KR101534567B1 - 임피던스 매칭 장치 - Google Patents

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Abstract

임피던스 매칭 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치는, 외부로부터 수신하는 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환하여 매칭소자 어레이부로 송신하거나 매칭소자 어레이부로부터 수신하는 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환하는 변환부; 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호가 통과하는 매칭소자 어레이부; 상기 매칭소자 어레이부로부터 상기 제 1 변환신호를 수신하여 외부로 출력하거나 외부로부터 상기 제 2 변환신호를 입력받아 상기 매칭소자 어레이부로 송신하는 인터페이스부; 상기 매칭소자 어레이부를 통과하는 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 추출하는 추출부; 및 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 이용하여 매칭 임피던스 값을 산출하는 산출부를 포함한다.

Description

임피던스 매칭 장치{APPARATUS FOR MATHCHING IMPEDENCE}
본 발명은 임피던스 매칭 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RLC 소자를 효과적으로 집적시킬 수 있는 임피던스 매칭 장치에 관한 것이다.
전자 제품의 동작 속도가 고속화됨에 따라 반도체 또는 초음파, MRI, 밀리미터파 시스템 장치들간 인터페이스되는 신호의 스윙폭은 점차 줄어들고 있으며, 이에 따라 신호전달에 걸리는 지연 시간은 최소화되고 있다. 다만, 신호의 스윙폭이 줄어들수록 외부 노이즈에 대한 영향은 증가하며, 인터페이스단에서 임피던스 부정합에 따른 출력 신호의 반사는 크리티컬(critical)해질 수 있다.
임피던스 부정합은 외부 노이즈나 전원전압의 변동, 동작 온도의 변화, 제조공정의 변화 등에 의하여 발생한다. 임피던스 부정합이 발생하는 경우, 데이터의 고속 전송이 어렵게 되고, 송수신부의 입출력 데이터가 왜곡될 수 있다. 이에 따라, 수신측의 반도체 장치가 상기 왜곡된 출력 신호를 입력단으로 수신할 때 셋업/홀드 페일 또는 입력 레벨의 판단 미스 등의 문제가 빈번하게 발생될 수 있다.
이와 같은 문제점들을 사전에 방지하기 위해 반도체 또는 상기 시스템 장치들간의 임피던스 매칭 작업은 필수적이다. 다만, 초음파 장비와 같은 저주파 대역(1~40MHz)을 사용하는 장비에서는 인덕턴스 값이 주파수에 반비례해서 상대적으로 크기 때문에 인덕터가 많은 면적을 차지하게 되며, 임피던스 매칭을 위한 RLC 소자를 보드 또는 칩에 효과적으로 집적시킬 수 없었다.
또한, 기존의 초음파, MRI, 밀리미터파 시스템들은 고정된 임피던스 매칭 값을 가지고 있기 때문에 채널, 매질의 특성 또는 주파수의 변화를 반영할 수 없었다.
한국공개실용신안공보 실1995-0049229(1997.07.31)
본 발명의 실시예들은 임피던스 매칭을 위한 RLC 소자를 보드 또는 칩에 효과적으로 집적시킬 수 있는 임피던스 매칭 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치는, 외부로부터 수신하는 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환하여 매칭소자 어레이부로 송신하거나 매칭소자 어레이부로부터 수신하는 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환하는 변환부; 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호가 통과하는 매칭소자 어레이부; 상기 매칭소자 어레이부로부터 상기 제 1 변환신호를 수신하여 외부로 출력하거나 외부로부터 상기 제 2 변환신호를 입력받아 상기 매칭소자 어레이부로 송신하는 인터페이스부; 상기 매칭소자 어레이부를 통과하는 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 추출하는 추출부; 및 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 이용하여 매칭 임피던스 값을 산출하는 산출부를 포함한다.
본 발명의 실시예에 의하면 초음파 시스템과 프로브의 입력단 또는 출력단에서 송수신하는 저주파수 대역의 신호를 고주파수 대역의 신호로 변환함으로써 임피던스 매칭을 위해 사용되는 매칭소자 값을 최소화할 수 있으며, 이에 따라 상기 매칭소자를 보드 또는 칩에 효과적으로 집적시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면 채널, 매질의 특성 또는 주파수의 변화를 반영하여 최적합한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치를 적용하는 초음파 시스템 및 프로브를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치의 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다. 그러나 이는 예시적 실시예에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.
