KR102128024B1 - Apparatus and method for sensing registance with ripple reduction - Google Patents

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KR102128024B1
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김재준
이광묵
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울산과학기술원
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    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치는, 물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시키는 센서부와, 상기 센서부와 연결되어 상기 저항 값에 대한 신호에 포함된 리플을 제거하는 피드백 전류를 생성하여, 상기 저항 값을 상기 리플이 제거된 전압으로 변환하는 전압 변환부와, 상기 리플이 제거된 전압을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, 상기 AC 전압에 대해 필터링을 수행하는 필터링부를 포함할 수 있다. The resistance sensing device according to an embodiment of the present invention generates a feedback current for removing a ripple included in a signal for the resistance value, and a sensor unit for obtaining a physical signal and converting it into a resistance value. By doing so, it may include a voltage converter for converting the resistance value into a voltage from which the ripple is removed, and a filtering unit for dividing the voltage from which the ripple is removed into AC voltage and DC voltage, and filtering the AC voltage. have.

Description

리플을 저감하는 저항 감지 장치 및 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SENSING REGISTANCE WITH RIPPLE REDUCTION} Resistive device and method for reducing ripple {APPARATUS AND METHOD FOR SENSING REGISTANCE WITH RIPPLE REDUCTION}

본 발명은 리플 감소 기술을 이용하여 물리적 특성에 대한 저항을 감지하는 저항 감지 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a resistance sensing device and method for sensing resistance to physical properties using ripple reduction technology.

일반적으로 회로는 전압, 전류, 저항, 축전기의 전기적 특성을 감지할 수 있을 뿐, 압력, 온도 등과 같은 물리적 특성을 감지할 수는 없다. 회로가 물리적 특성을 감지하기 위해서는 물리적 특성을 전기적 특성으로 변환하는 역할을 하는 소자, 즉, 센서가 필요하다. In general, a circuit can sense the electrical characteristics of voltage, current, resistance, and capacitor, but not physical properties such as pressure and temperature. In order for the circuit to sense the physical properties, a device that serves to convert the physical properties into electrical properties, that is, a sensor is required.

전자 기술의 발달과 함께, 물리적 특성을 전기적 특성으로 변환하는 센서에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있다. 일반적으로, 센서는 물리적 특성을 감지하여 단일 저항으로 변환함으로써 연결된 회로를 통해 물리적 특성이 감지되도록 한다. With the development of electronic technology, research and development for sensors that convert physical properties into electrical properties are actively being conducted. Generally, a sensor senses a physical property and converts it into a single resistor so that the physical property is sensed through the connected circuit.

한편, 일반적으로, 물리적 특성은 고정된 하나의 값이 아닌 실시간으로 변화하는 값으로 나타날 수 있다. 예를 들어, 맥파와 같이 실시간으로 변화하는 신호의 형태를 가지는 물리적 특성이 있을 수 있다. 이러한 물리적 특성의 경우 실시간으로 변화하기 때문에 정확한 측정이 어려우며, 이에 따라, 오차를 최소화하고 물리적 특성에 대한 보다 정확한 감지를 위한 방안이 요구된다. On the other hand, in general, a physical property may appear as a value that changes in real time rather than a fixed one. For example, there may be a physical property having a form of a signal that changes in real time, such as a pulse wave. In the case of these physical properties, it is difficult to measure accurately because it changes in real time. Accordingly, a method for minimizing errors and more accurate detection of physical properties is required.

한국등록특허 제10-1125236호 (2012년 03월 02일 등록)Korean Registered Patent No. 10-1125236 (registered on March 02, 2012)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 물리적 특성에 대해 획득된 저항 값을 전압으로 변환시키고 변환된 전압에 리플 감소 회로를 통해 제공된 피드백 전류를 이용하여 저항 값에 대한 전압을 보정함으로써 보다 정확하게 물리적 특성을 감지하는 저항 감지 장치를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to convert the resistance value obtained for a physical property into a voltage and to correct the physical property more accurately by correcting the voltage for the resistance value using a feedback current provided through a ripple reduction circuit to the converted voltage. It is to provide a resistance sensing device for sensing.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 바로 제한되지 않으며, 언급되지는 않았으나 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있는 목적을 포함할 수 있다.However, the problems to be solved by the present invention are not limited to those mentioned above, but are not mentioned, but include the purpose that can be clearly understood by those skilled in the art from the following description can do.

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치는, 물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시키는 센서부와, 상기 센서부와 연결되어 상기 저항 값에 대한 신호에 포함된 리플을 제거하는 피드백 전류를 생성하여, 상기 저항 값을 상기 리플이 제거된 전압으로 변환하는 전압 변환부와, 상기 리플이 제거된 전압을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, 상기 AC 전압에 대해 필터링을 수행하는 필터링부를 포함할 수 있다.The resistance sensing device according to an embodiment of the present invention generates a feedback current for removing a ripple included in a signal for the resistance value, and a sensor unit for obtaining a physical signal and converting it into a resistance value. By doing so, it may include a voltage converter for converting the resistance value into a voltage from which the ripple is removed, and a filtering unit for dividing the voltage from which the ripple is removed into AC voltage and DC voltage, and filtering the AC voltage. have.

또한, 상기 저항 값은, 상기 물리적 신호의 특성에 기초하여, 일정한 값 또는 가변적인 값을 포함할 수 있다. In addition, the resistance value may include a constant value or a variable value based on the characteristics of the physical signal.

또한, 상기 전압 변환부는 초퍼부, 리플 감소부 및 증폭부를 더 포함하고, 상기 초퍼부의 출력단은 상기 리플 감소부의 출력단 및 상기 증폭부의 입력단과 연결되고, 상기 리플 감소부의 입력단은 상기 증폭부의 출력단과 연결될 수 있다. In addition, the voltage conversion unit further includes a chopper unit, a ripple reduction unit, and an amplification unit, and the output terminal of the chopper unit is connected to the output terminal of the ripple reduction unit and the input terminal of the amplification unit, and the input terminal of the ripple reduction unit is connected to the output terminal of the amplification unit. Can.

또한, 상기 리플 감소부는 상기 증폭부를 통해 출력되는 전압을 이용하여 리플의 크기에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 리플의 크기에 대응하되 상기 리플을 제거시키는 상기 피드백 전류를 생성하며, 상기 전압 변환부는 상기 리플 감소부를 이용하여 상기 피드백 전류를 제공할 수 있다. In addition, the ripple reduction unit obtains information about the size of the ripple using the voltage output through the amplification unit, and generates the feedback current corresponding to the size of the ripple based on the obtained information, but removing the ripple. The voltage converter may provide the feedback current by using the ripple reduction unit.

