KR101330140B1 - Apparatus and method for driving resonating means - Google Patents

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Abstract

공진 수단에 교류 전력을 인가하는 교류 전원부; 상기 공진 수단에 직류 전력을 인가하는 직류 전원부; 및 상기 교류 전원부 및 상기 직류 전원부에 의해 인가된 전력에 의해 상기 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)하도록 상기 직류 전원부 및 상기 교류 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 공진 수단의 구동 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치 및 방법을 사용하면, 나노 공진기와 같은 공진 수단에 인가되는 구동 전력의 크기를 증가시켜 신호 대 잡음 비율이 향상됨에 따라 신호의 검출이 용이하며, 공진 수단에 직류 전력을 인가함으로써 조화 진동을 유지할 수 있으므로 구동 전력의 크기가 증가하는 경우에도 나노 공진기의 양호도 Q의 값을 높게 유지할 수 있다.

Figure R1020070135200

공진, 선형, 조화 진동

An AC power supply unit for applying AC power to the resonance means; A direct current power supply unit for applying direct current power to the resonance means; And a control unit controlling the DC power supply unit and the AC power supply unit so that the resonance means linear harmonic oscillation by the power applied by the AC power supply unit and the DC power supply unit. . Using the driving device and method of the resonator means according to an embodiment of the present invention, it is easy to detect the signal as the signal-to-noise ratio is improved by increasing the magnitude of the driving power applied to the resonator means such as a nano resonator, Since the harmonic vibration can be maintained by applying the DC power to the resonator means, the goodness Q of the nano resonator can be kept high even when the magnitude of the driving power is increased.

Figure R1020070135200

Resonance, linear, harmonic vibration

Description

공진 수단의 구동 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING RESONATING MEANS}Apparatus and method for driving resonant means {APPARATUS AND METHOD FOR DRIVING RESONATING MEANS}

본 발명은 공진 수단의 구동 장치 및 방법에 관한 것으로, 상세하게는 나노 공진기(nano-resonator)와 같은 공진 수단에 인가되는 구동 전력의 크기를 증가시켜 신호의 검출이 용이하도록 하는 동시에 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)을 유지하도록 공진 수단에 인가되는 전력을 조절하는 공진 수단의 구동 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a driving apparatus and method of the resonator means, and more particularly, to increase the magnitude of the driving power applied to the resonator means such as a nano-resonator to facilitate the detection of the signal and at the same time linear A device and method for driving resonant means for regulating the power applied to the resonant means to maintain linear harmonic oscillation.

통신 분야 장치에서는 높은 양호도 즉, Q(quality factor) 값을 지향하고 있으며, 그러므로 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave) 소자 및 박막형 공진기(Film Bulk Acoustic Resonator) 등 전자 장치에서도 기계적인 소자가 사용되고 있다. 그러나 이들 소자는 주파수 튜닝(frequency tuning)이 구조적으로 작동이 되지 않아 주파수 튜닝이 가능한 다른 구조의 소자가 요구되는 바, 이에 부응하는 소자가 나노 공진기(nano-resonator)이다.In the field of communication devices, high quality, that is, quality (Q) values are oriented, and therefore, mechanical devices are used in electronic devices such as surface acoustic wave devices and film bulk acoustic resonators. However, these devices do not operate in frequency tuning (frequency tuning) structurally requires a device of another structure capable of frequency tuning, the corresponding device is a nano-resonator (nano-resonator).

나노 공진기는 인가된 전력에 따라 기계적인 진동을 일으킨다. 이때, 나노 공진기에 인가되는 구동 전력의 크기를 증가시키면, 신호 대 잡음 비율(Signal to Noise Ratio)이 향상되어 신호를 검출하는 것이 용이해진다. 그러나, 이 경우 증가된 구동 전력으로 인하여 공진 수단이 비선형적으로 진동하는 오버드라이브(overdrive)가 발생하여 양호도 Q 값이 급격하게 감소하며, 이에 따라 소자의 작동이 불안정해진다.Nano resonators generate mechanical vibrations depending on the applied power. At this time, if the magnitude of the driving power applied to the nano resonator is increased, the signal-to-noise ratio is improved to facilitate the detection of the signal. In this case, however, an increased drive power causes an overdrive in which the resonator means vibrates nonlinearly, leading to a sharp decrease in the goodness Q value, thereby making the operation of the device unstable.

