KR20010018516A - masking signal generating device and method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 마스킹 신호 발생장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 시스템의 안정성을 향상시키기 위한 디지털 신호 처리보드를 사용하여 구성되는 마스킹 신호 발생장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a masking signal generator, and more particularly to a masking signal generator and method configured using a digital signal processing board for improving the stability of the system.
수중 음향장치로써 마스킹 신호 발생장치는 배가 수중에서 내는 잡음신호를 발생시켜 배가 없음에도 있는 것처럼 하여 배찾는 장비를 테스트 하는데 사용된다. 또한, 마스킹 신호 발생장치는 마스킹 신호를 발생함으로써 통신하는 정보를 통신하는 대상자 이외의 제 3자가 알지 못하도록 보안하는 기능을 한다.As a hydroacoustic device, masking signal generators are used to test boating equipment by generating noise signals emitted by the boat as if it were in the absence of a boat. In addition, the masking signal generator generates a masking signal so as to secure a third party other than the person communicating with the communicating information.
종래의 마스킹신호 발생장치는 아날로그 잡음 발생기를 이용하여 구성된 장치가 널리 사용되었다. 상기 마스킹신호 발생장치는 아날로그 잡음 발생기로 잡음 신호원을 구성하고, 이에 의해 발생된 신호 중 센서가 구동 가능한 주파수 대역을 대역 통과 필터를 통해 추출한 후 원하는 신호레벨로 신호를 증폭하여 센서를 구동함으로써 마스킹 신호를 발생시킨다.As a conventional masking signal generator, a device constructed using an analog noise generator has been widely used. The masking signal generator comprises a noise signal source using an analog noise generator, extracts a frequency band in which the sensor can be driven from the generated signal through a band pass filter, and then amplifies the signal to a desired signal level to drive the sensor. Generate a signal.
이하 첨부한 도면을 참조하여 종래 마스킹신호 발생장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a conventional masking signal generator will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저 도 1을 참조하여 종래 아날로그 마스킹신호 발생장치에 대해 상세하게 설명한다.First, a conventional analog masking signal generator will be described in detail with reference to FIG. 1.
도 1에 도시된 바와 같이 종래 아날로그 마스킹신호 발생장치는 잡음 신호를 발생하는 아날로그 잡음 발생기(1)와, 상기 아날로그 잡음 발생기(1)에 의해 발생된 신호중 일정 대역의 주파수를 추출하는 대역통과필터(이하 'BPF': 3)와, 상기 BPF(3)를 통해 추출된 신호를 증폭하는 파워 앰프(Power Amplifier : 5)와, 상기 파워 앰프(5)에 의해 증폭된 신호에 의해 구동되어 마스킹 신호를 발생하는 센서(7)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional analog masking signal generator includes an analog noise generator 1 for generating a noise signal and a band pass filter for extracting a frequency of a predetermined band from the signals generated by the analog noise generator 1. Hereinafter, 'BPF': 3), a power amplifier 5 for amplifying the signal extracted through the BPF 3, and a signal amplified by the power amplifier 5 to drive a masking signal. It comprises a sensor 7 that is generated.
상기와 같이 구성되는 종래 아날로그 마스킹신호 발생장치는 아날로그 잡음 발생기(1)에 의해 신호가 발생된다. 상기 아날로그 잡음 발생기(1)에 의해 발생된 신호는 BPF(3)에 의해 일정 주파수대역의 신호가 선택된다. 이때, 상기 BPF(3)는 아날로그 잡음 발생기(1)에 의해 생성된 신호레벨 중 센서(7)가 구동가능한 주파수 대역을 선택한다. 이렇게 상기 BPF(3)에 의해 추출된 신호는 파워 앰프(5)에 의해 일정 신호레벨로 증폭되는데 이때, 상기 신호레벨은 센서(7)를 구동할 수 있는 크기이다. 이렇게 하여 증폭된 신호는 센서(7)에 입력되고, 이에 의해 상기 센서(7)는 마스킹 신호를 발생한다.In the conventional analog masking signal generator configured as described above, a signal is generated by the analog noise generator 1. As for the signal generated by the analog noise generator 1, a signal of a predetermined frequency band is selected by the BPF 3. At this time, the BPF 3 selects a frequency band in which the sensor 7 can be driven among the signal levels generated by the analog noise generator 1. The signal extracted by the BPF 3 is amplified to a predetermined signal level by the power amplifier 5, where the signal level is large enough to drive the sensor 7. The signal amplified in this way is input to the sensor 7, whereby the sensor 7 generates a masking signal.
