/또는 NAND 게이트 등을 이용하여 구현될 수 있다. 4 shows the structure of the impulse generator 120 of FIG. 3 in more detail. For example, as shown in FIG. 4, the impulse generator 120 may be implemented using an inverter and an XOR gate. However, this is merely an example and the technical spirit of the present invention is not limited thereto. For example, the impulse generator 120 may be implemented using an inverter and an XOR gate and / or a NAND gate.

도 5는 도 3의 송신 장치(100) 및 도 4의 임펄스 발생기(120)의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram for describing in more detail the operation of the transmitting apparatus 100 of FIG. 3 and the impulse generator 120 of FIG. 4.

도 3 내지 도 5를 참조하면, 임펄스 발생기(120)의 인버터들은 송신 클럭 신호 발생기(110)에 의하여 생성된 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받는다. 임펄스 발생기(120)의 인버터들은 송신 클럭 신호(TCLK)를 지연시켜, 지연 송신 클럭 신호(D_TCLK)를 발생한다. 임펄스 발생기(120)의 XOR 게이트는 지연 송신 클럭 신호(D_TCLK)와 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받고, 이를 이용하여 디지털 임펄스 신호(DIP)를 발생한다. 신호 왜곡 필터(130)는 디지털 임펄스 신호(DIP)를 전달받고, 이를 아날로그 임펄스 신호(AIP)로 변환한다.3 to 5, the inverters of the impulse generator 120 receive the transmission clock signal TCLK generated by the transmission clock signal generator 110. The inverters of the impulse generator 120 delay the transmission clock signal TCLK to generate the delayed transmission clock signal D_TCLK. The XOR gate of the impulse generator 120 receives the delayed transmission clock signal D_TCLK and the transmission clock signal TCLK, and generates a digital impulse signal DIP by using the XOR gate. The signal distortion filter 130 receives the digital impulse signal DIP and converts it into an analog impulse signal AIP.

도 3 내지 도 5에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치는 거리 측정을 위하여 아날로그 임펄스 신호를 생성한다. 예를 들어, 아날로그 임펄스 신호는 UWB 또는 IR-UWB 방식의 무선 통신 기술에서 사용되는 임펄스 신호일 수 있다. 임펄스 신호를 사용하기 때문에, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 건물, 벽 등에 대한 투과성이 우수하며 저전력 통신이 가능하다는 장점이 있다. As described with reference to FIGS. 3 to 5, the transmitter according to the embodiment of the present invention generates an analog impulse signal for distance measurement. For example, the analog impulse signal may be an impulse signal used in a wireless communication technology of UWB or IR-UWB scheme. Since the impulse signal is used, the distance measuring system according to the embodiment of the present invention has an advantage of excellent transmittance to a building, a wall, and the like, and enables low power communication.

도 6은 도 1의 수신 장치(200)의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 수신 장치(200)는 복조부(201) 및 거리 측정부(202)를 포함한다.6 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving apparatus 200 of FIG. 1 in more detail. Referring to FIG. 6, the receiver 200 includes a demodulator 201 and a distance measurer 202.

복조부(201)는 송신 장치(100, 도 1 참조)로부터 송신된 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 이를 수신 클럭 신호(RCLK)로 복조한다. 여기서, 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)는 아날로그 임펄스 신호(AIP, 도 3 및 도 5 참조)가 거리(d, 도 1 참조)에 의하여 지연 시간(△t, 수학식 1 참조)만큼 지연된 신호이며, 수신 클럭 신호(RCLK)는 송신 클럭 신호(TCLK, 도 3 및 도 5 참조)가 거리(d)에 의하여 지연 시간(△t)만큼 지연된 신호이다. The demodulator 201 receives the delayed analog impulse signal DAIP transmitted from the transmitter 100 (refer to FIG. 1) and demodulates it into the received clock signal RCLK. Here, the delayed analog impulse signal DAIP is a signal in which the analog impulse signal AIP (see FIGS. 3 and 5) is delayed by a delay time (Δt, Equation 1) by the distance d (see FIG. 1), The reception clock signal RCLK is a signal in which the transmission clock signal TCLK (see FIGS. 3 and 5) is delayed by the delay time Δt by the distance d.

거리 측정부(202)는 복조부(201)로부터 수신 클럭 신호(RCLK)를 전달받는다. 거리 측정부(202)는 수신 클럭 신호(RCLK)와 송신 클럭 신호(TCLK)의 지연 시간(△t)을 이용하여, 거리(d)를 측정한다. 이 경우, 거리 측정부(202)는 TDC(Time to Digital Convertor) 기술을 이용하여 지연 시간(△t)을 정밀하게 측정한다.The distance measurer 202 receives the received clock signal RCLK from the demodulator 201. The distance measuring unit 202 measures the distance d using the delay time DELTA t between the reception clock signal RCLK and the transmission clock signal TCLK. In this case, the distance measuring unit 202 precisely measures the delay time Δt using a TDC (Time to Digital Convertor) technique.

도 7은 도 6의 복조부(201)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 복조부(201)는 저잡음 증폭기(210), 전치 증폭기(220), 외곽선 검출기(230), 비교기(240), 그리고 T-플립플롭(250)을 포함한다. FIG. 7 is a block diagram illustrating the demodulator 201 of FIG. 6 in more detail. Referring to FIG. 7, the demodulator 201 includes a low noise amplifier 210, a preamplifier 220, an outline detector 230, a comparator 240, and a T-flip flop 250.

저잡음 증폭기(210)는 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 이를 증폭한다. 이 경우, 저잡음 증폭기(210)는 멀티 패스 페이딩(multipath fading) 등으로 인하여 발생한 노이즈(noise)를 최대한 억제할 것이다. 저잡음 증폭기(210)는 저잡음 증폭 신호(LNA)를 출력하고, 이를 전치 증폭기(220)에 전달한다.The low noise amplifier 210 receives the delayed analog impulse signal DAIP and amplifies it. In this case, the low noise amplifier 210 will suppress the noise generated due to multipath fading or the like as much as possible. The low noise amplifier 210 outputs a low noise amplified signal (LNA) and transfers it to the preamplifier 220.

전치 증폭기(220)는 저잡음 증폭기(210)로부터 저잡음 증폭 신호(LNA)를 전달받고, 이를 증폭한다. 즉, 전치 증폭기(220)는 저잡음 증폭 신호(LNA)의 이득(gain)을 보충하기 위하여, 저잡음 증폭 신호(LNA)를 피크-투-피크(peak-to-peak) 방식으로 증폭한다. 전치 증폭기(220)는 전치 증폭 신호(PRA)를 출력하고, 이를 외곽선 검출기(230)에 전달한다.The preamplifier 220 receives the low noise amplified signal LNA from the low noise amplifier 210 and amplifies it. That is, the preamplifier 220 amplifies the low noise amplified signal LNA in a peak-to-peak manner to compensate for the gain of the low noise amplified signal LNA. The preamplifier 220 outputs a preamplified signal PRA and transmits it to the outline detector 230.

외곽선 검출기(230)는 전치 증폭기(220)로부터 전치 증폭 신호(PRA)를 전달받는다. 외곽선 검출기(230)는 전치 증폭 신호(PRA)의 외곽선, 예를 들어 전치 증폭 신호(PRA)의 피크점(peak point), 을 검출한다. 외곽선 검출기(230)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 출력하고, 이를 비교기(240)에 전달한다.The outline detector 230 receives a preamplified signal PRA from the preamplifier 220. The outline detector 230 detects an outline of the preamplified signal PRA, for example, a peak point of the preamplified signal PRA. The outline detector 230 outputs the outline detection signal EVD and transmits the outline detection signal EVD to the comparator 240.

비교기(240)는 외곽선 검출기(230)로부터 외곽선 검출 신호(EVD)를 전달받는다. 비교기(240)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 기준 레벨(reference level)과 비교한다. 예를 들어, 외곽선 검출 신호(EVD)의 레벨이 기준 레벨보다 낮은 경우, 비교기(240)는 '1'을 출력할 것이다. 외곽선 검출 신호(EVD)의 레벨이 기준 레벨보다 높은 경우, 비교기(240)는 '0'을 출력할 것이다. The comparator 240 receives the outline detection signal EVD from the outline detector 230. The comparator 240 compares the outline detection signal EVD with a reference level. For example, when the level of the edge detection signal EVD is lower than the reference level, the comparator 240 outputs '1'. When the level of the edge detection signal EVD is higher than the reference level, the comparator 240 outputs '0'.