본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치를 적용하는 초음파 시스템 및 프로브를 개략적으로 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치(200)는 초음파 시스템(102) 및 프로브(104) 중 적어도 하나에 포함될 수 있다. 상기 초음파 시스템(102)과 프로브(104)는 유선 또는 무선으로 신호를 송수신 할 수 있다. 여기서는, 설명의 편의상 초음파 시스템(102) 및 프로브(104)를 일 예로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치(200)는 다채널 구조를 갖거나 주파수가 가변적이거나, 또는 임피던스 매칭소자를 효과적으로 집적시키기 위해 필요한 다양한 전자 시스템, 예를 들어 MRI 시스템, 밀리미터파 시스템 등에도 적용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치의 상세 구성을 나타낸 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치(200)는 변환부(202), 임피던스 매칭부(204), 변환 제어부(212), 신호정보 관리 데이터베이스(214) 및 인터페이스부(218)을 포함할 수 있다. 이때, 임피던스 매칭부(204)는 매칭소자 어레이부(206), 추출부(208), 산출부(210) 및 어레이 제어부(216)을 포함한다. 이하에서는, 임피던스 매칭 장치(200)가 초음파 시스템(102)에 적용될 경우와 프로브(200)에 적용될 경우를 일 예로 하여 임피던스 매칭 장치(200)의 상세 구성에 대해 자세히 살펴보기로 한다.
1. 임피던스 매칭 장치(200)가 초음파 시스템(102)에 적용되는 경우
도 1 에 도시된 바와 같이, 초음파 시스템(102)은 신호 발생 장치(106) 및 임피던스 매칭 장치(200)를 포함할 수 있다.
신호 발생 장치(106)는 매질에 따라 전송 신호를 발생시킬 수 있다. 상기 매질은 예를 들어, 물, 공기, 진단 또는 치료를 위한 신체 부위가 될 수 있다. 신호 발생 장치(106)는 매질에 따라 발생한 전송 신호를 임피던스 매칭 장치(200)에 전송할 수 있다. 이하에서는, 임피던스 매칭 장치(200)가 신호 발생 장치(106)로부터 수신하는 전송 신호를 제 1 신호로 가정하며, 제 1 신호의 신호정보, 예를 들어 제 1 신호의 진폭, 위상 및 주파수 중 적어도 하나를 포함하는 정보에 따라 프로브(104)를 통해 외부로 방출된 신호가 매질에 반사되어 생성되는 수신 신호를 제 2 신호로 가정하여 설명하기로 한다.
변환부(202)는 외부, 예를 들어 신호 발생 장치(106)로부터 수신하는 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환하거나 외부, 예를 들어 프로브(104)로부터 입력받아 매칭소자 어레이부(206)을 통과하는 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 신호의 “변환”이란 예를 들어, 변조(modulation) 및 복조(demodulation)를 포함하는 의미로 사용되며, 단순히 주파수를 변화시키는 것뿐 아니라 일정한 형태의 반송파에 전달하려는 저주파 신호를 담기 위해 크기, 진폭, 주파수, 위상, 부호, 펄스 등에 변형을 주는 것으로, 아날로그 변조, 디지털 변조, 펄스 변조를 포함하는 넓은 의미로 사용된다.
변환부(202)는 송신(Tx) 기능 수행시, 제 1 신호를 기 설정된 캐리어 신호에 실어서 제 1 변환신호로 변환한 후, 상기 제 1 변환신호를 매칭소자 어레이부(206)로 송신할 수 있다. 상기 캐리어 신호는 후술할 변환 제어부(212)의 제어에 따라 설정되거나 변경될 수 있다. 일반적으로, 초음파 장비와 같은 저주파 대역(1~40MHz)을 사용하는 장비에서는 인덕턴스 값이 주파수에 반비례해서 상대적으로 크기 때문에 임피던스 매칭을 위한 매칭소자를 보드 또는 칩에 효과적으로 집적시킬 수 없다.
ω2= 1/(LC)
또한, 초음파 장비, 방사선장비, 밀리미터파 장비, MRI 장비 등과 같은 다채널 구조를 가지는 장비들의 경우에서도 채널에 대응하는 임피던스 매칭소자들이 구성될 수 밖에 없어, 임피던스 매칭소자들이 구성되는 보드 또는 칩의 면적이 클 수밖에 없다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 변환부(202)는 임의의 입력신호를 전송을 위한 전송신호로 변환하여 매칭소자 어레이부(206)로 송신한다. 이에 따라, 매칭소자 어레이부(206)의 인덕턴스 값은 감소하게 되며, 임피던스 매칭을 위한 매칭소자는 보드 또는 칩에 효과적으로 집적될 수 있다. 이때, 상기 매칭소자는 예를 들어 RLC(Resister-Inductor-Capacitor)가 될 수 있다.