상술한 바와 같이 종래 아날로그 마스킹신호 발생장치는 신호 발생원인이 아날로그 잡음 발생기(1)로 구성된다. 여기서 아날로그 잡음 발생기(1)는 온도 및 주위 환경에 매우 민감하게 반응하므로, 상기 마스킹신호 발생장치는 시스템적으로 매우 불안정하다. 또한, 상기 아날로그 잡음 발생기(1)는 하드웨어적으로 고정되어 있으므로, 신호 레벨이나 센서의 주파수 특성을 변화시켜야 할 경우 변화되는 사항에 따라 하드웨어를 수정해야 하는 불편함이 있다.As described above, in the conventional analog masking signal generator, the signal generation cause is composed of the analog noise generator 1. Since the analog noise generator 1 is very sensitive to temperature and the surrounding environment, the masking signal generator is very unstable systemically. In addition, since the analog noise generator 1 is fixed in hardware, it is inconvenient to modify the hardware according to the change when the signal level or the frequency characteristic of the sensor needs to be changed.
일반적으로 음향센서는 임피던스가 1Ω~4Ω으로 낮다. 뿐만 아니라 20kHz이하로 떨어지는 낮은 주파수 영역에서 음향센서의 임피던스는 더 떨어지게된다. 이렇게 음향센서의 임피던스가 감소됨에따라, V=RI에 의해 상기 마스킹신호 발생장치에 흐르는 전류가 증가하고, P=VI에 의해 에너지 밀도가 높아진다.In general, acoustic sensors have a low impedance of 1Ω to 4Ω. In addition, in the low frequency range below 20kHz, the acoustic sensor's impedance drops further. As the impedance of the acoustic sensor is reduced, the current flowing through the masking signal generator is increased by V = RI, and the energy density is increased by P = VI.
또한, 낮은 주파수영역에서는 에너지 밀도가 높기때문에 신호레벨을 증가시킬수록 신호의 포화현상이 발생하여 낮은 주파수 대역의 신호가 증가하게 된다. 즉, 신호레벨을 증가시킬수록 BPF가 낮은 주파수영역을 통과시기는 특성이 열화되어 낮은 주파수 대역의 신호가 증가하게 된다. 따라서, 시스템에 많은 전류가 소모되어 시스템 측면으로 매우 불안정한 구성을 지니게 된다.In addition, since the energy density is high in the low frequency region, as the signal level is increased, signal saturation occurs and the signal in the low frequency band is increased. That is, as the signal level is increased, the characteristics of the BPF passing through the low frequency region are deteriorated, so that the signal of the low frequency band is increased. As a result, a large amount of current is consumed in the system, resulting in a very unstable configuration on the system side.
따라서, 상기 아날로그 마스킹신호 발생장치의 단점을 해결하고자 디지털신호처리(Digital Siganl Processing : 이하 'DSP')보드를 사용한 마스킹 신호 발생기가 제안되었다.Therefore, a masking signal generator using a digital signal processing (DSP) board has been proposed to solve the disadvantage of the analog masking signal generator.
이하 도 2를 참조하여 종래의 DSP보드를 이용한 마스킹신호 발생장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a masking signal generator using a conventional DSP board will be described with reference to FIG. 2.
도 2에 도시된 종래 DSP보드를 이용한 마스킹신호 발생장치는 잡음신호를 발생하는 DSP보드(11)와, 상기 DSP보드(11)에 의해 생성된 신호중 일정 주파수대역의 신호를 추출하는 BPF(13)와; 상기 BPF(13)에 의해 추출된 신호를 일정레벨로 증폭하는 파워 앰프(15)와; 상기 파워 앰프(15)의 출력신호에 의해 구동되어 마스킹신호를 발생하는 센서(17)를 포함하여 구비된다.The masking signal generator using the conventional DSP board shown in FIG. 2 includes a DSP board 11 for generating a noise signal and a BPF 13 for extracting a signal of a predetermined frequency band from the signals generated by the DSP board 11. Wow; A power amplifier 15 which amplifies the signal extracted by the BPF 13 to a predetermined level; And a sensor 17 driven by an output signal of the power amplifier 15 to generate a masking signal.
다음으로 상기 마스킹신호 발생장치의 동작을 살펴보기로 한다.Next, the operation of the masking signal generator will be described.