즉, 비교기(240)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 디지털 신호인 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)로 변환한다. 여기서, 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)는 디지털 임펄스 신호(DIP, 도 3 및 도 5 참조)에 비하여 지연 시간(△t, 수학식 1 참조)만큼 지연된 신호이다. 비교기(240)는 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)를 T-플립플롭(250)에 전달한다. That is, the comparator 240 converts the edge detection signal EVD into a delayed digital impulse signal DDIP which is a digital signal. The delayed digital impulse signal DDIP is a signal delayed by a delay time Δt (see Equation 1) compared to the digital impulse signal DIP (see FIGS. 3 and 5). Comparator 240 delivers a delayed digital impulse signal (DDIP) to T-flip-flop 250.

한편, 비교기(240)의 기준 레벨은 멀티패스 페이딩의 영향을 최소화할 수 있을 정도로 적절하게 선택될 것이다. 즉, 비교기(240)의 기준 레벨은 멀티패스 페이딩으로 인하여 생성된 노이즈의 레벨보다 높고, 다이렉트 패스(direct path)를 통하여 생성된 신호의 레벨보다 낮게 설정될 것이다. On the other hand, the reference level of the comparator 240 will be appropriately selected to minimize the effects of multipath fading. That is, the reference level of the comparator 240 may be set higher than the level of the noise generated due to the multipath fading and lower than the level of the signal generated through the direct path.

T-플립플롭(250)은 비교기(240)로부터 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)를 전달받는다. T-플립플롭(250)은 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 라이징 에지(rising edge)를 이용하여, 수신 클럭 신호(RCLK)를 발생한다. 예를 들어, T-플립플롭(250)은 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 라이징 에지들 사이의 값을 '1'로 유지함으로써, 수신 클럭 신호(RCLK)를 발생한다. The T-flip-flop 250 receives a delayed digital impulse signal (DDIP) from the comparator 240. The T-flip-flop 250 generates a receive clock signal RCLK by using a rising edge of the delayed digital impulse signal DDIP. For example, the T-flip-flop 250 maintains a value between the rising edges of the delayed digital impulse signal DDIP at '1', thereby generating the received clock signal RCLK.

도 8은 도 6의 복조부(201)의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 송신 클럭 신호(TCLK)와 수신 클럭 신호(RCLK) 사이의 지연 시간(△t)을 보여주기 위하여, 도 8에서는 도 5에 도시된 송신 클럭 신호(TCLK) 등이 함께 도시되어 있다.FIG. 8 is a timing diagram for describing an operation of the demodulator 201 of FIG. 6. In order to show the delay time DELTA t between the transmission clock signal TCLK and the reception clock signal RCLK, the transmission clock signal TCLK and the like shown in FIG. 5 are also shown in FIG. 8.

도 7 및 도 8을 참조하면, 저잡음 증폭기(210)는 안테나로부터 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 저잡음 증폭 신호(LNA)를 출력한다. 저잡음 증폭 신호(LNA)는 전치 증폭기(220) 및 외곽선 검출기(230)에 의하여 외곽선 검출 신호(EVD)로 변환되고, 외곽선 검출 신호(EVD)는 비교기(240)에 의하여 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)로 변환된다. 7 and 8, the low noise amplifier 210 receives a delayed analog impulse signal DAIP from an antenna and outputs a low noise amplified signal LNA. The low noise amplified signal LNA is converted into an edge detection signal EVD by the preamplifier 220 and the edge detector 230, and the edge detection signal EVD is converted by the comparator 240 into a delayed digital impulse signal DDIP. Is converted to.

이 경우, 비교기(240)의 기준 레벨(reference level)은 외곽선 검출 신호(EVD)의 노이즈 레벨(noise level)보다 높게 설정됨으로써, 멀티패스 페이딩에 의한 영향이 최소화된다. 더불어, 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 펄스 중 가장 우선하는 펄스(leading pulse)를 지연 시간(△t)을 측정하는데 사용함으로써, 멀티패스 페이딩에 의한 영향이 최소화된다. In this case, the reference level of the comparator 240 is set higher than the noise level of the edge detection signal EVD, thereby minimizing the effects of multipath fading. In addition, by using the leading pulse among the pulses of the delayed digital impulse signal DDIP to measure the delay time DELTA t, the effect of multipath fading is minimized.

지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)는 T-플립플롭(250)에 의하여 수신 클럭 신호(RCLK)로 변환된다. 이 경우, 수신 클럭 신호(RCLK)의 라이징 에지(rising edge)와 송신 클럭 신호(TCLK)의 라이징 에지는 지연 시간(△t)만큼의 시간 차를 갖는다. 따라서, 지연 시간(△t)을 측정하면, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(10, 도 1 참조)은 거리(d, 도 1 참조)를 계산할 수 있다. 이하에서는 지연 시간(△t)를 정밀하게 측정하는 도 6의 거리 측정부(202)가 좀더 자세히 설명된다. The delay digital impulse signal DDIP is converted into the received clock signal RCLK by the T-flip flop 250. In this case, the rising edge of the reception clock signal RCLK and the rising edge of the transmission clock signal TCLK have a time difference by a delay time DELTA t. Therefore, when the delay time Δt is measured, the distance measuring system 10 (see FIG. 1) according to the embodiment of the present invention may calculate the distance d (see FIG. 1). Hereinafter, the distance measuring unit 202 of FIG. 6 for precisely measuring the delay time Δt will be described in more detail.

도 9는 도 6의 거리 측정부(202)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 거리 측정부(202)는 동기화기(260), 카운터(270), TDC(280), 그리고 연산기(290)를 포함한다. 9 is a block diagram illustrating the distance measuring unit 202 of FIG. 6 in more detail. Referring to FIG. 9, the distance measuring unit 202 includes a synchronizer 260, a counter 270, a TDC 280, and an operator 290.

동기화기(260)는 복조부(201, 도 6 참조)로부터 수신 클럭 신호(RCLK)를 전달받는다. 동기화기(260)는 외부로부터 송신 클럭 신호(TCLK)와 동기화된 클럭 신호(TCLK_s, 이하 송신 클럭 신호(TCLK_s))를 전달받는다. 즉, 송신 클럭 신호(TCLK_s)와 수신 클럭 신호(RCLK)는 지연 시간(△t)만큼의 시간 차를 갖는다.The synchronizer 260 receives the received clock signal RCLK from the demodulator 201 (see FIG. 6). The synchronizer 260 receives a clock signal TCLK_s (hereinafter, referred to as a transmission clock signal TCLK_s) synchronized with the transmission clock signal TCLK from the outside. That is, the transmission clock signal TCLK_s and the reception clock signal RCLK have a time difference equal to the delay time DELTA t.

동기화기(260)는 카운터(270) 및 TDC(280)를 연동시키기 위하여 사용된다. 즉, 동기화기(260)는 송신 클럭 신호(TCLK_s)와 수신 클럭 신호(RCLK)의 라이징 에지에 응답하여, 카운터(270)를 제어하기 위한 신호(CNT_en) 및 TDC(280)를 제어하기 위한 신호들(TDC_strt, TDC_stp)을 각각 출력한다. The synchronizer 260 is used to interlock the counter 270 and the TDC 280. That is, the synchronizer 260 is a signal CNT_en for controlling the counter 270 and a signal for controlling the TDC 280 in response to the rising edges of the transmission clock signal TCLK_s and the reception clock signal RCLK. Output TDC_strt and TDC_stp respectively.

카운터(270)는 동기화기(260)로부터 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 전달받는다. 카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)에 응답하여, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정한다. 즉, 카운터(270)는 지연 시간(△t)을 빠르게 측정하기 위하여, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정한다.The counter 270 receives the counter activation signal CNT_en from the synchronizer 260. The counter 270 measures the coarse delay time DELTA t_crs in response to the counter activation signal CNT_en. That is, the counter 270 measures the coarse delay time DELTA t_crs in order to quickly measure the delay time DELTA t.

TDC(280)는 동기화기(260)로부터 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)를 전달받는다. TDC(280)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 응답하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정한다. 즉, TDC(280)는 지연 시간(△t)을 정밀하게 측정하기 위하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정한다. 이 경우, TDC(280)와 카운터(270)는 각각 병렬적으로 동작을 수행할 수 있다.The TDC 280 receives the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp from the synchronizer 260. The TDC 280 measures the fine delay time Δt_fn in response to the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp. That is, the TDC 280 measures the fine delay time DELTA t_fn in order to accurately measure the delay time DELTA t. In this case, the TDC 280 and the counter 270 may each perform an operation in parallel.