또한, 상기 물리적 신호를 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital converter)부를 포함하고, 상기 ADC는, 상기 필터링이 수행되지 않은 상기 DC 전압과 상기 필터링이 수행된 상기 AC 전압을 디지털 신호로 변환할 수 있다. In addition, an analog to digital converter (ADC) unit for converting the physical signal into a digital signal, wherein the ADC converts the DC voltage and the AC voltage on which the filtering is not performed to a digital signal. Can.

또한, 상기 필터링부는 밴드패스필터(band pass filter, BPF)를 포함할 수 있다. Also, the filtering unit may include a band pass filter (BPF).

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치는, 물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시키는 단계와, 상기 저항 값에 대한 신호에 포함된 리플을 제거하는 피드백 전류를 생성하는 단계와, 상기 저항 값을 상기 리플이 제거된 전압으로 변환하는 시키는 단계와, 상기 리플이 제거된 전압을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, 상기 AC 전압에 대해 필터링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. The resistance detecting apparatus according to an embodiment of the present invention includes the steps of obtaining a physical signal and converting it into a resistance value, generating a feedback current removing ripple included in the signal for the resistance value, and the resistance value And converting the ripple-removed voltage into an AC voltage, and dividing the ripple-removed voltage into an AC voltage and a DC voltage, and filtering the AC voltage.

또한, 상기 저항 값은, 상기 물리적 신호의 특성에 기초하여, 일정한 값 또는 가변적인 값을 포함할 수 있다. In addition, the resistance value may include a constant value or a variable value based on the characteristics of the physical signal.

또한, 상기 피드백 전류를 생성하는 단계는, 상기 변환된 전압을 이용하여 리플의 크기에 대한 정보를 획득하는 단계와, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 리플의 크기에 대응하되 상기 리플을 제거시키는 상기 피드백 전류를 생성하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the generating of the feedback current may include obtaining information about the size of the ripple using the converted voltage, and corresponding to the size of the ripple based on the obtained information, but removing the ripple. And generating a feedback current.

또한, 상기 물리적 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하고, 상기 디지털 신호로 변환하는 단계는, 상기 필터링이 수행되지 않은 상기 DC 전압과 상기 필터링이 수행된 상기 AC 전압을 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, the step of converting the physical signal to a digital signal, and the step of converting the digital signal, the step of converting the DC voltage and the AC voltage is the filtering is not performed is converted to a digital signal It may include.

또한, 상기 필터링을 수행하는 단계는, 밴드패스필터(band pass filter, BPF)를 이용하여 상기 필터링을 수행하는 단계를 포함할 수 있다. Also, the step of performing the filtering may include performing the filtering using a band pass filter (BPF).

본 발명의 실시예에 따른 저항 감지 장치 및 방법은, 리플 감소부를 이용하여 물리적 특성의 저항 값에 의한 전압을 보정함으로써 보다 정확하게 물리적 특성이 감지되도록 할 수 있다. The resistance sensing apparatus and method according to an embodiment of the present invention may allow the physical characteristics to be detected more accurately by correcting the voltage based on the resistance value of the physical characteristics using a ripple reduction unit.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the effects that can be obtained in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects that are not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description. Will be able to.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치의 개념도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치의 기능적 구성의 예를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 방법의 각 단계의 흐름의 예를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치의 회로의 예와 저항 감지 장치에 의해 출력되는 전류 및 전압의 예를 도시한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치 및 방법에 의해 리플이 감소된 저항의 전류에 대한 결과의 예를 도시한다.
1 is a conceptual diagram of a resistance sensing device according to an embodiment of the present invention.
2 shows an example of a functional configuration of a resistance sensing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 shows an example of the flow of each step of the resistance detection method according to an embodiment of the present invention.
4 shows an example of a circuit of a resistance sensing device and an example of current and voltage output by the resistance sensing device according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 shows an example of the result for the current of the resistance is reduced ripple by the resistance sensing device and method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범주는 청구항에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them will be clarified with reference to embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and those skilled in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person of the scope of the invention, and the scope of the invention is only defined by the claims.

본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 실시예들을 설명함에 있어 실제로 필요한 경우 외에는 생략될 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 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.In describing the embodiments of the present invention, detailed descriptions of known functions or configurations will be omitted except when actually necessary in describing the embodiments of the present invention. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in an embodiment of the present invention, which may vary according to a user's or operator's intention or practice. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로서 이해되어야 한다.The present invention can be applied to various changes and may include various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood as including all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various components, but the corresponding components are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is said to be'connected' or'connected' to another component, it is understood that other components may be directly connected to or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치의 개념도를 도시한다.1 is a conceptual diagram of a resistance sensing device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 저항 감지 장치(100)는 센서부(110), 전압 변환부(120), 필터링부(130), ADC(analog-digital converter)(140) 및 인터페이스(150)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the resistance sensing device 100 includes a sensor unit 110, a voltage converter 120, a filtering unit 130, an analog-digital converter (ADC) 140, and an interface 150 Can.

센서부(110)는 압력, 온도, 맥파 등과 같은 물리적 특성을 센싱하여 저항 값으로 변환할 수 있다. 센서부(110)는 전압 변환부(120)와 연결될 수 있다. 센서부(110)의 일단은 전원(VDD)과 연결되고, 타단은 전압 변환부(120)의 다른 구성(초퍼부(121))과 연결될 수 있다. The sensor unit 110 may sense physical characteristics such as pressure, temperature, pulse wave, and the like, and convert it into a resistance value. The sensor unit 110 may be connected to the voltage converter 120. One end of the sensor unit 110 may be connected to a power source V DD , and the other end of the sensor unit 110 may be connected to another component (chopper unit 121) of the voltage converter 120.

전압 변환부(120)는 센서부(110)의 단일 모드의 저항 값을 차동 모드의 전압으로 변환할 수 있다. 전압 변환부(120)는 일정한 저항 값, 예를 들면 특정한 저항 소자의 경우 일정한 전압(DC 전압)으로 변환하고, 변화하는 저항 값, 예를 들면 실시간으로 변화하는 물리적 특성에 대한 저항 값의 경우 변화하는 전압(AC 전압)으로 변환할 수 있다. The voltage converter 120 may convert the resistance value of the single mode of the sensor unit 110 into the voltage of the differential mode. The voltage converter 120 converts a constant resistance value, for example, a constant voltage (DC voltage) in the case of a specific resistance element, and changes a resistance value, for example, a resistance value for a physical property that changes in real time. Can be converted to a voltage (AC voltage).

구체적으로, 전압 변환부(120)는 초퍼부(121), 증폭부(123), 리플 감소부(125)를 포함할 수 있다. Specifically, the voltage converter 120 may include a chopper part 121, an amplification part 123, and a ripple reduction part 125.

