KR102217903B1 - 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 실시예들은 아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 입력부, 상기 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 증폭 신호를 출력하는 차동 증폭기, 상기 증폭 신호를 상기 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 비교기, 상기 비교기에 연결되며, 상기 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보 생성하는 프로세서 및 상기 채널 정보를 기반으로 상기 증폭 신호에 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하는 신호 계측 장치 및 신호 계측 방법을 제공한다.

Description

신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치 및 방법{Apparatus and Method for Signal Measuring using Signal Measuring Circuit}

본 발명은 신호 계측 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치 및 방법에 관한 것이다.

이 부분에 기술된 내용은 단순히 본 실시예에 대한 배경 정보를 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것은 아니다.

아날로그 신호를 디지털화 하는 경우에는 측정 범위와 정밀도를 고려하여 설계하게 된다. 이때, 범위를 넓게 설계하면 신호 레벨이 낮은 데이터에 취약하고, 정밀도를 높게 설계하면 예상 범위 밖의 신호 계측에 취약한 문제가 있다. 또한, 같은 이유로 전원 계측 시 측정 범위 설정에 따라 취약점이 발생할 수 있다. 이를 해결하기 위해 분해능을 높이거나 측정 범위를 동적으로 변화하는 방법을 고안하여 시스템에 적용하였으나 각 장치에 한계가 있는 문제가 있다.

종래에는 아날로그-디지털(AD, Analog to Digital) 분해능을 향상시키기 위해 1개의 신호를 2개의 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog to Digital Converter) 채널에 연결해 2배의 분해능을 확보할 수 있게 고안하였다. 또한, 해상도를 높이기 위해 프로그램 가변 엠프로 다이나믹하게 레인지 조절하여 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 분해능을 최대로 활용할 수 있게 고안하였다.

따라서, 종래에는 하나의 신호에 대해 전 채널을 아날로그-디지털(AD, Analog to Digital) 변환을 수행 시 수행하는 시간 지연이 발생하며, 프로그래머블 게인 증폭기(PGA, Programmable Gain Amplifier) 피드백 지연으로 고주파성분의 신호 획득에 불리한 문제가 있다.

한국등록특허공보 제10-1291341호 (2013.07.24.) 한국등록특허공보 제10-0813808호 (2008.03.07.)

본 발명의 실시예들은 신호 계측 회로를 이용하여 기존 방법의 제한점을 극복하여 기존 대비 높은 분해능, 시간 단축 및 넓은 범위의 데이터 계측하는데 발명의 주된 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

본 실시예의 일 측면에 의하면, 본 발명은 아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 입력부, 상기 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 증폭 신호를 출력하는 차동 증폭기, 상기 증폭 신호를 상기 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 비교기, 상기 비교기에 연결되며, 상기 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보 생성하는 프로세서 및 상기 채널 정보를 기반으로 상기 증폭 신호에 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하는 신호 계측 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 기준 전압 발생부를 더 포함하고, 상기 기준 전압 발생부는 상기 입력 신호의 최대 값과 동일하게 상기 제1 기준 전압을 설정하는 제1 기준 전압 생성부 및 측정 구간에 따라 상기 제1 기준 전압을 분할하는 저항기를 포함한다.

바람직하게는, 상기 차동 증폭기는 상기 입력 신호를 상기 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 상기 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 차동 증폭기에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 제2 기준 전압 생성부를 포함하며, 상기 비교기는 상기 제2 기준 전압 생성부에서 설정된 상기 제2 기준 전압이 각 포트에 입력되며, 상기 입력 신호에 대해 상기 차동 증폭기에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 비교기는 상기 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 프로세서는 상기 비교기를 통해 출력된 출력 신호가 입력되는 상기 포트를 확인하며, 상기 출력 신호가 기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위해 아날로그-디지털 변환부에 상기 설정된 값을 가지는 채널의 변환 명령을 전송하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 아날로그-디지털 변환부는 상기 변환 명령에 의해 상기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 상기 프로세서에 전달하며, 상기 프로세서는 상기 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 복원된 원 신호는 상기 아날로그-디지털 변환부의 변환 결과에 채널 별 증폭비의 역수를 곱한 후 상기 채널 별 오프셋 값을 더한 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 아날로그-디지털 변환 및 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위한 채널 판독을 선택적으로 수행하여 동작 시간을 줄이며, 하나의 상기 입력 신호에 대해 다수의 채널을 사용하여 정밀도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명은 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법에 있어서, 아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 단계, 상기 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계, 비교기에서 상기 증폭 신호를 상기 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계, 상기 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계 및 상기 채널 정보를 기반으로 아날로그-디지털 변환부에서 상기 증폭 신호에 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하는 신호 계측 방법을 제안한다.

