KR102314869B1 - Receiver for removing noise generated in human body communication - Google Patents

Receiver for removing noise generated in human body communication Download PDF

Info

Publication number
KR102314869B1
KR102314869B1 KR1020190063048A KR20190063048A KR102314869B1 KR 102314869 B1 KR102314869 B1 KR 102314869B1 KR 1020190063048 A KR1020190063048 A KR 1020190063048A KR 20190063048 A KR20190063048 A KR 20190063048A KR 102314869 B1 KR102314869 B1 KR 102314869B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
node
frequency
frequency components
delete delete
filter circuit
Prior art date
Application number
KR1020190063048A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20200098364A (en
Inventor
오광일
김성은
강태욱
김혁
박미정
박형일
변경진
이재진
임인기
Original Assignee
한국전자통신연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전자통신연구원 filed Critical 한국전자통신연구원
Priority to US16/784,151 priority Critical patent/US11418267B2/en
Publication of KR20200098364A publication Critical patent/KR20200098364A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102314869B1 publication Critical patent/KR102314869B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B13/00Transmission systems characterised by the medium used for transmission, not provided for in groups H04B3/00 - H04B11/00
    • H04B13/005Transmission systems in which the medium consists of the human body
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/01Frequency selective two-port networks
    • H03H7/0115Frequency selective two-port networks comprising only inductors and capacitors
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/10Means associated with receiver for limiting or suppressing noise or interference

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Noise Elimination (AREA)

Abstract

본 발명은 제 1 필터 회로, 제 2 필터 회로, 및 증폭기를 포함한다. 제 1 필터 회로는 입력 주파수 성분들 중 제 1 차단 주파수 이하의 제 1 주파수 성분들에 대한 제 1 경로를 제공하고, 입력 주파수 성분들 중 제 1 주파수 성분들을 제외한 제 2 주파수 성분들을 제 2 경로를 통해 통과시킨다. 제 2 필터 회로는 제 2 주파수 성분들 중 제 2 차단 주파수 이하의 제 3 주파수 성분들을 감쇄시킨다. 증폭기는 감쇄된 제 3 주파수 성분들을 포함하는 제 2 주파수 성분들을 증폭한다.The present invention includes a first filter circuit, a second filter circuit, and an amplifier. The first filter circuit provides a first path for first frequency components of the input frequency components equal to or less than a first cutoff frequency, and passes second frequency components of the input frequency components excluding the first frequency components to the second path. pass through The second filter circuit attenuates third frequency components below the second cutoff frequency among the second frequency components. The amplifier amplifies the second frequency components including the attenuated third frequency components.

Figure R1020190063048
Figure R1020190063048

Description

인체 통신에서 생성되는 노이즈를 제거하기 위한 수신기{RECEIVER FOR REMOVING NOISE GENERATED IN HUMAN BODY COMMUNICATION}Receiver for removing noise generated from human body communication

본 발명은 수신기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 신호를 인체를 통해 전달되는 과정에서 발생하는 노이즈를 제거하도록 구성되는 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver, and more particularly, to a receiver configured to remove noise generated in the process of transmitting a signal through a human body.

정보 기술이 발달함에 따라 전자 장치들 사이의 통신 기술도 발달하고 있다. 특히, 무선 통신 기술이 발달함에 따라 전자 장치들은 다양한 매질들을 통해 신호를 교환한다. 다양한 매질들을 통해 신호를 송/수신하기 위해, 전자 장치들은 다양한 프로토콜을 지원하기 위한 인터페이스 회로들을 포함한다.As information technology develops, communication technology between electronic devices also develops. In particular, as wireless communication technology develops, electronic devices exchange signals through various media. In order to transmit/receive signals through various media, electronic devices include interface circuits for supporting various protocols.

유비쿼터스 기술과 바이오 산업에 대한 관심이 증가함에 따라, 사람의 신체를 통해 신호를 전달하는 인체 통신 기술이 주목 받고 있다. 인체 통신 기술은 웨어러블(wearable) 장치와 같은 모바일 장치뿐만 아니라, 의학적인 목적을 위해 설계되는 다양한 전자 장치 등에서 응용되고 있다.As interest in ubiquitous technology and the bio industry increases, human body communication technology that transmits signals through the human body is attracting attention. Human body communication technology is being applied not only to mobile devices such as wearable devices, but also to various electronic devices designed for medical purposes.

신호가 인체를 통해 전달되는 과정에서 많은 노이즈가 발생할 수 있다. 인체를 통해 전달되는 신호를 효율적으로 수신하기 위해서 높은 성능의 수신기가 요구되고 있다. 예로서, 인체를 통해 전달되는 과정에서 발생하는 노이즈를 제거하도록 구성되는 수신기가 요구된다.A lot of noise can be generated while the signal is transmitted through the human body. In order to efficiently receive a signal transmitted through the human body, a high-performance receiver is required. For example, there is a need for a receiver configured to cancel noise generated during transmission through the human body.

본 발명은 인체 통신에서 생성되는 노이즈를 제거하도록 구성되는 수신기를 제공할 수 있다.The present invention may provide a receiver configured to cancel noise generated in human body communication.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 제 1 필터 회로, 제 2 필터 회로, 및 증폭기를 포함할 수 있다. 제 1 필터 회로는 입력 주파수 성분들 중 제 1 차단 주파수 이하의 제 1 주파수 성분들에 대한 제 1 경로를 제공하고, 입력 주파수 성분들 중 제 1 주파수 성분들을 제외한 제 2 주파수 성분들을 제 2 경로를 통해 통과시킬 수 있다. 제 2 필터 회로는 제 2 주파수 성분들 중 제 2 차단 주파수 이하의 제 3 주파수 성분들을 감쇄시킬 수 있다. 증폭기는 감쇄된 제 3 주파수 성분들을 포함하는 제 2 주파수 성분들을 증폭할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a receiver according to an embodiment of the present invention may include a first filter circuit, a second filter circuit, and an amplifier. The first filter circuit provides a first path for first frequency components of the input frequency components equal to or less than a first cutoff frequency, and passes second frequency components of the input frequency components excluding the first frequency components to the second path. can be passed through. The second filter circuit may attenuate third frequency components equal to or less than the second cutoff frequency among the second frequency components. The amplifier may amplify the second frequency components including the attenuated third frequency components.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 필터 회로 및 증폭기를 포함할 수 있다. 제 1 노드를 통해 수신되는 기준 주파수 성분들 중 제 1 차단 주파수 이하의 제 1 주파수 성분들을 제 2 노드로 통과시키고, 제 2 노드를 통해 수신되는 입력 주파수 성분들 중 제 1 차단 주파수 이하의 제 2 주파수 성분들을 제 1 노드로 통과시킬 수 있다. 증폭기는 기준 주파수 성분들 중 제 1 주파수 성분들을 제외한 제 3 주파수 성분들, 및 입력 주파수 성분들 중 제 2 주파수 성분들을 제외한 제 4 주파수 성분들에 기초하여 증폭 동작을 수행할 수 있다.According to an aspect of the present invention, a receiver according to an embodiment of the present invention may include a filter circuit and an amplifier. Among the reference frequency components received through the first node, first frequency components equal to or less than the first cut-off frequency are passed to the second node, and among the input frequency components received through the second node, the second frequency components equal to or less than the first cut-off frequency are passed. The frequency components may be passed to the first node. The amplifier may perform an amplification operation based on third frequency components excluding the first frequency components among the reference frequency components and fourth frequency components excluding the second frequency components among the input frequency components.

본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 수신기는 필터 회로 및 증폭기를 포함할 수 있다. 제 1 노드를 통해 수신되는 입력 신호에 포함된 노이즈를 제 2 노드로 통과시키고, 제 2 노드를 통해 기준 신호를 수신할 수 있다. 증폭기는 입력 신호에 포함된 생체 신호의 레벨과 기준 신호의 레벨 사이의 차이를 증폭하여 생체 신호의 데이터를 출력할 수 있다. 노이즈의 주파수는 생체 신호의 주파수보다 낮을 수 있다.According to an aspect of the present invention, a receiver according to an embodiment of the present invention may include a filter circuit and an amplifier. Noise included in the input signal received through the first node may pass to the second node, and the reference signal may be received through the second node. The amplifier may output biosignal data by amplifying a difference between the level of the biosignal included in the input signal and the level of the reference signal. The frequency of the noise may be lower than the frequency of the biosignal.

본 발명의 실시 예에 따르면, 인체 통신에서 생성되는 노이즈가 효과적으로 제거되고, 이에 따라 인체 통신에서 전달되는 데이터가 정확하게 수신된다.According to an embodiment of the present invention, noise generated in human body communication is effectively removed, and thus data transmitted in human body communication is accurately received.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인체 통신 시스템을 보여주는 블록도 이다.
도 2는 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 3은 도 1의 수신기에 의해 수신되는 신호들을 보여주는 그래프들 이다.
도 4는 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 5는 도 4의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 회로도 이다.
도 6은 도 4의 필터 회로의 동작들을 설명하기 위한 그래프 이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 8은 도 7의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 회로도 이다.
도 9는 도 7의 필터 회로의 동작들을 설명하기 위한 그래프 이다.
도 10은 도 7의 수신기의 동작들을 설명하기 위한 그래프들 이다.
도 11은 도 1의 인체 통신 시스템을 포함하는 전자 장치의 예시적인 구성을 보여주는 블록도 이다.
1 is a block diagram illustrating a human body communication system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 .
3 is a graph showing signals received by the receiver of FIG.
4 is a conceptual diagram illustrating an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 .
5 is a circuit diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG.
FIG. 6 is a graph for explaining operations of the filter circuit of FIG. 4 .
7 is a conceptual diagram illustrating an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a circuit diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG. 7 .
FIG. 9 is a graph for explaining operations of the filter circuit of FIG. 7 .
10 is a graph for explaining operations of the receiver of FIG.
11 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of an electronic device including the human body communication system of FIG. 1 .

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세하게 설명된다. 이하의 설명에서, 상세한 구성들 및 구조들과 같은 세부적인 사항들은 단순히 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터의 벗어남 없이 본문에 기재된 실시 예들의 변형들은 통상의 기술자 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 명확성 및 간결성을 위하여 잘 알려진 기능들 및 구조들에 대한 설명들은 생략된다. 본 명세서에서 사용된 용어들은 본 발명의 기능들을 고려하여 정의된 용어들이며, 특정 기능에 한정되지 않는다. 용어들의 정의는 상세한 설명에 기재된 사항을 기반으로 결정될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, details such as detailed configurations and structures are simply provided to help the general understanding of the embodiments of the present invention. Therefore, modifications of the embodiments described herein may be performed by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention. Moreover, descriptions of well-known functions and structures are omitted for the sake of clarity and brevity. The terms used in this specification are terms defined in consideration of the functions of the present invention, and are not limited to specific functions. Definitions of terms may be determined based on matters described in the detailed description.

이하의 도면들 또는 상세한 설명에서의 회로들은 도면에 도시되거나 또는 상세한 설명에 기재된 구성요소 이외에 다른 것들과 연결될 수 있다. 회로들 또는 구성요소들 사이의 연결은 각각 직접적 또는 비직접적일 수 있다. 회로들 또는 구성요소들 사이의 연결은 각각 통신에 의한 연결이거나 또는 물리적인 접속일 수 있다.Circuits in the following drawings or detailed description may be connected to other elements other than those shown in the drawings or described in the detailed description. The connections between circuits or components may be direct or non-direct, respectively. A connection between circuits or components may be a communication connection or a physical connection, respectively.