본 발명은 나노 공진기(nano-resonator)와 같은 공진 수단에 인가되는 구동 전력의 크기를 증가시켜 신호의 검출이 용이하도록 하는 동시에, 공진 수단에 인가되는 전력을 조절하여 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)을 유지하게 하는 공진 수단의 구동 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention increases the magnitude of driving power applied to a resonator such as a nano-resonator to facilitate detection of a signal, and adjusts the power applied to the resonator. An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for driving a resonant means for maintaining harmonic oscillation.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치는, 공진 수단에 교류 전력을 인가하는 교류 전원부; 상기 공진 수단에 직류 전력을 인가하는 직류 전원부; 및 상기 교류 전원부 및 상기 직류 전원부에 의해 인가된 전력에 의해 상기 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)하도록 상기 직류 전원부 및 상기 교류 전원부를 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a driving apparatus of a resonating means, including: an AC power supply unit for applying AC power to the resonating means; A direct current power supply unit for applying direct current power to the resonance means; And a control unit controlling the DC power supply unit and the AC power supply unit so that the resonance means linear harmonic oscillation by the power applied by the AC power supply unit and the DC power supply unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 방법은, 공진 수단에 교류 전력을 인가하는 단계; 상기 공진 수단에 직류 전력을 인가하는 단계; 및 인가된 전력에 의해 상기 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)하도록 상기 직류 전력 및 상기 교류 전력의 크기를 조절하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of driving a resonance means, the method comprising: applying an AC power to the resonance means; Applying direct current power to said resonating means; And adjusting the magnitudes of the DC power and the AC power so that the resonance means causes linear harmonic oscillation by the applied power.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 살펴본다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 도 1을 참조하면, 상기 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치는 교류 전원부(10), 직류 전원부(20) 및 제어부(50)를 포함하며, 공진 수단(30)이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)을 유지하도록 한다. 1 is a block diagram showing a configuration of a driving device of a resonating means according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a driving apparatus of the resonator means according to the embodiment includes an AC power supply unit 10, a DC power supply unit 20, and a control unit 50, and the resonance unit 30 includes linear harmonic oscillation. ).

교류 전원부(10)는 공진 수단(30)에서 공진을 일으키기 위해 소정의 크기를 가지는 구동 전력을 생성하기 위한 장치이다. 교류 전원부(10)에서 생성되는 구동 전력은, 공진을 위하여 교류 전력의 형태가 된다. 교류 전원부(10)에서 생성되는 구동 전력의 크기에 따라 공진 수단(30)의 공진 주파수, 양호도 Q 및 유도 전압의 크기가 변화하게 된다. The AC power supply unit 10 is a device for generating drive power having a predetermined size in order to cause resonance in the resonance means 30. The drive power generated by the AC power supply unit 10 is in the form of AC power for resonance. According to the magnitude of the driving power generated by the AC power supply unit 10, the resonant frequency, the degree of goodness Q and the magnitude of the induced voltage of the resonator means 30 change.

본 발명의 일 실시예에서는, 교류 전원부(10)와 공진 수단(30) 사이에 감쇄부(11)가 연결된다. 본 발명의 일 실시예에서, 공진 수단(30)은 나노 공진기(nano-resonator) 등으로 구성되는데, 나노 공진기는 극소량의 전력을 사용하여 구동된다. 따라서, 감쇄부(11)는 교류 전원부(10)에서 생성된 교류 전력의 크기를 나노 공진기에 인가하기에 적합한 크기로 감소시킨다. In one embodiment of the present invention, the attenuation part 11 is connected between the AC power supply 10 and the resonator means 30. In one embodiment of the invention, the resonator means 30 consists of a nano-resonator or the like, which is driven using a very small amount of power. Accordingly, the attenuator 11 reduces the size of the AC power generated by the AC power supply 10 to a size suitable for applying to the nano resonator.