바람직하게는, 상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 단계를 더 포함하고, 상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 단계는 상기 입력 신호의 최대 값과 동일하게 상기 제1 기준 전압을 설정하는 단계 및 측정 구간에 따라 상기 제1 기준 전압을 분할하는 단계를 포함하고, 상기 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계는 상기 입력 신호를 상기 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 상기 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시키는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 차등 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 단계에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 단계를 포함하며, 상기 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계는 상기 제2 기준 전압을 설정하는 단계에서 설정된 상기 제2 기준 전압이 각 포트에 입력되며, 상기 입력 신호에 대해 상기 차동 증폭기에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화하고, 상기 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계는 상기 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계는 상기 비교기를 통해 출력된 출력 신호가 입력되는 상기 포트를 확인하며, 상기 출력 신호가 기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위해 아날로그-디지털 변환부에 상기 설정된 값을 가지는 채널의 변환 명령을 전송하고, 상기 디지털 신호로 변환하는 단계는 상기 변환 명령에 의해 상기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 상기 프로세서에 전달하며, 상기 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계는 상기 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 입력 신호에 대해 기존 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 장치 대비 N배의 분해능으로 신호를 검출할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 고 해상도를 통해 낮은 신호 레벨에 대해 왜곡이 없이 변환할 수 있으며, 입력 최대 범위까지 정밀하게 계측이 가능하여 고주파 성분 데이터를 획득하기 수월한 효과가 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 본 발명은 유효한 채널만 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter)을 수행함으로써 시스템 동작 시간을 단축할 수 있으며, 전원 계측 분야에 적용 시 레인지 조정 없이 넓은 범위의 데이터를 계측할 수 있는 효과가 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 장치의 신호 계측 회로의 비교기를 자세히 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법의 동작 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치의 효과를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

아날로그 신호를 디지털화 하는 경우에는 측정 범위와 정밀도를 고려하여 설계하며, 범위를 넓게 설계하면 신호 레벨이 낮은 데이터에 취약하고 정밀도를 높게 설계하면 예상 범위 밖의 신호 계측에 취약하다. 또한, 상술한 이유로 전원 계측 시 측정 범위 설정에 따라 취약점이 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 분해능을 높이거나 측정 범위를 동적으로 변화하는 방법을 고안해 시스템에 적용하였으나 각 장치의 한계가 있었다. 아날로그-디지털(AD, Analog to Digital) 분해능을 향상시키기 위해 1개의 신호를 2개의 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 채널에 연결 해 2배의 분해능을 확보할 수 있게 고안하는 방법 또는 해상도를 높이기 위해 프로그램 가변 엠프로 다이나믹하게 레인지 조절하여 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 분해능을 최대로 활용할 수 있게 고안하는 방법들은 하나의 신호에 대해 전 채널을 아날로그-디지털(AD, Analog to Digital) 변환 수행하는 시간지연이 발생하거나 프로그래머블 게인 증폭기(PGA, Programmable Gain Amplifier) 피드백 지연으로 고주파성분의 신호 획득에 불리한 한계가 있기 때문에 기존 방법의 제한점을 해소할 수 있는 방법이 필요하다. 분해능은 신호 측정에 있어서 한계 성능을 나타내는 지표로서, 구별해낼 수 있는 가장 미세한 신호 차이를 나타낼 수 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 신호 계측 장치(10)는 신호 계측 회로를 이용하여 입력 신호에 대해 기존 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 장치 대비 n배의 분해능으로 신호를 검출할 수 있으며, 고 해상도를 통해 낮은 신호 레벨에 대해 왜곡 없이 변환할 수 있다. 또한, 신호 계측 장치(10)는 신호 계측 회로를 이용하여 입력 최대 범위까지 정밀하게 계측 가능 해 고주파성분 데이터를 획득하기 수월하고, 유효한 채널만 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter)을 수행함으로, 시스템 동작 시간을 단축할 수 있으며, 전원계측 분야에 적용 시 레인지 조정 없이 넓은 범위의 데이터를 계측할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치의 구성도이다. 도 1을 참조하면, 신호 계측 장치(10)는 입력부(100), 차동 증폭기(200), 비교기(300), 프로세서(400) 및 아날로그-디지털 변환부(500)를 포함한다. 여기서, 신호 계측 장치(10)는 기준 전압 발생부(210) 및 제2 기준 전압 생성부(310)를 포함할 수 있다. 신호 계측 장치(10)는 도 1에서 예시적으로 도시한 다양한 구성요소들 중에서 일부 구성요소를 생략하거나 다른 구성요소를 추가로 포함할 수 있다.