상기 마스킹신호 발생장치는 DSP보드(11)에 의해 우선 잡음신호가 발생된다. 이렇게 발생된 신호는 BPF(13)에 의해 일정대역의 신호 즉, 센서(17)가 구동가능한 주파수대역의 신호가 선택된다. 상기 선택된 신호는 다음단의 파워 앰프(15)를 통해 증폭되는데 이것은 상기 DSP보드(11)에 의해 생성된 신호의 크기가 매우 미세하여 센서(17)를 구동할 수 없기 때문이다. 즉, 상기 신호는 파워 앰프(15)에 의해 센서(17)를 구동할 수 있는 크기의 신호레벨로 증폭되어 다음단의 센서(17)에 입력된다. 상기 센서(17)는 증폭된 신호에 의해 구동되어 마스킹 신호를 발생하게 된다.In the masking signal generator, a noise signal is first generated by the DSP board 11. The signal generated in this way is selected by the BPF 13 to a signal of a predetermined band, that is, a signal of a frequency band in which the sensor 17 can be driven. The selected signal is amplified by the power amplifier 15 of the next stage because the magnitude of the signal generated by the DSP board 11 is very small so that the sensor 17 cannot be driven. That is, the signal is amplified to a signal level of a magnitude capable of driving the sensor 17 by the power amplifier 15 and input to the sensor 17 of the next stage. The sensor 17 is driven by the amplified signal to generate a masking signal.
일반적으로 광대역 음향센서는 각각 다른 공진 주파수를 갖는 적층형 세라믹 구조로, 각각의 센서들이 병렬로 연결되어 있다. 즉, 광대역 음향센서는 저음용, 중음용, 고음용 센서가 병렬연결되어 있어 센서의 임피던스는 줄어든다. 이와 같이 광대역 음향센서는 임피던스가 낮기때문에 신호레벨을 높일수록 많은 전류가 소모되어 시스템적으로 불안정한 구성을 지니게 된다.In general, broadband acoustic sensors have a multilayer ceramic structure having different resonant frequencies, and each sensor is connected in parallel. That is, in the broadband acoustic sensor, the low, middle and high sound sensors are connected in parallel, so the impedance of the sensor is reduced. As the broadband acoustic sensor has a low impedance, as the signal level is increased, more current is consumed, resulting in a systemically unstable configuration.
상기와 같은 단점을 보완하기 위해 종래 마스킹신호 발생장치는 DSP보드 두 개 사용하여 구성된다. 이 장치는 각각의 주파수 대역별로 신호를 구동시켜 센서의 임피던스를 높임으로써 시스템을 안정하게 유지한다.In order to compensate for the above disadvantages, the conventional masking signal generator is configured using two DSP boards. The device keeps the system stable by driving the signal in each frequency band to increase the impedance of the sensor.
다음으로 DSP보드 두개를 사용하여 구성되는 마스킹신호 발생장치를 도 3을 참조하여 설명한다.Next, a masking signal generator configured using two DSP boards will be described with reference to FIG. 3.
도 3에 도시된 마스킹신호 발생장치는 잡음신호를 발생시키는 제 1, 제 2 DSP보드(21,31)와; 상기 제 1 DSP보드(21)에 의해 발생된 신호중 낮은 주파수대역을 추출하는 제 1 BPF(23)와; 상기 제 1 BPF(23)를 통과한 신호를 증폭하는 제 1 파워 앰프(25)와; 상기 제 2 DSP보드(31)에 의해 생성된 신호중 높은 주파수대역을 추출하는 제 2 BPF(33)와; 상기 제 2 BPF(33)를 통과한 신호를 증폭하는 제 2 파워 앰프(35)와; 상기 제 1, 제 2 파워 앰프(25,35)에 의해 증폭된 신호를 입력하여 마스킹 신호를 발생하는 센서(37)를 포함하여 구비된다.The masking signal generator shown in Fig. 3 includes first and second DSP boards 21 and 31 for generating a noise signal; A first BPF (23) for extracting a low frequency band among the signals generated by the first DSP board (21); A first power amplifier (25) for amplifying the signal passing through the first BPF (23); A second BPF (33) for extracting a high frequency band among the signals generated by the second DSP board (31); A second power amplifier (35) for amplifying the signal passing through the second BPF (33); And a sensor 37 for inputting signals amplified by the first and second power amplifiers 25 and 35 to generate a masking signal.
다음으로 상기 구성을 가지는 마스킹신호 발생장치의 동작을 설명한다.Next, the operation of the masking signal generator having the above configuration will be described.