다르게 정의되지 않는 한, 본문에서 사용되는 기술적 또는 과학적인 의미를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자에 의해 이해될 수 있는 의미를 갖는다. 일반적으로 사전에서 정의된 용어들은 관련된 기술 분야에서의 맥락적 의미와 동등한 의미를 갖도록 해석되며, 본문에서 명확하게 정의되지 않는 한, 이상적 또는 과도하게 형식적인 의미를 갖도록 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms including technical or scientific meanings used herein have meanings that can be understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In general, terms defined in the dictionary are interpreted to have the same meaning as the contextual meaning in the related technical field, and unless clearly defined in the text, they are not interpreted to have an ideal or excessively formal meaning.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 인체 통신 시스템을 보여주는 블록도 이다.1 is a block diagram illustrating a human body communication system according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 인체 통신 시스템(1000)은 인체(10)를 통해 통신하는 송신기(1100) 및 수신기(1200)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 인체(10)를 통해 통신하는 인체 통신 시스템(1000)의 예시적인 구성 및 동작들이 설명될 것이나, 인체 통신 시스템(1000)이 다양한 매질들을 통해 통신할 수 있음이 이해될 것이다. 예로서, 인체 통신 시스템(1000)의 매질은 동식물과 같은 다양한 생체들로 변경 및 수정될 수 있다.Referring to FIG. 1 , a human body communication system 1000 may include a transmitter 1100 and a receiver 1200 communicating through a human body 10 . Although exemplary configurations and operations of the human body communication system 1000 that communicate via the human body 10 will be described herein, it will be understood that the human body communication system 1000 may communicate via various media. For example, the medium of the human body communication system 1000 may be changed and modified into various living bodies such as animals and plants.

예로서, 송신기(1100) 및 수신기(1200)는 인체 통신 시스템(1000)을 구성하기 위한 전자 장치에 포함될 수 있다(도 11 참조). 예로서, 전자 장치는 개인용 컴퓨터(Personal Computer, PC), 워크스테이션(Workstation), 노트북 컴퓨터, 이동식 장치, 웨어러블(wearable) 장치 등 중 하나일 수 있다. 전자 장치는 도 1에 나타나지 않은 적어도 하나의 구성요소(예컨대, 프로세서, 메모리, 스토리지 등)를 더 포함할 수 있다. 또는 전자 장치는 도 1에 나타난 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하지 않을 수 있다.For example, the transmitter 1100 and the receiver 1200 may be included in an electronic device for configuring the human body communication system 1000 (refer to FIG. 11 ). For example, the electronic device may be one of a personal computer (PC), a workstation, a notebook computer, a mobile device, a wearable device, and the like. The electronic device may further include at least one component (eg, a processor, a memory, a storage, etc.) not shown in FIG. 1 . Alternatively, the electronic device may not include at least one of the components shown in FIG. 1 .

송신기(1100)는 인체(10)를 통해 다양한 정보를 포함하는 신호(이하, 생체 신호)를 송신할 수 있다. 예로서, 생체 신호는 인체 통신 시스템(1000)을 포함하는 전자 장치의 동작을 위한 정보를 포함할 수 있다. 송신 장치(100)는 인체(10)에 접촉되거나, 인체(10) 표피와 작은 간격으로 이격되어 생체 신호를 송신할 수 있다. 예로서, 송신기(1100)는 인체(10)를 통해 생체 신호를 송신하기 위한 다양한 유형의 프로토콜들을 지원할 수 있다.The transmitter 1100 may transmit a signal (hereinafter, referred to as a biosignal) including various information through the human body 10 . For example, the biosignal may include information for an operation of the electronic device including the human body communication system 1000 . The transmitter 100 may be in contact with the human body 10 or may be spaced apart from the epidermis of the human body 10 by a small interval to transmit the biological signal. For example, the transmitter 1100 may support various types of protocols for transmitting a biosignal through the human body 10 .

송신기(1100)로부터 송신된 생체 신호는 전자 장치에 포함되는 다양한 구성요소들에 의해 처리되거나 처리될 데이터를 나타낼 수 있다. 생체 신호의 데이터는 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 전달된 다양한 정보와 관련될 수 있다. 예로서, 생체 신호에 포함된 정보는 전자 장치에 포함되는 프로세서 등에 의해 처리될 데이터로 표현될 수 있다. 예로서, 생체 신호의 정보는 전자 장치에 포함되는 메모리에 저장될 데이터로서 표현될 수 있다.The biosignal transmitted from the transmitter 1100 may represent data to be processed or processed by various components included in the electronic device. The biosignal data may be related to various types of information transmitted from the outside of the human body communication system 1000 . For example, information included in the biosignal may be expressed as data to be processed by a processor included in the electronic device. For example, the biosignal information may be expressed as data to be stored in a memory included in the electronic device.