초퍼부(121)의 입력단은 센서부(110)와 연결되고, 출력단은 증폭부(123)의 입력단과 리플 감소부(125)의 출력단과 연결될 수 있다. 이러한 연결에 기초하여, 초퍼부(121)는 단일 모드의 전압이 인가됨에 의해 따라 생성되는 저항 값이 반영된 전류를 차동 모드로 변환하고, 증폭부(123)에 제공할 수 있다. The input terminal of the chopper unit 121 may be connected to the sensor unit 110, and the output terminal may be connected to the input terminal of the amplification unit 123 and the output terminal of the ripple reduction unit 125. Based on this connection, the chopper unit 121 may convert a current reflecting a resistance value generated by applying a single mode voltage to a differential mode and provide it to the amplifying unit 123.

증폭부(123)는 초퍼부(121)에 의해 차동 모드로 변환된 전류를 제공받아 전압 신호로 변환할 수 있다. 증폭부(123)의 입력단은 초퍼부(121)의 출력단 및 리플 감소부(125)의 출력단과 연결될 수 있다. The amplification unit 123 may receive the current converted into the differential mode by the chopper unit 121 and convert it into a voltage signal. The input terminal of the amplifying unit 123 may be connected to the output terminal of the chopper unit 121 and the output terminal of the ripple reduction unit 125.

리플 감소부(125)는 증폭부(123)에 의해 출력되는 신호에 대해 피드백 전류를 제공하여 신호에 포함되는 리플을 감소시킬 수 있다. 리플 감소부(125)의 입력단은 증폭부(123)의 출력단과 연결되고, 출력단은 초퍼부(121)의 출력단 및 증폭부(123)의 입력단과 연결될 수 있다. 이러한 연결에 기초하여, 리플 감소부(125)는 피드백 전류를 주기적으로 또는 연속적으로 제공할 수 있다. The ripple reduction unit 125 may reduce the ripple included in the signal by providing a feedback current for the signal output by the amplification unit 123. The input terminal of the ripple reduction unit 125 may be connected to the output terminal of the amplifying unit 123, and the output terminal may be connected to the output terminal of the chopper unit 121 and the input terminal of the amplifying unit 123. Based on this connection, the ripple reduction unit 125 may provide the feedback current periodically or continuously.

전압 변환부(120)에 의해 변환된 전압은 AC와 DC로 구분되어 각각 서로 다른 구성으로 제공될 수 있다. 구체적으로, 전압 변환부(120)에 의해 변환된 전압 중 AC는 필터링부(130)로 제공되어 필터링부(130)에 의해 필터링된 후 ADC(140)로 제공되고, DC는 곧바로 ADC(140)로 제공될 수 있다. The voltage converted by the voltage converter 120 is divided into AC and DC, and may be provided in different configurations. Specifically, among the voltages converted by the voltage converter 120, AC is provided to the filtering unit 130, filtered by the filtering unit 130, and then provided to the ADC 140, and DC is directly the ADC 140 It can be provided as.

ADC(140)는 제공받은 신호를 디지털 신호로 변환하여 인터페이스(150)에 제공할 수 있다. 인터페이스(150)는 변환된 디지털 신호를 다른 장치에 제공할 수 있다. 인터페이스(150)는 예를 들어 SPI(Serial Peripheral Interface)를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 버스(bus)로서 기능하는 다양한 인터페이스로 구현될 수 있다. The ADC 140 may convert the received signal into a digital signal and provide it to the interface 150. The interface 150 may provide the converted digital signal to other devices. The interface 150 may include, for example, a Serial Peripheral Interface (SPI), but is not limited thereto, and may be implemented with various interfaces that function as a bus.

인터페이스(150)를 통해 변환된 디지털 신호는 MCU(Micro Controller Unit)에 제공될 수 있다. MCU는 대부분의 전자제품에 포함되어 기능을 컨트롤하는 역할을 하는 반도체일 수 있으며, 이와 관련하여서는 통상의 기술자에게 용이한 바 생략하겠다. The digital signal converted through the interface 150 may be provided to a microcontroller unit (MCU). The MCU may be a semiconductor included in most electronic products and serves to control functions, and in this regard, it will be omitted as it is easy for a person skilled in the art.

이상에서는 저항 감지 장치(100)의 구성의 예에 대해 개념적으로 설명한 것으로, 저항 감지 장치(100)의 보다 구체적인 회로의 예시는 도 4에서 후술하겠다. In the above, an example of the configuration of the resistance sensing device 100 is conceptually described, and an example of a more specific circuit of the resistance sensing device 100 will be described later in FIG. 4.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차폐 장치의 기능적 구성의 예를 도시한다. 이하 사용되는 '…부'등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 2 shows an example of a functional configuration of a shielding device according to an embodiment of the present invention. Used below… The term'sub' means a unit that processes at least one function or operation, which may be implemented by hardware or software, or a combination of hardware and software.

도 2를 참조하면, 저항 감지 장치(100)는 센서부(110), 전압 변환부(120), 필터링부(130), ADC(140)를 포함할 수 있다. 여기서, 전압 변환부(120)는 초퍼부(121), 증폭부(123), 리플 감소부(125)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 2, the resistance sensing device 100 may include a sensor unit 110, a voltage converter 120, a filtering unit 130, and an ADC 140. Here, the voltage conversion unit 120 may be composed of a chopper unit 121, an amplification unit 123, and a ripple reduction unit 125.

센서부(110)는 물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시킬 수 있다. 물리적 신호는 압력, 온도, 맥파 등과 같은 물리적 특성을 나타내는 신호로, 이러한 신호는 일정한 값을 가지거나 가변적인 값으로 나타날 수 있다. 센서부(110)는 저항 감지 장치(100)의 외부로 노출되어 물리적 신호를 획득하도록 배치될 수 있다. The sensor unit 110 may acquire a physical signal and convert it into a resistance value. The physical signal is a signal representing physical characteristics such as pressure, temperature, pulse wave, etc., and the signal may have a constant value or a variable value. The sensor unit 110 may be disposed to obtain a physical signal by being exposed to the outside of the resistance sensing device 100.

전압 변환부(120)는 센서부(110)의 저항 값에 따라 전원(VDD)에 의한 입력 전압을 저항 값이 반영된 전류로 변환함으로써, 저항 값에 따른 전류가 형성되도록 할 수 있다. 구체적으로, 전압 변환부(120)는 전원(VDD)이 센서부(110)의 일단과 연결됨에 기초하여, 센서부(110)의 저항 값에 대해 전압(입력 전압)을 인가시켜 저항 값이 반영된 전류로 변환할 수 있다. 이 때, 변환된 전류는 단일 모드일 수 있는 데, 전압 변환부(120)는 저항 값이 반영된 전류에 대해 차동 모드로 변환 및 리플을 저감하는 피드백 전류를 이용하여 변환된 전압을 보정하여 필터링부(130)에 제공할 수 있다. 즉, 전압 변환부(120)는 센서부(110)에 의한 저항 값을 리플이 제거된 전압으로 변환할 수 있다. The voltage converter 120 converts the input voltage by the power source V DD into a current reflecting the resistance value according to the resistance value of the sensor unit 110 so that a current according to the resistance value is formed. Specifically, the voltage converter 120 applies a voltage (input voltage) to the resistance value of the sensor unit 110 based on the power source V DD being connected to one end of the sensor unit 110 to obtain a resistance value. It can be converted into reflected current. At this time, the converted current may be a single mode, and the voltage converter 120 corrects the converted voltage by using a feedback current that reduces the ripple and converts to a differential mode for the current reflecting the resistance value and filters (130). That is, the voltage converter 120 may convert the resistance value by the sensor unit 110 to a voltage from which ripple is removed.