우선 잡음 신호가 잡음신호 발생원인 제 1 DSP보드(21)와, 제 2 DSP보드(31)에 의해 발생된다. 이렇게 두 개의 DSP보드(21,31)를 통해 발생된 신호는 각각 제 1 BPF(23)와 제 2 BPF(33)통해 일정 주파수대역의 신호만이 선택된다. 이때, 제 1 BPF(23)는 센서 구동 주파수중 낮은 주파수대역의 신호, 제 2 BPF(33)는 높은 주파수대역의 신호를 각각 통과시킨다.First, a noise signal is generated by the first DSP board 21 and the second DSP board 31 which are noise source sources. The signals generated through the two DSP boards 21 and 31 are selected only by signals of a predetermined frequency band through the first BPF 23 and the second BPF 33, respectively. At this time, the first BPF 23 passes a signal of a low frequency band among the sensor driving frequencies, and the second BPF 33 passes a signal of a high frequency band, respectively.
이렇게 제 1, 제 2 BPF(23,33)를 통과한 신호는 각각 제 1, 제 2 파워 앰프(25,35)에 의해 증폭된다. 즉, 상기 제 1 파워 앰프(25)는 제 1 BPF(23)를 통과한 낮은 주파수영역의 신호를 증폭하고, 제 2 파워 앰프(35)는 제 2 BPF(33)를 통고한 높은 주파수영역의 신호를 증폭한다. 이렇게 파워 앰프(25,35)에 의해 증폭된 신호는 다음단의 센서(37)에 인가되어 센서(37)를 구동한다. 따라서, 상기 센서(37)가 구동됨으로써 마스킹 신호가 발생된다.The signals passing through the first and second BPFs 23 and 33 are amplified by the first and second power amplifiers 25 and 35, respectively. That is, the first power amplifier 25 amplifies the signal in the low frequency region passing through the first BPF 23, and the second power amplifier 35 transmits the signal in the high frequency region that passes through the second BPF 33. Amplify the signal. The signals amplified by the power amplifiers 25 and 35 are applied to the sensor 37 of the next stage to drive the sensor 37. Thus, a masking signal is generated by driving the sensor 37.
상술된 마스킹신호 발생장치는 두개의 DSP보드를 포함하여 구성되고, 센서는 이에 의해 추출된 저주파수대역와 고주파수대역의 신호에 의해 구동된다. 따라서, 센서의 임피던스가 높아지므로 시스템의 안정성이 향상된다. 그러나, 도 2에서 도시된 하나의 DSP보드를 사용한 장치에 비해 시스템의 크기와 비용이 증가되는 단점이 있다.The above-mentioned masking signal generator includes two DSP boards, and the sensor is driven by the signals of the low frequency band and the high frequency band extracted thereby. Therefore, the impedance of the sensor is high, so the stability of the system is improved. However, there is a disadvantage in that the size and cost of the system are increased compared to the device using one DSP board shown in FIG.
따라서, 본 발명의 목적은 마스킹신호의 주파수대역을 분할하여 생성함으로써 상기 신호에 의해 구동되는 센서의 임피던스를 낮추어 시스템의 안정성이 향상되는 마스킹신호 발생장치 및 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a masking signal generating apparatus and method for dividing a frequency band of a masking signal to reduce the impedance of a sensor driven by the signal, thereby improving stability of the system.
본 발명의 다른 목적은 잡음신호를 발생하는 신호원을 다양한 알고리즘을 가지는 DSP보드를 포함하여 구성하여, 신호발생을 소프트웨어적으로 제어함으로써 종래 아날로그 잡음 발생기가 하드웨어적으로 고정되어 유연하지 못한 문제를 해결하기 위한 마스킹신호 발생장치 및 방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to configure a signal source for generating a noise signal including a DSP board having a variety of algorithms, by controlling the signal generation in software to solve the problem that the conventional analog noise generator is fixed in hardware and inflexible The present invention provides a masking signal generating device and method.