연산기(290)는 카운터(270) 및 TDC(280)로부터 각각 코오스 지연 시간(△t_crs)와 파인 지연 시간(△t_fn)을 전달받는다. 연산기(270)는 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 계산한다. 이는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The operator 290 receives the coarse delay time Δt_crs and the fine delay time Δt_fn from the counter 270 and the TDC 280, respectively. The calculator 270 calculates the delay time DELTA t by subtracting the fine delay time DELTA t_fn from the coarse delay time DELTA t_crs. This may be expressed as in Equation 3.

[수학식 3]&Quot; (3) "

△t = △t_crs - △t_fnΔt = Δt_crs-Δt_fn

연산기(290)는 지연 시간(△t)을 이용하여, 거리(d, 도 1 및 수학식 1 참조)를 계산할 수 있다. The calculator 290 may calculate the distance d (see FIG. 1 and Equation 1) using the delay time Δt.

도 10은 도 9의 동기화기(260) 및 카운터(270)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 동기화기(260)는 S-R 래치(261) 및 복수의 D-플립플롭(262~264)을 포함한다. 10 is a block diagram illustrating in detail the synchronizer 260 and the counter 270 of FIG. 9. Referring to FIG. 10, the synchronizer 260 includes an S-R latch 261 and a plurality of D-flip flops 262 to 264.

S-R 래치(261)의 셋 단자(S)에는 송신 클럭 신호(TCLK_s)가 인가되고, 리셋 단자(R)에는 D-플립플롭(264)의 출력 신호가 인가된다. S-R 래치(261)는 송신 클럭 신호(TCLK_s) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호에 응답하여 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 발생하고, 이를 카운터(270)에 제공한다.The transmission clock signal TCLK_s is applied to the set terminal S of the S-R latch 261, and the output signal of the D-flip flop 264 is applied to the reset terminal R. The S-R latch 261 generates a counter activation signal CNT_en in response to the transmission clock signal TCLK_s and the output signal of the third D-flip-flop 264, and provides the counter activation signal CNT_en to the counter 270.

제 1 D-플립플롭(262)의 입력 단자(D)에는 전원 전압(Vdd)이 인가되고, 클럭 단자(CLK)에는 수신 클럭 신호(RCLK)가 인가된다. 제 1 D-플립플롭(262)의 출력 단자(Q)는 제 2 D-플립플롭(263)의 입력단자(D)에 연결된다.The power supply voltage Vdd is applied to the input terminal D of the first D flip-flop 262, and the reception clock signal RCLK is applied to the clock terminal CLK. The output terminal Q of the first D flip-flop 262 is connected to the input terminal D of the second D flip-flop 263.

제 2 D-플립플롭(263)의 입력 단자(D) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 입력 단자(D)는 각각 제 1 D-플립플롭(262)의 출력 단자(Q) 및 제 2 D-플립플롭(263)의 출력 단자(Q)가 연결된다. 제 2 D-플립플롭(263) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 클럭 단자(CLK)에는 클럭 신호(CLK)가 제공된다. 여기서, 클럭 신호(CLK)는 수신 클럭 신호(RCLK) 및 송신 클럭 신호(TCLK_s)보다 높은 주파수를 갖는 클럭 신호이다. The input terminal D of the second D flip-flop 263 and the input terminal D of the third D flip-flop 264 are respectively the output terminal Q and the first terminal of the first D flip-flop 262. The output terminal Q of the 2D flip-flop 263 is connected. The clock signal CLK is provided to the clock terminal CLK of the second D flip-flop 263 and the third D flip-flop 264. Here, the clock signal CLK is a clock signal having a higher frequency than the reception clock signal RCLK and the transmission clock signal TCLK_s.

카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en) 및 클럭 신호(CLK)를 전달받는다. 카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)가 하이 레벨(H)인 동안 클럭 신호(CLK)를 카운팅함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 계산한다. The counter 270 receives the counter activation signal CNT_en and the clock signal CLK. The counter 270 calculates the coarse delay time DELTA t_crs by counting the clock signal CLK while the counter activation signal CNT_en is at the high level H.

한편, 도 10에서 동기화기(260)는 S-R 래치(261)와 D-플립플롭들(262~264)에 의하여 구현된다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 동기화기(260)는 다양한 로직 게이트들에 의하여 구현될 수 있으며, D-플립플롭의 개수도 다양하게 조정될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 10, the synchronizer 260 is implemented by the S-R latch 261 and the D-flip flops 262 to 264. However, this is for exemplary purposes only, and the technical idea of the present invention is not limited thereto. For example, the synchronizer 260 may be implemented by various logic gates, and the number of D-flip-flops may be adjusted in various ways.

도 11은 도 10의 동기화기(260) 및 카운터(270)의 동작을 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다. 이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 도 9의 동기화기(260) 및 카운터(270)의 동작이 자세히 설명된다.FIG. 11 is a timing diagram for describing in detail the operations of the synchronizer 260 and the counter 270 of FIG. 10. Hereinafter, operations of the synchronizer 260 and the counter 270 of FIG. 9 will be described in detail with reference to FIGS. 10 and 11.

제 1 시간(t1)에서, 송신 클럭 신호(TCLK_s)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 이 경우, S-R 래치(261)는 논리 하이(H)의 송신 클럭 신호(TCLK_s)에 응답하여, 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이시킨다. 카운터(270)는 논리 하이(H)의 카운터 활성화 신호(CNT_en)에 응답하여, 클럭 신호(CLK)의 카운팅(counting)을 시작한다. 예를 들어, 카운터(270)는 클럭 신호(CLK)의 라이징 에지의 카운팅을 시작할 것이다.At a first time t1, the transmit clock signal TCLK_s transitions from a logic low L to a logic high H. In this case, the S-R latch 261 transitions the counter activation signal CNT_en from the logic low L to the logic high H in response to the transmission clock signal TCLK_s of the logic high H. The counter 270 starts counting the clock signal CLK in response to the counter activation signal CNT_en of the logic high H. For example, the counter 270 will begin counting the rising edge of the clock signal CLK.

제 2 시간(t2)에서, 수신 클럭 신호(RCLK)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 이 경우, 제 1 D-플립플롭(262)의 클럭 단자에는 논리 하이(H)의 수신 클럭 신호(RCLK)가 인가된다. 따라서, 제 1 D-플립플롭(262)은 전원전압(Vdd)을 출력하고, 이를 제 2 D-플립플롭(263)의 입력단자(D)에 제공한다. 제 2 D-플립플롭(263)은 전원전압(Vdd)을 클럭 신호(CLK)의 한 주기 동안 지연시키고, 이를 제 3 D-플립플롭(264)에 전달한다. 제 3 D-플립플롭(264)은 전원전압(Vdd)을 클럭 신호(CLK)의 한 주기 동안 지연시키고, 이를 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공한다.At a second time t2, the received clock signal RCLK transitions from a logic low L to a logic high H. In this case, the reception clock signal RCLK of logic high H is applied to the clock terminal of the first D flip-flop 262. Accordingly, the first D flip-flop 262 outputs a power supply voltage Vdd and provides it to the input terminal D of the second D flip-flop 263. The second D flip-flop 263 delays the power supply voltage Vdd for one period of the clock signal CLK and transfers it to the third D flip-flop 264. The third D flip-flop 264 delays the power supply voltage Vdd for one period of the clock signal CLK and provides it to the reset terminal R of the S-R latch 261.

제 3 시간(t3)에서, 전원전압(Vdd)이 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공된다. 즉, 논리 하이(H)의 신호가 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공된다. 이 경우, S-R 래치(261)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 논리 하이(H)에서 논리 로우(L)로 천이시킨다. 카운터(270)는 논리 로우(L)의 활성화 신호에 응답하여, 클럭 신호(CLK)의 카운팅을 종료한다.At the third time t3, the power supply voltage Vdd is provided to the reset terminal R of the S-R latch 261. That is, a signal of logic high H is provided to the reset terminal R of the S-R latch 261. In this case, the S-R latch 261 transitions the counter activation signal CNT_en from a logic high H to a logic low L. The counter 270 ends the counting of the clock signal CLK in response to the activation signal of the logic low L.

상술한 바와 같이, 카운터(270)는 제 1 시간 내지 제 3 시간(t1~t3) 동안 크클럭 신호(CLK)를 카운팅함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정할 수 있다. 이 경우, 클럭 신호(CLK)의 주기를 조정함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)의 계산 속도가 조정될 수 있다. As described above, the counter 270 may measure the coarse delay time Δt_crs by counting the clock signal CLK during the first to third times t1 to t3. In this case, by adjusting the period of the clock signal CLK, the calculation speed of the coarse delay time DELTA t_crs can be adjusted.