전압 변환부(120)의 각 구성을 중심으로 살펴보도록 하겠다.We will look at each configuration of the voltage converter 120.

초퍼부(121)는 센서부(110)의 타단, 즉 전원(VDD)와 연결되지 않은 타단과 연결될 수 있다. 이에 기초하여, 초퍼부(121)는 센서부(110)에 전압이 제공됨에 대응하여 생성되는 전류 값에 대한 단일 모드의 신호를 입력받을 수 있다. 초퍼부(121)는 단일 모드로 입력되는 신호를 차동 모드로 변환함으로써 저항 감지의 해상도를 향상시킬 수 있다. 초퍼부(121)에 의해 출력되는 신호는 증폭부(123)로 인가될 수 있다. The chopper part 121 may be connected to the other end of the sensor part 110, that is, the other end that is not connected to the power source V DD . Based on this, the chopper unit 121 may receive a signal in a single mode for the current value generated in response to the voltage being provided to the sensor unit 110. The chopper unit 121 may improve the resolution of resistance sensing by converting a signal input in a single mode into a differential mode. The signal output by the chopper part 121 may be applied to the amplification part 123.

증폭부(123)는 초퍼부(121)에 의해 차동 모드로 변환된 전류 신호를 전압 신호로 변환할 수 있다. 증폭부(123)는 변환된 전압 신호를 리플 감소부(125)와 필터링부(130)에 각각 제공할 수 있다. The amplification unit 123 may convert a current signal converted into a differential mode by the chopper unit 121 into a voltage signal. The amplification unit 123 may provide the converted voltage signal to the ripple reduction unit 125 and the filtering unit 130, respectively.

리플 감소부(125)는 증폭부(123)로부터 신호를 수신하는 것에 기초하여 신호에 리플이 포함되어 있는지 여부를 판별할 수 있다. 리플 감소부(125)는 신호가 제공됨에 따라 신호에 존재하는 리플의 크기를 측정하여, 리플의 크기에 대응하되 리플을 상쇄시키는 피드백 전류를 생성할 수 있다. The ripple reduction unit 125 may determine whether ripple is included in the signal based on receiving the signal from the amplification unit 123. The ripple reduction unit 125 may measure the magnitude of ripple present in the signal as the signal is provided, and generate a feedback current corresponding to the ripple size but canceling the ripple.

리플 감소부(125)는 피드백 전류를 생성하여 증폭부(123)의 입력단(또는 초퍼부(121)의 출력단)에 제공함으로써 증폭부(123)에 인가되는 신호에 포함되는 리플을 제거(상쇄)할 수 있다. 리플 감소부(125)는 증폭부(123)에 의해 출력되는 신호에 대해 리플 여부를 지속적으로 측정하여 피드백 전류를 갱신할 수 있다. 이를 위해, 리플 감소부(125)와 증폭부(123)는 서로의 입력단과 출력단이 연결되는 형태, 즉 루프와 같은 형태로 연결될 수 있다. The ripple reduction unit 125 generates a feedback current and provides it to an input terminal (or an output terminal of the chopper unit 121) of the amplifying unit 123, thereby removing ripples included in the signal applied to the amplifying unit 123 (offset). can do. The ripple reduction unit 125 may update the feedback current by continuously measuring the ripple of the signal output by the amplification unit 123. To this end, the ripple reduction unit 125 and the amplification unit 123 may be connected to each other in a form in which the input terminal and the output terminal are connected, that is, in the form of a loop.

한편, 리플이 상쇄된 신호는 전압 신호일 수 있고, 필터링부(130)는 리플이 상쇄된 신호을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, AC 전압에 대해 필터링을 수행할 수 있다. 필터링부(130)는 전압 변환부(120)와 직렬로 연결되어 DC 전압을 제거하고 AC 전압의 크기가 증폭되도록 할 수 있다. 필터링부(130)는 저항 값과 관련된 신호의 주파수 대역 이외의 부분(예: 전원의 주파수 대역 60Hz), 즉 대부분 노이즈와 관련된 주파수 대역을 필터링할 수 있다. 필터링부(130)는 예를 들면, 밴드패스필터(band pass filter, BPF)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the ripple canceled signal may be a voltage signal, and the filtering unit 130 may divide the ripple canceled signal into AC voltage and DC voltage, and perform filtering on the AC voltage. The filtering unit 130 may be connected to the voltage converter 120 in series to remove the DC voltage and allow the magnitude of the AC voltage to be amplified. The filtering unit 130 may filter a portion other than the frequency band of the signal related to the resistance value (eg, the frequency band of the power supply 60Hz), that is, a frequency band mostly related to noise. The filtering unit 130 may include, for example, a band pass filter (BPF).

ADC(140)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 바꾸는 컨버터로서, 필터링이 수행되지 않은 DC 전압을 디지털 신호로 변환하고, 필터링이 수행된 AC 전압을 디지털 신호로 변환할 수 있다. ADC(140)는 통상의 기술자에게 용이한 바 자세한 설명을 생략하겠다. The ADC 140 is a converter that converts an analog signal to a digital signal, and converts a DC voltage that has not been filtered into a digital signal, and converts the AC voltage that has been filtered into a digital signal. The ADC 140 is easy for a person skilled in the art, and a detailed description will be omitted.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 방법의 각 단계의 흐름의 예를 도시한다. Figure 3 shows an example of the flow of each step of the resistance detection method according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 센서부(110)에 의해 물리적 신호는 저항 값으로 변환될 수 있다(S110). 예를 들어, 센서부(110)에 압력 또는 온도와 같은 물리적 신호(또는 물리적 저항)가 가해지면 센서부(110)의 저항이 변하게 되는데, 센서부(110)에 의해 이러한 저항의 변화가 측정됨에 기초하여 물리적 신호가 저항 값으로 변환된다. 이러한 경우, 저항 값은 대체적으로 일정한 값으로 나타나는 R과 가변적인 값으로 나타나는 R의 합의 형태로 나타날 수 있다. Referring to FIG. 3, a physical signal may be converted into a resistance value by the sensor unit 110 (S110 ). For example, when a physical signal (or physical resistance), such as pressure or temperature, is applied to the sensor unit 110, the resistance of the sensor unit 110 changes, but the change in resistance is measured by the sensor unit 110. Based on this, the physical signal is converted into a resistance value. In this case, the resistance value may be represented by the sum of R represented by a constant value and R represented by a variable value.

