KR20020040008A - 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로 및 그 제거방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력신호의 잡음 및 외란 제거기술에 관한 것으로, 일반적인 입력신호에는 잡음과 외란이 존재하는데, 잡음은 비교적 큰 주파수의 신호를 말하며, 외란은 저주파수 대역의 진폭이 큰 신호를 말한다. 그리고, 잡음 및 외란의 발생요인은 시스템의 외부 환경에 기인하는 것과 시스템내에 존재하는 내부적인 요인이 있다. 이때, 상기 잡음의 제거방법은 흔히 저역필터 및 대역필터를 사용하는데 반해, 외란의 제거는 적용 시스템에 따라 그 방법이 일정하지는 않다. 즉, 종래에는 외란 제거에 일반적인 방법을 제시하지 못하는 단점을 갖고 있었다.

이에 본 발명은, 입력신호의 특성이 진폭보다는 주파수에 더 큰 특성을 갖고 있는 시스템이라 가정하고 외란의 주파수는 시스템의 주파수와 유사하다고 가정한 상태에서 기준 입력신호 이상의 큰 값을 갖는 외란이 작용했을 때 이를 제거함은 물론, 저역필터를 함께 구성하여 잡음을 제거할수 있도록 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로와 그 제거방법을 제공한다.

Description

입력신호의 잡음 및 외란 제거회로 및 그 제거방법{The eliminative circuit and method of noise and external noise of input signal}

본 발명은 입력신호의 잡음 및 외란 제거기술에 관한 것으로서, 특히 입력신호의 특성이 진폭보다는 주파수에 더 큰 특성을 갖고 있는 시스템이라 가정하고 외란의 주파수는 시스템의 주파수와 유사하다고 가정한 후 기준 입력신호 이상의 큰 값을 갖는 외란이 작용했을 때 이를 제거하는 한편, 저역필터를 함께 구성하여 잡음을 제거하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로와 그 제거방법에 관한 것이다.

일반적으로, 입력신호에는 잡음과 외란이 존재하는데, 잡음은 비교적 큰 주파수의 신호를 말하며, 외란은 저주파수 대역의 진폭이 큰 신호를 말한다.

그리고, 잡음 및 외란의 발생요인은 시스템의 외부 환경에 기인하는 것과 시스템내에 존재하는 내부적인 요인이 있다.

이때, 상기 잡음의 제거방법은 흔히 저역필터 및 대역필터를 사용하는데 반해, 외란의 제거는 적용 시스템에 따라 그 방법이 일정하지는 않다.

즉, 종래에는 외란 제거에 일반적인 방법을 제시하지 못하는 단점을 갖고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 입력신호의 특성이 진폭보다는 주파수에 더 큰 특성을 갖고 있는 시스템이라 가정하고 외란의 주파수는 시스템의 주파수와 유사하다고 가정한 상태에서 기준 입력신호 이상의 큰 값을 갖는 외란이 작용했을 때 이를 제거함은 물론, 저역필터를 함께 구성하여 잡음을 제거할수 있도록 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로와 그 제거방법을 제공하려는 것이다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 입력신호의 잡음 및 외란 제거 회로도.

도 2는 본 발명의 일실시예로 외란입력이 없을때 입력신호의 peak-to-peak를 제한하는 상태의 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10:외란 제거 회로 20:저역 필터

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로는 기준입력신호보다 큰 값을 갖는 외란이 입력신호로 부터 작용했을 때 이를 제거한 신호(V1)를 출력하는 외란 제거 수단과;

상기 외란 제거 수단에 연결되어 상기 외란 제거 수단으로 부터 출력된 신호(V1)로 부터 잡음이 제거된 출력신호를 얻기 위한 저역필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로.

여기서, 상기 외란 제거 수단은 다이오드와 저항을 병렬로 연결 구성된 점을 그 특징으로 한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 입력신호의 잡음 및 외란 제거방법은 기준입력신호(REF+)(REF-)보다 큰 값을 갖는 외란이 Vin 으로 부터 작용했을 때로서 Vin＞0 일 경우, 입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은;

V1=R1*Vin/(R4+R1)+0.7V-R1*R7*VCC/(R4+R1)/(R7+R6)으로 제거하고,

Vin＜0 일 경우, 입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은;

V1=R2*Vin/(R4+R2)-0.7V-R2*R8*VCC/(R4+R2)/(R8+R9)로 그 제거가 이루어지도록 함을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 일실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 일실시예로 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예로 외란입력이 없을때 입력신호의 peak-to-peak를 제한하는 상태의 그래프 이다.