또한 본 발명의 일 실시예에서는, 교류 전원부(10)와 공진 수단(30) 사이에 위상 분할부(12)가 연결된다. 위상 분할부(12)는 교류 전원부(10)에서 생성된 교류 전력을 소정의 위상차, 예컨대, 180°의 위상차를 갖는 둘 이상의 전력으로 분할하여 공진 수단(30)에 인가한다. 위상 분할부(12)를 이용하여 전력의 위상을 분할함으로써, 공진 수단(30)이 복수 개의 공진기를 포함하는 경우 각 공진기에 상이한 위상의 교류 전력을 인가하는 것이 가능하다.In an embodiment of the present invention, the phase divider 12 is connected between the AC power supply 10 and the resonator means 30. The phase divider 12 divides the AC power generated by the AC power supply 10 into two or more electric powers having a predetermined phase difference, for example, a 180 ° phase difference, and applies it to the resonance means 30. By dividing the phase of the power by using the phase divider 12, it is possible to apply AC power of a different phase to each resonator when the resonator means 30 includes a plurality of resonators.

직류 전원부(20)는 원하는 크기의 직류 전력을 생성하여 공진 수단(30)에 인 가하기 위한 장치이다. 공진 수단(30)은 교류 전력을 구동 전력으로 하여 공진하나, 본 발명의 일 실시예와 같이 공진 수단(30)에 적절한 크기의 직류 전력을 교류 전력과 함께 인가할 경우 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 유지하도록 하여, 주파수에 따른 유도 전압의 변화를 목적하는 범위 이내로 유지할 수 있다. 이에 대하여는 제어부(50)와 관련하여 후술한다.The DC power supply unit 20 is a device for generating a DC power of a desired size and applying it to the resonance means 30. The resonator means 30 resonates with the AC power as the drive power, but when the DC power having an appropriate magnitude is applied to the resonator means 30 together with the AC power as in the embodiment of the present invention, the resonator means 30 is linear. By maintaining the harmonic vibration, it is possible to keep the variation of the induced voltage according to the frequency within the desired range. This will be described later with reference to the controller 50.

본 발명의 실시 대상인 공진 수단(30)은 교류 전원부(10) 및 직류 전원부(20)에 의하여 생성된 전력을 인가받아 공진을 일으키는 장치이다. 공진 수단(30)은 인가된 전력에 따라 기계적인 진동을 일으키며, 공진 수단(30) 내의 전극에 의하여 기계적인 진동에 대응하는 유도 전압이 생성된다. 이때, 공진 수단(30)에 연결된 검출 수단(40)에 의해 유도 전압을 검출함으로써, 공진 수단(30)의 공진 특성을 파악할 수 있다.The resonator means 30, which is an embodiment of the present invention, is a device that generates resonance by receiving power generated by the AC power supply unit 10 and the DC power supply unit 20. The resonator means 30 causes mechanical vibration in accordance with the applied power, and the induced voltage corresponding to the mechanical vibration is generated by the electrode in the resonator means 30. At this time, by detecting the induced voltage by the detection means 40 connected to the resonance means 30, it is possible to determine the resonance characteristics of the resonance means 30.

도 2는 공진 수단(30)의 구성의 일 예를 도시한 구성도이다. 도 2를 참조하면, 공진 수단(30)은 3개의 전극(31, 32, 33) 및 2 개의 공진기(34, 35)를 포함하며, 공진기(34, 35)가 각 전극(31, 32, 33) 사이에 브리지 형태로 연결되어 구성된다. 전극(31, 32, 33)은 공진기(34, 35)에 전력을 인가하기 위한 전극들이다. 공진기(34, 35)는 인가된 전력에 의해 기계적인 진동을 일으키며, 이러한 진동에 의하여 유도 전압이 생성된다. 2 is a configuration diagram showing an example of the configuration of the resonance means 30. Referring to FIG. 2, the resonator means 30 comprises three electrodes 31, 32, 33 and two resonators 34, 35, wherein the resonators 34, 35 are each electrodes 31, 32, 33. ) Are connected in a bridge form. The electrodes 31, 32, 33 are electrodes for applying power to the resonators 34, 35. The resonators 34 and 35 cause mechanical vibration by the applied electric power, and the induced voltage is generated by this vibration.