수신기(1200)는 인체(10)를 통해 송신된 생체 신호를 수신할 수 있다. 예로서, 수신기(1200)는 인체(10)를 통해 생체 신호를 수신하기 위한 다양한 유형의 프로토콜들을 지원할 수 있다. 수신기(1200)는 수신되는 생체 신호의 데이터를 획득할 수 있다. 수신기(1200)는 생체 신호로부터 획득되는 데이터에 기초하여 생체 신호에 포함된 정보(즉, 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 획득되는 정보)를 획득할 수 있다.
도 1에 도시되지 않았으나, 수신기(1200)는 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 생체 신호를 증폭시키는데 사용될 기준 신호를 수신할 수 있다. 예로서, 수신기(1200)는 인체 통신 시스템(1000) 외부의 접지 또는 공기 중으로부터 기준 신호를 수신할 수 있다.
또한, 수신기(1200)는 인체(10)를 통해 노이즈를 포함하는 신호(이하, 노이즈 신호)를 수신할 수 있다. 예로서, 인체(10)의 외부로부터 공급되는 에너지에 의해, 인체 통신 시스템(1000)의 내부에 노이즈가 발생할 수 있다. 예로서, 인체(10) 외부의 광원(예컨대, 형광등)에 의해 방사되는 에너지가 인체(10)에 의해 흡수될 수 있다. 흡수되는 에너지에 의해 인체 내부에 노이즈 신호가 생성될 수 있다. 수신기(1200)는 인체(10)에 생성되는 노이즈 신호를 수신할 수 있다.
수신기(1200)는 생체 신호의 데이터를 정확하게 획득하기 위해 송신기(1100)로부터 수신되는 신호, 기준 신호, 및 노이즈 신호에 기초하여 증폭 동작을 수행할 수 있다. 즉, 수신기(1200)는 인체(10)를 통해 수신되는 과정에서 미약해진 생체 신호의 데이터를 정확하게 획득하기 위해 증폭 동작을 수행할 수 있다. 예로서, 수신기(1200)는 송신기(1100)로부터 수신되는 신호의 레벨과 기준 신호의 레벨 사이의 차이에 기초하여 증폭 동작을 수행할 수 있다.
수신기(1200)는 생체 신호의 데이터를 정확하게 획득하기 위해 노이즈 신호에 포함된 노이즈를 제거하기 위한 동작들을 수행할 수 있다. 도 2 내지 도 10을 참조하여, 수신기(1200)의 예시적인 구성들 및 동작들이 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 2는 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 1의 수신기(1200)는 도 2의 수신기(1200_1)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 수신기(1200_1)는 전극들(EN1 및 EN2) 및 증폭기(1210)를 포함할 수 있다.
수신기(1200_1)는 전극(EN1)을 통해 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 기준 신호(INR)를 수신할 수 있다. 수신기(1200_1)는 송신기(1100)로부터 인체(10)를 통해 송신된 생체 신호(INS)를 전극(EN2)을 통해 수신할 수 있다. 수신기(1200_1)는 인체(10)에 생성된 노이즈 신호(NS)를 전극(EN2)을 통해 수신할 수 있다.
노이즈 신호(NS)와 생체 신호(INS) 모두가 전극(EN2)을 통해 수신되기 때문에, 수신기(1200_1)는 전극(EN1)을 통해 생체 신호(INS)과 노이즈 신호(NS)를 포함하는 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 예로서, 입력 신호(IN)의 레벨은 생체(INS)의 레벨과 노이즈 신호(NS)의 레벨의 합에 대응할 수 있다. 도 3을 참조하여, 생체 신호(INS), 노이즈 신호(NS), 입력 신호(IN)가 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.
증폭기(1210)는 반전 단자를 통해 기준 신호(INR)를 수신하고, 비반전 단자를 통해 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 증폭기(1210)는 기준 신호(INR)와 입력 신호(IN)에 기초하여 신호들(OUT11 및 OUT12)을 출력할 수 있다. 예로서, 증폭기(1210)는 기준 신호(INR)의 레벨과 입력 신호(IN)의 레벨 사이의 차이에 기초하여 신호들(OUT11 및 OUT12)을 출력할 수 있다.
예로서, 증폭기(1210)의 이득이 K인 경우, 신호들(OUT11 및 OUT12)의 레벨들은, 기준 신호(INR)의 레벨과 입력 신호(IN)의 레벨 사이의 차이에 K를 곱하여 얻어지는 값에 대응할 수 있다. 신호들(OUT11 및 OUT12)의 레벨들은 상보적일 수 있다. 따라서, 신호들(OUT11 및 OUT12)의 레벨들의 합은 균일할 수 있다. 단, 본 명세서에서 균일하다는 것은, 특정 값이 시간에 따라 변하지 않거나 미세하게만 변하는 것을 의미한다.
신호들(OUT11 및 OUT12)은 생체 신호(INS)를 포함하는 입력 신호(IN)에 기초하여 생성되기 때문에, 신호들(OUT11 및 OUT12)은 생체 신호(INS)의 데이터를 나타낼 수 있다. 도 1을 참조하여 설명된 것과 같이, 수신기(1200_1)는 생체 신호(INS)의 데이터를 전자 장치의 다른 구성요소로 전송하기 위해, 신호들(OUT11 및 OUT12)을 그 구성요소로 출력할 수 있다.
도 3은 도 1의 수신기에 의해 수신되는 신호들을 보여주는 그래프들 이다.
도 1 및 도 2를 참조하여 설명된 바와 같이, 수신기(1200)는 송신기(1100)로부터 인체(10)를 통해 수신되는 생체 신호(INS), 및 노이즈를 포함하는 노이즈 신호(NS)를 수신할 수 있다. 노이즈 신호(NS)는 비교적 낮은 주파수의 노이즈를 포함할 수 있다. 도 3의 예에서, 노이즈 신호(NS)의 주파수는 F1이고, 생체 신호(INS)의 주파수는 F2일 수 있다. 노이즈 신호(NS)는 낮은 주파수를 갖는 노이즈를 포함하기 때문에, 노이즈 신호(NS)의 주파수는 F1은 생체 신호(INS)의 주파수는 F2보다 낮을 수 있다.
노이즈 신호(NS) 및 생체 신호(INS)가 전극(EN2)을 통해 수신됨에 따라, 입력 신호(IN)가 생성될 수 있다. 입력 신호(IN)는 노이즈 신호(NS) 및 생체 신호(INS)를 포함할 수 있다. 따라서, 입력 신호(IN)는 노이즈를 포함할 수 있다. 예로서, 입력 신호(IN)는 주파수 F1의 노이즈를 포함할 수 있다.
도 4는 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 1의 수신기(1200)는 도 4의 수신기(1200_2)를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 수신기(1200_2)는 전극들(EN1 및 EN2), 증폭기(1210), 및 필터 회로(1220)를 포함할 수 있다. 도 4를 도 2와 비교하면, 도 4의 수신기(1200_2)는 필터 회로(1220)를 더 포함할 수 있다.
전극들(EN1 및 EN2) 및 증폭기(1210)의 예시적인 구성들 및 동작들은 도 2를 참조하여 설명된 것들과 각각 유사하므로 이하 중복되는 설명은 생략된다. 필터 회로(1220)는 전극(EN1)으로부터 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 필터 회로(1220)는 전극(EN2)으로부터 기준 신호(INR)를 수신할 수 있다. 필터 회로(1220)는 동작 전압(VDD) 및 접지 전압을 수신할 수 있다.
예로서, 필터 회로(1220)는 수신기(1200_2) 내부 또는 외부의 전압 서플라이 등과 같은 전자 장치로부터 동작 전압(VDD)을 수신할 수 있다. 동작 전압(VDD)은 증폭기(1210)의 동작을 위한 적절한 레벨을 가질 수 있다. 예로서, 동작 전압(VDD)은 증폭기(1210)의 정상적인 동작을 위해 설계자에 의해 설정된 레벨을 가질 수 있다.
필터 회로(1220)는 접지단으로부터 접지 전압을 수신할 수 있다. 도 4의 예에서, 접지단으로부터 접지 전압을 수신하도록 구성되는 필터 회로(1220)가 설명될 것이나, 접지 전압은 증폭기(1210)의 정상적인 동작을 위한 다양한 레벨의 전압으로 변경 및 수정될 수 있음이 이해될 것이다.
필터 회로(1220)는 입력 신호(IN) 및 기준 신호(INR)에 기초하여 신호들(INN1 및 INP1)을 출력할 수 있다. 필터 회로(1220)는 입력 신호(IN)에 포함된 노이즈를 제거하도록 구성될 수 있다. 예로서, 필터 회로(1220)는 입력 신호(IN) 및 기준 신호(INR)의 주파수 성분들 중 차단 주파수 이하의 주파수 성분들을 감쇄시키도록 구성될 수 있다. 예로서, 필터 회로(1220)는 하이 패스 필터의 구성을 포함할 수 있다.
필터 회로(1220)의 차단 주파수는, 노이즈 신호(NS)의 주파수 F1과 생체 신호(INS)의 주파수 F2를 고려하여 결정될 수 있다. 예로서, 필터 회로(1220)는, 필터 회로(1220)의 차단 주파수가 노이즈 신호(NS)의 주파수 F1보다 크고 생체 신호(INS)의 주파수 F2보다 작도록 설계될 수 있다.
필터 회로(1220)는 기준 신호(INR)의 주파수 성분들 중 차단 주파수 이하의 주파수 성분들을 감쇄시키고, 감쇄된 주파수 성분들을 포함하는 신호(INN1)를 증폭기(1210)의 반전 단자로 출력할 수 있다. 필터 회로(1220)는 입력 신호(IN)의 주파수 성분들 중 차단 주파수 이하의 주파수 성분들을 감쇄시키고, 감쇄된 주파수 성분들을 포함하는 신호(INP1)를 증폭기(1210)의 비반전 단자로 출력할 수 있다.
증폭기(1210)는 신호들(INN1 및 INP1)에 기초하여 신호들(OUT21 및 OUT22)을 출력할 수 있다. 예로서, 증폭기(1210)는 신호들(INN1 및 INP1)의 레벨들 사이의 차이에 이득을 곱하여 얻어지는 레벨을 갖는 신호들(OUT21 및 OUT22)을 출력할 수 있다.
도 5를 참조하여, 필터 회로(1220)의 예시적인 구성이 좀 더 구체적으로 설명될 것이다. 도 6을 참조하여, 필터 회로(1220)의 예시적인 동작들이 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 5는 도 4의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 회로도 이다.
도 5를 참조하면, 필터 회로(1220)는 저항들(R1 내지 R4) 및 용량성 소자들(C1 및 C2)를 포함할 수 있다.
도 5에서, 용량성 소자들(C1 및 C2) 각각은 하나의 용량성 소자로 도시되었으나, 용량성 소자들(C1 및 C2) 각각은, 하나의 용량성 소자 대신, 병렬로 연결되는 용량성 소자들, 직렬로 연결되는 용량성 소자들, 및 병렬로 연결되는 용량성 소자들과 직렬로 연결되는 용량성 소자들의 다양한 조합들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5에서, 저항들(R1 내지 R4) 각각은 하나의 저항으로 도시되었으나, 저항들(R1 내지 R4) 각각은, 하나의 저항 대신, 병렬로 연결되는 저항들, 직렬로 연결되는 저항들, 및 병렬로 연결되는 저항들과 직렬로 연결되는 저항들의 다양한 조합들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
용량성 소자(C1)는 전극(EN2)과 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 저항(R1)은 동작 전압(VDD)의 공급단과 노드(N1) 사이에 연결될 수 있다. 저항(R3)은 노드(N1)와 접지단 사이에 연결될 수 있다. 용량성 소자(C2)는 전극(EN1)과 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 저항(R2)은 동작 전압(VDD)의 공급단과 노드(N2) 사이에 연결될 수 있다. 저항(R4)은 노드(N2)와 접지단 사이에 연결될 수 있다.
용량성 소자(C1)는 전극(EN2)으로부터 기준 신호(INR)를 수신할 수 있다. 용량성 소자(C1)는 기준 신호(INR)의 주파수 성분들 중 일부 주파수 성분들을 통과시킬 수 있다. 용량성 소자(C1)를 통해 통과된 주파수 성분들을 포함하는 신호(INN1)가 노드(N1)를 통해 증폭기(1210)로 출력될 수 있다.
예로서, 용량성 소자(C1)의 소자 값에 기초하여 제 1 차단 주파수가 결정될 수 있다. 제 1 차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 신호(INN1)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들은 기준 신호(INR)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들보다 작을 수 있다.
용량성 소자(C2)는 전극(EN1)으로부터 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 용량성 소자(C2)는 입력 신호(IN)의 주파수 성분들 중 일부 주파수 성분들을 통과시킬 수 있다. 용량성 소자(C2)를 통해 통과된 주파수 성분들을 포함하는 신호(INP1)가 노드(N2)를 통해 증폭기(1210)로 출력될 수 있다.
예로서, 용량성 소자(C2)의 소자 값에 기초하여 제 2 차단 주파수가 결정될 수 있다. 제 2 차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 신호(INP1)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들은 입력 신호(IN)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들보다 작을 수 있다.
신호들(INP1 및 INN1)은 증폭기(1210)의 차동 입력들로서 사용될 수 있다. 따라서, 필터 회로(1220)는 서로 대응하는 신호들(INP1 및 INN1)이 증폭기(1210)로 출력되도록 설계될 수 있다. 예로서, 용량성 소자(C1)와 관련되는 제 1 차단 주파수가 용량성 소자(C2)와 관련되는 제 2 차단 주파수와 대응하도록, 용량성 소자들(C1 및 C2)의 소자 값들이 설정될 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 제 1 차단 주파수 및 제 2 차단 주파수가 서로 동일한 실시 예가 설명될 것이다. 이하, 제 1 차단 주파수 및 제 2 차단 주파수 모두는 필터 회로(1220)의 차단 주파수로서 지칭된다. 그러나, 제 1 차단 주파수 및 제 2 차단 주파수는 도 5를 참조하여 설명된 동작들을 위해 다양하게 변경 및 수정될 수 있음이 이해될 것이다.
도 6은 도 4의 필터 회로의 동작들을 설명하기 위한 그래프 이다. 도 6의 예에서, x축은 주파수를 나타내고, y축은 도 4의 필터 회로(1220)의 임피던스의 크기를 나타낼 수 있다.
도 5를 참조하여 설명된 바와 같이, 도 4의 필터 회로(1220)는 용량성 소자들(C1 및 C2) 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 차단 주파수를 가질 수 있다. 도 6의 예에서, 필터 회로(1220)의 차단 주파수는 FC1일 수 있다. FC1의 주파수에 대해, 필터 회로(1220)의 임피던스는 Z1일 수 있다. 차단 주파수 FC1 보다 낮은 주파수 대역에서 필터 회로(1220)의 임피던스는 차단 주파수 FC1 보다 높은 주파수 대역에서 필터 회로(1220)의 임피던스 보다 클 수 있다. 따라서, 필터 회로(1220)는 차단 주파수 FC1 보다 낮은 주파수를 갖는 주파수 성분을 감쇄시킬 수 있다.
노이즈 신호(NS)의 주파수 F1은 차단 주파수 FC1보다 낮고, 생체 신호(INS)의 주파수 F2는 차단 주파수 FC2 보다 높을 수 있다. 따라서, 입력 신호(IN)에 포함되는 노이즈는 필터 회로(1220)에 의해 감쇄될 수 있다. 신호(INP1)에 포함된 노이즈의 레벨은 입력 신호(IN)에 포함된 노이즈의 레벨보다 작을 수 있다.
증폭기(1210)는 적은 노이즈를 포함하는 신호(INP1)에 기초하여 신호들(OUT21 및 OUT22)을 출력할 수 있다. 신호들(OUT21 및 OUT22)에 포함된 노이즈들의 레벨들은 도 2의 신호들(OUT11 및 OUT12)에 포함된 노이즈들의 레벨들보다 작을 수 있다. 인체 통신 시스템(1000)을 포함하는 전자 장치의 구성요소들은 작은 레벨의 노이즈만을 포함하는 신호들(OUT21 및 OUT22)에 기초하여 동작할 수 있다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 도 1의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 개념도 이다.
도 1의 수신기(1200)는 도 7의 수신기(1200_3)를 포함할 수 있다. 도 7을 참조하면, 수신기(1200_3)는 전극들(EN1 및 EN2), 증폭기(1210), 및 필터 회로들(1220 및 1230)을 포함할 수 있다. 도 7을 도 2와 비교하면, 도 7의 수신기(1200_3)는 필터 회로들(1220 및 1230)을 더 포함할 수 있다.
전극들(EN1 및 EN2) 및 증폭기(1210)의 예시적인 구성들 및 동작들은 도 2를 참조하여 설명된 것들과 각각 유사하므로 이하 중복되는 설명은 생략된다. 필터 회로(1220)의 예시적인 구성 및 동작들은 도 4를 참조하여 설명된 것과 각각 유사하므로 이하 중복되는 설명은 생략된다. 필터 회로(1230)는 전극(EN1)으로부터 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 필터 회로(1230)는 전극(EN2)으로부터 기준 신호(INR)를 수신할 수 있다.
필터 회로(1230)는 입력 신호(IN) 및 기준 신호(INR)에 기초하여 신호들(INN21 및 INP21)을 출력할 수 있다. 필터 회로(1230)는 입력 신호(IN)에 포함된 노이즈를 제거하도록 구성될 수 있다. 예로서, 필터 회로(1230)는, 기준 신호(INR)의 주파수 성분들 중 차단 주파수 이하의 주파수 성분들, 및 입력 신호(IN)의 주파수 성분들 중 차단 주파수 이하의 주파수 성분들에 대해 별도의 경로(증폭 회로(1220)로의 경로 이외의 경로)를 제공할 수 있다.
필터 회로(1230)의 차단 주파수는, 노이즈 신호(NS)의 주파수 F1과 생체 신호(INS)의 주파수 F2를 고려하여 결정될 수 있다. 예로서, 필터 회로(1220)는, 필터 회로(1230)의 차단 주파수가 노이즈 신호(NS)의 주파수 F1보다 크고 생체 신호(INS)의 주파수 F2보다 작도록 설계될 수 있다.
기준 신호(INR) 및 입력 신호(IN)에 포함된 차단 주파수 이하의 주파수 성분들이 필터회로(1230)의 별도의 경로를 통해 전달됨에 따라, 필터 회로(1230)로부터 출력되는 신호들(INN21 및 INP21)에 포함되는 차단 주파수 이하의 주파수 성분들은 감쇄될 수 있다. 즉, 차단 주파수보다 낮은 F1의 노이즈는 필터 회로(1230)에 의해 제거될 수 있다.
필터 회로(1220)는 신호들(INN21 및 INP21)에 포함된 노이즈를 더 제거할 수 있다. 필터 회로(1220)는 신호들(INN21 및 INP21)을 통과시켜 신호들(INN22 및 INP22)를 출력할 수 있다. 증폭기(1210)는 신호들(INN22 및 INP22)에 기초하여 신호들(OUT31 및 OUT32)을 출력할 수 있다. 예로서, 증폭기(1210)는 신호들(INN22 및 INP22)의 레벨들 사이의 차이에 이득을 곱하여 얻어지는 레벨을 갖는 신호들(OUT31 및 OUT32)을 출력할 수 있다.
도 8을 참조하여, 필터 회로(1230)의 예시적인 구성이 좀 더 구체적으로 설명될 것이다. 도 9를 참조하여, 필터 회로(1230)의 예시적인 동작들이 좀 더 구체적으로 설명될 것이다.
도 8은 도 7의 수신기의 예시적인 구성을 보여주는 회로도 이다.
도 8을 참조하면, 필터 회로(1230)는 유도성 소자(L)를 포함할 수 있다. 도 8에서, 유도성 소자(L)는 하나의 유도성 소자로 도시되었으나, 유도성 소자(L)는, 하나의 유도성 소자 대신, 병렬로 연결되는 유도성 소자들, 직렬로 연결되는 유도성 소자들, 및 병렬로 연결되는 유도성 소자들과 직렬로 연결되는 유도성 소자들의 다양한 조합들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