한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 수신 클럭 신호(RCLK) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호는 각각 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC-stp)로 사용된다. 10 and 11, the output signals of the reception clock signal RCLK and the third D-flip-flop 264 are the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC-stp, respectively. Used.

수신 클럭 신호(RCLK)가 제 2 시간(t2)에서 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이되기 때문에, TDC 시작 신호(TDC_strt)는 제 2 시간(t2)에서 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 또한, 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호가 제 3 시간(t3)에서 전원전압(Vdd)으로 변하기 때문에, TDC 종료 신호(TDC_stp)는 제 3 시간(t3)에서 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. Since the received clock signal RCLK transitions from the logic low L to the logic high H at the second time t2, the TDC start signal TDC_strt is at the logic low L at the second time t2. Transition to logic high (H). In addition, since the output signal of the third D-flip-flop 264 changes from the third time t3 to the power supply voltage Vdd, the TDC end signal TDC_stp is the logic low L at the third time t3. Transitions to a logic high (H) at.

따라서, TDC(280, 도 9 참조)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 응답하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정할 수 있다. 연산기(290, 도 9 참조)는 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 계산할 수 있다. 이하에서는 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정하기 위한, 도 9의 TDC(280)의 구조 및 동작이 자세히 설명된다. Accordingly, the TDC 280 (see FIG. 9) may measure the fine delay time Δt_fn in response to the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp. The operator 290 (see FIG. 9) may calculate the delay time Δt by subtracting the fine delay time Δt_fn from the coarse delay time Δt_crs. Hereinafter, the structure and operation of the TDC 280 of FIG. 9 for measuring the fine delay time DELTA t_fn will be described in detail.

도 12는 도 9의 TDC(280)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 12를 참조하면, TDC(280)는 지연 비교 블록(281)과 인코더(282)를 포함한다.12 is a block diagram illustrating the TDC 280 of FIG. 9 in more detail. Referring to FIG. 12, the TDC 280 includes a delay comparison block 281 and an encoder 282.

지연 비교 블록(281)은 복수의 인버터들 및 비교기들을 포함한다. 지연 비교 블록(281)은 TDC 시작 신호(TDC-strt) 및 TDC 종료 신호(TDC-stp)를 각각 서로 다른 시간 간격으로 지연시키고, 이를 비교한다. Delay comparison block 281 includes a plurality of inverters and comparators. The delay comparison block 281 delays the TDC start signal TDC-strt and the TDC end signal TDC-stp at different time intervals, and compares them.

구체적으로, 인버터들은 각각 서로 다른 지연 라인을 형성한다. 예시적으로, TDC 시작 신호(TDC_strt)에 대응하는 인버터들은 각각 입력 신호를 60p의 지연시키며, TDC 시작 신호(TDC-strt)를 60p의 시간 간격으로 연속적으로 지연하는 지연 라인을 형성한다고 가정된다. TDC 종료 신호(TDC_stp)에 대응하는 인버터들은 각각 입력 신호를 50p 지연시키고, TDC 종료 신호(TDC_stp)를 50p의 시간 간격으로 연속적으로 지연하는 지연 라인을 형성한다고 가정된다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다. Specifically, the inverters each form a different delay line. For example, it is assumed that the inverters corresponding to the TDC start signal TDC_strt each form a delay line that delays the input signal by 60p and continuously delays the TDC start signal TDC-strt at a time interval of 60p. It is assumed that the inverters corresponding to the TDC end signal TDC_stp each form a delay line that delays the input signal by 50p and continuously delays the TDC end signal TDC_stp at a time interval of 50p. However, this is merely exemplary, and it will be understood that the technical spirit of the present invention is not limited thereto.

제 1 내지 제 n 비교기들은 각각 서로 다른 시간 간격으로 지연된 TDC 시작 신호 및 TDC 종료 신호를 전달받는다. 제 1 내지 제 n 비교기들은 각각 전달받은 TDC 종료 신호의 라이징 에지가 TDC 시작 신호의 라이징 에지에 우선하는 지를 비교하고, 비교 결과를 인코더(282)에 제공한다.The first to n th comparators receive the TDC start signal and the TDC end signal which are delayed at different time intervals, respectively. The first to n th comparators respectively compare whether the rising edge of the received TDC end signal has precedence over the rising edge of the TDC start signal, and provide the comparison result to the encoder 282.

예를 들어, 제 1 비교기는 TDC 시작 신호(TDC_strt)에 비하여 60p 지연된 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 50p 지연된 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)를 전달받는다. 제 1 비교기는 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 지를 비교한다. 예를 들어, 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 않는 경우, 제 1 비교기는 '1'을 출력(즉, Q=1)할 것이다. 예를 들어, 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 경우, 제 1 비교기는 '0'을 출력(즉, Q=0)할 것이다.For example, the first comparator receives the first TDC start signal TDC_strt_1 delayed by 60p compared to the TDC start signal TDC_strt and the first TDC end signal TDC_stp delayed by 50p compared to the TDC end signal TDC_stp. The first comparator compares whether the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp takes precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1. For example, if the rising edge of one TDC end signal TDC_stp does not take precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator will output '1' (ie, Q = 1). For example, if the rising edge of one TDC end signal TDC_stp takes precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator will output '0' (ie, Q = 0).

인코더(282)는 지연 비교 블록(281)의 제 1 내지 제 n 비교기들의 출력 값 들(Q1~Qn)을 전달받는다. 인코더(282)는 제 1 내지 제 n 비교기들의 출력 값 들(Q1~Qn)을 인코딩하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 출력한다.The encoder 282 receives the output values Q1 to Qn of the first to n th comparators of the delay comparison block 281. The encoder 282 encodes output values Q1 to Qn of the first to n th comparators and outputs a fine delay time Δt_fn.

도 13은 도 9의 TDC(280)의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다. 간략한 설명을 위하여, 도 13에서는 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)의 라이징 에지가 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3)의 라이징 에지에 우선한다고 가정된다. 이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여, 도 9의 TDC(280)의 동작이 자세히 설명된다.FIG. 13 is a timing diagram illustrating the operation of the TDC 280 of FIG. 9 in more detail. For simplicity, it is assumed in FIG. 13 that the rising edge of the third TDC end signal TDC_stp_3 takes precedence over the rising edge of the third TDC start signal TDC_strt_3. Hereinafter, the operation of the TDC 280 of FIG. 9 will be described in detail with reference to FIGS. 12 and 13.

제 2 시간(t2)에서 TDC 시작 신호(TDC_strt)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이되고, 제 3 시간(t3)에서 TDC 종료 신호(TDC_stp)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 즉, TDC 시작 신호(TDC_strt)의 라이징 에지는 제 2 시간(t2)에 위치하며, TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지는 제 3 시간(t3)에 위치한다. 이 경우, 제 2 시간(t2) 및 제 3 시간(t3)의 시간 차는, 도 11과 마찬가지로, 파인 지연 시간(△t_fn)이라고 가정된다. At the second time t2, the TDC start signal TDC_strt transitions from a logic low L to a logic high H, and at a third time t3, the TDC end signal TDC_stp is logic at a logic low L. Transition to high (H). That is, the rising edge of the TDC start signal TDC_strt is located at the second time t2, and the rising edge of the TDC end signal TDC_stp is located at the third time t3. In this case, it is assumed that the time difference between the second time t2 and the third time t3 is a fine delay time Δt_fn as in FIG. 11.

먼저, TDC 시작 신호(TDC_strt)가 인버터에 의하여 60p 지연된다. 즉, 인버터는 TDC 시작 신호(TDC_strt)에 비하여 60p 지연된 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)를 출력한다. 또한, TDC 종료 신호(TDC_stp)가 인버터에 의하여 50p 지연된다. 즉, 인버터는 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 50p 지연된 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)를 출력한다. 이 경우, 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)와 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지는 각각 제 4 시간(t4)과 제 5 시간(t5)에 위치한다.First, the TDC start signal TDC_strt is delayed by 60p by the inverter. That is, the inverter outputs the first TDC start signal TDC_strt_1 which is 60p delayed compared to the TDC start signal TDC_strt. In addition, the TDC end signal TDC_stp is delayed by 50p by the inverter. That is, the inverter outputs a first TDC end signal TDC_stp_1 delayed by 50p compared to the TDC end signal TDC_stp. In this case, the rising edges of the first TDC start signal TDC_strt_1 and the first TDC end signal TDC_stp_1 are located at the fourth time t4 and the fifth time t5, respectively.