본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 회로를 사용할 경우, 위상 분할부(12)에 의해 서로 상이한 위상을 가지는 2개의 전력이 제1 전극(31) 및 제3 전 극(33)에 각각 입력된다. 제2 전극(32)은 접지 전극에 해당한다. 이때, 제1 공진기(34)는 제1 전극(31)과 제2 전극(32) 사이에 연결되어 인가된 전력에 따라 진동한다. 반면, 제2 공진기(35)는 제2 전극(32)과 제3 전극(33) 사이에 연결되므로, 제1 공진기(34)에 인가되는 전력과 제2 공진기(35)에 인가되는 전력은 서로 상이한 위상을 갖게 된다. In the case of using the driving circuit of the resonator means according to the embodiment of the present invention, two powers having different phases from each other by the phase divider 12 are respectively applied to the first electrode 31 and the third electrode 33. Is entered. The second electrode 32 corresponds to the ground electrode. At this time, the first resonator 34 is connected between the first electrode 31 and the second electrode 32 to vibrate according to the applied power. On the other hand, since the second resonator 35 is connected between the second electrode 32 and the third electrode 33, the power applied to the first resonator 34 and the power applied to the second resonator 35 are mutually different. It will have a different phase.

여기서, 공진기(34, 35)의 진동은 감쇠 조화 진동(damped harmonic oscillation)으로 모델링되며, 이때 유도 전압의 크기는 하기 수학식 1에 의하여 산출된다. Here, the vibrations of the resonators 34 and 35 are modeled as a damped harmonic oscillation, and the magnitude of the induced voltage is calculated by Equation 1 below.

Figure 112007091983731-pat00001
Figure 112007091983731-pat00001

상기 수학식 1에서, ω0 는 공진 주파수, ?ω 는 전력이 1/2이 되는 반전력 주파수 사이의 차이, Vd는 교류 전원부(10)에 의해 인가되는 교류 전력의 전압, Vemf(ω)는 공진 수단(30)에 의하여 생성된 유도 전압, Zg는 구동 회로의 저항, R0는 공진 수단(30)에 인가된 전류와 유도 전압의 비율을 통하여 산출된 이득(gain)을 의미한다. 여기서, R0는 하기 수학식 2에 의하여 산출된다.In Equation 1, ω 0 is the resonant frequency,? Ω is the difference between the half-power frequency at which the power is 1/2, Vd is the voltage of the AC power applied by the AC power supply unit 10, Vemf (ω) is Induced voltage generated by the resonator means 30, Zg means a resistance of the driving circuit, R 0 means a gain (gain) calculated through the ratio of the current and the induced voltage applied to the resonator means (30). Here, R 0 is calculated by the following equation.

Figure 112007091983731-pat00002
Figure 112007091983731-pat00002

상기 수학식 2에서, B는 공진 수단(30)에 인가된 자기장의 세기, Lb는 나노 공진기(34, 35)의 빔(beam) 길이, Le는 전극(31, 32, 33)의 길이, k는 탄성 계수, ξ는 공진 모드로부터 산출되는 상수를 의미한다.In Equation 2, B is the strength of the magnetic field applied to the resonator means 30, Lb is the beam length of the nano resonators 34, 35, Le is the length of the electrodes 31, 32, 33, k Is an elastic modulus and ξ is a constant calculated from a resonance mode.