도 1은 종래의 아날로그 마스킹신호 발생장치의 블록도,1 is a block diagram of a conventional analog masking signal generator;
도 2는 종래 하나의 DSP보드로 구성된 마스킹신호 발생장치의 블록도,2 is a block diagram of a masking signal generating device conventionally composed of one DSP board;
도 3은 종래 두 개의 DSP보드로 구성된 마스킹신호 발생장치의 블록도,3 is a block diagram of a masking signal generation device conventionally composed of two DSP boards;
도 4는 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치의 블록도,4 is a block diagram of a masking signal generator according to the present invention;
도 5는 본 발명에 따른 DSP보드의 동작 흐름도,5 is an operation flowchart of a DSP board according to the present invention;
도 6은 도 5에 따른 출력 신호 파형도.6 is an output signal waveform diagram according to FIG. 5;
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 상세한 설명** Detailed description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 아날로그 잡음 발생기 3,13,23,33,113 : BPF1: Analog Noise Generator 3,13,23,33,113: BPF
5,15,25,35,115 : 파워 앰프 7,17,37,117 : 센서5,15,25,35,115: power amplifier 7,17,37,117: sensor
11,21,31,111 : DSP 보드11,21,31,111: DSP Board
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치는 백색잡음신호를 발생하여 저주파수대 신호를 추출하고, 상기 신호를 N개의 변조주파수와 변조하여 N개의 신호를 생성하고, 이렇게 변조된 신호를 순차적으로 배열하여 일정 주파수대역의 신호를 생성한 후 좀 더 정확한 신호를 추출하기 위해 대역통과단계를 통해 상기 신호를 필터링 한 후 아날로그 신호로 변환하여 최종적으로 잡음신호를 출력하는 디지털 신호처리보드와, 상기 디지털 신호처리보드에 의해 발생된 잡음신호중에서 일정 주파수대역의 신호를 추출하는 대역통과필터와, 상기 대역통과필터를 통과한 신호를 일정 크기의 신호레벨로 증폭하는 신호 증폭부와, 상기 파워 앰프에 의해 증폭된 신호에 의해 구동되어 마스킹신호를 발생하는 센서를 포함하여 구성된다.The masking signal generator according to the present invention for achieving the above object generates a white noise signal to extract a low frequency signal, modulate the signal with N modulation frequencies to generate N signals, and then modulate the signal A digital signal processing board for generating a signal having a predetermined frequency band and sequentially filtering the signal through a band pass step to convert the signal into an analog signal and finally outputting a noise signal; A band pass filter for extracting a signal of a predetermined frequency band from the noise signal generated by the digital signal processing board, a signal amplifier for amplifying the signal passing through the band pass filter to a predetermined signal level, and the power amplifier And a sensor that is driven by a signal amplified by and generates a masking signal.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 마스킹신호 발생방법은 백색잡음신호에서 저주파수대 신호를 추출하는 저역통과단계와, 상기 신호를 N개의 변조주파수와 변조하여 N개의 신호를 생성하는 필터뱅트 단계와, 상기 변조된 신호를 순차적으로 배열하여 일정 대역폭의 신호를 생성하는 주파수 도약 단계와, 상기 신호를 필터링하는 대역통과단계와, 상기 대역통과된 신호를 아날로그 신호로 변환하는 AD 변환단계를 포함하여 구성된다.In addition, a masking signal generating method according to the present invention for achieving the above object is a low pass step of extracting a low frequency signal from a white noise signal, and a filter bank for generating N signals by modulating the signal with N modulation frequencies And a frequency hopping step of sequentially arranging the modulated signals to generate a signal having a predetermined bandwidth, a bandpass step of filtering the signal, and an AD conversion step of converting the bandpassed signal into an analog signal. It is configured by.
상기한 바와 같이 본 발명은 DSP보드를 이용하여 마스킹신호 발생장치를 구성하였다. 그리고, 상기 DSP보드를 주파수도약 알고리즘을 가진다. 즉, 상기 DSP보드는 잡음 신호를 일정 대역으로 분할하여 추출하고, 순차적으로 배열하여 일정 주파수대역폭을 가지는 잡음신호를 생성한다. 여기서 상기 신호는 센서를 구동하는 주파수대역을 가진다.As described above, the present invention configures a masking signal generator using a DSP board. The DSP board has a frequency hopping algorithm. In other words, the DSP board divides and extracts the noise signal into a predetermined band, and sequentially arranges the noise signal to generate a noise signal having a predetermined frequency bandwidth. The signal has a frequency band for driving the sensor.
이와 같이 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치는 주파수 도약 방식에 의해 마스킹신호가 대역 분할되어 생성되므로 센서의 임피던스를 낮추는 역할을 한다. 이에 의해 소비되는 전류량이 줄어들어 결국 소비전력이 낮아진다. 이렇게 하여 결과적으로 본 발명은 시스템의 안정성이 향상되는 효과를 도모하게 된다.As described above, the masking signal generator according to the present invention serves to lower the impedance of the sensor since the masking signal is generated by band-dividing by a frequency hopping method. This reduces the amount of current consumed, resulting in lower power consumption. As a result, the present invention achieves the effect of improving the stability of the system.