이 경우, 제 1 비교기는 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)의 라이징 에지에 우선하는지 비교한다. 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)의 라이징 에지에 우선하지 않으므로, 제 1 비교기는 '1'을 출력한다(즉, Q1=1).In this case, the first comparator compares whether the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp_1 takes precedence over the rising edge of the first TDC start signal TDC_strt_1. Since the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp_1 does not take precedence over the rising edge of the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator outputs '1' (ie, Q1 = 1).

이 후, 같은 방식에 의하여, 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1) 및 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)가 각각 60p 및 50p 지연된다. 따라서, 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2) 및 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 각각 120p 및 100p 지연된다. 즉, 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2) 및 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2) 의 라이징 에지는 각각 제 6 및 제 7 시간(t6, t7)에 위치한다. 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2)의 라이징 에지가 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2)의 라이징 에지에 우선하지 않으므로, 제 2 비교기는 '1'을 출력한다(즉, Q2=1).Thereafter, in the same manner, the first TDC start signal TDC_strt_1 and the first TDC end signal TDC_stp_1 are delayed by 60p and 50p, respectively. Accordingly, the second TDC start signal TDC_strt_2 and the second TDC end signal TDC_stp_2 are delayed by 120p and 100p, respectively, than the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp. That is, the rising edges of the second TDC start signal TDC_strt_2 and the second TDC end signal TDC_stp_2 are located at the sixth and seventh times t6 and t7, respectively. Since the rising edge of the second TDC end signal TDC_stp_2 does not take precedence over the rising edge of the second TDC start signal TDC_strt_2, the second comparator outputs '1' (ie, Q2 = 1).

이 후, 같은 방식에 의하여, 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3) 및 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 각각 180p 및 150p 지연된다. 이 경우, 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)의 라이징 에지가 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3)의 라이징 에지에 우선한다. 따라서, 제 2 비교기는 '0'을 출력한다(즉, Q3=0).Thereafter, in the same manner, the third TDC start signal TDC_strt_3 and the third TDC end signal TDC_stp_3 are delayed by 180p and 150p relative to the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp, respectively. In this case, the rising edge of the third TDC end signal TDC_stp_3 takes precedence over the rising edge of the third TDC start signal TDC_strt_3. Thus, the second comparator outputs '0' (ie, Q3 = 0).

한편, 도 12를 참조하면, 인코더(282)는 지연 비교 블록(281)으로부터 비교기 출력 값들(Q1~Qn)을 전달받는다. 인코더(282)는 전달받은 비교기 출력 값들을 인코딩함으로써, 파인 지연 시간(△t_fn)을 출력할 것이다. 예를 들어, 'Q3=0' 인 경우, 파인 지연 시간(△t_fn)은 대략 20~30p의 값을 가질 것이다. Meanwhile, referring to FIG. 12, the encoder 282 receives the comparator output values Q1 to Qn from the delay comparison block 281. The encoder 282 will output the fine delay time Δt_fn by encoding the received comparator output values. For example, when 'Q3 = 0', the fine delay time DELTA t_fn may have a value of approximately 20-30p.

한편, 도 9에서 설명한 바와 같이, 연산기(290)는 카운터(270)에서 측정된 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 TDC(280)에서 측정된 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 측정할 것이다. 연산기(290)는 측정된 지연 시간(△t)을 이용하여, 정확한 거리(d, 도 1 참조)를 계산할 것이다. Meanwhile, as described with reference to FIG. 9, the calculator 290 subtracts the fine delay time Δt_fn measured by the TDC 280 from the coarse delay time Δt_crs measured by the counter 270, thereby reducing the delay time ( Δt) will be measured. The operator 290 will calculate the correct distance d (see FIG. 1) using the measured delay time Δt.

한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 TDC(280)의 구조 및 동작은 다양하게 응용되어 사용될 수 있다. 예를 들어, Digital Delay line TDC 방식의 TDC, Vernier Delay line TDC, Time shrinking TDC, Resistor interpolation TDC, Time-Amplifier TDC 등 다양한 구조의 TDC가 본 발명의 실시 예로써 적용될 수 있다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope and technical spirit of the present invention. For example, the structure and operation of the TDC 280 according to an embodiment of the present invention can be used in various applications. For example, TDCs having various structures, such as a digital delay line TDC scheme, a vernier delay line TDC, a time shrinking TDC, a resistor interpolation TDC, a time-amplifier TDC, and the like may be applied as an embodiment of the present invention.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술용 흉부압박 깊이 측정 시스템에 적용될 수 있다.On the other hand, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention can be applied to various fields. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a chest compression depth measurement system for cardiopulmonary resuscitation.

국제 소생술 연합 위원회(International Liasion Committee on Resuscitation)의 심폐 소생술 권고안에 따르면, 흉부 압박 시에 흉부 압박의 깊이는 4~5cm가 되도록 유지되어야 한다. 그러나 실제로 시행되는 심폐 소생술에서는, 권고안에서 제시되는 흉부 압박의 깊이가 유지되지 못하는 것으로 보고된다. According to the CPR recommendations of the International Liasion Committee on Resuscitation, chest compressions should be maintained at a depth of 4-5 cm during chest compressions. In actual CPR, however, the depth of chest compressions presented in the recommendations is not reported.

본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 흉부 압박의 깊이를 측정하는데 적용되면, 실제 시행되는 흉부 압박의 깊이가 권고안의 기준에 부합되는지의 여부를 정밀하게 측정할 수 있다. 이하의 도 14 내지 도 17에서는 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예들이 좀더 자세히 설명될 것이다. When the distance measuring system according to the embodiment of the present invention is applied to measure the depth of the chest compression, it is possible to precisely measure whether the actual chest compression depth is met the criteria of the recommendation. 14 to 17, application examples of the distance measuring system according to an embodiment of the present invention applied to a chest compression depth measuring system for CPR will be described in more detail.

도 14 및 도 15는 도 1의 레이더 방식의 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(1000)에 적용된 응용 예를 보여준다. 14 and 15 illustrate an application example in which the transmitting device 100 and the receiving device 200 of the radar type distance measuring system 10 of FIG. 1 are applied to the chest compression depth measuring system 1000 for cardiopulmonary resuscitation.

도 14를 참조하면, 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(1000)은 송신 장치(100), 수신 장치(200), 반사판(1200), 그리고 베드(bed, 1300)를 포함한다. 송신 장치(100)는 도 1의 송신 장치(100)와 동일한 구성을 가지고, 수신 장치(200)는 도 2의 수신 장치(200)와 동일한 구성을 가질 것이다.Referring to FIG. 14, the chest compression depth measurement system 1000 for cardiopulmonary resuscitation includes a transmitting device 100, a receiving device 200, a reflector plate 1200, and a bed 1300. The transmitter 100 has the same configuration as the transmitter 100 of FIG. 1, and the receiver 200 may have the same configuration as the receiver 200 of FIG. 2.

송신 장치(100)와 수신 장치(200)는 패드(1100)에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 패드(1100)는 인체의 가슴 부분에 놓일 수 있도록 얇은 판상으로 형성된다. 패드(100)는 송신 장치(100) 및 수신 장치(200) 이외에도, 흉부 압박의 깊이를 디스플레이하는 디스플레이 장치 및 사용자의 명령을 입력하기 위한 키입력부를 더 포함할 수 있다.The transmitting device 100 and the receiving device 200 may be integrally formed in the pad 1100. The pad 1100 is formed in a thin plate shape so as to be placed on the chest part of the human body. In addition to the transmitting device 100 and the receiving device 200, the pad 100 may further include a display device for displaying a depth of chest compression and a key input unit for inputting a user's command.

송신 장치(100)는 인체에 무선 신호를 송신한다. 반사판(1200)은 인체의 배면에 위치하며, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호를 반사한다. 수신 장치(200)는 반사판(1200)에서 반사된 무선 신호를 수신하며, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호와 수신 장치(200)에서 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정한다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이 실제로 심폐 소생술을 시행하는 경우, 흉부 압박의 깊이가 정밀하게 측정될 수 있다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작 원리는 도 1 내지 도 13의 설명과 동일하므로, 자세한 설명은 생략된다. The transmitting device 100 transmits a radio signal to the human body. The reflector plate 1200 is located on the back of the human body and reflects the radio signal transmitted from the transmitter 100. The receiving device 200 receives the wireless signal reflected by the reflector plate 1200 and measures a delay time between the wireless signal transmitted by the transmitting device 100 and the wireless signal received by the receiving device 200. Thus, when actually performing CPR as shown in FIG. 15, the depth of chest compressions can be measured precisely. Since the configuration and operation principle of the transmitting apparatus 100 and the receiving apparatus 200 are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 13, detailed description thereof will be omitted.