저항 값은 전압이 인가됨에 따라 전류 신호의 형태로 전압 변환부(120)에 제공될 수 있다. 전압 변환부(120)의 리플 감소부(125)에 의해 저항 값에 대한 신호의 리플을 상쇄(또는 제거)하는 피드백 전류가 생성될 수 있다(S120). 구체적으로, 리플 감소부(125)는 증폭부(123)를 통해 출력되는 신호를 식별하여, 이에 포함되는 리플을 측정할 수 있다. 이에 따라, 리플 감소부(125)는 리플을 상쇄하는 피드백 전류를 생성할 수 있다. The resistance value may be provided to the voltage converter 120 in the form of a current signal as voltage is applied. A feedback current that cancels (or removes) the ripple of the signal with respect to the resistance value may be generated by the ripple reduction unit 125 of the voltage converter 120 (S120). Specifically, the ripple reduction unit 125 may identify a signal output through the amplification unit 123 and measure the ripple included therein. Accordingly, the ripple reduction unit 125 may generate a feedback current that cancels the ripple.

이 때, 저항 값에 대한 신호에 리플이 포함될 수 있는데, 피드백 전류가 저항 값에 대한 신호에 제공됨으로써, 저항 값에 대한 신호의 리플이 상쇄될 수 있다(S130). 피드백 전류는 초퍼부(121)와 증폭부(123)의 사이로 인가되고, 초퍼부(121)에 의해 출력되는 신호에 리플이 상쇄된 후 증폭부(123)로 인가될 수 있다. At this time, a ripple may be included in the signal for the resistance value. By providing a feedback current to the signal for the resistance value, the ripple of the signal for the resistance value may be canceled (S130). The feedback current may be applied between the chopper part 121 and the amplifying part 123, and may be applied to the amplifying part 123 after ripple is canceled out by the signal output by the chopper part 121.

이에 따라, 증폭부(123)는 리플이 상쇄된 신호를 생성할 수 있다. 리플이 상쇄된 신호는 필터링부(130)에 의해 AC 전압과 DC 전압으로 구분되고, AC 전압에 대해서 필터링이 수행될 수 있다(S140). Accordingly, the amplifying unit 123 may generate a signal whose ripple is canceled. The ripple canceled signal is divided into an AC voltage and a DC voltage by the filtering unit 130, and filtering may be performed on the AC voltage (S140).

경우에 따라, 리플이 상쇄된 신호는, 전압 신호일 수 있고, AC 전압과 DC 전압의 합의 형태로 나타날 수 있다. 여기서, AC 전압은 가변적인 저항에 대한 전압일 수 있고, DC 전압은 일정한 값을 가지는 저항에 대한 전압일 수 있다. 전압이 AC 전압 및 DC 전압의 합의 형태로 나타나는 이유는 센서부(110)에 의해 센싱된 물리적 신호의 특성에 의해 저항 값이 일정한 값으로 나타나는 R과 가변적인 값으로 나타나는 R의 합의 형태로 나타나기 때문일 수 있다. In some cases, the ripple canceled signal may be a voltage signal, and may appear in the form of a sum of AC voltage and DC voltage. Here, the AC voltage may be a voltage for a variable resistor, and the DC voltage may be a voltage for a resistor having a constant value. The reason why the voltage appears in the form of the sum of the AC voltage and the DC voltage is that the resistance value is represented by a constant value of R and a variable value of R due to the characteristics of the physical signal sensed by the sensor unit 110. Can.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치의 회로의 예와 저항 감지 장치에 의해 출력되는 전류 및 전압의 예를 도시한다. 도 4의 회로(200)는 저항 감지 장치(100)를 구성하는 회로의 적어도 일부일 수 있으며, 이에 의해 본 발명의 저항 감지 장치(100)가 제한되지 않는다. 4 shows an example of a circuit of a resistance sensing device and an example of current and voltage output by the resistance sensing device according to an embodiment of the present invention. The circuit 200 of FIG. 4 may be at least a part of a circuit constituting the resistance sensing device 100, and the resistance sensing device 100 of the present invention is not limited thereby.

도 4의 회로(200)는 센서부(110), 초퍼부(121), 증폭부(123), 리플 감소부(125)를 포함한다. The circuit 200 of FIG. 4 includes a sensor unit 110, a chopper unit 121, an amplification unit 123, and a ripple reduction unit 125.

센서부(110)는 전원(VDD)에 의해 전압이 인가됨에 기초하여 물리적 신호를 센싱하여 저항 값으로 변환한다. 센서부(110)는 저항값을 측정하고자 하는 저항 소자인 RSENSE의 변화를 통해 물리적 신호를 센싱할 수 있다. 예를 들어, 센서부(110)는 맥파라는 물리적 신호와 관련하여, 맥파의 압력에 의해 저항 변화를 감지하여, 맥파를 저항 값으로 나타낼 수 있다. 한편, 맥파와 같은 물리적 신호는 실시간으로 변화하기 때문에, 'R+R'의 형태로 나타날 수 있다. The sensor unit 110 senses a physical signal based on the voltage applied by the power source V DD to convert it into a resistance value. The sensor unit 110 may sense a physical signal through a change in R SENSE , which is a resistance element to measure a resistance value. For example, the sensor unit 110 may detect a change in resistance by the pressure of the pulse wave in relation to a physical signal called pulse wave, and indicate the pulse wave as a resistance value. Meanwhile, since a physical signal such as a pulse wave changes in real time, it may appear in the form of'R+R'.

센서부(110)는 그 일단이 전원(VDD)에 연결되고, 그 타단이 초퍼부(121)의 제1 스위치(121-1) 및 제3 스위치(121-3)의 일단에 각각 연결될 수 있다. 초퍼부(121)는 센서부(110)와의 연결에 기초하여, 전압을 단일 모드로 입력 받게 된다. 초퍼부(121)는 입력된 전압을 기준 전압을 중심으로 서로 대칭되는 구형파 형태의 제1 차동 전압(VOP) 및 제2 차동 전압(VON)으로 변환하여 출력한다. One end of the sensor unit 110 is connected to the power supply V DD , and the other end of the sensor unit 110 may be connected to one end of the first switch 121-1 and the third switch 121-3 of the chopper unit 121, respectively. have. The chopper part 121 receives a voltage in a single mode based on the connection with the sensor part 110. The chopper unit 121 converts the input voltage to a first differential voltage (V OP ) and a second differential voltage (V ON ) in the form of square waves that are symmetrical to each other around the reference voltage, and outputs the converted voltage.