상기와 같이 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치는 DSP보드에 주파수 도약 알고리즘을 적용하여 구성함으로써 두개의 DSP보드를 포함하여 구성한 마스킹신호 발생장치와 같은 시스템 안정화 효과를 얻을 수 있다.As described above, the masking signal generator according to the present invention is configured by applying a frequency hopping algorithm to a DSP board, thereby obtaining a system stabilization effect like a masking signal generator including two DSP boards.
또한, 본 발명은 상기한 바와 같이 잡음신호가 대역 분할되어 생성됨으로써 같은 소비전력으로도 높은 신호레벨을 가지는 신호를 출력할 수 있다.In addition, the present invention can generate a signal having a high signal level at the same power consumption by generating the noise signal band-divided as described above.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a masking signal generator according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 4는 본 발명에 따른 DSP보드를 이용한 마스킹 신호 발생장치에 대한 블록도이다.4 is a block diagram of an apparatus for generating a masking signal using a DSP board according to the present invention.
도 4와 같이 본 발명은 주파수 도약방식을 이용하여 신호를 발생하는 잡음 신호원인 DSP보드(111)와; 상기 DSP보드(111)에 의해 생성된 신호에서 원하는 주파수대역을 추출하는 BPF(113)와; 상기 BPF(113)를 통과한 신호를 증폭하는 파워 앰프(115)와; 상기 파워 앰프(115)에 의해 증폭된 신호로 인해 동작하는 센서(117)를 포함하여 구비된다.As shown in FIG. 4, the present invention provides a DSP board 111 which is a noise signal source for generating a signal using a frequency hopping method; A BPF (113) for extracting a desired frequency band from the signal generated by the DSP board (111); A power amplifier 115 for amplifying the signal passing through the BPF 113; It includes a sensor 117 that operates due to the signal amplified by the power amplifier 115.
다음으로 상기 구성을 가지는 마스킹신호 발생장치의 동작을 살펴본다.Next, the operation of the masking signal generator having the above configuration will be described.
상기 마스킹신호 발생장치는 우선 DSP보드(111)를 사용하여 잡음신호를 발생시킨다. 여기서 상기 DSP보드는 주파수 도약 알고리즘에 의해 신호를 발생하도록 하며, 이것은 다음 도 5와 도 6를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 이렇게 하여 발생된 신호는 BPF(113)를 통과하면서, 일정 주파수대역 즉, 센서(117)가 구동가능한 주파수대역이 선택된다. 상기 선택된 신호는 다음단의 파워 앰프(115)를 통해 증폭되는데 이것은 상기 DSP보드(111)에 의해 생성된 신호의 크기가 매우 미세하여 센서(111)를 구동할 수 없기 때문이다. 이렇게 파워 앰프(15)에 의해 증폭된 신호는 다음단의 센서(117)에 입력되어 센서(117)를 구동하며, 이에 의해 마스킹 신호가 발생된다.The masking signal generator first generates a noise signal using the DSP board 111. Here, the DSP board generates a signal by a frequency hopping algorithm, which will be described in detail with reference to FIGS. 5 and 6. While the signal generated in this way passes through the BPF 113, a predetermined frequency band, that is, a frequency band in which the sensor 117 can be driven is selected. The selected signal is amplified by the power amplifier 115 of the next stage, because the magnitude of the signal generated by the DSP board 111 is too small to drive the sensor 111. The signal amplified by the power amplifier 15 is input to the sensor 117 of the next stage to drive the sensor 117, thereby generating a masking signal.
그러면, 다음으로 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치 중 DSP보드(111)에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Next, the DSP board 111 among the masking signal generators according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 5는 본 발명에 따른 주파수 도약 알고리즘을 적용하여 구성한 DSP보드(111)의 동작 흐름도이고, 도 6는 상기 단계에 따른 신호 파형도이다.5 is an operation flowchart of the DSP board 111 configured by applying the frequency hopping algorithm according to the present invention, and FIG. 6 is a signal waveform diagram according to the above steps.
상기 DSP보드(111)는 우선 프로그램적으로 화이트 랜덤신호(white random signal)를 발생한다(100). 그후 상기 신호중 저역주파수대역의 신호만을 추출하는 단계(102)를 거쳐 저주파신호를 추출한다. 이때, 상기 단계(102)는 4차 butterworth 필터를 이용하여 구성된다.The DSP board 111 first generates a white random signal programmatically (100). Thereafter, a low frequency signal is extracted through a step 102 of extracting only signals of a low frequency band from the signals. The step 102 is then constructed using a fourth order butterworth filter.