도 16 및 도 17은 도 2의 트랜시버 방식의 거리 측정 시스템(20)의 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)에 적용된 응용 예를 보여준다. 도 16 및 도 17의 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)은 도 14 및 도 15의 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)과 유사하므로, 이하에서는 차이점이 중점적으로 설명된다. 16 and 17 illustrate an application example in which the transmitting device 300 and the receiving device 400 of the transceiver type distance measuring system 20 of FIG. 2 are applied to the chest compression depth measuring system 2000 for cardiopulmonary resuscitation. Since the CPR chest compression depth measurement system 2000 of FIGS. 16 and 17 is similar to the CPR chest compression system 2000 of FIGS. 14 and 15, differences will be mainly described below.

도 16을 참조하면, 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)은 송신 장치(300), 수신 장치(400), 그리고 베드(2300)를 포함한다. Referring to FIG. 16, a chest compression depth measurement system 2000 for cardiopulmonary resuscitation includes a transmitting device 300, a receiving device 400, and a bed 2300.

송신 장치(300)와 수신 장치(400)는 각각 얇은 판상 구조의 패드(2100, 2200)로 형성될 수 있다. 송신 장치(300)는 도 2의 송신 장치(300)와 동일한 구성을 가지고, 수신 장치(400)는 도 2의 수신 장치(400)와 동일한 구성을 가질 것이다. 패드(2200)는 수신 장치(400) 이외에도, 흉부 압박의 깊이를 디스플레이하는 디스플레이 장치 및 사용자의 명령을 입력하기 위한 키입력부를 더 포함할 수 있다. 패드(2200)는 인체의 가슴 부위에 놓여 지며, 패드(2100)는 인체의 배면에 놓여 진다. The transmitting device 300 and the receiving device 400 may be formed of pads 2100 and 2200 having a thin plate-shaped structure, respectively. The transmitting device 300 may have the same configuration as the transmitting device 300 of FIG. 2, and the receiving device 400 may have the same configuration as the receiving device 400 of FIG. 2. In addition to the receiving device 400, the pad 2200 may further include a display device for displaying a depth of chest compression and a key input unit for inputting a user's command. The pad 2200 is placed on the chest of the human body, and the pad 2100 is placed on the back of the human body.

송신 장치(300)는 인체에 무선 신호를 전송하고, 수신 장치(400)는 무선 신호를 수신한다. 수신 장치(400)는 송신된 무선 신호와 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이 실제로 심폐 소생술을 시행하는 경우, 흉부 압박의 깊이가 정밀하게 측정될 수 있다. The transmitter 300 transmits a radio signal to a human body, and the receiver 400 receives a radio signal. The receiving device 400 measures the depth of chest compressions by measuring the delay time between the transmitted radio signal and the received radio signal. Therefore, when actually performing CPR as shown in FIG. 17, the depth of chest compressions can be measured precisely.

한편, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 실제 심폐 소생술을 시행하는 경우뿐 아니라, 심폐 소생술을 훈련하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술 훈련용 마네킹에 탑재될 수 있다. 이는 이하의 도 18 내지 도 20에서 좀더 자세히 설명될 것이다.On the other hand, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention can be applied not only to the case of performing the actual CPR, but also to the case of training CPR. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be mounted on a manikin for CPR training. This will be described in more detail with reference to FIGS. 18 to 20 below.

도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 훈련용 마네킹(3000)을 보여주는 사시도이고, 도 19는 도 18의 마네킹의 내부 구성의 실시 예를 보여주는 단면도이다.FIG. 18 is a perspective view illustrating a CPR training mannequin 3000 equipped with a distance measuring system according to an exemplary embodiment of the present disclosure, and FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an internal configuration of the mannequin of FIG. 18.

도 18 및 도 19를 참조하면, 심폐 소생술 훈련용 마네킹(3000)은 송신 장치(100), 수신 장치(200), 반사판(3200), 상판(3300), 하판(3400), 그리고 압축 스프링(3500)을 포함한다. 송신 장치(100)는 도 1의 송신 장치(100)에 대응하고, 수신 장치(200)는 도 1의 수신 장치(200)에 대응한다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)는 패드(3100)에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 18 and 19, the CPR training mannequin 3000 includes a transmitting device 100, a receiving device 200, a reflecting plate 3200, an upper plate 3300, a lower plate 3400, and a compression spring 3500. ). The transmitting device 100 corresponds to the transmitting device 100 of FIG. 1, and the receiving device 200 corresponds to the receiving device 200 of FIG. 1. The transmitter 100 and the receiver 200 may be integrally formed in the pad 3100.

상판(3300)은 인체의 가슴의 형태를 나타내며, 하판(3400)은 인체의 등의 형태를 나타낸다. 압축 스프링(3500)은 흉부 압박 시에 상판(3300)의 외력에 대응하는 탄성 성질을 갖는다. 흉부 압박 시, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호는 반사판(3200)에 의하여 반사되고, 반사된 무선 신호는 수신 장치(200)에서 수신된다. 수신 장치(200)는 송신된 무선 신호와 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정하여, 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작 원리는 도 1 내지 도 13의 설명과 동일하므로, 자세한 설명은 생략된다.The upper plate 3300 represents the shape of the human chest, and the lower plate 3400 represents the shape of the back of the human body. The compression spring 3500 has an elastic property corresponding to the external force of the upper plate 3300 during chest compression. During chest compression, the wireless signal transmitted from the transmitting device 100 is reflected by the reflector 3200, and the reflected wireless signal is received by the receiving device 200. The receiving device 200 measures the delay time between the transmitted radio signal and the received radio signal, and measures the depth of chest compressions. Since the configuration and operation principle of the transmitting apparatus 100 and the receiving apparatus 200 are the same as those described with reference to FIGS. 1 to 13, detailed description thereof will be omitted.

도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 시술용 마네킹의 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다. 도 20의 마네킹(4000)의 내부 구성은 도 19의 마네킹(3000)의 내부 구성과 유사하므로, 이하에서는 차이점이 중점적으로 설명된다.20 is a cross-sectional view showing another embodiment of a manikin for CPR procedure equipped with a distance measuring system according to an embodiment of the present invention. Since the internal configuration of the mannequin 4000 of FIG. 20 is similar to the internal configuration of the mannequin 3000 of FIG. 19, the differences will be mainly described below.

도 20을 참조하면, 심폐 소생술 훈련용 마네킹(4000)은 상판(4300) 및 하판(4400)을 포함하며, 상판(4300) 및 하판(4400)은 각각 인체의 가슴 및 등의 형상을 나타낸다. 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)는 각각 패드(4100, 4200)로 형성될 수 있으며, 상판(4300)의 하부 및 하판(4400)의 상부에 위치한다. 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)는 각각 도 2의 송신 장치(300), 및 수신 장치(400)에 대응하며, 흉부 압박 시에 트랜시버(Transceiver) 방식을 이용하여 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 이는 도 16 및 도 17의 흉부 압박 깊이 측정과 유사하므로, 자세한 설명은 생략된다. Referring to FIG. 20, the CPR training mannequin 4000 includes an upper plate 4300 and a lower plate 4400, and the upper plate 4300 and the lower plate 4400 represent shapes of a human chest and the back, respectively. The transmitting device 300 and the receiving device 400 may be formed of pads 4100 and 4200, respectively, and are positioned below the upper plate 4300 and the upper plate 4400. The transmitting device 300 and the receiving device 400 correspond to the transmitting device 300 and the receiving device 400 of FIG. 2, respectively, and measure the depth of chest compression using a transceiver method during chest compression. do. This is similar to the chest compression depth measurement of FIGS. 16 and 17, and thus detailed description is omitted.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술용 거리 측정 시스템 또는 심폐 소생술 훈련용 마네킹에 적용될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 응용 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 위치 인식 시스템에 응용될 수 있다. 예를 들어, 타겟과 적어도 세 개의 노드 사이의 거리를 측정함으로써 타겟의 공간 상의 위치를 인식하는 시스템에, 본 발명의 실시 예에 따른 거리측정 시스템이 적용될 수 있다. As described above, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a distance measuring system for CPR or a mannequin for CPR training. However, this is exemplary and the application example of the present invention is not limited thereto. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a location recognition system. For example, a distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a system for recognizing a location in a target space by measuring a distance between a target and at least three nodes.