한편, 변환부(202)는 변환 제어부(212)로부터 채널 그룹정보를 수신할 수 있으며, 상기 채널 그룹정보에 따라 각 채널 그룹별로 상기 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환할 수 있다. 변환 제어부(212)는 제 1 신호를 효과적으로 송신하기 위해 송신대역, 송신율, 임피던스 특성 또는 시스템 성능 개선 요구사항 등을 고려하여 채널 그룹정보를 설정할 수 있으며, 상기 채널 그룹정보를 변환부(202)로 송신할 수 있다. 변환부(202)는 상기 채널 그룹정보에 따라 각 채널 그룹별로 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환하여 매칭소자 어레이부(206)로 송신할 수 있으며, 설정된 상기 채널 그룹들의 개수에 따라 매칭소자 어레이부(206)의 매칭소자 개수가 변경될 수 있다. 즉, 임피던스 매칭소자의 개수는 설정된 채널 그룹의 개수와 대응된다.
또한, 변환부(202)는 수신(Rx) 기능 수행시, 매칭소자 어레이부(206)를 통과한 변조된 수신 신호, 즉 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환할 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 제 2 신호는 제 1 신호의 신호정보에 의해 프로브(104)를 통해 외부로 방출된 신호가 매질에 반사되어 생성되는 수신 신호를 지칭하며, 제 2 변환신호는 프로브(104) 등이 제 2 신호를 기 설정된 캐리어 신호에 실어서 신호 대역을 높인 고주파 신호를 지칭한다. 변환부(202)는 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환할 수 있으며, 상기 제 2 신호를 외부로 송신할 수 있다. 이때, 변환부(202)는 설정된 채널 그룹정보에 따라 각 채널 그룹별로 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환할 수 있다. 한편, 변환부(202)는 상기 제 1 신호, 제 1 변환신호, 제 2 신호 및 제 2 변환신호를 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 전송할 수 있으며, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 이를 저장 및 관리할 수 있다. 상기 변환부(202)는 일반적인 변조 및 복조 기능을 수행하며, 상기 변조 및 복조 기능은 본 발명이 속하는 기술분야에서 널리 알려져 있는 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
매칭소자 어레이부(206)는 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호가 통과한다. 매칭소자 어레이부(206)는 예를 들어, 매칭소자 어레이(Array)가 집적된 프로그래머블 로직 디바이스(Programmable Logic Device)일 수 있다.
매칭소자 어레이부(206)는 제 1 변환신호 및 제 2 변환신호가 통과하는 인터페이스를 포함할 수 있다. 매칭소자 어레이의 라우팅은 RLC 소자들이 일정함 범위의 수치 값들로 어레이되어 있을 때, 최소 또는 최적의 개수들로 요구되는 값을 만족하도록 스위칭 매트릭스를 통해 연결되는 것을 의미한다. 한편, 매칭소자 어레이부(206)는 변환부(202)가 적용한 채널 그룹정보에 따라 매트릭스 스위칭을 통한 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
추출부(208)는 매칭소자 어레이부(206)를 통과하는 제 1 변환신호 및 제 2 변환신호로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 추출한다. 즉, 추출부(208)는 상기 제 2 변환신호로부터 캐리어 신호, 제 2 변환신호의 진폭, 위상 및 주파수, 편이등, 아날로그 변조, 디지털 변조, 펄스 변조 방식에 적용된 신호정보 중 적어도 하나를 포함하는 신호정보를 측정할 수 있으며, 이로부터 각 채널의 주파수 응답 특성과 감도(Sensitivity) 및 다이나믹 레인지(Dynamic Range)를 추출할 수 있다. 한편, 추출부(208)는 추출한 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 송신할 수 있으며, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 이를 저장할 수 있다.