상기 수학식 1과 같이, 유도 전압의 크기는 구동 전력에 비례하며, 구동 전력이 증가함에 따라 공진 주파수 ω0 및 양호도 Q의 값 역시 증가하게 된다. 따라서, 구동 전력을 크게 할 경우 신호의 검출이 용이하고 양호도가 증가되는 이점이 있다. 그러나 구동 전력의 크기가 일정 한계값 이상 증가하면, 공진기(34, 35)의 빔에 인가되는 장력이 증가되어 빔이 경직되고, 이에 따라 유도 전압의 크기가 급격히 감소한다. 이 경우 공진 수단(30)은 선형 조화 진동을 하지 못하고 비선형 스프링을 통한 듀핑 진동기(duffing oscillator)와 같이 동작하게 된다. As shown in Equation 1, the magnitude of the induced voltage is proportional to the driving power, and as the driving power increases, the values of the resonance frequency ω 0 and the goodness Q also increase. Therefore, when the driving power is increased, the signal can be easily detected and the degree of goodness is increased. However, if the magnitude of the driving power increases by more than a certain threshold value, the tension applied to the beams of the resonators 34 and 35 is increased to stiffen the beam, thereby rapidly decreasing the magnitude of the induced voltage. In this case, the resonator means 30 does not perform a linear harmonic vibration but operates like a dupping oscillator through a nonlinear spring.

도 4는 직류 전력을 인가하지 않은 경우 공진 수단에 의한 유도 전압을 주파수 별로 도시한 그래프이다. 도 4를 참조하면, 그래프의 x축은 기준 주파수와의 차이를 나타내며, y축은 유도 전압의 크기를 나타낸다. 각각의 그래프(100, 200, 300)는 교류 전원부(10)에 의해 인가된 교류 전력의 전압 크기가 10 μV, 20 μV 및 30 μV인 경우 공진 수단(30)에 연결된 검출 수단(40)에 의해 검출된 유도 전압을 도시한다. 도시되는 바와 같이, 교류 전력의 전압 크기가 커질수록 유도 전압의 크기도 증가한다. 4 is a graph showing the induced voltage by the resonant means for each frequency when the DC power is not applied. Referring to FIG. 4, the x-axis of the graph represents a difference from the reference frequency, and the y-axis represents the magnitude of the induced voltage. Each of the graphs 100, 200, 300 is provided by the detection means 40 connected to the resonator means 30 when the voltage magnitude of the AC power applied by the AC power supply 10 is 10 μV, 20 μV and 30 μV. The detected induced voltage is shown. As shown, as the voltage magnitude of the AC power increases, the magnitude of the induced voltage also increases.

한편, 유도 전압의 크기가 커질수록 주파수가 큰 영역(1)에서 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 일으키지 못하게 되어, 유도 전압은 급격히 감소한다. 각각의 그래프(100, 200, 300)에서 주파수가 증가함에 따라 유도 전압의 크기는 일정하게 증가한다. 그러나 10 μV의 구동 전압이 인가된 경우의 그래프(100)에서는 주파수에 따른 유도 전압의 증가 및 감소가 서로 대칭적으로 이루어지는 반면, 구동 전압의 크기가 20 μV 및 30 μV로 증가함에 따라 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 일으키지 못하게 되어 그래프(200, 300)에서 주파수가 증가함 따라 유도 전력의 크기가 급격히 감소한다.On the other hand, as the magnitude of the induced voltage increases, the resonance means 30 does not cause linear harmonic vibration in the region 1 having a large frequency, and the induced voltage decreases rapidly. In each graph 100, 200, 300, the magnitude of the induced voltage increases constantly as the frequency increases. However, in the graph 100 in which a driving voltage of 10 μV is applied, the increase and decrease of the induced voltage according to frequency are symmetric with each other. 30) does not cause a linear harmonic vibration, so that the magnitude of the induced power decreases rapidly as the frequency increases in the graphs 200 and 300.

본 발명의 일 실시예에서는, 제어부(50)를 사용하여 교류 전원부(10) 및 직류 전원부(20)를 제어함으로써 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 유지하도록 한다. 제어부(50)는 교류 전원부(10) 및 직류 전원부(20)에 연결되며, 교류 전원부(10) 및 직류 전원부(20)를 제어하여 공진 수단(30)에 인가되는 전력을 조절함으로써 공진 수단(30)이 조화 진동을 유지하도록 한다.In one embodiment of the present invention, the resonator means 30 maintains the linear harmonic vibration by controlling the AC power supply unit 10 and the DC power supply unit 20 using the control unit 50. The controller 50 is connected to the AC power supply unit 10 and the DC power supply unit 20, and controls the AC power supply unit 10 and the DC power supply unit 20 to adjust the power applied to the resonance means 30, thereby resonating means 30. ) To maintain the harmonic vibration.