초퍼부(121)는 제1 스위치(121-1), 제2 스위치(121-2), 제3 스위치(121-3), 제4 스우치(121-4)를 포함할 수 있고, 각각의 스위치의 온(on)/오프(off)를 이용하여 전압을 단일 모드에서 차동 모드로 변환하여 출력할 수 있다. 이 때, 일부 스위치는 동일한 시점, 즉 동일 클락에 온오프가 제어된다. The chopper part 121 may include a first switch 121-1, a second switch 121-2, a third switch 121-3, and a fourth swatch 121-4, respectively. The voltage can be converted from a single mode to a differential mode using an on/off switch and output. At this time, some switches have on/off control at the same time point, that is, at the same clock.

예를 들어, 제2 스위치(121-2)와 제3 스위치(121-3)가 동일 클락에 온/오프가 이루어지며, 제1 스위치(121-1)와 제4 스위치(121-4)가 동일 클락에 온/오프가 이루어진다. 이와 관련하여, 참조번호 1a를 참조하면, 제1 시점(310)에는 제1 스위치(121-1)와 제4 스위치(121-4)가 온 되고, 제2 시점(320)에는 제2 스위치(121-2)와 제3 스위치(121-3)가 온 될 수 있다. For example, the second switch 121-2 and the third switch 121-3 are turned on/off in the same clock, and the first switch 121-1 and the fourth switch 121-4 are On/off is done in the same clock. In this regard, referring to reference number 1a, the first switch 121-1 and the fourth switch 121-4 are turned on at the first time point 310, and the second switch (at the second time point 320 ). 121-2) and the third switch 121-3 may be turned on.

증폭부(123)는 도시된 바와 같은 두 개의 입력단과 한 개의 출력단을 갖는 복수의 연산 증폭기(operational amplifier)를 포함할 수 있는데, 초퍼부(121)에 의해 차동 모드로 변환된 신호는, 증폭부(123)의 연산 증폭기를 통해 증폭될 수 있다. 예를 들면, 초퍼부(121)에 의한 제1 차동 전압(VON)은 제1 연산 증폭기(123-1)로 인가되고, 제2 차동 전압(VOP)은 제2 연산 증폭기(123-2)로 인가되어, 각각이 증폭되어 출력될 수 있다. The amplifying unit 123 may include a plurality of operational amplifiers having two input terminals and one output terminal as illustrated, and the signal converted into the differential mode by the chopper unit 121 may be an amplifying unit. It can be amplified through the operational amplifier of (123). For example, the first differential voltage V ON by the chopper unit 121 is applied to the first operational amplifier 123-1, and the second differential voltage V OP is the second operational amplifier 123-2. ), each of which can be amplified and output.

또한, 증폭부(123)는 복수의 스위치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 증폭부(123)의 연산 증폭기의 출력단 측에 제5 스위치(123-3), 제6 스위치(123-4), 제7 스위치(123-5), 제8 스위치(123-6)가 배치될 수 있다. 이 때, 제5 스위치(123-3)와 제8 스위치(123-6)는 제1 시점(310)에 온/오프가 이루어지고, 제6 스위치(123-4)와 제7 스위치(123-5)는 제2 시점(320)에 온/오프가 이루어질 수 있다. Also, the amplifying unit 123 may include a plurality of switches. For example, as shown, the fifth switch 123-3, the sixth switch 123-4, the seventh switch 123-5, the eighth on the output end side of the operational amplifier of the amplifier 123 The switch 123-6 can be arranged. At this time, the fifth switch 123-3 and the eighth switch 123-6 are turned on/off at the first time point 310, and the sixth switch 123-4 and the seventh switch 123- 5) may be turned on/off at the second time point 320.

증폭부(123)에 의해 증폭되어 출력되는 전압은 리플 감소부(125)에 제공될 수 있다. 한편, 증폭부(123)에는 도시된 바와 같이 정확도를 떨어뜨리는 원인으로서 작용하는 연산 증폭기의 오프셋 전압(VOS)이 존재할 수 있다. 이에 따라, 필수불가결적으로 증폭부(123)에 의해 최초로 증폭되는 전압, 즉 후술되는 피드백 전류가 제공되기 전의 전압에는 리플이 존재하게 된다. 예를 들어, 참조번호 1b와 같이 출력되는 전압 VOUTP, VOUTN에는 리플인 ERROR가 발생할 수 있다. The voltage amplified and output by the amplifying unit 123 may be provided to the ripple reducing unit 125. On the other hand, the offset voltage (V OS ) of the operational amplifier, which acts as a cause of decreasing accuracy, may be present in the amplifying unit 123. Accordingly, inevitably, ripple is present in the voltage that is first amplified by the amplifying unit 123, that is, the voltage before the feedback current to be described later is provided. For example, ripple ERROR may occur in the output voltages V OUTP and V OUTN as shown in reference number 1b.

리플 감소부(125)는 커패시터(125-1), 초퍼 회로(125-2), 제1 연산기(125-3), 제2 연산기(125-4)를 포함할 수 있다. 커패시터(125-1)는 2개의 입력단 측 각각에 연결되어, 리플 감소부(125)로 인가되는 전압에 포함되는 리플의 크기를 측정할 수 있다. 초퍼 회로(125-2)는 커패시터를 거쳐 출력되는 전압의 경로를 주기적으로 변경하여 제1 연산기(125-3)로 입력되는 리플의 방향을 주기적으로 조정할 수 있다. 이에 따라, 초퍼 회로(125-2)는 제1 연산기(125-3)가 리플에 대한 정보를 축적할 수 있도록 도울 수 있다. The ripple reduction unit 125 may include a capacitor 125-1, a chopper circuit 125-2, a first operator 125-3, and a second operator 125-4. Capacitor 125-1 is connected to each of the two input terminal side, it is possible to measure the size of the ripple included in the voltage applied to the ripple reduction unit 125. The chopper circuit 125-2 may periodically adjust the direction of ripple input to the first operator 125-3 by periodically changing the path of the voltage output through the capacitor. Accordingly, the chopper circuit 125-2 can help the first operator 125-3 to accumulate information about ripple.