산출부(210)는 추출부(208)로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 수신하여 이를 이용하거나 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 저장되어 있는 제 1 변환신호의 신호정보 및 제 2 변환신호의 신호정보를 이용하여 매칭 임피던스 값을 산출한다. 즉, 산출부(210)는 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보에 각각 대응되는 임피던스 값을 산출하고, 상기 제 1 변환신호에 대한 상기 제 2 변환신호의 응답 특성에 따라 특정 임피던스 값을 상기 매칭 임피던스 값으로 결정할 수 있다. 예를 들어, 산출부(210)는 제 1 변환신호에 대하여 제 2 변환신호의 응답 특성이 가장 좋은 임피던스 값을 매칭 임피던스 값으로 산출 할 수 있다. 산출부(210)는 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 저장되어 있는 신호정보를 이용하여 상기 과정을 반복할 수 있으며, 이에 따라 매칭 임피던스 값을 산출 할 수 있다. 일반적으로 초음파 시스템에서는 감도가 높고 다이나믹 레인지가 넓으면서 중심 주파수(center frequency)를 중심으로 한 광대역에서 주파수 응답 특성이 가장 좋기 때문에, 산출부(1330)는 이를 반영하여 기 설정된 조건을 만족하는 매칭 임피던스 값을 산출할 수 있다.
변환 제어부(212)는 변환부(202)를 제어하며, 채널 그룹정보을 설정하여 변환부(202)로 송신한다.
먼저, 변환 제어부(212)는 초음파 시스템의 특성 및 진단 장치, 치료 장치의 리소스(초음파, 전자기장, 전자기파 등)에 적합하게 캐리어 신호의 주파수를 고정하거나 가변시킬 경우, 변환부(202)를 제어할 수 있다. 즉, 변환 제어부(212)는 변환부(202)를 제어하여 캐리어 신호를 제어할 수 있다. 변환 제어부(212)는 매질의 특성, 손실율, 송수신 장치 등 시스템 특성에 따라 상기 캐리어 신호를 설정하거나 제어할 수 있다. 이에 따라, 변환부(202)는 제 1 변환신호를 변환 제어부(212)에서 설정한 캐리어 신호에 실어서 매칭소자 어레이부(206)로 송신할 수 있다. 또한, 변환부(202)는 제 2 변환신호를 변환 제어부(212)의 제어에 따라 제 2 신호로 복조할 수 있다. 상기 캐리어 신호는 제 1 신호 및 제 2 신호보다 높은 주파수 대역을 갖는 신호로서, 매칭소자 값, 특히 인덕턴스 값을 낮추는 역할을 한다.
또한, 변환 제어부(212)는 신호의 송수신을 효율적으로 수행하기 위한 채널 그룹정보를 설정할 수 있다. 변환 제어부(212)는 송신대역, 송신율, 임피던스 특성 또는 시스템 성능 개선 요구사항 등을 고려하여 채널 그룹정보를 설정할 수 있으며, 상기 채널 그룹정보를 변환부(202)로 송신할 수 있다. 변환부(202)는 상기 채널 그룹정보에 따라 각 채널 그룹별로 신호를 변조하거나 복조할 수 있으며, 설정된 상기 채널들의 개수에 따라 매칭소자 어레이부(206)의 매칭소자 개수가 변경될 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 채널 그룹정보에 따라 매칭소자 어레이부(206)의 매칭소자 개수가 감소될 수 있으며, 이에 따라 매칭소자를 효과적으로 집적시킬 수 있다. 또한, 변환 제어부(212)는 상기 채널 그룹정보를 해제할 수도 있다.
어레이 제어부(216)는 산출부(210)로부터 매칭 임피던스 값을 수신하고, 상기 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자 어레이부(206)를 라우팅한다. 예를 들어, 어레이 제어부(216)는 상기 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자의 구성 및 연결 관계를 결정하고, 상기 구성 및 연결 관계에 따라 매트릭스 코드(Matrix Code)를 생성할 수 있다. 어레이 제어부(216)는 생성한 매트릭스 코드를 매칭소자 어레이부(206)로 송신하여 매칭소자 어레이부(206)가 이를 다운로드할 수 있게 함으로써, 매칭소자 어레이부(206)가 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자 어레이를 라우팅하도록 제어할 수 있다. 상술한 바와 같이, 매칭소자 어레이부(206)는 변환부(202)가 적용한 채널 그룹정보에 따라 임피던스 매칭을 수행할 수 있다.
