KR19980036533A

KR19980036533A - 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로

Info

Publication number: KR19980036533A
Application number: KR1019960055103A
Authority: KR
Inventors: 공영걸
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-11-19
Filing date: 1996-11-19
Publication date: 1998-08-05

Abstract

이 발명은 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로에 관한 것으로서, 입력되는 전압신호를 일정한 크기의 정전압으로 유지시켜 출력하는 정전압부(10)와, 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 온도의 변화에 따라 그 크기를 변화시켜 출력하는 보상부(20)로 이루어져 있으며, 자동차 충돌 경보장치에 수신 센서로 사용되는 애벌런치 포토 다이오드의 신호값을 온도에 따라 보상함으로써, 정확한 충돌 경보 동작이 수행되도록 하는 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로에 관한 것이다.

Description

애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로

이 발명은 충돌 경보장치의 전방 센서(sensor)로 사용되는 애벌런치 포토 다이오드(APD; Avalanche Photo Diode)의 신호를 온도에 대하여 보상시켜 정확한 수신을 할 수 있도록 하는 회로에 관한 것이다.

애벌런치 다이오드는 규소의 'pn' 접합에 역 바이어스를 가함으로써 마이크로파 발진이 일어난다는 것을 응용하여 만든 반도체 소자로서, 그 발진 주파수는 수 기가-헤르츠(giga-hertz)에서 수십 기가-헤르츠까지 이른다.

그런데, 상기 애벌런치 포토 다이오드는 애벌런치 다이오드의 일종으로, 자동차 충돌 경보장치의 전방 센서 헤드(head) 유니트(unit)의 수신 센서로 사용되며, 자체 증폭 성능을 가지고 있는 다이오드이다.

따라서, 수신되는 광에 대한 신호를 증폭시켜주기 때문에, 수신부의 회로 구성이 간단하게 되는 장점을 가지고 있다.

그런데, 애벌런치 포토 다이오드는 온도에 상당히 민감하게 반응하여, 일정한 전압 상태에서도 온도에 따라 증폭률이 변하게 되어 거리 측정시 오차를 발생시키는 문제점이 있다.

따라서, 이 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 자동차 충돌 경보장치에 수신 센서로 사용되는 애벌런치 포토 다이오드의 신호값을 온도에 따라 보상함으로써, 정확한 충돌 경보 동작이 수행되도록 하는 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로를 제공하는 데에 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 이 발명의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.

입력되는 전압신호를 일정한 크기의 정전압으로 유지시켜 출력하는 정전압수단과; 상기 정전압수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 온도의 변화에 따라 그 크기를 변화시켜 출력하는 보상수단으로 이루어져 있다.

도 1은 충돌 경보장치의 입력 감지를 적용한 블럭도이고,

도 2는 이 발명의 실시예에 따른 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로를 적용한 회로도이다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있듯이, 이 발명의 실시예에 따른 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로를 적용한 충돌 경보장치의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.

직류 변환을 이용하여 저전압의 신호를 입력받아 고전압의 신호로 승압시켜 출력하는 직류-직류 변환기(1)와, 상기 직류-직류 변환기(1)로부터 출력되는 신호를 입력받아 현재의 온도에 따라 그 전압의 크기를 보정하여 출력하는 온도 보상회로(2)와, 상기 온도 보상회로(2)로부터 출력되는 전압신호를 이용하여 외부로부터 입력되는 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력하는 광신호 감지부(3)와, 상기 광신호 감지부(3)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력하는 증폭부(4)와, 상기 증폭부(4)로부터 출력되는 신호의 파형을 정형하여 출력하는 신호 정형부(5)와, 상기 신호 정형부(5)로부터 출력되는 신호를 입력받아 차량 충돌 방지 제어신호를 출력하는 마이크로 컴퓨터(micro computer, 6)로 이루어져 있다.

상기 온도 보상회로(2)의 구성은 다음과 같이 이루어져 있다.

입력되는 전압신호를 일정한 크기의 정전압으로 유지시켜 출력하는 정전압부(10)와, 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 온도의 변화에 따라 그 크기를 변화시켜 출력하는 보상부(20)로 이루어져 있다.

상기 정전압부(10)의 구성은, 전압신호가 일측단자로 입력되고 타측단자가 접지되어 있는 제1커패시터(C11)와, 전압신호가 일측단자로 입력되는 제1저항(R11)과, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제2커패시터(C12)와, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제너 다이오드(zener diode, ZD11)와, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되어 있는 제2저항(R12)과, 전압신호가 컬렉터(collector)로 입력되고 상기 제2저항(R12)의 타측단자가 베이스(base)로 연결되고 에미터(emitter)가 상기 보상부(20)로 연결되어 있는 트랜지스터(transistor, Q11)로 이루어져 있다.

상기 보상부(20)의 구성은, 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호가 일측단자로 입력되는 써미스터(thermistor, TH21)와, 상기 써미스터(TH21)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터(C21)와, 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호가 일측단자로 입력되고 상기 써미스터(TH21)의 타측단자가 타측단자로 연결되어 있는 제1저항(R21)과, 상기 제1저항(R21)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제2저항(R22)과, 상기 제1저항(R21)의 타측단자가 일측단자로 연결되어 있는 제3저항(R23)과, 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호가 컬렉터로 입력되고 상기 제3저항(R23)의 타측단자가 베이스로 연결되어 있는 트랜지스터(Q21)로 이루어져 있다.