그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.

d: 거리 측정 시스템과 타겟 사이의 거리
d': 송신 장치와 수신 장치 사이의 거리
TCLK: 송신 클럭 신호
TCLK_s: 송신 클럭 신호와 동기화된 신호
DIP: 디지털 임펄스 신호
DDIP: 지연 디지털 임펄스 신호
AIP: 아날로그 임펄스 신호
DAIP: 지연 아날로그 임펄스 신호
D_TCLK: 인버터에 의하여 지연된 송신 클럭 신호
RCLK: 수신 클럭 신호
LNA: 저잡음 증폭 신호
PRA: 전치 증폭 신호
EVD: 외곽선 검출 신호
CNT_en: 카운터 활성화 신호
TDC_strt: TDC 시작 신호
TDC_stp: TDC 종료 신호
△t: 지연 시간
△t_crs: 코오스 지연 시간
△t_fn: 파인 지연 시간
CLK: 클럭 신호
TDC_strt_1~TDC_strt_n: 제 1 내지 제 n TDC 시작 신호
TDC_stp_1~TDC_stp_n: 제 1 내지 제 n TDC 종료 신호
d: distance between the distance measuring system and the target
d ': distance between transmitter and receiver
TCLK: Transmit Clock Signal
TCLK_s: Signal synchronized with transmit clock signal
DIP: Digital Impulse Signal
DDIP: delay digital impulse signal
AIP: Analog Impulse Signal
DAIP: delayed analog impulse signal
D_TCLK: Transmission clock signal delayed by inverter
RCLK: Receive Clock Signal
LNA: Low Noise Amplified Signal
PRA: preamplified signal
EVD: Outline Detection Signal
CNT_en: counter enable signal
TDC_strt: TDC Start Signal
TDC_stp: TDC end signal
Δt: delay time
Δt_crs: coarse delay time
Δt_fn: fine delay time
CLK: clock signal
TDC_strt_1 to TDC_strt_n: first to nth TDC start signals
TDC_stp_1 to TDC_stp_n: first to nth TDC end signals

Claims (22)

임펄스 신호를 수신하여 복조신호를 생성하는 복조부; 그리고,
상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 동기신호와 상기 복조신호 사이의 시간간격을 TDC를 사용하여 측정하는 거리 측정부를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
A demodulator configured to receive an impulse signal and generate a demodulated signal; And,
And a distance measuring unit measuring a time interval between the synchronization signal synchronized with the demodulation signal at the time of transmission of the impulse signal using a TDC.
제 1 항에 있어서,
상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 동기신호는 제 1 클럭 신호이고,
상기 복조부는가 상기 임펄스 신호를 수신하여 복조한 복조신호는 제 2 클럭 신호이며,
상기 거리 측정부는 상기 제 1 클럭 신호와 상기 제 2 클럭 신호 사이의 시간간격을 상기 TDC를 사용하여 측정하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 1,
The synchronization signal synchronized with the transmission time of the impulse signal is a first clock signal,
The demodulation unit demodulates the demodulated signal by receiving the impulse signal is a second clock signal.
And the distance measuring unit measures a time interval between the first clock signal and the second clock signal using the TDC.
제 2 항에 있어서,
상기 거리 측정부는:
상기 제 1 클럭 신호의 라이징 에지 및 상기 임펄스 신호의 수신 시점보다 늦은 시점에 활성화되는 제 3 신호의 라이징 에지 사이의 코오스 시간 간격을 측정하는 코오스 시간 측정부; 그리고,
상기 제 2 클럭 신호의 라이징 에지 및 상기 제 3 신호의 라이징 에지 사이의 파인 시간 간격을 상기 TDC를 사용하여 측정하는 파인 시간 측정부를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 2,
The distance measuring unit:
A coarse time measuring unit configured to measure a coarse time interval between a rising edge of the first clock signal and a rising edge of a third signal that is activated later than a reception time of the impulse signal; And,
And a fine time measurement unit measuring a fine time interval between the rising edge of the second clock signal and the rising edge of the third signal using the TDC.
제 3 항에 있어서,
상기 파인 시간 측정부는:
상기 제 2 클럭 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키는 제 1 지연 라인;
상기 제 3 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 제 2 지연 라인; 그리고
상기 각 지연 라인을 통해 지연된 제 2 클럭 신호 및 제 3 신호의 라이징 에지를 비교하는 비교기를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 3, wherein
The fine time measuring unit:
A first delay line for delaying the second clock signal at a first time interval;
A second delay line for delaying the third signal at a second time interval shorter than the first time interval; And
And a comparator for comparing the rising edges of the second and third clock signals delayed through the respective delay lines.
제 3 항에 있어서,
상기 코오스 시간 측정부는 상기 제 1 클럭 신호의 라이징 에지 및 상기 임펄스 신호의 수신 시점보다 늦은 시점에 활성화되는 제 3 신호의 라이징 에지 사이의 시간 간격을, 상기 제 1 클럭 신호 및 상기 제 2 클럭 신호보다 주파수가 높은 클럭 신호를 사용하여 카운터 하여 측정하는 카운터를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 3, wherein
The coarse time measuring unit measures a time interval between the rising edge of the first clock signal and the rising edge of the third signal that is activated later than the reception time of the impulse signal, from the first clock signal and the second clock signal. An ultra-wideband distance measuring device including a counter for measuring by counting using a clock signal having a high frequency.
제 5 항에 있어서,
상기 제 1 클럭 신호 및 상기 제 2 클럭 신호에 응답하여 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 5, wherein
And a synchronizer for controlling the counter and the TDC in response to the first clock signal and the second clock signal.
제 6 항에 있어서,
상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭을 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method according to claim 6,
And the synchronizer comprises at least one latch and at least one flip-flop.
임펄스 신호를 수신하여 수신 클럭 신호로 복조하는 복조부; 그리고,
상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 지연 간격을 TDC 방식을 사용하여 측정하는 거리 측정부를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
A demodulator for receiving an impulse signal and demodulating the received clock signal; And,
And a distance measuring unit measuring a delay interval between the transmission clock signal and the reception clock signal synchronized at the time of transmission of the impulse signal using a TDC method.
제 8 항에 있어서,
상기 거리 측정부는:
상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호를 입력받아 카운터 활성화 신호, 상기 TDC를 제어하는 TDC 시작 신호 및 TDC 중단 신호를 출력하는 동기화기;
상기 카운터 활성화 신호에 응답하여 상기 송신 클럭 신호의 라이징 에지 및 상기 TDC 중단 신호의 라이징 에지 사이의 코오스 시간을 측정하는 카운터; 그리고,
상기 TDC 시작 신호 및 상기 TDC 종료 신호를 서로 다른 시간 간격으로 지연시켜 상기 TDC 시작 신호의 라이징 에지 및 상기 TDC 종료 신호 사이의 라이징 에지 사이의 파인 시간을 측정하는 TDC를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 8,
The distance measuring unit:
A synchronizer which receives the transmit clock signal and the receive clock signal and outputs a counter activation signal, a TDC start signal for controlling the TDC, and a TDC stop signal;
A counter for measuring a coarse time between a rising edge of the transmit clock signal and a rising edge of the TDC stop signal in response to the counter activation signal; And,
And a TDC for delaying the TDC start signal and the TDC end signal at different time intervals to measure a fine time between the rising edge of the TDC start signal and the rising edge between the TDC end signal.
제 9 항에 있어서,
상기 카운터는 상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호의 주파수보다 높은 클럭 신호를 사용하여 카운팅하여 상기 송신 클럭 신호의 라이징 에지 및 상기 TDC 중단 신호의 라이징 에지 사이의 코오스 시간을 측정하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
The counter is counted using a clock signal higher than a frequency of the transmit clock signal and the receive clock signal to measure a coarse time between a rising edge of the transmit clock signal and a rising edge of the TDC stop signal. .
제 9 항에 있어서,
상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현되는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
And the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.
제 9 항에 있어서,
상기 코오스 시간에서 상기 파인 시간을 감산하여 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 지연 시간을 측정하는 연산기를 더 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
And an operator for measuring a delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal by subtracting the fine time from the coarse time.
제 9 항에 있어서,
상기 TDC는:
상기 TDC 시작 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키는 제 1 지연 라인;
상기 TDC 종료 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 제 2 지연 라인; 그리고
상기 각 지연 라인을 통해 지연된 TDC 시작 신호 및 TDC 종료 신호의 라이징 에지 중 어느 것이 우선하는 지를 비교하는 비교기를 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
The TDC is:
A first delay line for delaying the TDC start signal at a first time interval;
A second delay line for delaying the TDC end signal at a second time interval shorter than the first time interval; And
And a comparator for comparing which of the rising edges of the TDC start signal and the TDC end signal, which are delayed through the respective delay lines, is prioritized.
제 13 항에 있어서,
상기 TDC는 상기 비교기의 출력 값을 인코딩하는 인코더를 더 포함하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 13,
The TDC further comprises an encoder for encoding the output value of the comparator.
제 9 항에 있어서,
상기 카운터 활성화 신호의 라이징 에지는 상기 송신 클럭 신호의 라이징 에지와 일치하고, 상기 카운터 활성화 신호의 폴링 에지는 상기 TDC 종료 신호의 라이징 에지와 일치하고, 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지는 상기 TDC 시작 신호의 라이징 에지아 일치하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
The rising edge of the counter activation signal coincides with the rising edge of the transmit clock signal, the falling edge of the counter activation signal coincides with the rising edge of the TDC end signal, and the rising edge of the received clock signal is the TDC start signal. Ultra-wideband distance measuring device matching the rising edge of the.
제 9 항에 있어서,
상기 TDC 시작 신호의 라이징 에지는 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지와 일치하고, 상기 TDC 종료 신호의 라이징 에지는 상기 카운터 활성화 신호의 폴링 에지와 일치하는 초광대역 거리 측정 장치.
The method of claim 9,
And a rising edge of the TDC start signal coincides with a rising edge of the received clock signal and a rising edge of the TDC end signal coincides with a falling edge of the counter activation signal.
인체의 가슴 형상을 나타내는 상판;
인체의 등 형상을 나타내는 하판; 그리고
상기 상판 및 하판 사이에 위치하며 임펄스 신호의 송수신 사이의 시간간격을 TDC 방식으로 측정하여 흉부 압박의 깊이를 측정하는 초광대역 장치를 포함하는 심폐소생술 훈련용 마네킹.
An upper plate representing the chest shape of the human body;
A lower plate representing the back shape of the human body; And
Cardiopulmonary resuscitation training manikin comprising an ultra-wideband device located between the upper and lower plates and measuring the time interval between the transmission and reception of the impulse signal in a TDC method.
제 17 항에 있어서,
상기 초광대역 장치는:
상기 임펄스 신호를 송신하며 상기 하판에 인접한 송신부; 그리고,
상기 송신부가 송신한 임펄스 신호를 수신하며 상기 상판에 인접하여 상기 송신부와 분리된 수신부를 포함하는 심폐소생술 훈련용 마네킹.
The method of claim 17,
The ultra wideband device is:
A transmitter for transmitting the impulse signal and adjacent the lower plate; And,
And a receiver configured to receive an impulse signal transmitted by the transmitter and to be separated from the transmitter adjacent to the top plate.
제 18 항에 있어서,
상기 송신부 및 상기 수신부 사이에 위치하는 압축 스프링을 더 포함하는 심폐소생술 훈련용 마네킹.
The method of claim 18,
CPR training mannequin further comprises a compression spring positioned between the transmitter and the receiver.
제 17 항에 있어서,
상기 초광대역 장치는 동일한 칩에 포함되며 상기 상판에 인접한 송신부 및 수신부를 포함하는 심폐소생술 훈련용 마네킹.
The method of claim 17,
The ultra-wideband device is included in the same chip and includes a transmitter and receiver adjacent to the top plate CPR training mannequin.
제 20 항에 있어서,
상기 송신부에서 송신된 임펄스 신호를 반사하며 상기 하판에 인접한 반사판;
상기 반사판과 상기 초광대역 장치 사이에 위치하는 압축 스프링을 더 포함하는 심폐소생술 훈련용 마네킹.
21. The method of claim 20,
A reflector reflecting an impulse signal transmitted from the transmitter and adjacent to the lower plate;
CPR training mannequin further comprises a compression spring located between the reflector and the ultra-wideband device.
삭제delete
KR20100090599A 2010-09-15 2010-09-15 Distance detecting system and receiving device of distance detecting system KR101183164B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100090599A KR101183164B1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Distance detecting system and receiving device of distance detecting system
US13/823,771 US8872692B2 (en) 2010-09-15 2011-09-09 Distance measuring device and receiving devices thereof
PCT/KR2011/006709 WO2012036431A2 (en) 2010-09-15 2011-09-09 Distance measuring device and receiving devices thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20100090599A KR101183164B1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Distance detecting system and receiving device of distance detecting system