한편, 어레이 제어부(216)는 변환부(202)가 외부, 예를 들어 신호 발생 장치(106)로부터 제 1 신호를 입력받기 전에 매칭소자 어레이부(206)을 초기화할 수 있다. 예를 들어, 어레이 제어부(216)는 미리 설정된 고정 임피던스 값에 따라 매칭소자 어레이부(206)의 매칭소자 어레이를 라우팅할 수 있다. 또한, 어레이 제어부(216)는 사용자에 의하여 선택된 신체 부위에 대응하는 신호정보를 신호정보 관리 데이터베이스(214)에서 확인하고, 산출부(210)가 확인된 신호정보에 따라 임피던스 값을 산출하도록 제어하고, 산출된 임피던스 값에 따라 매칭소자 어레이가 라우팅되도록 제어할 수 있다. 또한, 어레이 제어부(216)는 산출된 매칭 임피던스 값을 매질에 맵핑하여 신호정보 데이터베이스(214)에 저장시킬 수 있다. 이에 따라, 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 저장되는 매질별 매칭 임피던스 값은 갱신될 수 있으며, 어레이 제어부(216)는 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 저장된 해당 매질의 매칭 임피던스 값을 이용하여 매칭소자 어레이부(206)을 초기화할 수도 있다.
신호정보 관리 데이터베이스(214)는 매질, 예를 들어 인체의 부위별로 진단용 또는 치료용의 신호정보를 저장하고 있으며, 상기 신호정보는 신호의 진폭 정보, 위상 정보 및 주파수 정보를 포함할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같이, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 변환부(202) 또는 추출부(208)로부터 제 1 신호, 제 1 변환신호, 제 2 신호 및 제 2 변환신호를 수신하여 이를 저장하거나 관리할 수 있다. 아울러, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 어레이 제어부(216)로부터 매질에 맵핑된 매칭 임피던스 값을 수신하여 이를 저장할 수 있다.
인터페이스부(218)는 매칭소자 어레이부(206)로부터 상기 제 1 변환신호를 수신하여 외부, 예를 들어 프로브(104)로 출력하거나 외부, 예를 들어 프로브(104)로부터 상기 제 2 변환신호를 입력받아 상기 매칭소자 어레이부(206)로 송신할 수 있다.
2. 임피던스 매칭 장치(200)가 프로브(102)에 적용되는 경우
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 매칭 장치(200)는 프로브(104)에도 적용될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 프로브(104)는 초음파 발진소자(108) 및 임피던스 매칭 장치(200)를 포함할 수 있다.
초음파 발진소자(108)는 매질로의 초음파 송신과 매질로부터 에코(echo) 신호를 수신할 수 있다. 초음파 발진소자(108)는 내부에 트랜스듀더(transducer)를 포함하며, 일반적으로 트랜스듀서는 다수의 초음파 진동자들의 집합체를 구비할 수 있다. 예를 들어, 초음파 발진소자(108)는 임피던스 매칭 장치(200)로부터 수신한 제 1 신호를 초음파 신호로 변환하여 인체의 진단 또는 치료 부위에 초음파를 방사한 후, 그 반사된 초음파 신호를 전기 신호로 변환할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제 1 신호가 매질에 반사되어 생성되는 수신 신호를 제 2 신호로 지칭하기로 한다. 임피던스 매칭 장치(200)를 포함한 프로브(104)는 상술한 초음파 시스템(102)과 마찬가지의 과정을 거쳐 임피던스 매칭을 수행한다.
먼저, 인터페이스부(218)는 초음파 시스템(102)으로부터 제 1 변환신호를 수신하여 매칭소자 어레이부(206)로 송신한다. 추출부(208)는 매칭소자 어레이부(206)를 통과하는 제 1 변환신호로부터 제 1 변환신호의 신호정보를 추출할 수 있다. 이때, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 제 1 변환신호 및 제 1 신호의 신호정보를 저장할 수 있다.
다음으로, 변환부(202)는 매칭소자 어레이부(206)를 통과한 제 1 변환신호를 변환 제어부(212)의 제어에 따라 제 1 신호로 변환한 후, 초음파 발진소자(108)로 전송한다. 상술한 바와 같이, 초음파 발진소자(108)는 제 1 신호를 매질에 방사하여 제 2 신호를 획득한 후, 상기 제 2 신호를 변환부(202)로 송신할 수 있다.