도 1을 참조하면, 차동 증폭기(200) 및 비교기(300)는 n개의 회로로 형성될 수 있으며, 입력부(100)를 통해 입력되는 입력 신호(110)를 분할하는 개수에 따라 n의 값이 정해질 수 있다.

입력부(100)는 아날로그 신호로 형성된 입력 신호(110)가 입력될 수 있다. 아날로그 신호는 디지털 신호로 변환되기 위해 입력부(100)에 입력되며, 차동 증폭기(200)를 통해 적절한 크기로 증폭될 수 있다.

차동 증폭기(200)는 입력부(100)에 입력되는 입력 신호(110)의 전압과 제1 기준 전압을 비교하여 입력 신호(110)를 차등 증폭하여 증폭 신호를 출력할 수 있다. 여기서, 제1 기준 전압은 입력 신호(110)와 비교하기 위한 기준이 되는 전압으로서, 미리 설정된 전압일 수 있다. 예를 들어, 제1 기준 전압은 입력 신호(110)의 최대값과 같게 설정할 수 있다.

신호 계측 장치(10)는 입력 신호(110)를 구간별로 분할하는 기준 전압 발생부(210)를 포함할 수 있다.

기준 전압 발생부는(210)는 입력 신호의 최대 값과 동일하게 제1 기준 전압을 설정하는 제1 기준 전압 생성부(212) 및 측정 구간에 따라 제1 기준 전압을 분할하는 저항기(214)를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차동 증폭기(200)는 구간별로 신호레벨을 조정 및 증폭할 수 있다. 신호 계측 장치(10)는 입력신호(200)를 분할하기 위해 기준 전압 발생부(210)를 사용할 수 있다. 또한, 차동 증폭기(200)는 노이즈, 간섭 등에 의한 영향을 작게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 기준 전압 발생부(210)는 제1 기준 전압 생성부(212)와 저항기(214)로 구성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 기준 전압 생성부(212)를 통해 설정된 제1 기준 전압(V_ref1)은 입력 신호(110)의 최대 값과 동일하게 설정 하고, 저항기(214)를 통해 측정 구간을 나눌 수 있다.

차동 증폭기(200)는 입력 신호(110)를 각 제1 기준 전압만큼 오프셋(Offset) 시키고 증폭시킨다. 이때, 변환 후 각 채널 결과의 범위가 모두 동일하게 각 채널의 증폭비율을 조정한다. 예를 들어, 전 채널의 결과값이 0V ~ 10V 로 변환되게 조정할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 저항기(214)는 다수 위치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 저항기(214)는 차동 증폭기(200) 및 비교기(300)의 개수만큼 위치할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 저항기(214)는 제1 기준 전압을 저항기(214)의 개수에 따라 일정하게 분할하거나, 또는 설정된 기준에 의해 제1 기준 전압을 나눌 수 있다.

도 1을 참조하면, 신호 계측 장치(10)는 입력 신호(110)와 차동 증폭기(200) 사이에 다수의 신호 접지(Signal Ground)를 포함한다. 신호 접지는 회로의 정상 동작을 위해 노이즈가 들어오지 않도록 간섭의 영향을 최소화하도록 위치할 수 있다. 또한, 신호 접지는 신호에 주는 잡음을 줄이거나, 원하지 않는 교류 성분을 우회시키는 등의 역할을 할 수 있다.