이렇게 하여 추출된 저주파신호는 N개의 변조주파수에 의해 변조되고, 이에 의해 N개의 신호가 생성된다. 즉, 상기 저주파신호는(I=1,2,…,N)와 곱해져 fC1~fCN의 변조 주파수를 가지는 N개의 신호가 생성된다. 이때, 생성되는 N개의 신호는 센서(117)를 구동할 수 있는 주파수대역을 만족하도록 하며, 상기 단계를 필터 뱅크단계(104)라고 한다.The low frequency signal thus extracted is modulated by N modulation frequencies, whereby N signals are generated. That is, the low frequency signal Multiplied by (I = 1, 2, ..., N), N signals having a modulation frequency of f C1 to f CN are generated. At this time, the generated N signals to satisfy the frequency band for driving the sensor 117, the step is referred to as filter bank step 104.
이렇게 상기 필터 뱅크단계(104)에 의해 생성된 N개의 서로 다른 주파수의 신호들은 주파수 도약 단계(106)를 통해 순차적으로 배열된다. 이때, 각각 다른 변조 주파수를 가지는 신호들은 주파수 도약 방식에 의해 순차적으로 삽입되어 배열되는데, 상기 변조 주파수대역간의 간격이 매우 촘촘하므로, 상기 주파수 도약 단계(106)에 의해 일정 주파수대역의 동일한 크기 신호를 얻을 수 있게 된다.The signals of N different frequencies generated by the filter bank step 104 are sequentially arranged through the frequency hopping step 106. In this case, signals having different modulation frequencies are sequentially inserted and arranged by a frequency hopping scheme. Since the intervals between the modulation frequency bands are very tight, the frequency hopping step 106 results in a signal having the same magnitude in a predetermined frequency band. You can get it.
이와 같이 상기 주파수 도약 단계(106)를 통해 일정 BW의 신호를 형성한 DSP보드(111)는 대역통과단계(108)를 지나므로 더 정확한 신호가 생성된다.As such, the DSP board 111, which has formed the signal of the predetermined BW through the frequency hopping step 106, passes the band pass step 108, thereby generating a more accurate signal.
이렇게 생성된 신호는 상기 DSP보드(111)가 디지털 신호를 처리하는 장치이므로, 모두 디지털 값을 가진다. 따라서, 마지막으로 상기 신호는 아날로그 변환과정(109)을 통해 아날로그 신호로 변환되어 출력된다.Since the DSP board 111 is a device for processing digital signals, the generated signals all have digital values. Therefore, the signal is finally converted into an analog signal and output through the analog conversion process 109.
이렇게 하여 최종적으로 DSP보드(111)는 잡음신호를 출력하게 된다.In this way, the DSP board 111 finally outputs a noise signal.
다음, 도 6를 참조하여 상기 DSP보드(111)의 각 단계에서 생성되는 신호의 파형을 살펴본다.Next, the waveform of the signal generated at each step of the DSP board 111 will be described with reference to FIG. 6.
화이트 랜덤 노이즈 상수를 사용하여 신호를 발생시키며(100), 상기 방식에 의해 발생된 신호는 (a)와 같은 파형을 보인다. 상기 화이트 랜덤 신호는 (a)에 나타나는 바와 같이 모두 주파수대의 신호를 가지는 신호이다.A signal is generated using the white random noise constant (100), and the signal generated by the above method exhibits a waveform as shown in (a). The white random signal is a signal having a frequency band signal as shown in (a).
상기 신호는 저역통과단계(102)에 의해 저역신호만이 선택되는데 이때, 상기 저역통과단계(102)는 (b)와 같은 특징을 갖는다. 즉, 그 대역폭이 (b-a)로 원점을 중심으로 설계되며, 일반적으로 a와 b의 값은 같다.Only the low pass signal is selected by the low pass step 102, wherein the low pass step 102 has the same characteristics as (b). That is, the bandwidth is designed around the origin with (b-a), and the values of a and b are generally the same.