초퍼 회로(125-2)를 거쳐 출력된 전압은 제1 연산기(125-3)으로 인가될 수 있다. 제1 연산기(125-3)는 리플에 대한 정보를 축적하여 피드백 전류의 크기를 결정할 수 있다. 예를 들어, 제1 연산기(125-3)는 리플 감소부(125)에 인가되는 전압에 1V 만큼의 리플이 포함되는 경우, 리플의 크기에 대한 정보를 저장하고, 후술되는 제2 연산기(125-4)가 리플을 감소시키는 피드백 전류의 크기를 조정할 수 있다. 그 후 리플 감소부(125)에 인가되는 전압에 1V 이하의 리플이 포함되는 경우, 리플이 제거될 때까지 앞서 설명된 과정을 반복할 수 있다. 만약, 그 후 인가되는 전압의 리플이 없다면 피드백 전류의 크기가 유지되도록 할 수 있다. The voltage output through the chopper circuit 125-2 may be applied to the first operator 125-3. The first operator 125-3 may accumulate information about ripple to determine the magnitude of the feedback current. For example, when the voltage applied to the ripple reduction unit 125 includes 1V of ripple, the first operator 125-3 stores information about the size of the ripple, and the second operator 125 described below -4) can adjust the amount of feedback current to reduce ripple. Thereafter, when the voltage applied to the ripple reduction unit 125 includes a ripple of 1 V or less, the above-described process may be repeated until the ripple is removed. If there is no ripple of the voltage applied thereafter, the magnitude of the feedback current can be maintained.

제2 연산기(125-4)는 제1 연산기(125-3)에 의한 리플의 크기에 대한 정보에 기초하여, 피드백 전류의 크기를 조정할 수 있다. 제2 연산기(125-4)는 예를 들면, 전류 증폭기(transconductor)일 수 있다. 제2 연산기(125-4)에 의해 조정된 피드백 전류는 도시된 바와 같이, 증폭부(123)의 입력단으로 제공되어, 증폭부(123)에서 증폭시키고자 하는 전압, 즉 초퍼부(121)에 의해 제공되는 제1 차동 전압(VOP)과 제2 차동 전압(VON)에 대해 리플을 상쇄시킬 수 있다. 이에 따라, 증폭부(123)에서 출력되는 최종 전압에는 리플이 상쇄되어 나타날 수 있다. The second operator 125-4 may adjust the size of the feedback current based on information about the size of the ripple by the first operator 125-3. The second operator 125-4 may be, for example, a current amplifier (transconductor). The feedback current adjusted by the second operator 125-4 is provided to the input terminal of the amplifying unit 123, as shown, to the voltage to be amplified by the amplifying unit 123, that is, to the chopper unit 121. It is possible to cancel the ripple for the first differential voltage (V OP ) and the second differential voltage (V ON ) provided by. Accordingly, ripple may be canceled out in the final voltage output from the amplifying unit 123.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치 및 방법에 의해 리플이 감소된 저항의 전류에 대한 결과의 예를 도시한다.Figure 5 shows an example of the result for the current of the resistance is reduced ripple by the resistance sensing device and method according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 그래프(300)는 물리적 신호에 대해 전압 변환부(120)를 통해 변환된 전압과 필터링부(130)에 의해 필터링된 전압의 예를 나타낸다. 물리적 신호는 도시된 바와 같이 실시간으로 변화하는 형태로 나타날 수 있다. 이에 따라, 변환된 전압도 실시간으로 변화하는 형태로 나타나게 된다. Referring to FIG. 5, the graph 300 shows an example of a voltage converted by the voltage converter 120 and a voltage filtered by the filtering unit 130 for a physical signal. As shown in the figure, the physical signal may appear in a changing form in real time. Accordingly, the converted voltage also appears in a form of changing in real time.

참조번호 2a는 그래프(300)의 일부를 확대하여 나타낸다. 참조번호 2a에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치(100) 및 방법에 의해 획득되는 전압은 에러로서 작용하는 연산 증폭기의 오프셋 전압(VOS)에 의해 발생되는 리플이 제거됨으로써 물리적 신호와 같은 형태로 출력됨을 확인할 수 있다. Reference numeral 2a shows an enlarged part of the graph 300. According to reference number 2a, the voltage obtained by the resistance sensing device 100 and the method according to an embodiment of the present invention is physically eliminated by the ripple generated by the offset voltage (V OS ) of the operational amplifier acting as an error You can see that it is output in the same form as the signal.

필터링부(130)에 의해 필터링된 전압을 보면, 필터링 전의 전압에서 불필요한 신호가 제거됨으로서, 물리적 신호의 특징이 더욱 잘 나타남을 알 수 있다. When looking at the voltage filtered by the filtering unit 130, it can be seen that unnecessary signals are removed from the voltage before filtering, so that the characteristics of the physical signal are better displayed.

이러한 필터링은 ADC로 입력되기 전에 수행되기 때문에, 즉 아날로그 단에서 필터링이 수행되기 때문에, 디지털 시스템의 일부 구성이 생략될 수 있어 시스템을 소형화시킬 수 있고, 또한 입력되는 신호에 대한 SNR(signal to noise ratio)을 높일 수 있다. Since this filtering is performed before being input to the ADC, that is, filtering is performed at the analog stage, some components of the digital system may be omitted, thereby miniaturizing the system, and also signal to noise (SNR) for the input signal. ratio).

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치(100) 및 방법은, 단일 모드로 입력되는 물리적 신호의 저항 값에 대해 차동 모드로 변환함으로써 저항 감지의 해상도를 향상시켜, 저항 값에 대한 전압(또는 전압을 나타내는 신호)에 물리적 신호의 특성이 더욱 잘 드러나도록 하여 정확한 저항 감지가 이루어지도록 할 수 있다. Resistance detection apparatus 100 and method according to an embodiment of the present invention, by improving the resolution of the resistance detection by converting to a differential mode for the resistance value of the physical signal input in a single mode, the voltage (or The signal representing the voltage) can make the characteristics of the physical signal more visible, so that accurate resistance detection can be achieved.

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치(100) 및 방법은, 리플 감소부(125)를 통해 전압에 포함되는 리플이 상쇄되도록 함으로써 전압에 포함되는 오차를 최소화하여 정확한 저항 감지가 이루어지도록 할 수 있다. Resistance detection apparatus 100 and method according to an embodiment of the present invention, by making the ripple included in the voltage cancel out through the ripple reduction unit 125 to minimize the error included in the voltage to ensure accurate resistance detection Can.

본 발명의 일 실시예에 따른 저항 감지 장치(100) 및 방법은 전압 변환부(120)에 의해 변환된 전압의 필터링이 ADC로 입력되기 전 필터링부(130)에 의해 수행, 즉 아날로그 단에서 필터링이 수행되기 때문에, 디지털 시스템의 일부 구성이 생략될 수 있어 시스템을 소형화시킬 수 있고, 또한 입력되는 신호에 대한 SNR(signal to noise ratio)을 높일 수 있다.The resistance detecting apparatus 100 and the method according to an embodiment of the present invention are performed by the filtering unit 130 before filtering of the voltage converted by the voltage converter 120 is input to the ADC, that is, filtering at an analog stage Since this is performed, some components of the digital system may be omitted, so that the system may be miniaturized, and signal to noise ratio (SNR) for an input signal may be increased.