차동 증폭기(200)는 입력 신호(110)를 제1 기준 전압 생성부(212)를 통해 설정된 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시킬 수 있다. 여기서, 오프셋은 입력 신호(110)의 현재 상태가 기준이 되는 제1 기준 전압으로부터 얼마나 떨어져 있는지를 의미할 수 있으며, 입력측에 접속한 저항에 흐르는 두 전압의 차이일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차동 증폭기(200)는 두 입력 신호의 전압차를 기준으로 증폭하는 회로로서, 입력 신호의 전압 및 저항기(214)에 의해 나눠진 제1 기준 전압의 차로 증폭 신호를 형성할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 아날로그 버퍼(202)(AB, Analog Buffer)는 두 회로를 전기적으로 문제가 생기지 않도록 결합해주는 역할을 할 수 있다. 제1 아날로그 버퍼(202)는 차동 증폭기(200)에 포함되어 회로를 형성할 수 있다.

비교기(300)는 차동 증폭기(200)를 통해 출력된 증폭 신호를 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력할 수 있다.

비교기(300)는 도 2를 참조하여 자세히 설명하도록 한다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 장치의 신호 계측 회로의 비교기를 자세히 도시한 도면이다.

신호 계측 장치(10)는 차동 증폭기(200)에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 제2 기준 전압 생성부(310)를 포함한다.

비교기(300)는 제2 기준 전압 생성부(310)에서 제2 기준 전압을 설정한 후 각 포트에 입력되며, 입력 신호(110)에 대해 차동 증폭기(200)에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화할 수 있다.

비교기(300)는 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 출력 신호를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비교기(300)는 조정된 신호와 기준신호 비교 후 결과를 출력할 수 있다. 여기서, 결과는 출력 신호를 의미한다.

차동 증폭기(200)에서 출력된 각 출력 신호는 각 비교기(300)에 입력된다. 제2 기준 전압 생성부(310)는 차동 증폭기(200)에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압(V_Ref2)을 설정 후 비교기(300)의 각 포트에 입력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 차동 증폭기(200)에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 설정하는 제2 기준 전압(V_Ref2)은 최대(High)를 10V로, 최소(Low)를 0V로 설정할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비교기(300)는 입력 신호(110)에 대해 차동 증폭기(200)에서 하나의 채널만 출력 범위 내에서 유효한 값을 출력하여 해당 비교기(300)의 채널 값만 변화하게 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 비교기(300)는 최대(High)와 최소(Low) 신호 사이의 데이터가 들어왔을 때만 출력 신호를 발생하게 된다.

도 2를 참조하면, 비교기(300)는 논리곱 회로(320)를 포함할 수 있다. 논리곱 회로(320)는 논리 연산 회로로서, AND 회로라고 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 논리곱 회로(320)는 두 개의 Output_A 신호가 입력되며, 하나의 Output_B 신호가 출력된다. 여기서, Output_A는 차동 증폭기(200)에서 차등 증폭된 증폭 신호이며, Output_B는 비교기(300)를 통해 출력된 출력 신호일 수 있다. 비교기(300)는 후술하는 표 1을 참조하여 Output_B를 출력할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제2 아날로그 버퍼(302)(AB, Analog Buffer)는 두 회로를 전기적으로 문제가 생기지 않도록 결합해주는 역할을 할 수 있다. 제2 아날로그 버퍼(302)는 비교기(300)에 포함되어 회로를 형성할 수 있다.

프로세서(400)는 비교기(300)에 연결되며, 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환부(500)를 통해 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널 정보를 확보할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 계측 장치(10)는 포트 신호를 확인하기 위해 비교기(300)에 연결된 프로세서(400)의 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환할 채널 정보를 확보할 수 있다.

프로세서(400)는 포트의 신호를 확인 후 아날로그-디지털 변환부(500)에 해당되는 채널만 변환 명령을 전송할 수 있다.

프로세서(400)는 아날로그-디지털 변환부(500)에서 변환된 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원할 수 있다.

여기서, 복원된 원 신호는 아날로그-디지털 변환부(500)의 변환 결과에 채널 별 증폭비의 역수를 곱한 후 채널 별 오프셋 값을 더한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(400)는 마이크로프로세서로, 매우 작은 크기의 어떠한 일을 처리하는 장치일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

신호 계측 장치(10)는 아날로그-디지털 변환 및 채널 판독을 선택적으로 수행하여 동작 시간을 줄이며, 하나의 입력 신호(110)에 대해 다수의 채널을 사용하여 정밀도를 증가시킬 수 있다.