상기와 같이 이루어져 있는 이 발명의 동작은 다음과 같다.

직류-직류 변환기(1)는 직류 변환을 이용하여 약 8볼트(volt) 정도의 저전압의 신호를 약 160볼트의 고전압 신호로 승압시켜 출력하고, 온도 보상회로(2)는 상기 직류-직류 변환기(1)로부터 출력되는 고전압 신호를 입력받아 현재의 온도에 따라 그 전압의 크기를 90볼트에서 135볼트 정도의 크기로 보정하여 출력한다.

그리고, 광신호 감지부(3)는 상기 온도 보상회로(2)로부터 출력되는 전압신호를 이용하여 외부로부터 입력되는 광신호를 전기 신호로 변환하여 출력하고, 증폭부(4)는 상기 광신호 감지부(3)로부터 출력되는 신호를 증폭하여 출력한다.

즉, 광신호 감지부(3)의 애벌런치 포토 다이오드(D3)는 외부로부터 입력되는 광신호의 크기에 따라 상기 온도 보상회로(2)로부터 출력되는 전압신호의 크기를 변화시켜 출력하며, 외부의 물체가 가까이 있는 경우에는 그 신호가 커지고, 외부의 물체가 멀리 있는 경우에는 그 신호가 작아지게 된다.

신호 정형부(5)는 상기 증폭부(4)로부터 출력되는 신호의 파형을 정형하여 출력하고, 마이크로 컴퓨터(6)는 상기 신호 정형부(5)로부터 출력되는 신호를 입력받아 차량 충돌 방지 제어신호를 출력한다.

상기 온도 보상회로(2)의 동작을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

정전압부(10)는 입력되는 전압신호를 일정한 크기의 정전압으로 유지시켜 출력한다.

즉, 제1커패시터(C11)를 이용하여 약 160볼트 정도의 크기로 입력되는 전압 신호의 파형의 변화를 줄이고, 제너 다이오드(ZD11)를 이용하여 그 파형의 크기를 일정하게 유지시켜 출력한다.

보상부(20)는 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 신호를 입력받아 온도의 변화에 따라 그 크기를 변화시켜 출력한다.

즉, 온도에 따라 저항값이 달라지는 써미스터(TH21)와 제1저항(R21)의 병렬 값에 의하여 상기 정전압부(10)로부터 출력되는 전압 신호의 크기를 변화시킨다.

온도가 상승하여 상기 써미스터(TH21)의 저항값이 커지면 그에 따라 상기 제1저항(R21)과의 병렬 저항값도 커지게 되고, 온도가 하강하여 상기 써미스터(TH21)의 저항값이 작아지면 그에 따라 상기 제1저항(R21)과의 병렬 저항값도 작아지게 되어, 출력되는 전압신호(Vout)의 크기도 변하게 된다.

따라서, 상기 온도 보상회로(2)로부터 출력되는 전압신호(Vout)의 값이 온도에 대하여 보정이 되어 있으므로, 온도에 따라 상기 광신호 감지부(3)의 애벌런치 포토 다이오드(D3)의 출력값이 변화하더라도 그 값이 상쇄되어 정확한 물체와의 거리를 감지할 수 있다.

따라서, 상기와 같이 동작하는 이 발명은, 자동차 충돌 경보장치에 수신 센서로 사용되는 애벌런치 포토 다이오드의 신호값을 온도에 따라 보상함으로써, 정확한 충돌 경보 동작이 수행되도록 하는 효과가 있다.

Claims

입력되는 전압신호를 일정한 크기의 정전압으로 유지시켜 출력하는 정전압수단과;

상기 정전압수단으로부터 출력되는 신호를 입력받아 온도의 변화에 따라 그 크기를 변화시켜 출력하는 보상수단으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로.
청구항 1에 있어서,

상기 정전압수단의 구성은, 전압신호가 일측단자로 입력되고 타측단자가 접지되어 있는 제1커패시터(C11)와, 전압신호가 일측단자로 입력되는 제1저항(R11)과, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제2커패시터(C12)와, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제너 다이오드(ZD11)와, 상기 제1저항(R11)의 타측단자가 일측단자로 연결되어 있는 제2저항(R12)과, 전압신호가 컬렉터로 입력되고 상기 제2저항(R12)의 타측단자가 베이스로 연결되고 에미터가 상기 보상수단으로 연결되어 있는 트랜지스터(Q11)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로.
청구항 1에 있어서,

상기 보상수단의 구성은,

상기 정전압수단으로부터 출력되는 신호가 일측단자로 입력되는 써미스터(TH21)와, 상기 써미스터(TH21)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 커패시터(C21)와, 상기 정전압수단으로부터 출력되는 신호가 일측단자로 입력되고 상기 써미스터(TH21)의 타측단자가 타측단자로 연결되어 있는 제1저항(R21)과, 상기 제1저항(R21)의 타측단자가 일측단자로 연결되고 타측단자가 접지되어 있는 제2저항(R22)과, 상기 제1저항(R21)의 타측단자가 일측단자로 연결되어 있는 제3저항(R23)과, 상기 정전압수단으로부터 출력되는 신호가 컬렉터로 입력되고 상기 제3저항(R23)의 타측단자가 베이스로 연결되어 있는 트랜지스터(Q21)로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 애벌런치 포토 다이오드 온도 보상회로.