유도성 소자(L)는 노드들(N3 및 N4) 사이에 연결될 수 있다. 전극(EN2)은 노드(N3)와 연결될 수 있다. 전극(EN1)은 노드(N4)와 연결될 수 있다. 전극들(EN1 및 EN2), 필터 회로(1220), 및 증폭기(1210)의 예시적인 구성 및 동작들은 도 5를 참조하여 설명된 것과 각각 유사하므로 이하 중복되는 설명은 생략된다.
유도성 소자(L)는 노드(N3)를 통해 기준 신호(INR)를 수신할 수 있다. 유도성 소자(L)는 기준 신호(INR)의 주파수 성분들 중 일부 주파수 성분들을 통과시킬 수 있다. 예로서, 유도성 소자(L)의 소자 값에 기초하여 차단 주파수가 결정될 수 있다. 유도성 소자(L)는, 기준 신호(INR)에 포함된 주파수 성분들 중 차단 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 주파수 성분들에 대한 경로를 제공할 수 있다.
차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 기준 신호(INR)에 포함된 일부 주파수 성분들은 증폭 회로(1220)로의 경로 대신 유도성 소자를 통과할 수 있다. 따라서, 차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 신호(INN21)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들은 기준 신호(INR)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들보다 작을 수 있다.
유도성 소자(L)는 노드(N4)를 통해 입력 신호(IN)를 수신할 수 있다. 유도성 소자(L)는 입력 신호(IN)의 주파수 성분들 중 일부 주파수 성분들을 통과시킬 수 있다. 예로서, 유도성 소자(L)는, 입력 신호(IN)에 포함된 주파수 성분들 중 차단 주파수보다 낮은 주파수를 갖는 주파수 성분들에 대한 경로를 제공할 수 있다.
차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 입력 신호(IN)에 포함된 일부 주파수 성분들은 증폭 회로(1220)로 전송되는 대신 유도성 소자를 통과할 수 있다. 따라서, 차단 주파수 이하의 주파수 대역에 대해, 신호(INP21)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들은 입력 신호(IN)에 포함된 주파수 성분들의 레벨들보다 작을 수 있다. 증폭기(1210)의 차동 입력들로서 제공될 신호들(INN22 및 INP22)은 신호들(INN21 및 INP21)에 기초하여 생성될 수 있다.
도 9는 도 7의 필터 회로의 동작들을 설명하기 위한 그래프 이다. 도 9의 예에서, x축은 주파수를 나타내고, y축은 도 7의 필터 회로(1230)의 임피던스의 크기를 나타낼 수 있다.
도 8을 참조하여 설명된 바와 같이, 도 7의 필터 회로(1230)는 유도성 소자(L)에 기초하여 결정되는 차단 주파수를 가질 수 있다. 도 9의 예에서, 필터 회로(1230)의 차단 주파수는 FC2일 수 있다. FC2의 주파수에 대해, 필터 회로(1230)의 임피던스는 Z2일 수 있다.
차단 주파수 FC2 보다 낮은 주파수 대역에서 필터 회로(1230)의 임피던스는 차단 주파수 FC2 보다 높은 주파수 대역에서 필터 회로(1230)의 임피던스 보다 낮을 수 있다. 따라서, 필터 회로(1230)는 노드들(N3 및 N4) 사이에서 차단 주파수 FC2 보다 낮은 주파수를 갖는 주파수 성분들을 통과시킬 수 있다.
노이즈 신호(NS)의 주파수 F1은 차단 주파수 FC2보다 낮고, 생체 신호(INS)의 주파수 F2는 차단 주파수 FC2 보다 높을 수 있다. 입력 신호(IN)에 포함되는 노이즈 신호(NS)의 노이즈는 필터 회로(1230)에 의해 제공되는 경로(즉, 노드들(N3 및 N4) 사이의 경로)로 전달될 수 있다. 따라서, 신호(INP21)에 포함된 노이즈의 레벨은 입력 신호(IN)에 포함된 노이즈의 레벨보다 작을 수 있다.
신호(INP22)는 적은 노이즈를 포함하는 신호(INP21)에 기초하여 생성되기 때문에, 증폭기(1210)는 적은 노이즈를 포함하는 신호(INP22)에 기초하여 신호들(OUT31 및 OUT32)을 출력할 수 있다. 신호들(OUT21 및 OUT22)에 포함된 노이즈들의 레벨들은 도 2의 신호들(OUT11 및 OUT12) 및 도 4의 신호들(OUT21 및 OUT22)에 포함된 노이즈들의 레벨들보다 작을 수 있다. 인체 통신 시스템(1000)을 포함하는 전자 장치의 구성요소들은 적은 노이즈만을 포함하는 신호들(OUT31 및 OUT32)에 기초하여 동작할 수 있다. 따라서, 전자 장치의 구성요소들은 신호들(OUT31 및 OUT32)의 데이터를 정확하게 획득할 수 있다.
도 10은 도 7의 수신기의 동작들을 설명하기 위한 그래프들 이다.
입력 신호(IN)는 전극(EN1)을 통해 수신되고, 기준 신호(INR)는 전극(EN2)을 통해 수신될 수 있다. 입력 신호(IN)는 비교적 낮은 주파수를 갖는 노이즈를 포함할 수 있다.
입력 신호(IN) 및 기준 신호(INR)에 포함된 노이즈가 필터 회로들(1220 및 1230)에 의해 제거될 수 있다. 따라서, 신호(INP22)와 입력 신호(IN)를 비교하면, 신호(INP22)에 포함된 저주파 성분의 레벨은 입력 신호(IN)에 포함된 저주파 성분의 레벨보다 작을 수 있다. 또한, 신호(INN22)와 기준 신호(INR)를 비교하면, 신호(INM22)에 포함된 저주파 성분의 레벨은 기준 신호(INR)에 포함된 저주파 성분의 레벨보다 작을 수 있다.
증폭기(1210)는 신호들(INP22 및 INN22)에 기초하여 신호(OUT31)를 출력할 수 있다. 신호(OUT31)의 레벨은 신호들(INP22 및 INN22)의 레벨들 사이의 차이와 관련될 수 있다. 예로서, 신호(OUT31)의 레벨은 신호들(INP22 및 INN22)의 레벨들 사이의 차이에 증폭기(1210)의 이득을 곱한 값을 가질 수 있다. 따라서, 신호(OUT31)의 크기는 신호(INP22)의 크기보다 클 수 있다.
도 11은 도 1의 인체 통신 시스템을 포함하는 전자 장치의 예시적인 구성을 보여주는 블록도 이다.
전자 장치(2000)는 프로세서(2100), 메모리(2200), 스토리지(2300), 사용자 인터페이스(2400), 보안 모듈(2500), 통신 장치(2600), 전력 관리기(2700), 및 버스(2800)를 포함할 수 있다. 단, 전자 장치(2000)의 구성요소들은 도 11의 실시 예에 한정되지 않는다. 전자 장치(2000)는 도 11에 나타낸 구성요소들 중 하나 이상을 포함하지 않을 수 있다. 또는, 전자 장치(2000)는 도 11에 나타내지 않은 적어도 하나의 구성요소를 더 포함할 수 있다.
프로세서(2100)는 전자 장치(2000)의 구성요소들의 동작들을 제어/관리할 수 있다. 예로서, 프로세서(2100)는 범용 프로세서, 전용 프로세서, 또는 어플리케이션 프로세서(Application Processor)로 구현될 수 있다.
예로서, 프로세서(2100)는 하나의 프로세서 코어(Single Core)를 포함하거나, 복수의 프로세서 코어(Multi-Core)(예컨대, 듀얼 코어(Dual-Core), 쿼드 코어(Quad-Core), 헥사 코어(Hexa-Core) 등의 멀티 코어(Multi-Core))를 포함할 수 있다. 예로서, 프로세서(2100)는 하나 이상의 프로세서 코어들을 포함하는 전용 회로(예컨대, FPGA(Field Programmable Gate Arrays), ASICs(Application Specific Integrated Circuits) 등) 또는 SoC(System on Chip)를 포함할 수 있다. 예로서, 프로세서(2100)는 내부 또는 외부에 위치한 캐시 메모리(Cache Memory)를 더 포함할 수 있다.
프로세서(2100)는 전자 장치(2000)를 동작시키기 위해 다양한 연산들을 처리할 수 있다. 예로서, 인체 통신 시스템(1000)의 외부의 다른 전자 장치 또는 시스템으로부터 정보를 포함하는 신호가 수신될 수 있다. 수신기(1200)는 정보에 대응하는 데이터를 나타내는 신호들을 출력할 수 있다. 예로서, 수신기(1200_3)를 포함하는 수신기(1200)는 데이터를 나타내는 신호들(OUT31 및 OUT32)을 프로세서(2100)로 출력할 수 있다. 프로세서(2100)는 신호들(OUT31 및 OUT32)로부터 획득되는 데이터를 처리하여 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 전달된 정보를 획득할 수 있다.
스토리지(2200)는 전력 공급에 관계없이 데이터를 저장할 수 있다. 예로서, 스토리지(2200)는 프로세서(2100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 비일시적으로 저장할 수 있다. 예로서, 스토리지(2200)는 신호들(OUT31 및 OUT32)로부터 획득되고 프로세서(2100)에 의해 처리된 데이터를 비일시적으로 저장할 수 있다.
예로서, 스토리지(2200)는 플래시 메모리, PRAM, MRAM, ReRAM, FRAM 등과 같은 다양한 불휘발성 메모리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 스토리지(2200)는 HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Drive), SD(Secure Digital) 카드 등과 같은 착탈식 메모리, 및/또는 eMMC(Embedded Multimedia Card) 등과 같은 내장(Embedded) 메모리를 포함할 수 있다.
메모리(2300)는 예로서, 메모리(2300)는 프로세서(2100)에 의해 처리된 또는 처리될 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다. 예로서, 스토리지는 신호들(OUT31 및 OUT32)로부터 획득되고 프로세서(2100)에 의해 처리된 데이터를 일시적으로 저장할 수 있다.
예로서, 메모리(2300)는 SRAM(Static Random Access Memory), DRAM(Dynamic RAM), SDRAM(Synchronous DRAM) 등과 같은 휘발성 메모리, 및/또는 플래시 메모리, PRAM(Phase-change RAM), MRAM(Magneto-resistive RAM), ReRAM(Resistive RAM), FRAM(Ferro-electric RAM) 등과 같은 불휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 또는, 메모리(2300)는 이종의 메모리들을 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스(2400)는 전자 장치(2000)의 사용자와 전자 장치(2000) 사이의 통신을 중재할 수 있다. 예로서, 사용자는 사용자 인터페이스(2400)를 통해 명령을 전자 장치(2000)로 입력할 수 있다. 또는, 전자 장치(2000)는 프로세서(2100)에 의해 생성되는 정보를 사용자 인터페이스(2400)를 통해 사용자에게 제공할 수 있다.
예로서, 프로세서(2100)는 신호들(OUT31 및 OUT32)로부터 획득되는 데이터를 처리하여 인체 통신 시스템(1000)의 외부로부터 전달된 정보를 획득할 수 있다. 프로세서(2100)는 사용자 인터페이스(2400)를 통해 신호들(OUT31 및 OUT32)에 기초하여 획득되는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
보안 모듈(2500)은 높은 보안 수준을 요구하는 데이터를 처리하거나 저장할 수 있다. 보안 모듈(240)은 다양한 보안 플랫폼에 기반하는 보안 모드에서 동작할 수 있다. 따라서, 보안 모듈(2500)은 외부로부터의 공격으로부터 높은 보안 수준을 요구하는 데이터를 보호할 수 있다. 예로서, 신호들(OUT31 및 OUT32)에 기초하여 획득되는 데이터가 높은 보안 수준을 요구할 경우, 그 데이터는 보안 모듈(2500)에 저장될 수 있다.
본 명세서에서 모듈(module)은 특정 구성요소를 참조하여 설명되는 동작들을 수행할 수 있는 하드웨어를 의미하거나, 그 동작들을 수행하기 위해 하드웨어(예컨대, 보안 모듈(2500)에 포함되는 별도의 프로세서)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어를 의미하거나, 하드웨어 또는 하드웨어를 구동하기 위한 소프트웨어의 기능적 및/또는 구조적 결합을 의미할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
통신 장치(2600)는 전자 장치(1000) 외부의 다른 전자 장치/시스템과 신호들을 교환하기 위한 다양한 구성들을 포함할 수 있다. 예로서, 통신 장치(2600)는 전자 장치(2000) 외부의 다른 전자 장치 또는 시스템과 전자 장치(2000) 사이의 통신을 중재할 수 있다.
예로서, 통신 장치(2600)는 유선 근거리통신망(Local Area Network; LAN), Wi-fi(Wireless Fidelity)와 같은 무선 근거리 통신망 (Wireless Local Area Network; WLAN), 블루투스(Bluetooth)와 같은 무선 개인 통신망(Wireless Personal Area Network; WPAN), 무선 USB (Wireless Universal Serial Bus), Zigbee, NFC (Near Field Communication), RFID (Radio-frequency identification), PLC(Power Line communication), 또는 3G (3rd Generation), 4G (4th Generation), LTE (Long Term Evolution) 등 이동 통신망(mobile cellular network)에 접속 가능한 모뎀 통신 인터페이스 등을 포함할 수 있다. 블루투스 인터페이스는 BLE(Bluetooth Low Energy)를 지원할 수 있다.
또는, 통신 장치(2600)는 인체를 매질로서 수행되는 통신을 중재할 수 있다. 예로서, 통신 장치(2600)는 인체 통신을 수행하도록 구성되는 도 1의 송신기(1100) 및 수신기(1200)를 포함할 수 있다. 통신 장치(2600)는 도 2 내지 도 10을 참조하여 설명된 동작들을 수행할 수 있다. 따라서, 통신 장치(2600)는, 적은 노이즈를 포함하고 전자 장치(2000)의 외부로부터 획득되는 정보를 포함하는 신호들을 출력할 수 있다.
전력 관리기(2700)는 전자 장치(2000)의 구성요소들로 전력을 공급할 수 있다. 예로서, 전력 관리기(2700)는 배터리 및/또는 외부 전원으로부터 수신되는 전력을 적절하게 변환할 수 있고, 변환된 전력을 전자 장치(2000)의 구성요소들로 전달할 수 있다.
버스(2800)는 전자 장치(2000)의 구성요소들 사이에서 통신 경로를 제공할 수 있다. 예로서, 프로세서(2100), 스토리지(2200), 메모리(2300), 사용자 인터페이스(2400), 보안 모듈(2500), 통신 장치(2600), 및 전력 관리기(2700)는 버스(2800)를 통해 서로 데이터(예컨대, 신호들(OUT31 및 OUT32)로부터 획득되는 데이터)를 교환할 수 있다. 버스(2800)는 전자 장치(2000)에서 이용되는 다양한 유형의 통신 포맷들을 지원하도록 구성될 수 있다.
상술된 내용은 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 실시 예들이다. 본 발명은 상술된 실시 예들뿐만 아니라, 단순하게 설계 변경되거나 용이하게 변경할 수 있는 실시 예들 또한 포함할 것이다. 또한, 본 발명은 실시 예들을 이용하여 용이하게 변형하여 실시할 수 있는 기술들도 포함될 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 상술된 실시 예들에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 할 것이다.
The receiver 1200 may receive the biosignal transmitted through the human body 10 . For example, the receiver 1200 may support various types of protocols for receiving a biosignal through the human body 10 . The receiver 1200 may acquire data of the received biosignal. The receiver 1200 may acquire information included in the biosignal (ie, information obtained from the outside of the human body communication system 1000) based on data obtained from the biosignal.
Although not shown in FIG. 1 , the receiver 1200 may receive a reference signal to be used to amplify a biosignal from the outside of the human body communication system 1000 . For example, the receiver 1200 may receive the reference signal from the ground outside the human body communication system 1000 or from the air.
Also, the receiver 1200 may receive a signal including noise (hereinafter, referred to as a noise signal) through the human body 10 . For example, noise may be generated inside the human body communication system 1000 by energy supplied from the outside of the human body 10 . For example, energy radiated by a light source (eg, a fluorescent lamp) external to the human body 10 may be absorbed by the human body 10 . A noise signal may be generated inside the human body by the absorbed energy. The receiver 1200 may receive a noise signal generated in the human body 10 .
The receiver 1200 may perform an amplification operation based on a signal received from the transmitter 1100, a reference signal, and a noise signal in order to accurately acquire biosignal data. That is, the receiver 1200 may perform an amplification operation to accurately acquire data of the biosignal weakened in the process of being received through the human body 10 . For example, the receiver 1200 may perform an amplification operation based on a difference between a level of a signal received from the transmitter 1100 and a level of a reference signal.