상기 저역통과단계(102)를 통과한 신호는 (c)에 나타난다. 상기 신호는 필터 뱅크단계(104)를 통해 변조주파수와 곱해져 N개의 변조된 신호가 생성되는데, 이때생성되는 신호는 (d)와 같다. 이에 의해 생성된 각 변조주파수를 가지는 신호들은 주파수 도약 단계(106)에 의해 (e)와 같이 배열된다. 즉, 일정 주파수대역을 가지는 신호가 생성된다. 상기 신호들은 더 정확한 주파수대역을 갖기 위하여 대역통과단계(108)를 지나고, 이에 의해 (f)와 같은 신호가 생성된다.The signal passing through the low pass step 102 is shown in (c). The signal is multiplied by the modulation frequency through the filter bank step 104 to generate N modulated signals, where the generated signal is as shown in (d). The signals with each modulation frequency generated thereby are arranged as (e) by the frequency hopping step 106. That is, a signal having a predetermined frequency band is generated. The signals go through bandpass step 108 to have a more accurate frequency band, whereby a signal such as (f) is generated.
상기와 같이 구성된 본 발명은 신호를 여러 레벨로 분할하여 송신하는 방식을 취함으로써, 전체 신호를 한꺼번에 송신하는 것에 비해 송신출력을 크게 할수 있다. 예를 들어, 도 6의 (c)와 (f)의 송신레벨을 비교하면, 같은 송신출력을 사용하여 신호를 송신할 경우 (c)의 신호를 (f)신호보다 송신레벨을 더 크게하여 출력할 수 있게 된다. 따라서, 본 발명은 송신하고자 하는 신호를 분할함으로써 송신레벨을 높일 수 있게 되어 수신감도가 좋아진다. 또한, 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치는 SN비가 증가되는 이점이 있다.According to the present invention configured as described above, the transmission output can be made larger by transmitting a signal by dividing the signal into several levels and transmitting the entire signal at once. For example, if the transmission levels of Figs. 6 (c) and 6 (f) are compared, when the signals are transmitted using the same transmission output, the signal of (c) is larger than the (f) signal and output. You can do it. Therefore, the present invention can increase the transmission level by dividing a signal to be transmitted, thereby improving reception sensitivity. In addition, the masking signal generator according to the present invention has the advantage that the SN ratio is increased.
상기와 같이 DSP보드에 의해 생성되는 잡음신호는 주파수 호핑 방식에 의해 부분적으로 대역 분할됨으로써 순간적인 센서의 임피던스를 높이게 된다. 따라서, 출력신호레벨이 종래 마스킹신호 발생장치와 같은 경우 종래에 비해 소비되는 전류량이 적어 소비전력이 줄어들게 된다. 그리고 이에 의해 본 발명에 따른 마스킹신호 발생장치는 시스템이 안정화된다.As described above, the noise signal generated by the DSP board is partially band-divided by the frequency hopping method to increase the instantaneous sensor impedance. Therefore, when the output signal level is the same as that of the conventional masking signal generator, the amount of current consumed is smaller than in the conventional case, thereby reducing power consumption. And thereby the masking signal generator according to the present invention is stabilized system.
상기한 바와 같이 본 발명은 잡음신호를 발생하는 DSP보드를 주파수 도약 알고리즘으로 구현하여 상기 DSP보드에서 발생되는 마스킹신호가 대역 분할되어 발생되므로써 센서의 임피던스가 높아지는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 생성되는 잡음신호가 종래와 동일한 신호레벨일 경우, 종래에 비해 소비되는 전류량이 적어 시스템이 안정화되는 이점이 있다.As described above, the present invention has an advantage in that the impedance of the sensor is increased by implementing the DSP board generating the noise signal by using a frequency hopping algorithm. In addition, the present invention has the advantage that the system is stabilized because the amount of current consumed less than the conventional when the generated noise signal is the same signal level as in the prior art.
이와 같이 본 발명은 잡음발생원인을 DSP보드를 사용하여 소프트웨어적으로 잡음신호를 발생시킴으로서 종래 아날로그 마스킹신호 발생장치에 비해 하드웨어적으로 매우 유연하게 되는 이점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of being very flexible in hardware compared to the conventional analog masking signal generator by generating a noise signal in software using a DSP board as a cause of noise generation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019990034484A KR20010018516A (en) | 1999-08-19 | 1999-08-19 | masking signal generating device and method |
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| KR20010018516A true KR20010018516A (en) | 2001-03-05 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100741103B1 (en) * | 2005-12-28 | 2007-07-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | Apparatus for masking noise of display device and display device therewith |
| KR101016034B1 (en) * | 2010-07-29 | 2011-02-23 | 엘아이지넥스원 주식회사 | Frequency masking method |
-
1999
- 1999-08-19 KR KR1019990034484A patent/KR20010018516A/en not_active Application Discontinuation
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