아날로그-디지털 변환부(500)는 출력 신호에 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환할 수 있다.

아날로그-디지털 변환부(500)는 변환 명령에 의해 해당되는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 프로세서(400)에 전달할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아날로그-디지털 변환부(500)는 해당 채널을 아날로그-디지털 변환할 수 있다. 아날로그-디지털 변환부(500)는 프로세서(400)에서 포트 신호 확인 후 아날로그-디지털 변환부(500)에 해당되는 채널만 아날로그-디지털 변환 시작 명령을 전송한다. 아날로그-디지털 변환부(500)은 입력된 차동 증폭기(200)의 결과 신호 중 해당 채널만 변환해 프로세서(400)에 전달한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(400)는 수신한 아날로그-디지털 변환 값을 채널 별로 계산 로직을 통해 실제 데이터로 복원할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 계측 장치(10)는 차동 증폭기(200)에서 출력된 값이 비교기(300)로 들어가게 된다. 해당 시스템에서 2개의 비교기(300)가 차동 증폭기에서(200) 출력된 값과 제1 기준 전압을 비교를 하게 된다. 입력 조건에 따른 출력 논리표는 하기의 표 1과 같다.

구분	A < L	L < A < H	H < A
비교기 1	L	L	H
비교기 2	L	H	H
Output_B	L	H	L

상술한 표 1을 참조하면, A는 비교기 1 및 비교기 2에 입력되는 차동 증폭기(200)에서 출력된 값으로 증폭 신호이며, H는 최대(High)이고, L은 최소(Low)일 수 있다. 비교기(300)는 비교기 1과 비교기 2의 입력에 따라 Output_B를 출력할 수 있으며, Output_B는 출력 신호를 의미할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, H는 10V이며, L는 0V일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 입력 신호(110)는 제1 기준 전압과 저항기(214)를 통해 나눠진 구간별 차동 증폭기(200)에 모두 입력되고, 해당하는 범위의 출력만 비교기(300)의 H(High)와 L(Low) 사이의 출력 값을 갖게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(400)는 아날로그-디지털 변환을 수행할 때 포트(Port) 상태를 확인하여 H(High) 값을 갖는 포트만 아날로그-디지털 변환부(500)에서 아날로그-디지털 변환 명령과 직접 리드문(Read)를 수행한다. 여기서, 직접 리드문(Read)은 프로세서(400)의 데이터 세트에서 포트란의 기록을 읽기 위한 읽기문일 수 있으며, 이는 판독을 의미한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 프로세서(400)는 아날로그-디지털 변환부(500)에서 수신한 데이터를 채널 별 오프셋(offset) 값과 증폭 비율을 보상하여 원 신호로 복원할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 계측 장치(10)를 통한 계측 결과는 아날로그-디지털 변환 측정결과 x 1/해당 채널 증폭비 + 해당 채널 오프셋(offset)이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 계측 장치(10)는 시스템의 속도를 향상시킬 수 있으며, 시스템의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 시스템은 신호를 계측하기 위한 시스템일 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

아날로그-디지털 변환하는 시간을 t1, 아날로그-디지털 변환 칩의 가동(BUSY) 상태 시간을 t2, 채널 1개당 판독 시간(Read time)을 t3라고 하면 전체 걸리는 시간은 Total time = t2 + (t1 + t3) x number of channels이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 신호 계측 장치(10)는 상술한 t1과 t3에 대한 명령을 선택적으로 할 수 있어 (t1 + t3) x (number of channels - 1) 만큼의 동작시간을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 신호 계측 장치(10)는 1개의 입력에 대해 n개의 채널을 사용하기에 때문에 아날로그-디지털 변환 결과는 채널당 분해능의 n배 만큼 정밀도가 높다.

하기에서는 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치(10)에 의한 신호 계측 방법에 대해 설명하겠다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법을 나타내는 흐름도이다. 신호 계측 방법은 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치(10)에 의하여 수행될 수 있으며, 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치(10)가 수행하는 동작에 관한 상세한 설명과 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 방법은 아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 단계(S310), 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계(S320), 비교기에서 증폭 신호를 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계(S330), 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계(S340) 및 채널 정보를 기반으로 아날로그-디지털 변환부에서 증폭 신호에 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 단계(S350)를 포함한다.