The receiver 1200 may perform operations for removing noise included in the noise signal in order to accurately acquire data of the biosignal. 2-10, exemplary configurations and operations of the receiver 1200 will be described in more detail.
FIG. 2 is a conceptual diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 .
The receiver 1200 of FIG. 1 may include the receiver 1200_1 of FIG. 2 . Referring to FIG. 2 , a receiver 1200_1 may include electrodes EN1 and EN2 and an amplifier 1210 .
The receiver 1200_1 may receive the reference signal INR from the outside of the human body communication system 1000 through the electrode EN1 . The receiver 1200_1 may receive the biosignal INS transmitted from the transmitter 1100 through the human body 10 through the electrode EN2 . The receiver 1200_1 may receive the noise signal NS generated in the human body 10 through the electrode EN2 .
Since both the noise signal NS and the biosignal INS are received through the electrode EN2 , the receiver 1200_1 receives an input signal including the biosignal INS and the noise signal NS through the electrode EN1 . (IN) can be received. For example, the level of the input signal IN may correspond to the sum of the level of the living body INS and the level of the noise signal NS. Referring to FIG. 3 , the biosignal INS, the noise signal NS, and the input signal IN will be described in more detail.
The amplifier 1210 may receive the reference signal INR through the inverting terminal and the input signal IN through the non-inverting terminal. The amplifier 1210 may output the signals OUT11 and OUT12 based on the reference signal INR and the input signal IN. For example, the amplifier 1210 may output the signals OUT11 and OUT12 based on a difference between the level of the reference signal INR and the level of the input signal IN.
For example, when the gain of the amplifier 1210 is K, the levels of the signals OUT11 and OUT12 are the values obtained by multiplying the difference between the level of the reference signal INR and the level of the input signal IN by K. can respond. The levels of signals OUT11 and OUT12 may be complementary. Accordingly, the sum of the levels of the signals OUT11 and OUT12 may be uniform. However, in the present specification, uniform means that a specific value does not change with time or changes only slightly.
Since the signals OUT11 and OUT12 are generated based on the input signal IN including the biosignal INS, the signals OUT11 and OUT12 may represent data of the biosignal INS. As described with reference to FIG. 1 , the receiver 1200_1 may output the signals OUT11 and OUT12 to the component in order to transmit data of the biosignal INS to another component of the electronic device. .
3 is a graph showing signals received by the receiver of FIG.
As described with reference to FIGS. 1 and 2 , the receiver 1200 may receive a biosignal INS received from the transmitter 1100 through the human body 10 and a noise signal NS including noise. can The noise signal NS may include noise of a relatively low frequency. In the example of FIG. 3 , the frequency of the noise signal NS may be F1, and the frequency of the biosignal INS may be F2. Since the noise signal NS includes noise having a low frequency, the frequency of the noise signal NS may be lower than that of F1 and the frequency of the biosignal INS may be lower than that of F2.
As the noise signal NS and the biosignal INS are received through the electrode EN2 , the input signal IN may be generated. The input signal IN may include a noise signal NS and a biosignal INS. Accordingly, the input signal IN may include noise. For example, the input signal IN may include noise of frequency F1.
4 is a conceptual diagram illustrating an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 .
The receiver 1200 of FIG. 1 may include the receiver 1200_2 of FIG. 4 . Referring to FIG. 4 , a receiver 1200_2 may include electrodes EN1 and EN2 , an amplifier 1210 , and a filter circuit 1220 . Comparing FIG. 4 with FIG. 2 , the receiver 1200_2 of FIG. 4 may further include a filter circuit 1220 .
Exemplary configurations and operations of the electrodes EN1 and EN2 and the amplifier 1210 are similar to those described with reference to FIG. 2 , respectively, and thus overlapping description will be omitted below. The filter circuit 1220 may receive the input signal IN from the electrode EN1 . The filter circuit 1220 may receive the reference signal INR from the electrode EN2 . The filter circuit 1220 may receive an operating voltage VDD and a ground voltage.
For example, the filter circuit 1220 may receive the operating voltage VDD from an electronic device such as a voltage supply inside or outside the receiver 1200_2 . The operating voltage VDD may have an appropriate level for the operation of the amplifier 1210 . For example, the operating voltage VDD may have a level set by a designer for a normal operation of the amplifier 1210 .
The filter circuit 1220 may receive a ground voltage from a ground terminal. In the example of FIG. 4 , a filter circuit 1220 configured to receive a ground voltage from a ground terminal will be described, however, it is noted that the ground voltage may be changed and modified to various levels of voltage for normal operation of the amplifier 1210 . will be understood
The filter circuit 1220 may output the signals INN1 and INP1 based on the input signal IN and the reference signal INR. The filter circuit 1220 may be configured to remove noise included in the input signal IN. For example, the filter circuit 1220 may be configured to attenuate frequency components equal to or less than a cutoff frequency among frequency components of the input signal IN and the reference signal INR. For example, the filter circuit 1220 may include a configuration of a high pass filter.
The cutoff frequency of the filter circuit 1220 may be determined in consideration of the frequency F1 of the noise signal NS and the frequency F2 of the biosignal INS. For example, the filter circuit 1220 may be designed such that the cutoff frequency of the filter circuit 1220 is greater than the frequency F1 of the noise signal NS and less than the frequency F2 of the biosignal INS.
The filter circuit 1220 may attenuate frequency components less than or equal to the cutoff frequency among frequency components of the reference signal INR, and output the signal INN1 including the attenuated frequency components to the inverting terminal of the amplifier 1210 . . The filter circuit 1220 attenuates frequency components below the cutoff frequency among frequency components of the input signal IN, and outputs the signal INP1 including the attenuated frequency components to the non-inverting terminal of the amplifier 1210 . have.
The amplifier 1210 may output the signals OUT21 and OUT22 based on the signals INN1 and INP1 . For example, the amplifier 1210 may output the signals OUT21 and OUT22 having a level obtained by multiplying a difference between the levels of the signals INN1 and INP1 by a gain.
With reference to FIG. 5 , an exemplary configuration of the filter circuit 1220 will be described in more detail. With reference to FIG. 6 , exemplary operations of the filter circuit 1220 will be described in more detail.
5 is a circuit diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG.
Referring to FIG. 5 , the filter circuit 1220 may include resistors R1 to R4 and capacitive elements C1 and C2 .
In FIG. 5 , each of the capacitive elements C1 and C2 is shown as one capacitive element, but each of the capacitive elements C1 and C2 is a capacitive element connected in parallel instead of one capacitive element. and at least one of various combinations of capacitive elements connected in series, and capacitive elements connected in parallel and capacitive elements connected in series.
In FIG. 5 , each of the resistors R1 to R4 is shown as one resistor, but each of the resistors R1 to R4 is, instead of one resistor, resistors connected in parallel, resistors connected in series, and It may include at least one of various combinations of resistors connected in parallel and resistors connected in series.
The capacitive element C1 may be connected between the electrode EN2 and the node N1 . The resistor R1 may be connected between the supply terminal of the operating voltage VDD and the node N1 . The resistor R3 may be connected between the node N1 and the ground terminal. The capacitive element C2 may be connected between the electrode EN1 and the node N2 . The resistor R2 may be connected between the supply terminal of the operating voltage VDD and the node N2 . The resistor R4 may be connected between the node N2 and the ground terminal.
The capacitive element C1 may receive the reference signal INR from the electrode EN2 . The capacitive element C1 may pass some frequency components among the frequency components of the reference signal INR. A signal INN1 including frequency components passed through the capacitive element C1 may be output to the amplifier 1210 through the node N1 .
For example, the first cut-off frequency may be determined based on the element value of the capacitive element C1. For a frequency band equal to or less than the first cut-off frequency, levels of frequency components included in the signal INN1 may be smaller than levels of frequency components included in the reference signal INR.
The capacitive element C2 may receive the input signal IN from the electrode EN1 . The capacitive element C2 may pass some of the frequency components of the input signal IN. The signal INP1 including the frequency components passed through the capacitive element C2 may be output to the amplifier 1210 through the node N2 .
For example, the second cutoff frequency may be determined based on the element value of the capacitive element C2 . For a frequency band equal to or less than the second cutoff frequency, levels of frequency components included in the signal INP1 may be smaller than levels of frequency components included in the input signal IN.