공진 수단(30)에 교류 전력 및 직류 전력을 함께 인가할 경우, 이에 의한 효과로서 공진 주파수 및 유도 전압의 크기가 감소하며, 직류 전력의 크기를 적절히 조절하면 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 유지하게 된다. 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(50)는 교류 전원부(10)에 의하여 인가되는 교류 전력의 크기와 직류 전원부(20)에 의하여 인가되는 직류 전력의 크기가 서로 소정의 비율을 이루도록, 예컨대 직류 전력의 크기가 교류 전력의 크기의 3배 내지 6배가 되도록 조절함으로써 공진 수단(30)이 선형 조화 진동하도록 할 수 있다.When the AC power and the DC power are applied together to the resonator means 30, the resonant frequency and the induced voltage are reduced as a result of this effect. When the magnitude of the DC power is properly adjusted, the resonator means 30 generates the linear harmonic vibration. Will be maintained. In one embodiment of the present invention, the controller 50 is such that the magnitude of the alternating current power applied by the alternating current power supply unit 10 and the magnitude of the direct current power applied by the direct current power supply unit 20 make a predetermined ratio with each other, for example, direct current. By adjusting the magnitude of the power to be three to six times the magnitude of the alternating current power, the resonance means 30 may be linearly harmonized.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 공진 수단을 구동한 경우 유도 전압 변화를 도시한 그래프이다. 도 5에서 구동 전력은 20 μV의 전압 크기를 가지는 교류 전력이 인가되었으며, 그래프(400, 500, 600, 700)는 각각 직류 전력이 0 μW, 33 μW, 75 μW및 133 μW인 경우 검출 수단(40)에 의해 검출된 유도 전압을 도시한다. 직류 전력이 0 μW인 경우(400)에는 공진 수단(30)이 선형 조화 진동하지 못하여 주파수가 공진 주파수 이상으로 증가함에 따라 유도 전압의 크기가 급격히 감소하나, 직류 전력을 증가시킴에 따라 공진 수단이 선형 조화 진동하여 유도 전압을 나타낸 그래프(500, 600, 700)가 공진 주파수를 중심으로 대칭적을 이루는 것을 알 수 있다.FIG. 5 is a graph illustrating variation of induced voltage when driving a resonance means according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG. In FIG. 5, an AC power having a voltage magnitude of 20 μV was applied, and graphs 400, 500, 600, and 700 show detection means when the DC power was 0 μW, 33 μW, 75 μW, and 133 μW, respectively. The induced voltage detected by 40 is shown. When the DC power is 0 μW (400), the resonance means 30 does not linearly oscillate and the magnitude of the induced voltage decreases rapidly as the frequency increases above the resonance frequency, but as the DC power increases, the resonance means It can be seen that the graphs 500, 600, and 700 showing the induced voltage by linear harmonic oscillation are symmetrical about the resonance frequency.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다. 도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 실시예에 따른 공진 수단의 구동 방법은, 교류 전원부(10)에 의한 교류 전력의 크기를 공진 수단(30)에 인가하기에 적합한 크기로 감소시키는 것으로 시작된다(S1). 공진 수단(30)은 나노 공진기 등을 사용하여 인가된 전력에 따라 공진하며, 나노 공진기는 극소량의 전력을 사용하여 구동되므로, 생성된 교류 전력의 크기를 나노 공진기에 인가되기에 적합한 크기로 감소시킨다.3 is a flow chart showing each step of the method of driving the resonator means according to an embodiment of the present invention. 1 and 3, the method of driving the resonator means according to the above embodiment starts by reducing the magnitude of the AC power by the AC power supply unit 10 to a size suitable for applying to the resonator means 30. (S1). The resonator means 30 resonates according to the applied power using a nano resonator or the like, and the nano resonator is driven using a very small amount of power, thereby reducing the size of the generated AC power to a size suitable for being applied to the nano resonator. .