신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 방법은 입력 신호를 구간별로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다.

입력 신호를 구간별로 분할하는 단계는 입력 신호의 최대 값과 동일하게 제1 기준 전압을 설정하는 단계 및 측정 구간에 따라 제1 기준 전압을 분할하는 단계를 포함할 수 있다.

입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계(S320)는 입력 신호를 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시킬 수 있다.

신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 방법은 차등 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 단계에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

비교기에서 증폭 신호를 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계(S330)는 차등 증폭하여 증폭 신호를 출력하는 단계에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 단계에서 설정된 제2 기준 전압이 각 포트에 입력되며, 입력 신호에 대해 차동 증폭기에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화할 수 있다.

비교기에서 증폭 신호를 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계(S330)는 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 출력 신호를 출력할 수 있다.

비교기에 연결되며, 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계(S340)는 비교기를 통해 출력된 출력 신호가 입력되는 포트를 확인하며, 출력 신호가 기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위해 아날로그-디지털 변환부에 설정된 값을 가지는 채널의 변환 명령을 전송할 수 있다.

채널 정보를 기반으로 아날로그-디지털 변환부에서 증폭 신호에 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 단계(S350)는 변환 명령에 의해 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 프로세서에 전달할 수 있다.

출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계(S340)는 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원할 수 있다.

도 3에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 3에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능하다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법의 동작 흐름을 나타내는 흐름도이다.

신호 계측 장치의 동작 흐름은 입력 신호가 입력되는 단계(S410), 입력 신호의 범위를 레벨 조정 및 증폭하는 단계(S420), 증폭 신호를 기준 값과 비교 후 출력 신호를 출력하는 단계(S430), 출력 신호가 기 설정된 조건을 충족하는지 확인하는 단계(S440), 증폭 신호의 아날로그-디지털 변환 수행 요청 여부를 확인하는 단계(S450) 및 아날로그-디지털 변환을 수행하는 단계(S460)를 포함한다.

입력 신호의 범위를 레벨 조정 및 증폭하는 단계(S420)는 입력신호(100)가 입력부(100)에 입력되면, 구간을 나눠 레벨조정 및 증폭을 수행할 수 있다. 증폭 후 입력 신호는 아날로그-디지털 변환 수행 요청이 있을 때까지 대기한다. 이때, 아날로그-디지털 변환 수행 요청은 단계 S450일 수 있다.

증폭 신호를 기준 값과 비교 후 출력 신호를 출력하는 단계(S430)는 단계 S420에서 변환된 신호를 기준값과 비교하여 결과를 출력한다. 여기서, 비교한 결과는 출력 신호로 출력된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 증폭 신호를 기준 값과 비교 후 출력 신호를 출력하는 단계(S430)는 입력신호(110)가 차동 증폭기(200)에 들어가면, 해당하는 비교기(300)에서만 출력 값이 바뀌게 된다. 이때, 출력 값은 출력 신호이다. 신호 계측 장치(10)는 출력 값을 확인 후 출력 신호가 기 설정된 조건을 충족하는지 확인하는 단계(S440)를 수행한 후, 기 설정된 조건을 충족하는 경우, 아날로그-디지털 변환을 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 아날로그-디지털 변환을 수행하는 단계(S460)는 아날로그-디지털 변환(ADC, Analog to Digital Converter) 모듈의 변환 제어핀이 아날로그-디지털(AD, Analog to Digital) 채널 별로 할당되어 있으면 해당 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하고, n개의 채널과 연결되어 있으면 해당 그룹을 아날로그-디지털 변환을 수행한다(S450). 이후 신호 계측 장치(10)에서는 해당 포트의 변환 값만 취할 수 있다.

도 4에서는 각각의 과정을 순차적으로 실행하는 것으로 개재하고 있으나 이는 예시적으로 설명한 것에 불과하고, 이 분야의 기술자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 4에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 또는 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하거나 다른 과정을 추가하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 계측 회로를 이용한 신호 계측 장치의 효과를 나타내는 도면이다.