Signals INP1 and INN1 may be used as differential inputs of amplifier 1210 . Accordingly, the filter circuit 1220 may be designed so that the signals INP1 and INN1 corresponding to each other are output to the amplifier 1210 . For example, the element values of the capacitive elements C1 and C2 may be set such that the first cutoff frequency associated with the capacitive element C1 corresponds to the second cutoff frequency associated with the capacitive element C2. have.
Hereinafter, for convenience of description, an embodiment in which the first cut-off frequency and the second cut-off frequency are the same will be described. Hereinafter, both the first cutoff frequency and the second cutoff frequency are referred to as the cutoff frequency of the filter circuit 1220 . However, it will be understood that the first cutoff frequency and the second cutoff frequency may be variously changed and modified for the operations described with reference to FIG. 5 .
FIG. 6 is a graph for explaining operations of the filter circuit of FIG. 4 . In the example of FIG. 6 , the x-axis may represent a frequency, and the y-axis may represent the magnitude of the impedance of the filter circuit 1220 of FIG. 4 .
As described with reference to FIG. 5 , the filter circuit 1220 of FIG. 4 may have a cutoff frequency determined based on at least one of the capacitive elements C1 and C2 . In the example of FIG. 6 , the cut-off frequency of the filter circuit 1220 may be FC1. For the frequency of FC1, the impedance of the filter circuit 1220 may be Z1. The impedance of the filter circuit 1220 in a frequency band lower than the cutoff frequency FC1 may be greater than the impedance of the filter circuit 1220 in a frequency band higher than the cutoff frequency FC1. Accordingly, the filter circuit 1220 may attenuate a frequency component having a frequency lower than the cutoff frequency FC1 .
The frequency F1 of the noise signal NS may be lower than the cutoff frequency FC1, and the frequency F2 of the biosignal INS may be higher than the cutoff frequency FC2. Accordingly, noise included in the input signal IN may be attenuated by the filter circuit 1220 . A level of noise included in the signal INP1 may be smaller than a level of noise included in the input signal IN.
The amplifier 1210 may output the signals OUT21 and OUT22 based on the signal INP1 including little noise. Levels of noises included in signals OUT21 and OUT22 may be smaller than levels of noises included in signals OUT11 and OUT12 of FIG. 2 . Components of the electronic device including the human body communication system 1000 may operate based on the signals OUT21 and OUT22 including only a small level of noise.
7 is a conceptual diagram illustrating an exemplary configuration of the receiver of FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
The receiver 1200 of FIG. 1 may include the receiver 1200_3 of FIG. 7 . Referring to FIG. 7 , a receiver 1200_3 may include electrodes EN1 and EN2 , an amplifier 1210 , and filter circuits 1220 and 1230 . Comparing FIG. 7 with FIG. 2 , the receiver 1200_3 of FIG. 7 may further include filter circuits 1220 and 1230 .
Exemplary configurations and operations of the electrodes EN1 and EN2 and the amplifier 1210 are similar to those described with reference to FIG. 2 , respectively, and thus overlapping description will be omitted below. Exemplary configurations and operations of the filter circuit 1220 are respectively similar to those described with reference to FIG. 4 , and thus a redundant description will be omitted below. The filter circuit 1230 may receive the input signal IN from the electrode EN1 . The filter circuit 1230 may receive the reference signal INR from the electrode EN2 .
The filter circuit 1230 may output the signals INN21 and INP21 based on the input signal IN and the reference signal INR. The filter circuit 1230 may be configured to remove noise included in the input signal IN. For example, the filter circuit 1230 may separate frequency components below the cutoff frequency among frequency components of the reference signal INR and frequency components below the cutoff frequency among frequency components of the input signal IN. A path (a path other than a path to the amplifier circuit 1220) may be provided.
The cutoff frequency of the filter circuit 1230 may be determined in consideration of the frequency F1 of the noise signal NS and the frequency F2 of the biosignal INS. For example, the filter circuit 1220 may be designed such that the cutoff frequency of the filter circuit 1230 is greater than the frequency F1 of the noise signal NS and less than the frequency F2 of the biosignal INS.
As frequency components below the cut-off frequency included in the reference signal INR and the input signal IN are transmitted through a separate path of the filter circuit 1230 , the signals INN21 and INP21 output from the filter circuit 1230 . ), frequency components below the cutoff frequency may be attenuated. That is, noise of F1 lower than the cutoff frequency may be removed by the filter circuit 1230 .
The filter circuit 1220 may further remove noise included in the signals INN21 and INP21. The filter circuit 1220 may output the signals INN22 and INP22 by passing the signals INN21 and INP21. The amplifier 1210 may output the signals OUT31 and OUT32 based on the signals INN22 and INP22. For example, the amplifier 1210 may output the signals OUT31 and OUT32 having a level obtained by multiplying a difference between the levels of the signals INN22 and INP22 by a gain.
Referring to FIG. 8 , an exemplary configuration of the filter circuit 1230 will be described in more detail. Referring to FIG. 9 , exemplary operations of the filter circuit 1230 will be described in more detail.
FIG. 8 is a circuit diagram showing an exemplary configuration of the receiver of FIG. 7 .
Referring to FIG. 8 , the filter circuit 1230 may include an inductive element L. In FIG. 8 , the inductive element L is shown as one inductive element, but the inductive element L is, instead of one inductive element, inductive elements connected in parallel, inductive elements connected in series elements, and at least one of various combinations of inductive elements connected in series with inductive elements connected in parallel.
The inductive element L may be connected between the nodes N3 and N4. The electrode EN2 may be connected to the node N3 . The electrode EN1 may be connected to the node N4 . Exemplary configurations and operations of the electrodes EN1 and EN2 , the filter circuit 1220 , and the amplifier 1210 are respectively similar to those described with reference to FIG. 5 , and thus overlapping descriptions will be omitted below.
The inductive element L may receive the reference signal INR through the node N3 . The inductive element L may pass some frequency components among the frequency components of the reference signal INR. For example, the cut-off frequency may be determined based on the element value of the inductive element L. The inductive element L may provide a path for frequency components having a lower frequency than a cutoff frequency among frequency components included in the reference signal INR.
For a frequency band below the cutoff frequency, some frequency components included in the reference signal INR may pass through the inductive element instead of a path to the amplification circuit 1220 . Accordingly, for a frequency band below the cutoff frequency, levels of frequency components included in the signal INN21 may be smaller than levels of frequency components included in the reference signal INR.
The inductive element L may receive the input signal IN through the node N4 . The inductive element L may pass some of the frequency components of the input signal IN. For example, the inductive element L may provide a path for frequency components having a lower frequency than a cutoff frequency among frequency components included in the input signal IN.
For a frequency band below the cutoff frequency, some frequency components included in the input signal IN may pass through the inductive element instead of being transmitted to the amplifier circuit 1220 . Accordingly, for a frequency band below the cutoff frequency, levels of frequency components included in the signal INP21 may be smaller than levels of frequency components included in the input signal IN. Signals INN22 and INP22 to be provided as differential inputs of amplifier 1210 may be generated based on signals INN21 and INP21.
FIG. 9 is a graph for explaining operations of the filter circuit of FIG. 7 . In the example of FIG. 9 , the x-axis may represent a frequency, and the y-axis may represent the magnitude of the impedance of the filter circuit 1230 of FIG. 7 .
As described with reference to FIG. 8 , the filter circuit 1230 of FIG. 7 may have a cutoff frequency determined based on the inductive element L. Referring to FIG. In the example of FIG. 9 , the cutoff frequency of the filter circuit 1230 may be FC2. For the frequency of FC2, the impedance of the filter circuit 1230 may be Z2.
The impedance of the filter circuit 1230 in a frequency band lower than the cutoff frequency FC2 may be lower than the impedance of the filter circuit 1230 in a frequency band higher than the cutoff frequency FC2. Accordingly, the filter circuit 1230 may pass frequency components having a frequency lower than the cutoff frequency FC2 between the nodes N3 and N4.
The frequency F1 of the noise signal NS may be lower than the cutoff frequency FC2, and the frequency F2 of the biosignal INS may be higher than the cutoff frequency FC2. The noise of the noise signal NS included in the input signal IN may be transmitted through a path provided by the filter circuit 1230 (ie, a path between the nodes N3 and N4 ). Accordingly, the level of noise included in the signal INP21 may be smaller than the level of noise included in the input signal IN.