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110090361A Division KR101269556B1 (en) 2010-09-15 2011-09-06 Distance detecting radar using time-digital convertor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120028629A KR20120028629A (en) 2012-03-23
KR101183164B1 true KR101183164B1 (en) 2012-09-17

Family

ID=45832073

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR20100090599A KR101183164B1 (en) 2010-09-15 2010-09-15 Distance detecting system and receiving device of distance detecting system

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101183164B1 (en)
WO (1) WO2012036431A2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101358902B1 (en) * 2012-06-25 2014-02-06 연세대학교 산학협력단 Data communication, Distance measuring and Location tracking using TDC-Multi Pulse Position Modulation
KR101404085B1 (en) * 2013-12-16 2014-06-11 연세대학교 산학협력단 Wireless communicatino device, apparatus and method for measuring distance employing the same
CN108614237B (en) * 2018-03-19 2020-12-04 西北大学 Fingerprint database establishment and RFID positioning method based on compressed sensing
KR102168362B1 (en) * 2019-04-23 2020-10-22 연세대학교 산학협력단 Synchronizer for impulse signal receiver and method for operating the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005520139A (en) * 2002-03-08 2005-07-07 エクストリームスペクトラム,インコーポレイテッド Method and system for performing a distance measurement function in an ultra-wideband system
KR100887375B1 (en) * 2008-09-23 2009-03-06 이은숙 A manikin for tor training of cpr

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6111536A (en) * 1998-05-26 2000-08-29 Time Domain Corporation System and method for distance measurement by inphase and quadrature signals in a radio system
US7209071B1 (en) * 2004-05-07 2007-04-24 Steele Boring System and method for distance measurement
KR101042751B1 (en) * 2008-02-20 2011-06-20 삼성전자주식회사 Apparatus and method for measure distance in wireless environment
KR101013038B1 (en) * 2008-07-15 2011-02-14 주식회사 티앤피솔루션 System and method for managing location of inventor based on ir-uwb

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005520139A (en) * 2002-03-08 2005-07-07 エクストリームスペクトラム,インコーポレイテッド Method and system for performing a distance measurement function in an ultra-wideband system
KR100887375B1 (en) * 2008-09-23 2009-03-06 이은숙 A manikin for tor training of cpr

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012036431A2 (en) 2012-03-22
WO2012036431A3 (en) 2012-06-21
KR20120028629A (en) 2012-03-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101269556B1 (en) Distance detecting radar using time-digital convertor
US8872692B2 (en) Distance measuring device and receiving devices thereof
US11909852B1 (en) Frequency and gain calibration for time synchronization in a network
JP4854003B2 (en) Ranging system
JP5173623B2 (en) Wireless ranging system and wireless ranging method
KR101183164B1 (en) Distance detecting system and receiving device of distance detecting system
US8754806B2 (en) Pulse radar receiver
Fischer et al. An impulse radio UWB transceiver with high-precision TOA measurement unit
US10228438B2 (en) CSS localization system
KR101397548B1 (en) Location positioning apparatus and location positioning method
KR101358902B1 (en) Data communication, Distance measuring and Location tracking using TDC-Multi Pulse Position Modulation
Wang et al. Error analysis and experimental study on indoor UWB TDoA localization with reference tag
US11658798B1 (en) Methods for time synchronization and localization in a mesh network
CN108169752B (en) Ultrasonic ranging method and system based on wireless communication
Li et al. Location based TOA algorithm for UWB wireless body area networks
Kang et al. CMOS IR-UWB Receiver for $\pm $9.7-mm Range Finding in a Multipath Environment
WO2017096695A1 (en) Distance measurement and tracking positioning apparatus and method for mobile device
Waldmann et al. An ultra-wideband local positioning system for highly complex indoor environments
Yang et al. An innovative ultrasonic time-of-flight measurement method using peak time sequences of different frequencies—Part II: Implementation
von Tschirschnitz et al. Clock error analysis of common time of flight based positioning methods
Sipal et al. Advent of practical UWB localization:(R) Evolution in UWB antenna research
KR100805813B1 (en) Method for improving the accuracy of round trip time in asynchronous networks
JP4937805B2 (en) RADIO COMMUNICATION DEVICE AND DISTANCE MEASURING METHOD IN RADIO COMMUNICATION DEVICE
Roehr et al. Novel secondary radar for precise distance and velocity measurement in multipath environments
Marshall et al. A UWB pulse with precursor for ToA measurement

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A107 Divisional application of patent
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150922

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160906

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170901

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180910

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191205

Year of fee payment: 8