본 명세서에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방식으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.Combinations of each block in the block diagrams and respective steps in the flowcharts attached to this specification may be performed by computer program instructions. These computer program instructions may be mounted on a processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, so that instructions performed through a computer or other programmable data processing equipment processor may be used in each block or flowchart of the block diagram. In each step, means are created to perform the functions described. These computer program instructions can also be stored in computer readable or computer readable memory that can be oriented to a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular way, so that computer readable or computer readable memory The instructions stored in it are also possible to produce an article of manufacture containing instructions means for performing the functions described in each step of each block or flowchart of the block diagram. Computer program instructions can also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, so a series of operational steps are performed on a computer or other programmable data processing equipment to create a process that is executed by the computer to create a computer or other programmable data. It is also possible for instructions to perform processing equipment to provide steps for performing the functions described in each block of the block diagram and in each step of the flowchart.

또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.Further, each block or each step can represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible that the functions mentioned in blocks or steps occur out of order. For example, two blocks or steps shown in succession may in fact be executed substantially simultaneously, or it is also possible that the blocks or steps are sometimes performed in reverse order depending on the corresponding function.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential quality of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present specification are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the claims below, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

100: 저항 감지 장치
110: 센서부
120: 전압 변환부
121: 초퍼부
123: 증폭부
125: 리플 감소부
130: 필터링부
140: ADC
100: resistance sensing device
110: sensor unit
120: voltage converter
121: chopper part
123: amplification section
125: ripple reduction unit
130: filtering unit
140: ADC

Claims (9)

물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시키는 센서부와,
상기 센서부와 연결되어 상기 저항 값에 대한 신호에 포함된 리플을 제거하는 피드백 전류를 생성하여, 상기 저항 값을 상기 리플이 제거된 전압으로 변환하는 전압 변환부와,
상기 리플이 제거된 전압을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, 상기 AC 전압에 대해 필터링을 수행하는 필터링부를 포함하는
저항 감지 장치.
A sensor unit that acquires a physical signal and converts it into a resistance value,
A voltage converter connected to the sensor unit to generate a feedback current for removing ripple included in the signal for the resistance value, and converting the resistance value into a voltage from which the ripple is removed;
And a filtering unit for dividing the voltage from which the ripple is removed into AC voltage and DC voltage, and filtering the AC voltage.
Resistance sensing device.
제1항에 있어서,
상기 전압 변환부는 초퍼부, 리플 감소부 및 증폭부를 더 포함하고,
상기 초퍼부의 출력단은 상기 리플 감소부의 출력단 및 상기 증폭부의 입력단과 연결되고,
상기 리플 감소부의 입력단은 상기 증폭부의 출력단과 연결되는
저항 감지 장치.
According to claim 1,
The voltage converter further includes a chopper part, a ripple reduction part, and an amplification part,
The output terminal of the chopper unit is connected to the output terminal of the ripple reduction unit and the input terminal of the amplification unit,
The input terminal of the ripple reduction unit is connected to the output terminal of the amplification unit
Resistance sensing device.
제2항에 있어서,
상기 리플 감소부는
상기 증폭부를 통해 출력되는 전압을 이용하여 리플의 크기에 대한 정보를 획득하고, 상기 획득된 정보에 기초하여 상기 리플의 크기에 대응하되 상기 리플을 제거시키는 상기 피드백 전류를 생성하며,
상기 전압 변환부는 상기 리플 감소부를 이용하여 상기 피드백 전류를 제공하는
저항 감지 장치.
According to claim 2,
The ripple reduction unit
Acquiring information about the size of the ripple using the voltage output through the amplifying unit, and generating the feedback current corresponding to the size of the ripple but removing the ripple based on the obtained information,
The voltage converter provides the feedback current using the ripple reduction unit
Resistance sensing device.
제1항에 있어서,
상기 리플이 제거된 전압을 디지털 신호로 변환하는 ADC(analog to digital converter)를 포함하고,
상기 ADC는, 상기 필터링이 수행되지 않은 상기 DC 전압과 상기 필터링이 수행된 상기 AC 전압을 디지털 신호로 변환하는
저항 감지 장치.
According to claim 1,
And an analog to digital converter (ADC) that converts the voltage from which the ripple is removed into a digital signal.
The ADC converts the DC voltage that has not been filtered and the AC voltage that has been filtered into a digital signal.
Resistance sensing device.
제1항에 있어서,
상기 필터링부는 밴드패스필터(band pass filter, BPF)를 포함하는
저항 감지 장치.
According to claim 1,
The filtering unit includes a band pass filter (BPF)
Resistance sensing device.
물리적 신호를 획득하여 저항 값으로 변환시키는 단계와,
상기 저항 값에 대한 신호에 포함된 리플을 제거하는 피드백 전류를 생성하는 단계와,
상기 저항 값을 상기 리플이 제거된 전압으로 변환하는 시키는 단계와,
상기 리플이 제거된 전압을 AC 전압과 DC 전압으로 구분하여, 상기 AC 전압에 대해 필터링을 수행하는 단계를 포함하는
저항 감지 방법.
Obtaining a physical signal and converting it into a resistance value,
Generating a feedback current to remove the ripple included in the signal for the resistance value,
Converting the resistance value into a voltage from which the ripple is removed,
And dividing the voltage from which the ripple is removed into AC voltage and DC voltage, and filtering the AC voltage.
Resistance detection method.
제6항에 있어서,
상기 피드백 전류를 생성하는 단계는,
상기 변환된 전압을 이용하여 리플의 크기에 대한 정보를 획득하는 단계와,
상기 획득된 정보에 기초하여 상기 리플의 크기에 대응하되 상기 리플을 제거시키는 상기 피드백 전류를 생성하는 단계를 포함하는
저항 감지 방법.
The method of claim 6,
Generating the feedback current,
Obtaining information about the size of the ripple using the converted voltage,
And generating the feedback current corresponding to the size of the ripple based on the obtained information but removing the ripple.
Resistance detection method.
제6항에 있어서,
상기 물리적 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하고,
상기 디지털 신호로 변환하는 단계는,
상기 필터링이 수행되지 않은 상기 DC 전압을 디지털 신호로 변환하고, 상기 필터링이 수행된 상기 AC 전압을 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하는
저항 감지 방법.
The method of claim 6,
Converting the physical signal to a digital signal,
Converting the digital signal,
And converting the DC voltage that has not been filtered into a digital signal and converting the AC voltage that has been filtered into a digital signal.
Resistance detection method.
제6항에 있어서,
상기 필터링을 수행하는 단계는,
밴드패스필터(band pass filter, BPF)를 이용하여 상기 필터링을 수행하는 단계를 포함하는
저항 감지 방법.
The method of claim 6,
The step of performing the filtering,
And performing the filtering using a band pass filter (BPF).
Resistance detection method.
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