변환부(202)는 제 2 신호를 변환 제어부(212)의 제어에 따라 제 2 변환신호로 변환한 후, 상기 제 2 변환신호를 매칭소자 어레이부(206)로 송신할 수 있다. 이때, 추출부(208)는 매칭소자 어레이부(206)를 통과하는 제 2 변환신호로부터 제 2 변환신호의 신호정보를 추출할 수 있으며, 신호정보 관리 데이터베이스(214)는 제 2 변환신호 및 제 2 신호의 신호정보를 저장할 수 있다.
산출부(210)는 추출부(208)로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 수신하여 이를 이용하거나 신호정보 관리 데이터베이스(214)에 저장되어 있는 제 1 변환신호의 신호정보 및 제 2 변환신호의 신호정보를 이용하여 매칭 임피던스 값을 산출할 수 있다. 매칭 임피던스 값을 산출하는 과정에 대해서는 위에서 자세히 설명하였으므로, 여기서는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다.
어레이 제어부(216)는 산출부(210)로부터 매칭 임피던스 값을 수신하고, 상기 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자 어레이부(206)를 라우팅할 수 있다. 예를 들어, 어레이 제어부(216)는 상기 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자의 구성 및 연결 관계를 결정하고, 상기 구성 및 연결 관계에 따라 매트릭스 코드(Matrix Code)를 생성할 수 있다.
이상에서 대표적인 실시예를 통해 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
102 : 초음파 시스템 104 : 프로브
106 : 신호 발생 장치 108 : 초음파 발진소자
200 : 임피던스 매칭 장치 202 : 변환부
204 : 임피던스 매칭부 206 : 매칭소자 어레이부
208 : 추출부 210 : 산출부
212 : 변환 제어부
214 : 신호정보 관리 데이터베이스
216 : 어레이 제어부

Claims (9)

  1. 외부로부터 수신하는 제 1 신호를 제 1 변환신호로 변환하여 매칭소자 어레이부로 송신하거나 매칭소자 어레이부로부터 수신하는 제 2 변환신호를 제 2 신호로 변환하는 변환부;
    상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호가 통과하는 매칭소자 어레이부;
    상기 매칭소자 어레이부로부터 상기 제 1 변환신호를 수신하여 외부로 출력하거나 외부로부터 상기 제 2 변환신호를 입력받아 상기 매칭소자 어레이부로 송신하는 인터페이스부;
    상기 매칭소자 어레이부를 통과하는 상기 제 1 변환신호 및 상기 제 2 변환신호로부터 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 추출하는 추출부; 및
    상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 이용하여 매칭 임피던스 값을 산출하는 산출부를 포함하는, 임피던스 매칭 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 변환부를 제어하며, 채널 그룹정보을 설정하여 상기 변환부로 송신하는 변환 제어부를 더 포함하는, 임피던스 매칭 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 변환부는, 상기 채널 그룹정보에 따라 각 채널 그룹별로 신호의 변환을 수행하는, 임피던스 매칭 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 변환신호의 신호정보는, 상기 제 1 변환신호의 진폭, 위상 및 주파수 정보 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 제 2 변환신호의 신호정보는, 상기 제 2 변환신호의 진폭, 위상 및 주파수 정보 중 적어도 하나를 포함하는, 임피던스 매칭 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보를 저장하는 신호정보 관리 데이터베이스를 더 포함하는, 임피던스 매칭 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 산출부는, 상기 신호정보 관리 데이터베이스에 저장된 상기 제 1 변환신호의 신호정보 및 상기 제 2 변환신호의 신호정보에 각각 대응되는 임피던스 값을 산출하고, 상기 제 1 변환신호에 대한 상기 제 2 변환신호의 응답 특성에 따라 특정 임피던스 값을 상기 매칭 임피던스 값으로 결정하는, 임피던스 매칭 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 매칭소자 어레이부는, 매칭소자 어레이(Array)가 집적된 프로그래머블 로직 디바이스(Programmable Logic Device)인, 임피던스 매칭 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 산출부로부터 상기 매칭 임피던스 값을 수신하고, 상기 매칭 임피던스 값에 따라 상기 매칭소자 어레이부를 라우팅하는 어레이 제어부를 더 포함하는, 임피던스 매칭 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 어레이 제어부는, 상기 매칭 임피던스 값에 따라 매칭소자의 구성 및 연결 관계를 결정하고, 상기 구성 및 연결 관계에 따라 매트릭스 코드(Matrix Code)를 생성하여 상기 매칭소자 어레이부로 송신하는, 임피던스 매칭 장치.
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