도 1에 도시된 바와같이, 기준입력신호(REF+)(REF-)보다 큰 값을 갖는 외란이 입력신호(Vin)로 부터 작용했을 때 이를 제거한 신호(V1)를 출력하는 외란제거회로(10)를 구성하되,

상기 외란제거회로(10)는 다이오드(D1)(D2) 및 저항(R1)(R2)을 병렬로 연결 구성하고,

상기 외란제거회로(10)로 부터 외란이 제거된 신호(V1)로 부터 잡음이 제거된 출력신호(Vout)를 얻을수 있도록 상기 외란제거회로(10)에 콘덴서(C1)와 저항(R3)으로 이루어진 저역필터(20)를 연결 구성한 것이다.

그리고, 기준입력신호(REF+)(REF-)보다 큰 값을 갖는 외란이 Vin 으로 부터 작용했을 때 그 제거방법은,

[1]. Vin＞0 일 경우,

입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은,

V1=R1*Vin/(R4+R1)+0.7V-R1*R7*VCC/(R4+R1)/(R7+R6)이고,

[2]. Vin＜0 일 경우,

입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은,

V1=R2*Vin/(R4+R2)-0.7V-R2*R8*VCC/(R4+R2)/(R8+R9)로 제거가 이루어진다.

이때, 상기 외란이 제거된 입력신호(Vin)의 출력신호(Vout)는, 저역필터(20)의 임피던스 값에 따르도록 하였다.

그러면, 외란 및 잡음이 제거된 Vout는,

Vout=(1/jwC1//R3//(R10+1/jwC2))V2/(R5+(1/jwC1//R3//(R10+1/jwC2)로서 그 출력이 이루어진다.

단, 저역필터(20)의 임피던스 X(일반적인 저역필터의 설계기법)는,

X=1/jwC1//R3//(R10+1/jwC2)=A//B//C=A*B*C/(A*B+B*C+A*C)=P+jQ라 할때,

상기 저역필터(20)의 차단주파수는 P^2 - Q^2 = 0이 되는 w 값이다.

즉, 본 발명에서는 다이오드(D1)(D2)로 이루어진 외란제거회로(10)를 사용하여 +전압과 -전압상에 존재하는 외란을 모두 제거하므로서, 도 2에서와 같이 외란 입력이 없을 때 입력신호(Vin)의 PEAK-TO-PEAK를 제한하는 용도로 사용될수 있을뿐만 아니라, 주파수가 진폭보다 중요한 회로서 펄스폭변조(PWM; Pulse Width Modulation) 제어회로에 특히 유용하게 사용할수 있는 특징을 갖고 있다.

더불어, 본 발명은 외란제거회로(10)와 저역필터(20)를 함께 설계하므로서 입력신호(Vin)에서 기준입력신호(REF+)(REF-)보다 큰 값을 갖는 외란은 물론 잡음을 효과적으로 제거할수 있게 되는 것이다.

여기서, 상기 외란제거회로(10)와 함께 설계되는 저역필터는 대역필터 또는 기타 잡음제거회로를 적용하여도 무방하다.

이상에서 설명한 바와같이 본 발명은 입력신호의 특성이 진폭보다는 주파수에 더 큰 특성을 갖고 있는 시스템이라 가정하고 외란의 주파수는 시스템의 주파수와 유사하다고 가정한 상태에서 기준 입력신호 이상의 큰 값을 갖는 외란이 작용했을 때 이를 제거함은 물론, 저역필터를 함께 구성하여 잡음을 제거하는 효과를 제공한다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

Claims (3)

1. 기준입력신호보다 큰 값을 갖는 외란이 입력신호로 부터 작용했을 때 이를 제거한 신호(V1)를 출력하는 외란 제거 수단과;

   상기 외란 제거 수단에 연결되어 상기 외란 제거 수단으로 부터 출력된 신호(V1)로 부터 잡음이 제거된 출력신호를 얻기 위한 저역필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로.
2. 제1항에 있어서, 상기 외란 제거 수단은 다이오드와 저항을 병렬로 연결 구성된 것을 특징으로 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거회로.
3. 기준입력신호(REF+)(REF-)보다 큰 값을 갖는 외란이 Vin 으로 부터 작용했을 때로서 Vin＞0 일 경우, 입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은;

   V1=R1*Vin/(R4+R1)+0.7V-R1*R7*VCC/(R4+R1)/(R7+R6)으로 제거하고,

   Vin＜0 일 경우, 입력신호(Vin)로 부터 외란이 제거된 신호인 V1은;

   V1=R2*Vin/(R4+R2)-0.7V-R2*R8*VCC/(R4+R2)/(R8+R9)로 그 제거가 이루어지도록 함을 특징으로 하는 입력신호의 잡음 및 외란 제거방법.