다음으로, 교류 전력을 서로 상이한 위상을 가지는 하나 이상의 전력으로 분할한다(S2). 공진 수단(30)이 하나 이상의 공진기를 사용하여 공진하는 경우, 각 공진기에 서로 상이한 위상의 전압, 예컨대, 180° 의 위상차를 가지는 전력을 인가함으로써 공진 수단(30)의 신호에서 잡음 신호의 비율을 줄일 수 있다. 크기 및 위상이 조절된 교류 전력은 공진 수단(30)에 인가된다(S3). 공진 수단(30)은 교류 전력을 구동 전력으로 하여 공진을 일으키며, 이에 따라 유도 전압이 생성된다. Next, the AC power is divided into one or more powers having different phases from each other (S2). When the resonator means 30 resonates using one or more resonators, the ratio of the noise signal in the signal of the resonator means 30 is applied to each resonator by applying a voltage having a different phase, for example, a phase difference of 180 °. Can be reduced. AC power whose magnitude and phase are adjusted is applied to the resonance means 30 (S3). The resonance means 30 causes resonance by using the alternating current power as the driving power, thereby generating an induced voltage.

한편, 직류 전원부(20)는 공진 수단(30)에 직류 전력을 인가한다(S4). 생성된 직류 전력은 교류 전력과 함께 공진 수단(30)에 인가되어 공진 수단(30)이 조화 진동을 유지하도록 하는 역할을 한다. 직류 전력 및 교류 전력이 인가되면 공진 수단(30)은 진동하여 유도 전압을 생성한다. On the other hand, the DC power supply unit 20 applies DC power to the resonance means 30 (S4). The generated DC power is applied to the resonator means 30 together with the AC power to serve to maintain the resonance vibration of the resonator means 30. When DC power and AC power are applied, the resonance means 30 vibrates to generate an induced voltage.

여기서, 제어부(50)는 직류 전원부(20)에 의해 생성되는 직류 전력의 크기를 조절하여 공진 수단(30)이 선형 조화 진동을 유지하도록 한다(S5). 본 발명의 일 실시예에서, 제어부(50)는 직류 전력의 크기가 교류 전력의 크기에 대해 소정의 비율, 예컨대, 교류 전력의 크기의 3배 내지 6배를 갖도록 조절함으로써 공진 수단(30)이 선형 조화 진동하도록 할 수도 있다.Here, the controller 50 adjusts the magnitude of the DC power generated by the DC power supply unit 20 so that the resonance means 30 maintains the linear harmonic vibration (S5). In one embodiment of the present invention, the control unit 50 is the resonance means 30 by adjusting the size of the DC power to have a predetermined ratio, for example, three to six times the size of the AC power of the AC power. It is also possible to have linear harmonic vibrations.

이상에서 살펴본 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치 및 방법을 사용하면, 나노 공진기와 같은 공진 수단에 인가되는 구동 전력의 크기를 증가시켜 신호 대 잡음 비율이 향상됨에 따라 신호의 검출이 용이하다. 한편, 공진 수단에 직류 전력을 인가함으로써 조화 진동을 유지할 수 있으므로, 구동 전력의 크기가 증가하는 경우에도 나노 공진기의 양호도 Q의 값을 높게 유지하는 것이 가능한 이점이 있다.Using the driving apparatus and method of the resonator means according to an embodiment of the present invention described above, the detection of the signal as the signal-to-noise ratio is improved by increasing the magnitude of the driving power applied to the resonator means such as a nano resonator It is easy. On the other hand, since the harmonic vibration can be maintained by applying the DC power to the resonator means, there is an advantage that it is possible to keep the value of the goodness Q of the nano resonator high even when the magnitude of the driving power is increased.

이상 본 발명의 특정 실시예를 도시하고 설명하였으나, 본 발명의 기술사상은 첨부된 도면과 상기한 설명내용에 한정하지 않으며 본 발명의 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 변형이 가능함은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 사실이며, 이러한 형태의 변형은, 본 발명의 정신에 위배되지 않는 범위 내에서 본 발명의 특허청구범위에 속한다고 볼 것이다.　 While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken as limitations. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치의 구성을 도시한 블록도이다. 1 is a block diagram showing a configuration of a driving device of a resonating means according to an embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 장치의 실시 대상인 공진 수단의 구성을 도시한 구성도이다.2 is a block diagram showing the configuration of the resonant means which is an implementation target of the driving device of the resonant means according to the embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공진 수단의 구동 방법의 각 단계를 도시한 순서도이다.3 is a flow chart showing each step of the method of driving the resonator means according to an embodiment of the present invention.

도 4는 공진 수단에서 구동 전력의 크기가 변화함에 따른 유도 전압의 변화를 도시한 그래프이다.4 is a graph showing a change in induced voltage as the magnitude of driving power changes in the resonator.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 공진 수단을 구동한 경우 유도 전압 변화를 도시한 그래프이다.FIG. 5 is a graph illustrating variation of induced voltage when driving a resonance means according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.

Claims (8)

공진 수단에 교류 전력을 인가함으로써 상기 공진 수단을 기계적으로 진동시키는 교류 전원부; An AC power supply unit which mechanically vibrates the resonance means by applying an AC power to the resonance means; 상기 교류 전력이 인가되는 상기 공진 수단에 직류 전력을 인가하는 직류 전원부; 및A direct current power supply unit for applying direct current power to the resonance means to which the AC power is applied; And 상기 교류 전원부 및 상기 직류 전원부에 의해 인가된 전력에 의해 상기 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)하도록 상기 교류 전력에 대한 상기 직류 전력의 상대적인 크기를 제어하기 위해, 상기 직류 전원부 및 상기 교류 전원부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 장치.The DC power supply unit and the AC power supply unit to control a relative magnitude of the DC power with respect to the AC power such that the resonance means linear harmonic oscillation by the power applied by the AC power supply unit and the DC power supply unit. And a control unit for controlling the driving device of the resonance means. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, The control unit, 상기 직류 전력의 크기가 상기 교류 전력의 크기에 대해 미리 설정된 비율을 갖도록 상기 교류 전원부 및 상기 직류 전원부를 제어하는 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 장치.And controlling the AC power supply unit and the DC power supply unit so that the magnitude of the DC power has a preset ratio with respect to the magnitude of the AC power. 제 2항에 있어서,3. The method of claim 2, 상기 미리 설정된 비율은, 상기 교류 전력의 크기의 3배 내지 6배인 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 장치.And said predetermined ratio is three to six times the magnitude of said alternating current power. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 공진 수단은 나노 공진기(nano-resonator)인 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 장치.And the resonator means is a nano-resonator. 공진 수단에 교류 전력을 인가함으로써 상기 공진 수단을 기계적으로 진동시키는 단계;Mechanically vibrating said resonating means by applying alternating current power to said resonating means; 상기 교류 전력이 인가되는 상기 공진 수단에 직류 전력을 인가하는 단계; 및 Applying direct current power to the resonator means to which the AC power is applied; And 인가된 전력에 의해 상기 공진 수단이 선형 조화 진동(linear harmonic oscillation)하도록 상기 교류 전력에 대한 상기 직류 전력의 상대적인 크기를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 방법.And adjusting the relative magnitude of said direct current power with respect to said alternating current so that said resonant means causes linear harmonic oscillation by an applied electric power. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 직류 전력 및 상기 교류 전력의 크기를 제어하는 단계는,Controlling the magnitude of the DC power and the AC power, 상기 직류 전력의 크기가 상기 교류 전력의 크기에 대해 미리 설정된 비율을 갖도록 상기 직류 전력 및 상기 교류 전력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 방법.And controlling the DC power and the AC power such that the magnitude of the DC power has a preset ratio with respect to the magnitude of the AC power. 제 6항에 있어서,The method according to claim 6, 상기 미리 설정된 비율은, 상기 교류 전력의 크기의 3배 내지 6배인 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 방법.And said predetermined ratio is three to six times the magnitude of said AC power. 제 5항에 있어서,6. The method of claim 5, 상기 공진 수단은 나노 공진기(nano-resonator)인 것을 특징으로 하는 공진 수단의 구동 방법.And the resonator means is a nano-resonator.
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