Since the signal INP22 is generated based on the signal INP21 including the low noise, the amplifier 1210 may output the signals OUT31 and OUT32 based on the signal INP22 including the low noise. . Levels of noises included in the signals OUT21 and OUT22 may be smaller than levels of noises included in signals OUT11 and OUT12 of FIG. 2 and signals OUT21 and OUT22 of FIG. 4 . Components of the electronic device including the human body communication system 1000 may operate based on signals OUT31 and OUT32 including only low noise. Accordingly, the components of the electronic device may accurately acquire data of the signals OUT31 and OUT32.
10 is a graph for explaining operations of the receiver of FIG.
The input signal IN may be received through the electrode EN1 , and the reference signal INR may be received through the electrode EN2 . The input signal IN may include noise having a relatively low frequency.
Noise included in the input signal IN and the reference signal INR may be removed by the filter circuits 1220 and 1230 . Accordingly, when the signal INP22 is compared with the input signal IN, the level of the low frequency component included in the signal INP22 may be smaller than the level of the low frequency component included in the input signal IN. Also, when the signal INN22 is compared with the reference signal INR, the level of the low frequency component included in the signal INM22 may be smaller than the level of the low frequency component included in the reference signal INR.
The amplifier 1210 may output a signal OUT31 based on the signals INP22 and INN22 . The level of the signal OUT31 may be related to a difference between the levels of the signals INP22 and INN22. For example, the level of the signal OUT31 may have a value obtained by multiplying a difference between the levels of the signals INP22 and INN22 by the gain of the amplifier 1210 . Accordingly, the magnitude of the signal OUT31 may be greater than the magnitude of the signal INP22.
11 is a block diagram illustrating an exemplary configuration of an electronic device including the human body communication system of FIG. 1 .
Electronic device 2000 includes processor 2100 , memory 2200 , storage 2300 , user interface 2400 , security module 2500 , communication device 2600 , power manager 2700 , and bus 2800 . may include. However, the components of the electronic device 2000 are not limited to the embodiment of FIG. 11 . The electronic device 2000 may not include one or more of the components shown in FIG. 11 . Alternatively, the electronic device 2000 may further include at least one component not shown in FIG. 11 .
The processor 2100 may control/manage operations of components of the electronic device 2000 . For example, the processor 2100 may be implemented as a general-purpose processor, a dedicated processor, or an application processor.
For example, the processor 2100 may include one processor core (Single Core), or a plurality of processor cores (Multi-Core) (eg, dual-core, quad-core, hexa-core). (Multi-Core) such as (Hexa-Core) may be included. For example, the processor 2100 may include a dedicated circuit (eg, Field Programmable Gate Arrays (FPGA), Application Specific Integrated Circuits (ASICs), etc.) including one or more processor cores or a System on Chip (SoC). For example, the processor 2100 may further include a cache memory located inside or outside.
The processor 2100 may process various operations to operate the electronic device 2000 . For example, a signal including information may be received from another electronic device or system external to the human body communication system 1000 . The receiver 1200 may output signals representing data corresponding to information. For example, the receiver 1200 including the receiver 1200_3 may output signals OUT31 and OUT32 representing data to the processor 2100 . The processor 2100 may process data obtained from the signals OUT31 and OUT32 to obtain information transmitted from the outside of the human body communication system 1000 .
The storage 2200 may store data regardless of power supply. For example, the storage 2200 may non-temporarily store data processed or to be processed by the processor 2100 . For example, the storage 2200 may non-temporarily store data obtained from the signals OUT31 and OUT32 and processed by the processor 2100 .
For example, the storage 2200 may include at least one of various nonvolatile memories such as flash memory, PRAM, MRAM, ReRAM, and FRAM. For example, the storage 2200 may include a removable memory such as a hard disk drive (HDD), a solid state drive (SSD), a secure digital (SD) card, and/or an embedded memory such as an embedded multimedia card (eMMC). may include
The memory 2300 may, for example, temporarily store data processed or to be processed by the processor 2100 . For example, the storage may temporarily store data obtained from the signals OUT31 and OUT32 and processed by the processor 2100 .
By way of example, the memory 2300 may include volatile memory, such as static random access memory (SRAM), dynamic RAM (DRAM), synchronous DRAM (SDRAM), and/or flash memory, phase-change RAM (PRAM), magneto-memory (MRAM), etc. nonvolatile memory such as resistive RAM), resistive RAM (ReRAM), ferro-electric RAM (FRAM), and the like. Alternatively, the memory 2300 may include heterogeneous memories.
The user interface 2400 may mediate communication between a user of the electronic device 2000 and the electronic device 2000 . For example, the user may input a command to the electronic device 2000 through the user interface 2400 . Alternatively, the electronic device 2000 may provide information generated by the processor 2100 to the user through the user interface 2400 .
For example, the processor 2100 may process data obtained from the signals OUT31 and OUT32 to obtain information transmitted from the outside of the human body communication system 1000 . The processor 2100 may provide the user with information obtained based on the signals OUT31 and OUT32 through the user interface 2400 .
The security module 2500 may process or store data requiring a high security level. The security module 240 may operate in a security mode based on various security platforms. Accordingly, the security module 2500 may protect data requiring a high security level from external attacks. For example, when data obtained based on the signals OUT31 and OUT32 require a high security level, the data may be stored in the security module 2500 .
In this specification, a module means hardware capable of performing the operations described with reference to a specific component, or hardware (eg, a separate processor included in the security module 2500) to perform the operations. It may mean software that can be executed by a software or may mean a functional and/or structural combination of hardware or software for driving the hardware, but is not limited thereto.
The communication device 2600 may include various components for exchanging signals with another electronic device/system outside the electronic device 1000 . For example, the communication device 2600 may mediate communication between the electronic device 2000 and another electronic device or system outside the electronic device 2000 .
For example, the communication device 2600 may include a wired local area network (LAN), a wireless local area network (WLAN) such as Wi-Fi (Wireless Fidelity), and a wireless personal network such as Bluetooth (Bluetooth). (Wireless Personal Area Network; WPAN), Wireless USB (Wireless Universal Serial Bus), Zigbee, NFC (Near Field Communication), RFID (Radio-frequency identification), PLC (Power Line communication), or 3G (3rd Generation), 4G (4th Generation), LTE (Long Term Evolution), etc. may include a modem communication interface connectable to a mobile cellular network (mobile cellular network), and the like. The Bluetooth interface may support Bluetooth Low Energy (BLE).
Alternatively, the communication device 2600 may mediate communication performed using the human body as a medium. For example, the communication device 2600 may include the transmitter 1100 and the receiver 1200 of FIG. 1 configured to perform human body communication. The communication device 2600 may perform the operations described with reference to FIGS. 2 to 10 . Accordingly, the communication device 2600 may output signals including low noise and information obtained from the outside of the electronic device 2000 .
The power manager 2700 may supply power to components of the electronic device 2000 . For example, the power manager 2700 may appropriately convert power received from a battery and/or an external power source, and transmit the converted power to components of the electronic device 2000 .
The bus 2800 may provide a communication path between components of the electronic device 2000 . As an example, the processor 2100 , storage 2200 , memory 2300 , user interface 2400 , security module 2500 , communication device 2600 , and power manager 2700 connect to each other via bus 2800 . data (eg, data obtained from signals OUT31 and OUT32) may be exchanged. The bus 2800 may be configured to support various types of communication formats used in the electronic device 2000 .
The above are specific embodiments for carrying out the present invention. The present invention will include not only the above-described embodiments, but also simple design changes or easily changeable embodiments. In addition, the present invention will include techniques that can be easily modified and implemented using the embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be defined by the claims described below as well as the claims and equivalents of the present invention.