신호 계측 장치(10)는 n개의 아날로그-디지털 변환 채널을 이용하기에 아날로그-디지털 변환부(500) 분해능의 N배만큼 증가한다. 예를 들어 12Bit는 12 + N Bit이다.

도 5를 참조하면, 출력 신호를 받는 채널만 출력 신호를 판독(Read)하기에는 N개의 채널을 사용하더라도 데이터 판독 시간(Data Read Time) x 1/2 혹은 데이터 판독 시간(Data Read Time) 의 간격(Interval) 만큼 시간 소요된다.

신호를 계측하는데 걸리는 총 시간(Total Time)은 변환 시작 시간(CONVST Time, Conversion Start Time) + 데이터 판독(Data Read) X 채널의 수(Number of Channels)일 수 있다.

도 5를 참조하면, 신호 계측 장치(10)를 통해 신호를 계측하는데 걸리는 총 시간이 줄어든 총 시간(Reduced Total Time)은 변환 시작 시간(CONVST Time, Conversion Start Time) + 하나의 채널에서 데이터를 판독하는 시간(Data Read for one channel)이며, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 신호 계측 장치(10)를 통해 신호를 계측하는데 걸리는 총 시간이 줄어든 총 시간(Reduced Total Time)은 신호 계측 장치(10)의 신호 계측 회로의 모듈에 따라 차이 있을 수 있다.

도 5를 참조하면, 도 5의 CONVST A 및 CONVST B는 변환이 시작되는 것으로 V1 ~ V4, V5 ~ V8의 트랙 앤 홀드(Track and Hold) 입력 홀드(Enter Hold)일 수 있다. 트랙 앤 홀드는 입력 아날로그 변수 또는 그 표본값과 동등한 출력 아날로그 변수를 획득할 수 있는 연산기를 의미하며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5의 가동(BUSY)은 AD7609 변환기의 모든 8채널이 켜져 있는 상태를 의미할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5의 CS는 CS핀이 L(LOW)인 경우에만 IC가 동작하는 것으로, CS 핀이 H(High)일 경우에는 어떠한 입력이 들어와도 IC는 동작하지 않을 수 있다. 또한, RD는 RD 핀이 L(LOW)가 되어야 디지털 코드로 변환된 출력이 출력핀에 나타날 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 5의 DATA: DB[15:0]은 아날로그로 형성된 입력 신호가 디지털로 변환된 8 Bits 코드 출력으로서, 상술한 RD 핀이 L(LOW)가 되어야 V1 ~ V8 핀에 나타날 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 기재되어 있다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 신호 계측 장치
100: 입력부
200: 차동 증폭기
300: 비교기
400: 프로세서
500: 아날로그-디지털 변환부

Claims (13)

1. 아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 입력부;
   상기 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 증폭 신호를 출력하는 차동 증폭기;
   상기 증폭 신호를 상기 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 비교기;
   상기 비교기에 연결되며, 상기 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보 생성하는 프로세서; 및
   상기 채널 정보를 기반으로 상기 증폭 신호에 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환부를 포함하고,
   상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 기준 전압 발생부 및 상기 차동 증폭기에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 제2 기준 전압 생성부를 더 포함하며,
   상기 기준 전압 발생부는 상기 입력 신호의 최대 값과 동일하게 상기 제1 기준 전압을 설정하는 제1 기준 전압 생성부 및 측정 구간에 따라 상기 제1 기준 전압을 분할하는 저항기를 포함하고,
   상기 비교기는 상기 제2 기준 전압 생성부에서 설정된 상기 제2 기준 전압이 각 포트에 입력되며, 상기 입력 신호에 대해 상기 차동 증폭기에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화하고, 상기 제2 기준 전압의 최소 신호 또는 최대 신호를 상기 출력 신호로 출력하고,
   상기 비교기는 상기 증폭 신호가 상기 최소 신호보다 작은 경우 상기 최소 신호를 상기 출력 신호로 출력하고, 상기 증폭 신호가 상기 최소 신호보다 크고 상기 최대 신호보다 작은 경우 상기 최대 신호를 상기 출력 신호로 출력하고, 상기 증폭 신호가 상기 최대 신호보다 큰 경우 상기 최소 신호를 상기 출력 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 차동 증폭기는 상기 입력 신호를 상기 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 상기 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시키는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
4. 삭제
5. 제1항에 있어서,
   상기 비교기는 상기 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 프로세서는 상기 비교기를 통해 출력된 상기 출력 신호가 입력되는 상기 포트를 확인하며, 상기 출력 신호가 기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환부에 상기 설정된 값을 가지는 채널의 변환 명령을 전송하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 아날로그-디지털 변환부는 상기 변환 명령에 의해 상기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 상기 프로세서에 전달하며,
   상기 프로세서는 상기 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 복원된 원 신호는 상기 아날로그-디지털 변환부의 변환 결과에 채널 별 증폭비의 역수를 곱한 후 상기 채널 별 오프셋 값을 더한 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 아날로그-디지털 변환 및 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위한 채널 판독을 선택적으로 수행하여 동작 시간을 줄이며, 하나의 상기 입력 신호에 대해 다수의 채널을 사용하여 정밀도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 신호 계측 장치.
10. 신호 계측 장치에 의한 신호 계측 방법에 있어서,
    아날로그 신호로 형성된 입력 신호가 입력되는 단계;
    상기 입력 신호의 전압과 제1 기준 전압을 측정 구간에 따라 분할된 분할 전압 값을 이용하여 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계;
    비교기에서 상기 증폭 신호를 상기 증폭 신호를 기준으로 설정된 기준 값과 비교하여 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계;
    상기 출력 신호를 이용하여 포트를 읽어 아날로그-디지털 변환을 수행할 채널을 선택하기 위한 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계; 및
    상기 채널 정보를 기반으로 아날로그-디지털 변환부에서 상기 증폭 신호에 상기 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하는 단계를 포함하고,
    상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 단계 및 상기 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계에서 설계된 출력 범위의 전압만큼 제2 기준 전압을 설정하는 단계를 더 포함하며,
    상기 입력 신호를 구간별로 분할하는 단계는 상기 입력 신호의 최대 값과 동일하게 상기 제1 기준 전압을 설정하는 단계 및 측정 구간에 따라 상기 제1 기준 전압을 분할하는 단계를 포함하고,
    상기 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계는 상기 제2 기준 전압을 설정하는 단계에서 설정된 상기 제2 기준 전압이 각 포트에 입력되며, 상기 입력 신호에 대해 상기 차동 증폭기에서 유효한 값을 출력하는 채널의 채널 값을 변화하고, 상기 제2 기준 전압의 최소 신호 또는 최대 신호를 상기 출력 신호로 출력하고,
    상기 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계는 상기 증폭 신호가 상기 최소 신호보다 작은 경우 상기 최소 신호를 상기 출력 신호로 출력하고, 상기 증폭 신호가 상기 최소 신호보다 크고 상기 최대 신호보다 작은 경우 상기 최대 신호를 상기 출력 신호로 출력하고, 상기 증폭 신호가 상기 최대 신호보다 큰 경우 상기 최소 신호를 상기 출력 신호로 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 방법.
11. 제10항에 있어서,
    상기 차동 증폭기에서 증폭 신호를 출력하는 단계는 상기 입력 신호를 상기 제1 기준 전압만큼 오프셋 시키고 각 채널 결과의 범위가 동일하게 상기 채널의 증폭 비율을 조절하여 증폭시키는 것을 특징으로 하는 신호 계측 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 비교 결과에 따른 출력 신호를 출력하는 단계는 상기 출력 범위 내의 데이터가 들어왔을 때만 상기 출력 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 방법.
13. 제10항에 있어서,
    상기 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계는 상기 비교기를 통해 출력된 출력 신호가 입력되는 상기 포트를 확인하며, 상기 출력 신호가 기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하기 위해 상기 아날로그-디지털 변환부에 상기 설정된 값을 가지는 채널의 변환 명령을 전송하고,
    상기 디지털 신호로 변환하는 단계는 상기 변환 명령에 의해 상기 설정된 값을 가지는 채널만 아날로그-디지털 변환을 수행하여 디지털 신호로 변환하여 상기 프로세서에 전달하며,
    상기 채널 정보를 프로세서에서 생성하는 단계는 상기 디지털 신호를 수신하여 채널 별로 오프셋 값 및 증폭비율 보상하여 원 신호로 복원하는 것을 특징으로 하는 신호 계측 방법.

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