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

삭제delete

1000: 인체 통신 시스템
1100: 송신기
1200: 수신기
1200_1: 수신기
1200_2: 수신기
1200_3: 수신기
1000: human body communication system
1100: transmitter
1200: receiver
1200_1: Receiver
1200_2: Receiver
1200_3: Receiver

Claims (20)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 인체를 통해 송신된 생체 신호 및 노이즈 신호를 포함하는 입력 신호를 수신하는 제 1 전극;
상기 인체의 외부로부터 상기 생체 신호의 증폭을 위한 기준 신호를 수신하는 제 2 전극;
상기 제 2 전극과 연결된 제 1 노드를 통해 수신되는 상기 기준 신호의 기준 주파수 성분들 중 제 1 차단 주파수 이하의 제 1 주파수 성분들을 제 2 노드로 통과시키고, 상기 제 2 노드를 통해 수신되는 상기 입력 신호의 입력 주파수 성분들 중 상기 제 1 차단 주파수 이하의 제 2 주파수 성분들을 상기 제 1 노드로 통과시키도록 구성되는 제 1 필터 회로;
상기 기준 주파수 성분들 중 상기 제 1 주파수 성분들을 제외한 제 3 주파수 성분들에서 제 2 차단 주파수 이하의 주파수 성분들을 감쇄시키도록 구성되는 제 1 용량성 소자, 및 상기 입력 주파수 성분들 중 상기 제 2 주파수 성분들을 제외한 제 4 주파수 성분들에서 상기 제 2 차단 주파수 이하의 주파수 성분들을 감쇄시키도록 구성되는 제 2 용량성 소자를 포함하는 제 2 필터 회로; 및
상기 기준 주파수 성분들 중 상기 제 1 주파수 성분들을 제외한 제 3 주파수 성분들, 및 상기 입력 주파수 성분들 중 상기 제 2 주파수 성분들을 제외한 제 4 주파수 성분들에 기초하여 증폭 동작을 수행하도록 구성되는 증폭기를 포함하고,
상기 제 1 차단 주파수는 상기 노이즈 신호의 주파수 보다 크고, 상기 생체 신호의 주파수 보다 작고,
상기 제 1 필터 회로는 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 연결되는 유도성 소자를 포함하고,
상기 제 2 필터 회로는 전원단에 연결되어 동작 전압을 수신하도록 구성된 제 1 저항 및 제 2 저항, 상기 제 1 저항 및 접지단 사이에 제 3 노드를 통해 연결되는 제 3 저항, 및 상기 제 2 저항 및 상기 접지단 사이에 제 4 노드를 통해 연결되는 제 4 저항을 더 포함하고,
상기 제 1 용량성 소자는 상기 제 1 노드 및 상기 제 3 노드 사이에 연결되고, 상기 제 2 용량성 소자는 상기 제 2 노드 및 상기 제 4 노드 사이에 연결되고,
상기 증폭기는 반전 단자를 통해 상기 제 3 노드와 연결되어 상기 제3 주파수 성분들을 포함하는 상기 기준 신호를 수신하고, 비반전 단자를 통해 상기 제 4 노드와 연결되어 상기 제 4 주파수 성분들을 포함하는 상기 입력 신호를 수신하고, 상기 기준 신호의 레벨과 상기 입력 신호의 레벨의 차이를 증폭하여 상기 생체 신호의 데이터를 출력하도록 더 구성되는 수신기.
a first electrode for receiving an input signal including a biosignal and a noise signal transmitted through the human body;
a second electrode for receiving a reference signal for amplification of the biosignal from the outside of the human body;
Among the reference frequency components of the reference signal received through a first node connected to the second electrode, first frequency components less than or equal to a first cut-off frequency pass to a second node, and the input received through the second node a first filter circuit configured to pass second frequency components of input frequency components of a signal below the first cutoff frequency to the first node;
a first capacitive element configured to attenuate frequency components less than or equal to a second cut-off frequency in third frequency components excluding the first frequency components of the reference frequency components, and the second frequency of the input frequency components a second filter circuit including a second capacitive element configured to attenuate frequency components below the second cutoff frequency in fourth frequency components excluding components; and
an amplifier configured to perform an amplification operation based on third frequency components excluding the first frequency components from among the reference frequency components, and fourth frequency components excluding the second frequency components from among the input frequency components; including,
The first cutoff frequency is greater than a frequency of the noise signal and less than a frequency of the biosignal;
The first filter circuit comprises an inductive element coupled between the first node and the second node,
The second filter circuit includes first and second resistors connected to a power supply terminal and configured to receive an operating voltage, a third resistor connected between the first resistor and a ground terminal through a third node, and the second resistor. and a fourth resistor connected between the ground terminal through a fourth node,
the first capacitive element is connected between the first node and the third node, the second capacitive element is connected between the second node and the fourth node,
The amplifier is connected to the third node through an inverting terminal to receive the reference signal including the third frequency components, and is connected to the fourth node through a non-inverting terminal to include the fourth frequency components The receiver is further configured to receive an input signal, amplify a difference between the level of the reference signal and the level of the input signal, and output the data of the biosignal.
삭제delete 제 10 항에 있어서,
상기 제 2 차단 주파수는, 상기 제 1 용량성 소자의 소자 값 또는 상기 제 2 용량성 소자의 소자 값 중 적어도 하나와 관련되는 수신기.
11. The method of claim 10,
The second cut-off frequency is related to at least one of a demagnetization value of the first capacitive element or a demagnetization value of the second capacitive element.
삭제delete 인체를 통해 송신된 생체 신호 및 노이즈 신호를 포함하는 입력 신호를 수신하는 제 1 전극;
상기 생체 신호의 증폭을 위한 기준 신호를 수신하는 제 2 전극;
상기 인체의 외부로부터 상기 제1 전극과 연결된 제 1 노드를 통해 수신되는 상기 입력 신호 중 제 1 차단 주파수 이하의 주파수 성분을 갖는 제 1 노이즈를 제 2 노드로 통과시키고, 상기 제 2 전극과 연결된 상기 제 2 노드를 통해 상기 기준 신호를 수신하도록 구성되는 제 1 필터 회로;
상기 입력 신호를 상기 제 1 노드로부터 제 3 노드로 통과시킴으로써 상기 입력 신호에 포함된 제 2 노이즈를 제거하고, 상기 기준 신호를 상기 제 2 노드로부터 제 4 노드로 통과시키도록 구성되는 제 2 필터 회로; 및
상기 제 3 노드를 통해 수신되는 상기 입력 신호에 포함된 생체 신호, 및 상기 제 4 노드를 통해 수신되는 상기 기준 신호에 기초하여 상기 생체 신호를 증폭하도록 구성되는 증폭기를 포함하되,
상기 제 1 차단 주파수는 상기 제 1 노이즈의 주파수 보다 크고, 상기 생체 신호의 주파수 보다 작고,
상기 제 1 필터 회로는 상기 제 1 노드 및 상기 제 2 노드 사이에 연결되어 상기 제 1 노이즈를 통과시키도록 구성되는 유도성 소자를 포함하고,
상기 제 2 필터 회로는:
상기 제 1 노드 및 상기 제 3 노드 사이에 연결되는 제 1 용량성 소자;
상기 제 2 노드 및 상기 제 4 노드 사이에 연결되는 제 2 용량성 소자;
상기 제 3 노드 및 전원단 사이에 연결되어 동작 전압을 수신하도록 구성된 제 1 저항;
상기 제 4 노드 및 상기 전원단 사이에 연결되어 상기 동작 전압을 수신하도록 구성된 제 2 저항;
상기 제 1 저항 및 접지단 사이에 상기 제 3 노드를 통해 연결되는 제 3 저항; 및
상기 제 2 저항 및 상기 접지단 사이에 제 4 노드를 통해 연결되는 제 4 저항을 더 포함하고,
상기 증폭기는 비반전 단자를 통해 상기 제 3 노드와 연결되어 상기 생체 신호를 수신하고, 반전 단자를 통해 상기 제 4 노드와 연결되어 상기 기준 신호를 수신하고, 상기 생체 신호의 레벨과 상기 기준 신호의 레벨의 차이를 증폭하여 상기 생체 신호의 데이터를 출력하도록 더 구성되는 수신기.
a first electrode for receiving an input signal including a biosignal and a noise signal transmitted through the human body;
a second electrode for receiving a reference signal for amplification of the biosignal;
A first noise having a frequency component less than or equal to a first cut-off frequency among the input signals received from the outside of the human body through a first node connected to the first electrode is passed to a second node, and the first noise connected to the second electrode is passed. a first filter circuit configured to receive the reference signal via a second node;
a second filter circuit configured to remove a second noise included in the input signal by passing the input signal from the first node to a third node, and pass the reference signal from the second node to a fourth node ; and
an amplifier configured to amplify the biosignal based on the biosignal included in the input signal received through the third node and the reference signal received through the fourth node,
the first cut-off frequency is greater than a frequency of the first noise and less than a frequency of the biosignal;
the first filter circuit comprises an inductive element coupled between the first node and the second node configured to pass the first noise;
The second filter circuit comprises:
a first capacitive element connected between the first node and the third node;
a second capacitive element connected between the second node and the fourth node;
a first resistor coupled between the third node and a power terminal configured to receive an operating voltage;
a second resistor connected between the fourth node and the power supply terminal and configured to receive the operating voltage;
a third resistor connected between the first resistor and a ground terminal through the third node; and
Further comprising a fourth resistor connected through a fourth node between the second resistor and the ground terminal,
The amplifier is connected to the third node through a non-inverting terminal to receive the bio-signal, and connected to the fourth node through an inverting terminal to receive the reference signal, the level of the bio-signal and the reference signal The receiver further configured to output the data of the biosignal by amplifying the level difference.
삭제delete 제 14 항에 있어서,
상기 유도성 소자의 소자 값은 상기 제 1 노이즈의 상기 주파수와 관련되는 수신기.
15. The method of claim 14,
wherein the demagnetization value of the inductive element is related to the frequency of the first noise.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020190063048A 2019-02-08 2019-05-29 Receiver for removing noise generated in human body communication KR102314869B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/784,151 US11418267B2 (en) 2019-02-08 2020-02-06 Receiver for removing noise generated in human body communication

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20190015229 2019-02-08
KR1020190015229 2019-02-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200098364A KR20200098364A (en) 2020-08-20
KR102314869B1 true KR102314869B1 (en) 2021-10-20

Family

ID=72293174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190063048A KR102314869B1 (en) 2019-02-08 2019-05-29 Receiver for removing noise generated in human body communication

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102314869B1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284836A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Regulated power supply circuit
JP2016015711A (en) * 2014-06-10 2016-01-28 株式会社ディーアンドエムホールディングス Audio system, audio device, portable terminal, and audio signal control method

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101227413B1 (en) * 2011-03-08 2013-02-12 (주)락싸 Electrical contactless bio-electrical signal measurement apparatus and the method of the same
KR20180059721A (en) * 2016-11-25 2018-06-05 한국전자통신연구원 Stabilization device and amplifier including the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000284836A (en) * 1999-03-31 2000-10-13 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Regulated power supply circuit
JP2016015711A (en) * 2014-06-10 2016-01-28 株式会社ディーアンドエムホールディングス Audio system, audio device, portable terminal, and audio signal control method

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200098364A (en) 2020-08-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9647704B2 (en) Digital predistortion system and method based on envelope tracking and radio frequency system
TWI320909B (en) A rfid system including a programmable rf tag
US8044774B1 (en) RFID tag chips and tags able to be partially killed and methods
US10715509B2 (en) Encryption key shredding to protect non-persistent data
JP5254446B2 (en) Technology to improve the Q of a loaded balun
CN106951521B (en) Method, device and system for reading and writing log file
WO2006026526A3 (en) Memory system and method for strobing data, command and address signals
JP5951784B2 (en) NFC transceiver
WO2016095435A1 (en) Multi-chip cascading method, chip and device, and storage medium
US9742366B2 (en) Differential class-D amplifier
US11418267B2 (en) Receiver for removing noise generated in human body communication
KR102314869B1 (en) Receiver for removing noise generated in human body communication
US20100130144A1 (en) Techniques for improving transmitter performance
CN115116530A (en) Method, device and equipment for processing check pin of memory and storage medium
GB2501587A (en) Managing a storage device using a hybrid controller
JP6482559B2 (en) Area efficient baseband filter
JP2011182340A (en) Interrogator
CN111143258A (en) Method, system, device and medium for accessing FPGA (field programmable Gate array) by system based on Opencl
US7683717B2 (en) Fully differential amplifier with continuous-time offset reduction
CN204406445U (en) A kind of 125K low frequency activation device
TWI489290B (en) A flash memory apparatus and data transmission method
WO2021216539A1 (en) Muting circuit for analog filters in radio frequency identification (rfid) systems
CN105763231A (en) Short-distance wireless communication chip with active mode
US9191040B2 (en) Apparatus and method for radio frequency transmission
CN205453643U (en) Low noise amplifier

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant