KR20120028813A - Distance detecting radar using time-digital convertor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 UWB 통신을 이용한 거리 측정 레이더에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 시간-디지털 변환기를 이용한 거리 측정 레이더 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a ranging radar using UWB communication, and more particularly to a ranging radar using a time-digital converter and a method thereof.
최근 IR-UWB(Impulse Radion-Ultra Wide Band) 방식을 이용한 거리 측정 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. IR-UWB 방식은 무선 반송파를 사용하지 않고 기저 대역에서 수 GHZ 이상의 주파수 대역을 사용하는 기술로써, 통신이나 레이더 등에 응용되는 새로운 무선 기술이다. IR-UWB 기술은 수 나노 혹은 수 피코 초의 매우 좁은 펄스를 사용함으로써, 낮은 전력으로 구현이 가능하고 종래의 통신 시스템과 연동하여 사용할 수 있는 장점이 있다. Recently, research on a distance measuring system using an Impulse Radion-Ultra Wide Band (IR-UWB) method has been actively conducted. IR-UWB is a technology that uses a frequency band of several GHZ or more at baseband without using a wireless carrier, and is a new wireless technology applied to communication or radar. IR-UWB technology uses very narrow pulses of several nanoseconds or several picoseconds, which can be implemented at low power and can be used in conjunction with conventional communication systems.
그러나, 이러한 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 일반적으로 정밀한 거리 측정이 어렵다는 한계가 있다. 즉, 종래의 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 정밀한 거리 측정의 어려움으로 인하여, 홈 어플리케이션 시스템(home application system) 등 수 m 또는 수 cm 단위의 오차를 허용하는 분야에 주로 응용되는 실정이다.However, such a distance measurement system using the IR-UWB method has a limitation in that precise distance measurement is generally difficult. That is, the conventional distance measuring system using the IR-UWB method is mainly applied to a field that allows errors of several m or several cm, such as a home application system, due to the difficulty of precise distance measurement.
본 발명의 목적은 정밀하게 거리를 측정할 수 있는 거리 측정 레이더 및 거리 측정 방법을 제공하는 데 있다. It is an object of the present invention to provide a distance measuring radar and a distance measuring method capable of precisely measuring a distance.
본 발명의 실시 예에 따른 IR-UWB 방식을 이용한 거리 측정 시스템은 임펄스 신호를 송신하는 송신 장치; 및 상기 임펄스 신호를 수신하며, 상시 임펄스 신호의 송신 시점과 수신 시점 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 측정하는 수신 장치를 포함하며, 상기 수신 장치는 TDC 방식을 이용하여 상기 지연 시간을 측정하는 것을 특징으로 한다.Distance measuring system using the IR-UWB method according to an embodiment of the present invention includes a transmitting device for transmitting an impulse signal; And a receiving device that receives the impulse signal and measures a time interval (hereinafter, a delay time) between a transmission time and a reception time of the impulse signal at all times, wherein the receiving device measures the delay time using a TDC scheme. Characterized in that.
실시 예로써, 상기 수신 장치는 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 제 1 신호)와 상기 임펄스 신호의 수신 시점에 동기된 신호(이하, 제 2 신호)를 각각 다른 시간 간격으로 지연시켜서, 상기 지연 시간을 측정한다.According to an embodiment, the reception apparatus may delay a signal synchronized with a transmission point of the impulse signal (hereinafter referred to as a first signal) and a signal synchronized with a reception point of the impulse signal (hereinafter referred to as a second signal) at different time intervals. The delay time is measured.
실시 예로써, 상기 제 1 신호는 제 1 시간 간격으로 지연되고, 상기 제 2 신호는 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연된다.In an embodiment, the first signal is delayed at a first time interval and the second signal is delayed at a second time interval shorter than the first time interval.
실시 예로써, 상기 제 1 및 제 2 시간 간격은 상기 지연 시간보다 긴 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the first and second time intervals are longer than the delay time.
실시 예로써, 상기 송신 장치는 송신 클럭 신호를 발생하는 송신 클럭 신호 발생기; 상기 송신 클럭 신호를 디지털 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 발생기; 및 상기 디지털 임펄스 신호를 상기 임펄스 신호로 변환하는 신호 왜곡 필터를 포함한다.In an embodiment, the transmitting apparatus includes a transmission clock signal generator for generating a transmission clock signal; An impulse generator for converting the transmission clock signal into a digital impulse signal; And a signal distortion filter for converting the digital impulse signal into the impulse signal.
실시 예로써, 상기 임펄스 발생기는 적어도 하나의 인버터와 적어도 하나의 XOR 게이트를 사용하여 구현된다.In an embodiment, the impulse generator is implemented using at least one inverter and at least one XOR gate.
실시 예로써, 상기 수신 장치는 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 제 1 신호)와 상기 임펄스 신호의 수신 시점에 동기된 신호(이하, 제 2 신호) 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 제 1 신호와 상기 제 2 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the reception apparatus measures a coarse delay time between a signal synchronized with the transmission point of the impulse signal (hereinafter referred to as a first signal) and a signal synchronized with the reception point of the impulse signal (hereinafter referred to as a second signal). A counter; And a TDC for measuring a fine delay time between the first signal and the second signal.
실시 예로써, 상기 제 1 및 제 2 신호에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함한다.In embodiments, the counter may further include a synchronizer controlling the counter and the TDC in response to the first and second signals.
실시 예로써, 상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현된다.In an embodiment, the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.
실시 예로써, 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산하여, 상기 지연 시간을 측정하는 연산기를 더 포함한다.The method may further include an operator for measuring the delay time by subtracting the fine delay time from the coarse delay time.
본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 임펄스 신호를 송신하는 송신 장치; 및 상기 임펄스 신호를 송신하며, 상기 임펄스 신호의 송신 시점과 수신 시점 사이의 시간 간격을 측정하는 수신 장치를 포함하며, 상기 수신 장치는 상기 수신된 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 복조하는 복조부; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 신호(이하, 송신 클럭 신호)와 상기 수신 클럭 신호 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 거리 측정부를 포함한다.A distance measuring system according to an embodiment of the present invention includes a transmitting device for transmitting an impulse signal; And a receiver for transmitting the impulse signal and measuring a time interval between a transmission time and a reception time of the impulse signal, wherein the reception device demodulates the received impulse signal into a reception clock signal; And a distance measuring unit for measuring a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the signal (hereinafter, referred to as a transmission clock signal) and the reception clock signal synchronized at the time of transmission of the impulse signal using a TDC scheme.
실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호를 각각 다른 시간 간격으로 지연시켜서, 상기 지연 시간을 측정한다.In an embodiment, the distance measuring unit delays the transmission clock signal and the reception clock signal at different time intervals to measure the delay time.
실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the distance measuring unit may include: a counter configured to measure a coarse delay time between the transmission clock signal and the reception clock signal; And a TDC for measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal.
실시 예로써, 상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함한다.The apparatus may further include a synchronizer configured to control the counter and the TDC in response to the rising edges of the transmit clock signal and the receive clock signal.
실시 예로써, 상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현된다.In an embodiment, the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.
본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템의 수신 장치는 임펄스 신호를 수신하며, 상기 수신된 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 복조하는 복조부; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 거리 측정부를 포함한다.A receiving apparatus of a distance measuring system according to an embodiment of the present invention includes a demodulator for receiving an impulse signal and demodulating the received impulse signal into a received clock signal; And a distance measuring unit configured to measure a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the transmission clock signal synchronized with the reception clock signal synchronized with the transmission time of the impulse signal using a TDC scheme.
실시 예로써, 상기 거리 측정부는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 카운터; 및 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 TDC를 포함한다.In example embodiments, the distance measuring unit may include: a counter configured to measure a coarse delay time between the transmission clock signal and the reception clock signal; And a TDC for measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal.
실시 예로써, 상기 카운터는 상기 송신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 코오스 지연 시간의 측정을 시작하고, 상기 TDC는 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 파인 지연 시간의 측정을 시작한다.In an embodiment, the counter starts measuring the coarse delay time in response to the rising edge of the transmit clock signal, and the TDC starts measuring the fine delay time in response to the rising edge of the received clock signal. do.
실시 예로써, 상기 지연 시간은 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산한 시간인 것을 특징으로 한다.In example embodiments, the delay time may be a time obtained by subtracting the fine delay time from the coarse delay time.
본 발명의 실시 예에 따른 IR-UWB를 이용한 거리 측정 방법은 임펄스 신호를 수신하는 단계; 상기 임펄스 신호를 수신 클럭 신호로 변환하는 단계; 및 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 시간 간격(이하, 지연 시간)을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 단계를 포함한다.Distance measuring method using the IR-UWB according to an embodiment of the present invention comprises the steps of receiving an impulse signal; Converting the impulse signal into a received clock signal; And measuring a time interval (hereinafter, referred to as a delay time) between the transmission clock signal synchronized with the reception clock signal synchronized with the transmission time of the impulse signal using a TDC scheme.
실시 예로써, 상기 지연 시간을 측정하는 단계는 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 코오스 지연 시간을 측정하는 단계; 상기 송신 클럭 신호와 상기 수신 클럭 신호 사이의 파인 지연 시간을 측정하는 단계; 및 상기 코오스 지연 시간에서 상기 파인 지연 시간을 감산하는 단계를 포함한다.The measuring of the delay time may include measuring a coarse delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal; Measuring a fine delay time between the transmit clock signal and the receive clock signal; And subtracting the fine delay time from the coarse delay time.
본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 IR-UWB 방식에 TDC(Time to Digital Converter) 방식을 접목함으로써, 정밀한 거리 측정을 가능하게 한다. The distance measurement system according to an embodiment of the present invention enables precise distance measurement by incorporating a TDC (Time to Digital Converter) method into an IR-UWB method.
도 1 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 거리 측정 시스템을 보여준다.
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 거리 측정 시스템을 보여준다.
도 3은 도 1의 송신 장치의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 임펄스 발생기의 구조를 좀더 자세히 보여준다.
도 5는 도 3의 송신 장치 및 도 4의 임펄스 발생기의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 6은 도 1의 수신 장치의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 7은 도 6의 복조부를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 8은 도 6의 복조부의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 9는 도 6의 거리 측정부를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 10은 도 9의 동기화기 및 카운터를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 11은 도 10의 동기화기 및 카운터의 동작을 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 12는 도 9의 TDC를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다.
도 13은 도 9의 TDC의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.
도 14 및 도 15는 도 1의 레이더 방식의 거리 측정 시스템의 송신 장치 및 수신 장치가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예를 보여준다.
도 16 및 도 17은 도 2의 트랜시버 방식의 거리 측정 시스템의 송신 장치 및 수신 장치가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예를 보여준다.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 훈련용 마네킹을 보여주는 사시도이다.
도 19는 도 18의 마네킹의 내부 구성의 실시 예를 보여주는 단면도이다.
도 20은 도 18의 마네킹의 단면도의 다른 실시 예이다.1 shows a distance measuring system according to a first embodiment of the present invention.
2 shows a distance measuring system according to a second embodiment of the present invention.
3 is a block diagram illustrating the configuration of the transmitter of FIG. 1 in more detail.
4 shows the structure of the impulse generator of FIG. 3 in more detail.
5 is a timing diagram illustrating in more detail the operation of the transmitter of FIG. 3 and the impulse generator of FIG. 4.
6 is a block diagram illustrating in more detail the configuration of the receiving apparatus of FIG. 1.
7 is a block diagram illustrating the demodulator of FIG. 6 in more detail.
FIG. 8 is a timing diagram for describing an operation of the demodulator of FIG. 6.
9 is a block diagram illustrating in detail the distance measurer of FIG. 6.
10 is a block diagram illustrating in detail the synchronizer and the counter of FIG.
FIG. 11 is a timing diagram for describing in detail the operation of the synchronizer and the counter of FIG. 10.
12 is a block diagram illustrating the TDC of FIG. 9 in more detail.
FIG. 13 is a timing diagram illustrating the operation of the TDC of FIG. 9 in more detail.
14 and 15 show an application example in which the transmitting apparatus and the receiving apparatus of the radar type distance measuring system of FIG. 1 are applied to a chest compression depth measuring system for CPR.
16 and 17 show an application example in which the transmitting device and the receiving device of the transceiver type distance measuring system of FIG. 2 are applied to a chest compression depth measuring system for CPR.
18 is a perspective view showing a manikin for CPR training equipped with a distance measuring system according to an embodiment of the present invention.
19 is a cross-sectional view illustrating an embodiment of an internal configuration of the mannequin of FIG. 18.
20 is another embodiment of a cross-sectional view of the mannequin of FIG. 18.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서의 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 이해할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily understand the technical spirit of the present invention.
도 1 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(10)을 보여준다. 도 1에서는 레이더 방식의 거리 측정 시스템(10)이 도시되어 있다. 도 1을 참조하면, 거리 측정 시스템(10)은 송신 장치(100)와 수신 장치(200)를 포함한다. 도 1의 거리 측정 시스템(10)은 거리 측정 시스템(10)과 타겟 사이의 거리를 측정한다. 1 shows a distance measuring
자세히 설명하면, 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100)는 타겟으로 신호를 송신하고, 수신 장치(200)는 타겟(20)에 의하여 반사된 신호를 수신한다. 거리 측정 시스템(10)은 송신 장치(100)에서 송신된 신호와 수신 장치(200)에서 수신된 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 거리 측정 시스템(10)과 타겟(20) 사이의 거리(d)를 측정한다. In detail, the
즉, 타겟(20)의 위치가 변하면 송신 장치(100)에서 송신된 신호가 타겟(20)에 의하여 반사되어 돌아오는 시간도 달라지기 때문에, 거리 측정 시스템(10)은 거리 측정 시스템(10)과 타겟(20) 사이의 거리(d)를 측정할 수 있다. 이는 수학식 1과 같이 표현될 수 있다.That is, when the position of the
[수학식 1][Equation 1]
d=(c×△t)/2, c=3×10^8 m/sd = (c × Δt) / 2, c = 3 × 10 ^ 8 m / s
여기서, '△t'는 송신 장치(100)에서 송신된 신호가 수신 장치(200)에 돌아오는데 걸리는 시간을 의미하며, 지연 시간이라 칭해질 수 있다. Here, 'Δt' refers to a time taken for the signal transmitted from the transmitting
도 2는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(20)을 보여준다. 도 2에서는 트랜시버(Transceiver) 방식의 거리 측정 시스템이 도시되어 있다. 도 2의 거리 측정 시스템은 도 1의 거리 측정 시스템과 유사하므로, 유사한 참조 번호를 사용하여 설명된다. 도 2의 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리를 측정한다.2 shows a
도 1의 거리 측정 시스템(10)과 유사하게, 도 2의 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)에서 송신된 신호와 수신 장치(400)에서 수신된 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리(d)를 측정할 수 있다. Similar to the
즉, 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리가 변하면 송신 장치(300)에서 송신된 신호가 수신 장치(400)에서 수신될 때까지 소요되는 시간이 달라지기 때문에, 거리 측정 시스템(20)은 송신 장치(300)와 수신 장치(400) 사이의 거리를 측정할 수 있다. 이는 수학식 2와 같이 표현될 수 있다.That is, when the distance between the
[수학식 2][Equation 2]
d'=c×△t, c=3×10^8 m/sd '= c × Δt, c = 3 × 10 ^ 8 m / s
여기서, '△t'는 송신 장치(300)에서 송신된 신호가 수신 장치(400)에 수신되기까지 소요되는 시간을 의미하며, 도 1과 마찬가지로 지연 시간이라 칭해질 수 있다.Here, 'Δt' refers to a time taken until the signal transmitted from the transmitting
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 지연 시간을 측정함으로써 거리를 측정한다. 따라서, 거리를 정확히 측정하기 위해서는, 송신 신호와 수신 신호 사이의 지연 시간을 정밀하게 측정하는 것이 요구된다. 또한, 송신 장치에서 송신된 신호는 멀티 패스 페이딩(Multipath fading)에 의하여 영향을 받을 수 있기 때문에, 이를 최소화하는 것이 요구된다.1 and 2, the distance measuring system according to an exemplary embodiment of the present invention measures a distance by measuring a delay time. Therefore, in order to accurately measure the distance, it is required to precisely measure the delay time between the transmission signal and the reception signal. In addition, since the signal transmitted from the transmitting apparatus may be affected by multipath fading, it is required to minimize it.
따라서, 이하에서는 송신 신호와 수신 신호 사이의 지연 시간을 정밀하게 측정하고, 동시에 멀티 패스 페이딩의 영향을 최소화하는, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치 및 수신 장치가 좀더 구체적으로 설명된다. 설명의 편의상, 이하에서는 도 1의 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작이 설명될 것이다. 그러나, 이는 도 2의 거리 측정 시스템(20)에 적용될 수 있음은 자명하다. Therefore, the transmission apparatus and the reception apparatus according to the embodiment of the present invention, which accurately measure the delay time between the transmission signal and the reception signal and simultaneously minimize the influence of multipath fading, are described in more detail. For convenience of description, the configuration and operation of the
도 3은 도 1의 송신 장치(100)의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 송신 장치(100)는 송신 클럭 신호 발생기(110), 임펄스 발생기(120), 그리고 신호 왜곡 필터(130)를 포함한다.3 is a block diagram illustrating the configuration of the transmitting
송신 클럭 신호 발생기(110)는 송신 클럭 신호(TCLK)를 발생하고, 이를 임펄스 발생기(120)에 전달한다. 여기서, 송신 클럭 신호(TCLK)는 일정한 주파수를 갖는 클럭 신호일 수 있다. The transmission
임펄스 발생기(120)는 송신 클럭 신호 발생기(110)로부터 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받는다. 임펄스 발생기(120)는 송신 클럭 신호(TCLK)를 디지털 임펄스 신호(DIP)로 변환하고, 이를 신호 왜곡 필터(130)에 전달한다. The
신호 왜곡 필터(130)는 임펄스 발생기(120)로부터 디지털 임펄스 신호(DIP)를 전달받는다. 신호 왜곡 필터(130)는 디지털 임펄스 신호(DIP)를 아날로그 임펄스 신호(AIP)로 변환하고, 이를 안테나 등을 통하여 송신한다. 이 경우, 신호 왜곡 필터(130)는 송신되는 아날로그 임펄스 신호(AIP)의 파워를 높이기 위하여, 파워 앰프(Power Amplifier, 미도시) 등을 더 포함할 수 있다.The
도 4는 도 3의 임펄스 발생기(120)의 구조를 좀더 자세히 보여준다. 예를 들어 도 4에 도시된 바와 같이, 임펄스 발생기(120)는 인버터와 XOR 게이트를 사용하여 구현될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것으로 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 임펄스 발생기(120)는 인버터(inverter)와 XOR 게이트 및/또는 NAND 게이트 등을 이용하여 구현될 수 있다. 4 shows the structure of the
도 5는 도 3의 송신 장치(100) 및 도 4의 임펄스 발생기(120)의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다.FIG. 5 is a timing diagram for describing in more detail the operation of the transmitting
도 3 내지 도 5를 참조하면, 임펄스 발생기(120)의 인버터들은 송신 클럭 신호 발생기(110)에 의하여 생성된 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받는다. 임펄스 발생기(120)의 인버터들은 송신 클럭 신호(TCLK)를 지연시켜, 지연 송신 클럭 신호(D_TCLK)를 발생한다. 임펄스 발생기(120)의 XOR 게이트는 지연 송신 클럭 신호(D_TCLK)와 송신 클럭 신호(TCLK)를 전달받고, 이를 이용하여 디지털 임펄스 신호(DIP)를 발생한다. 신호 왜곡 필터(130)는 디지털 임펄스 신호(DIP)를 전달받고, 이를 아날로그 임펄스 신호(AIP)로 변환한다.3 to 5, the inverters of the
도 3 내지 도 5에서 설명된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 송신 장치는 거리 측정을 위하여 아날로그 임펄스 신호를 생성한다. 예를 들어, 아날로그 임펄스 신호는 UWB 또는 IR-UWB 방식의 무선 통신 기술에서 사용되는 임펄스 신호일 수 있다. 임펄스 신호를 사용하기 때문에, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 건물, 벽 등에 대한 투과성이 우수하며 저전력 통신이 가능하다는 장점이 있다. As described with reference to FIGS. 3 to 5, the transmitter according to the embodiment of the present invention generates an analog impulse signal for distance measurement. For example, the analog impulse signal may be an impulse signal used in a wireless communication technology of UWB or IR-UWB scheme. Since the impulse signal is used, the distance measuring system according to the embodiment of the present invention has an advantage of excellent transmittance to a building, a wall, and the like, and enables low power communication.
도 6은 도 1의 수신 장치(200)의 구성을 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 수신 장치(200)는 복조부(201) 및 거리 측정부(202)를 포함한다.6 is a block diagram illustrating a configuration of the receiving
복조부(201)는 송신 장치(100, 도 1 참조)로부터 송신된 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 이를 수신 클럭 신호(RCLK)로 복조한다. 여기서, 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)는 아날로그 임펄스 신호(AIP, 도 3 및 도 5 참조)가 거리(d, 도 1 참조)에 의하여 지연 시간(△t, 수학식 1 참조)만큼 지연된 신호이며, 수신 클럭 신호(RCLK)는 송신 클럭 신호(TCLK, 도 3 및 도 5 참조)가 거리(d)에 의하여 지연 시간(△t)만큼 지연된 신호이다. The
거리 측정부(202)는 복조부(201)로부터 수신 클럭 신호(RCLK)를 전달받는다. 거리 측정부(202)는 수신 클럭 신호(RCLK)와 송신 클럭 신호(TCLK)의 지연 시간(△t)을 이용하여, 거리(d)를 측정한다. 이 경우, 거리 측정부(202)는 TDC(Time to Digital Convertor) 기술을 이용하여 지연 시간(△t)을 정밀하게 측정한다.The
도 7은 도 6의 복조부(201)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 7을 참조하면, 복조부(201)는 저잡음 증폭기(210), 전치 증폭기(220), 외곽선 검출기(230), 비교기(240), 그리고 T-플립플롭(250)을 포함한다. FIG. 7 is a block diagram illustrating the
저잡음 증폭기(210)는 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 이를 증폭한다. 이 경우, 저잡음 증폭기(210)는 멀티 패스 페이딩(multipath fading) 등으로 인하여 발생한 노이즈(noise)를 최대한 억제할 것이다. 저잡음 증폭기(210)는 저잡음 증폭 신호(LNA)를 출력하고, 이를 전치 증폭기(220)에 전달한다.The
전치 증폭기(220)는 저잡음 증폭기(210)로부터 저잡음 증폭 신호(LNA)를 전달받고, 이를 증폭한다. 즉, 전치 증폭기(220)는 저잡음 증폭 신호(LNA)의 이득(gain)을 보충하기 위하여, 저잡음 증폭 신호(LNA)를 피크-투-피크(peak-to-peak) 방식으로 증폭한다. 전치 증폭기(220)는 전치 증폭 신호(PRA)를 출력하고, 이를 외곽선 검출기(230)에 전달한다.The
외곽선 검출기(230)는 전치 증폭기(220)로부터 전치 증폭 신호(PRA)를 전달받는다. 외곽선 검출기(230)는 전치 증폭 신호(PRA)의 외곽선, 예를 들어 전치 증폭 신호(PRA)의 피크점(peak point), 을 검출한다. 외곽선 검출기(230)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 출력하고, 이를 비교기(240)에 전달한다.The
비교기(240)는 외곽선 검출기(230)로부터 외곽선 검출 신호(EVD)를 전달받는다. 비교기(240)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 기준 레벨(reference level)과 비교한다. 예를 들어, 외곽선 검출 신호(EVD)의 레벨이 기준 레벨보다 낮은 경우, 비교기(240)는 '1'을 출력할 것이다. 외곽선 검출 신호(EVD)의 레벨이 기준 레벨보다 높은 경우, 비교기(240)는 '0'을 출력할 것이다. The
즉, 비교기(240)는 외곽선 검출 신호(EVD)를 디지털 신호인 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)로 변환한다. 여기서, 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)는 디지털 임펄스 신호(DIP, 도 3 및 도 5 참조)에 비하여 지연 시간(△t, 수학식 1 참조)만큼 지연된 신호이다. 비교기(240)는 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)를 T-플립플롭(250)에 전달한다. That is, the
한편, 비교기(240)의 기준 레벨은 멀티패스 페이딩의 영향을 최소화할 수 있을 정도로 적절하게 선택될 것이다. 즉, 비교기(240)의 기준 레벨은 멀티패스 페이딩으로 인하여 생성된 노이즈의 레벨보다 높고, 다이렉트 패스(direct path)를 통하여 생성된 신호의 레벨보다 낮게 설정될 것이다. On the other hand, the reference level of the
T-플립플롭(250)은 비교기(240)로부터 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)를 전달받는다. T-플립플롭(250)은 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 라이징 에지(rising edge)를 이용하여, 수신 클럭 신호(RCLK)를 발생한다. 예를 들어, T-플립플롭(250)은 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 라이징 에지들 사이의 값을 '1'로 유지함으로써, 수신 클럭 신호(RCLK)를 발생한다. The T-flip-
도 8은 도 6의 복조부(201)의 동작을 설명하기 위한 타이밍도이다. 송신 클럭 신호(TCLK)와 수신 클럭 신호(RCLK) 사이의 지연 시간(△t)을 보여주기 위하여, 도 8에서는 도 5에 도시된 송신 클럭 신호(TCLK) 등이 함께 도시되어 있다.FIG. 8 is a timing diagram for describing an operation of the
도 7 및 도 8을 참조하면, 저잡음 증폭기(210)는 안테나로부터 지연 아날로그 임펄스 신호(DAIP)를 전달받고, 저잡음 증폭 신호(LNA)를 출력한다. 저잡음 증폭 신호(LNA)는 전치 증폭기(220) 및 외곽선 검출기(230)에 의하여 외곽선 검출 신호(EVD)로 변환되고, 외곽선 검출 신호(EVD)는 비교기(240)에 의하여 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)로 변환된다. 7 and 8, the
이 경우, 비교기(240)의 기준 레벨(reference level)은 외곽선 검출 신호(EVD)의 노이즈 레벨(noise level)보다 높게 설정됨으로써, 멀티패스 페이딩에 의한 영향이 최소화된다. 더불어, 지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)의 펄스 중 가장 우선하는 펄스(leading pulse)를 지연 시간(△t)을 측정하는데 사용함으로써, 멀티패스 페이딩에 의한 영향이 최소화된다. In this case, the reference level of the
지연 디지털 임펄스 신호(DDIP)는 T-플립플롭(250)에 의하여 수신 클럭 신호(RCLK)로 변환된다. 이 경우, 수신 클럭 신호(RCLK)의 라이징 에지(rising edge)와 송신 클럭 신호(TCLK)의 라이징 에지는 지연 시간(△t)만큼의 시간 차를 갖는다. 따라서, 지연 시간(△t)을 측정하면, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템(10, 도 1 참조)은 거리(d, 도 1 참조)를 계산할 수 있다. 이하에서는 지연 시간(△t)를 정밀하게 측정하는 도 6의 거리 측정부(202)가 좀더 자세히 설명된다. The delay digital impulse signal DDIP is converted into the received clock signal RCLK by the T-
도 9는 도 6의 거리 측정부(202)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 9를 참조하면, 거리 측정부(202)는 동기화기(260), 카운터(270), TDC(280), 그리고 연산기(290)를 포함한다. 9 is a block diagram illustrating the
동기화기(260)는 복조부(201, 도 6 참조)로부터 수신 클럭 신호(RCLK)를 전달받는다. 동기화기(260)는 외부로부터 송신 클럭 신호(TCLK)와 동기화된 클럭 신호(TCLK_s, 이하 송신 클럭 신호(TCLK_s))를 전달받는다. 즉, 송신 클럭 신호(TCLK_s)와 수신 클럭 신호(RCLK)는 지연 시간(△t)만큼의 시간 차를 갖는다.The
동기화기(260)는 카운터(270) 및 TDC(280)를 연동시키기 위하여 사용된다. 즉, 동기화기(260)는 송신 클럭 신호(TCLK_s)와 수신 클럭 신호(RCLK)의 라이징 에지에 응답하여, 카운터(270)를 제어하기 위한 신호(CNT_en) 및 TDC(280)를 제어하기 위한 신호들(TDC_strt, TDC_stp)을 각각 출력한다. The
카운터(270)는 동기화기(260)로부터 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 전달받는다. 카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)에 응답하여, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정한다. 즉, 카운터(270)는 지연 시간(△t)을 빠르게 측정하기 위하여, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정한다.The
TDC(280)는 동기화기(260)로부터 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)를 전달받는다. TDC(280)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 응답하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정한다. 즉, TDC(280)는 지연 시간(△t)을 정밀하게 측정하기 위하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정한다. 이 경우, TDC(280)와 카운터(270)는 각각 병렬적으로 동작을 수행할 수 있다.The
연산기(290)는 카운터(270) 및 TDC(280)로부터 각각 코오스 지연 시간(△t_crs)와 파인 지연 시간(△t_fn)을 전달받는다. 연산기(270)는 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 계산한다. 이는 수학식 3과 같이 표현될 수 있다.The
[수학식 3]&Quot; (3) "
△t = △t_crs - △t_fnΔt = Δt_crs-Δt_fn
연산기(290)는 지연 시간(△t)을 이용하여, 거리(d, 도 1 및 수학식 1 참조)를 계산할 수 있다.
The
*도 10은 도 9의 동기화기(260) 및 카운터(270)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 10을 참조하면, 동기화기(260)는 S-R 래치(261) 및 복수의 D-플립플롭(262~264)을 포함한다. 10 is a block diagram illustrating in detail the
S-R 래치(261)의 셋 단자(S)에는 송신 클럭 신호(TCLK_s)가 인가되고, 리셋 단자(R)에는 D-플립플롭(264)의 출력 신호가 인가된다. S-R 래치(261)는 송신 클럭 신호(TCLK_s) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호에 응답하여 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 발생하고, 이를 카운터(270)에 제공한다.The transmission clock signal TCLK_s is applied to the set terminal S of the
제 1 D-플립플롭(262)의 입력 단자(D)에는 전원 전압(Vdd)이 인가되고, 클럭 단자(CLK)에는 수신 클럭 신호(RCLK)가 인가된다. 제 1 D-플립플롭(262)의 출력 단자(Q)는 제 2 D-플립플롭(263)의 입력단자(D)에 연결된다.The power supply voltage Vdd is applied to the input terminal D of the first D flip-
제 2 D-플립플롭(263)의 입력 단자(D) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 입력 단자(D)는 각각 제 1 D-플립플롭(262)의 출력 단자(Q) 및 제 2 D-플립플롭(263)의 출력 단자(Q)가 연결된다. 제 2 D-플립플롭(263) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 클럭 단자(CLK)에는 클럭 신호(CLK)가 제공된다. 여기서, 클럭 신호(CLK)는 수신 클럭 신호(RCLK) 및 송신 클럭 신호(TCLK_s)보다 높은 주파수를 갖는 클럭 신호이다. The input terminal D of the second D flip-
카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en) 및 클럭 신호(CLK)를 전달받는다. 카운터(270)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)가 하이 레벨(H)인 동안 클럭 신호(CLK)를 카운팅함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 계산한다. The
한편, 도 10에서 동기화기(260)는 S-R 래치(261)와 D-플립플롭들(262~264)에 의하여 구현된다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 동기화기(260)는 다양한 로직 게이트들에 의하여 구현될 수 있으며, D-플립플롭의 개수도 다양하게 조정될 수 있다. Meanwhile, in FIG. 10, the
도 11은 도 10의 동기화기(260) 및 카운터(270)의 동작을 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다. 이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 도 9의 동기화기(260) 및 카운터(270)의 동작이 자세히 설명된다.FIG. 11 is a timing diagram for describing in detail the operations of the
제 1 시간(t1)에서, 송신 클럭 신호(TCLK_s)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 이 경우, S-R 래치(261)는 논리 하이(H)의 송신 클럭 신호(TCLK_s)에 응답하여, 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이시킨다. 카운터(270)는 논리 하이(H)의 카운터 활성화 신호(CNT_en)에 응답하여, 클럭 신호(CLK)의 카운팅(counting)을 시작한다. 예를 들어, 카운터(270)는 클럭 신호(CLK)의 라이징 에지의 카운팅을 시작할 것이다.At a first time t1, the transmit clock signal TCLK_s transitions from a logic low L to a logic high H. In this case, the
제 2 시간(t2)에서, 수신 클럭 신호(RCLK)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 이 경우, 제 1 D-플립플롭(262)의 클럭 단자에는 논리 하이(H)의 수신 클럭 신호(RCLK)가 인가된다. 따라서, 제 1 D-플립플롭(262)은 전원전압(Vdd)을 출력하고, 이를 제 2 D-플립플롭(263)의 입력단자(D)에 제공한다. 제 2 D-플립플롭(263)은 전원전압(Vdd)을 클럭 신호(CLK)의 한 주기 동안 지연시키고, 이를 제 3 D-플립플롭(264)에 전달한다. 제 3 D-플립플롭(264)은 전원전압(Vdd)을 클럭 신호(CLK)의 한 주기 동안 지연시키고, 이를 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공한다.At a second time t2, the received clock signal RCLK transitions from a logic low L to a logic high H. In this case, the reception clock signal RCLK of logic high H is applied to the clock terminal of the first D flip-
제 3 시간(t3)에서, 전원전압(Vdd)이 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공된다. 즉, 논리 하이(H)의 신호가 S-R 래치(261)의 리셋 단자(R)에 제공된다. 이 경우, S-R 래치(261)는 카운터 활성화 신호(CNT_en)를 논리 하이(H)에서 논리 로우(L)로 천이시킨다. 카운터(270)는 논리 로우(L)의 활성화 신호에 응답하여, 클럭 신호(CLK)의 카운팅을 종료한다.At the third time t3, the power supply voltage Vdd is provided to the reset terminal R of the
상술한 바와 같이, 카운터(270)는 제 1 시간 내지 제 3 시간(t1~t3) 동안 크클럭 신호(CLK)를 카운팅함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)을 측정할 수 있다. 이 경우, 클럭 신호(CLK)의 주기를 조정함으로써, 코오스 지연 시간(△t_crs)의 계산 속도가 조정될 수 있다. As described above, the
한편, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 수신 클럭 신호(RCLK) 및 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호는 각각 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC-stp)로 사용된다. 10 and 11, the output signals of the reception clock signal RCLK and the third D-flip-
수신 클럭 신호(RCLK)가 제 2 시간(t2)에서 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이되기 때문에, TDC 시작 신호(TDC_strt)는 제 2 시간(t2)에서 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 또한, 제 3 D-플립플롭(264)의 출력 신호가 제 3 시간(t3)에서 전원전압(Vdd)으로 변하기 때문에, TDC 종료 신호(TDC_stp)는 제 3 시간(t2)에서 논리 하이(H)에서 논리 로우(L)로 천이된다. Since the received clock signal RCLK transitions from the logic low L to the logic high H at the second time t2, the TDC start signal TDC_strt is at the logic low L at the second time t2. Transition to logic high (H). In addition, since the output signal of the third D-flip-
따라서, TDC(280, 도 9 참조)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 응답하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정할 수 있다. 연산기(290, 도 9 참조)는 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 계산할 수 있다. 이하에서는 파인 지연 시간(△t_fn)을 측정하기 위한, 도 9의 TDC(280)의 구조 및 동작이 자세히 설명된다. Accordingly, the TDC 280 (see FIG. 9) may measure the fine delay time Δt_fn in response to the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp. The operator 290 (see FIG. 9) may calculate the delay time Δt by subtracting the fine delay time Δt_fn from the coarse delay time Δt_crs. Hereinafter, the structure and operation of the
도 12는 도 9의 TDC(280)를 좀더 자세히 보여주는 블록도이다. 도 12를 참조하면, TDC(280)는 지연 비교 블록(281)과 인코더(282)를 포함한다.12 is a block diagram illustrating the
지연 비교 블록(281)은 복수의 인버터들 및 비교기들을 포함한다. 지연 비교 블록(281)은 TDC 시작 신호(TDC-strt) 및 TDC 종료 신호(TDC-stp)를 각각 서로 다른 시간 간격으로 지연시키고, 이를 비교한다. Delay comparison block 281 includes a plurality of inverters and comparators. The delay comparison block 281 delays the TDC start signal TDC-strt and the TDC end signal TDC-stp at different time intervals, and compares them.
구체적으로, 인버터들은 각각 서로 다른 지연 라인을 형성한다. 예시적으로, TDC 시작 신호(TDC_strt)에 대응하는 인버터들은 각각 입력 신호를 60p의 지연시키며, TDC 시작 신호(TDC-strt)를 60p의 시간 간격으로 연속적으로 지연하는 지연 라인을 형성한다고 가정된다. TDC 종료 신호(TDC_stp)에 대응하는 인버터들은 각각 입력 신호를 50p 지연시키고, TDC 종료 신호(TDC_stp)를 50p의 시간 간격으로 연속적으로 지연하는 지연 라인을 형성한다고 가정된다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다. Specifically, the inverters each form a different delay line. For example, it is assumed that the inverters corresponding to the TDC start signal TDC_strt each form a delay line that delays the input signal by 60p and continuously delays the TDC start signal TDC-strt at a time interval of 60p. It is assumed that the inverters corresponding to the TDC end signal TDC_stp each form a delay line that delays the input signal by 50p and continuously delays the TDC end signal TDC_stp at a time interval of 50p. However, this is merely exemplary, and it will be understood that the technical spirit of the present invention is not limited thereto.
제 1 내지 제 n 비교기들은 각각 서로 다른 시간 간격으로 지연된 TDC 시작 신호 및 TDC 종료 신호를 전달받는다. 제 1 내지 제 n 비교기들은 각각 전달받은 TDC 종료 신호의 라이징 에지가 TDC 시작 신호의 라이징 에지에 우선하는 지를 비교하고, 비교 결과를 인코더(282)에 제공한다.The first to n th comparators receive the TDC start signal and the TDC end signal which are delayed at different time intervals, respectively. The first to n th comparators respectively compare whether the rising edge of the received TDC end signal has precedence over the rising edge of the TDC start signal, and provide the comparison result to the
예를 들어, 제 1 비교기는 TDC 시작 신호(TDC_strt)에 비하여 60p 지연된 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 50p 지연된 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)를 전달받는다. 제 1 비교기는 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 지를 비교한다. 예를 들어, 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 않는 경우, 제 1 비교기는 '1'을 출력(즉, Q=1)할 것이다. 예를 들어, 1 TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)에 우선하는 경우, 제 1 비교기는 '0'을 출력(즉, Q=0)할 것이다.For example, the first comparator receives the first TDC start signal TDC_strt_1 delayed by 60p compared to the TDC start signal TDC_strt and the first TDC end signal TDC_stp delayed by 50p compared to the TDC end signal TDC_stp. The first comparator compares whether the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp takes precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1. For example, if the rising edge of one TDC end signal TDC_stp does not take precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator will output '1' (ie, Q = 1). For example, if the rising edge of one TDC end signal TDC_stp takes precedence over the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator will output '0' (ie, Q = 0).
인코더(282)는 지연 비교 블록(281)의 제 1 내지 제 n 비교기들의 출력 값 들(Q1~Qn)을 전달받는다. 인코더(282)는 제 1 내지 제 n 비교기들의 출력 값 들(Q1~Qn)을 인코딩하여, 파인 지연 시간(△t_fn)을 출력한다.The
도 13은 도 9의 TDC(280)의 동작을 좀더 자세히 설명하기 위한 타이밍도이다. 간략한 설명을 위하여, 도 13에서는 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)의 라이징 에지가 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3)의 라이징 에지에 우선한다고 가정된다. 이하에서는 도 12 및 도 13을 참조하여, 도 9의 TDC(280)의 동작이 자세히 설명된다.FIG. 13 is a timing diagram illustrating the operation of the
제 2 시간(t2)에서 TDC 시작 신호(TDC_strt)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이되고, 제 3 시간(t3)에서 TDC 종료 신호(TDC_stp)가 논리 로우(L)에서 논리 하이(H)로 천이된다. 즉, TDC 시작 신호(TDC_strt)의 라이징 에지는 제 2 시간(t2)에 위치하며, TDC 종료 신호(TDC_stp)의 라이징 에지는 제 3 시간(t3)에 위치한다. 이 경우, 제 2 시간(t2) 및 제 3 시간(t3)의 시간 차는, 도 11과 마찬가지로, 파인 지연 시간(△t_fn)이라고 가정된다. At the second time t2, the TDC start signal TDC_strt transitions from a logic low L to a logic high H, and at a third time t3, the TDC end signal TDC_stp is logic at a logic low L. Transition to high (H). That is, the rising edge of the TDC start signal TDC_strt is located at the second time t2, and the rising edge of the TDC end signal TDC_stp is located at the third time t3. In this case, it is assumed that the time difference between the second time t2 and the third time t3 is a fine delay time Δt_fn as in FIG. 11.
먼저, TDC 시작 신호(TDC_strt)가 인버터에 의하여 60p 지연된다. 즉, 인버터는 TDC 시작 신호(TDC_strt)에 비하여 60p 지연된 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)를 출력한다. 또한, TDC 종료 신호(TDC_stp)가 인버터에 의하여 50p 지연된다. 즉, 인버터는 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 50p 지연된 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)를 출력한다. 이 경우, 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)와 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지는 각각 제 4 시간(t4)과 제 5 시간(t5)에 위치한다.First, the TDC start signal TDC_strt is delayed by 60p by the inverter. That is, the inverter outputs the first TDC start signal TDC_strt_1 which is 60p delayed compared to the TDC start signal TDC_strt. In addition, the TDC end signal TDC_stp is delayed by 50p by the inverter. That is, the inverter outputs a first TDC end signal TDC_stp_1 delayed by 50p compared to the TDC end signal TDC_stp. In this case, the rising edges of the first TDC start signal TDC_strt_1 and the first TDC end signal TDC_stp_1 are located at the fourth time t4 and the fifth time t5, respectively.
이 경우, 제 1 비교기는 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)의 라이징 에지에 우선하는지 비교한다. 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)의 라이징 에지가 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1)의 라이징 에지에 우선하지 않으므로, 제 1 비교기는 '1'을 출력한다(즉, Q1=1).In this case, the first comparator compares whether the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp_1 takes precedence over the rising edge of the first TDC start signal TDC_strt_1. Since the rising edge of the first TDC end signal TDC_stp_1 does not take precedence over the rising edge of the first TDC start signal TDC_strt_1, the first comparator outputs '1' (ie, Q1 = 1).
이 후, 같은 방식에 의하여, 제 1 TDC 시작 신호(TDC_strt_1) 및 제 1 TDC 종료 신호(TDC_stp_1)가 각각 60p 및 50p 지연된다. 따라서, 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2) 및 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 각각 120p 및 100p 지연된다. 즉, 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2) 및 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2) 의 라이징 에지는 각각 제 6 및 제 7 시간(t6, t7)에 위치한다. 제 2 TDC 종료 신호(TDC_stp_2)의 라이징 에지가 제 2 TDC 시작 신호(TDC_strt_2)의 라이징 에지에 우선하지 않으므로, 제 2 비교기는 '1'을 출력한다(즉, Q2=1).Thereafter, in the same manner, the first TDC start signal TDC_strt_1 and the first TDC end signal TDC_stp_1 are delayed by 60p and 50p, respectively. Accordingly, the second TDC start signal TDC_strt_2 and the second TDC end signal TDC_stp_2 are delayed by 120p and 100p, respectively, than the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp. That is, the rising edges of the second TDC start signal TDC_strt_2 and the second TDC end signal TDC_stp_2 are located at the sixth and seventh times t6 and t7, respectively. Since the rising edge of the second TDC end signal TDC_stp_2 does not take precedence over the rising edge of the second TDC start signal TDC_strt_2, the second comparator outputs '1' (ie, Q2 = 1).
이 후, 같은 방식에 의하여, 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3) 및 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)는 TDC 시작 신호(TDC_strt) 및 TDC 종료 신호(TDC_stp)에 비하여 각각 180p 및 150p 지연된다. 이 경우, 제 3 TDC 종료 신호(TDC_stp_3)의 라이징 에지가 제 3 TDC 시작 신호(TDC_strt_3)의 라이징 에지에 우선한다. 따라서, 제 2 비교기는 '0'을 출력한다(즉, Q3=0).Thereafter, in the same manner, the third TDC start signal TDC_strt_3 and the third TDC end signal TDC_stp_3 are delayed by 180p and 150p relative to the TDC start signal TDC_strt and the TDC end signal TDC_stp, respectively. In this case, the rising edge of the third TDC end signal TDC_stp_3 takes precedence over the rising edge of the third TDC start signal TDC_strt_3. Thus, the second comparator outputs '0' (ie, Q3 = 0).
한편, 도 12를 참조하면, 인코더(282)는 지연 비교 블록(281)으로부터 비교기 출력 값들(Q1~Qn)을 전달받는다. 인코더(282)는 전달받은 비교기 출력 값들을 인코딩함으로써, 파인 지연 시간(△t_fn)을 출력할 것이다. 예를 들어, 'Q3=0' 인 경우, 파인 지연 시간(△t_fn)은 대략 20~30p의 값을 가질 것이다. Meanwhile, referring to FIG. 12, the
한편, 도 9에서 설명한 바와 같이, 연산기(290)는 카운터(270)에서 측정된 코오스 지연 시간(△t_crs)에서 TDC(280)에서 측정된 파인 지연 시간(△t_fn)을 감산함으로써, 지연 시간(△t)을 측정할 것이다. 연산기(290)는 측정된 지연 시간(△t)을 이용하여, 정확한 거리(d, 도 1 참조)를 계산할 것이다. Meanwhile, as described with reference to FIG. 9, the
한편, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위와 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 TDC(280)의 구조 및 동작은 다양하게 응용되어 사용될 수 있다. 예를 들어, Digital Delay line TDC 방식의 TDC, Vernier Delay line TDC, Time shrinking TDC, Resistor interpolation TDC, Time-Amplifier TDC 등 다양한 구조의 TDC가 본 발명의 실시 예로써 적용될 수 있다. Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications are possible without departing from the scope and technical spirit of the present invention. For example, the structure and operation of the
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 다양한 분야에 응용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술용 흉부압박 깊이 측정 시스템에 적용될 수 있다.On the other hand, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention can be applied to various fields. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a chest compression depth measurement system for cardiopulmonary resuscitation.
국제 소생술 연합 위원회(International Liasion Committee on Resuscitation)의 심폐 소생술 권고안에 따르면, 흉부 압박 시에 흉부 압박의 깊이는 4~5cm가 되도록 유지되어야 한다. 그러나 실제로 시행되는 심폐 소생술에서는, 권고안에서 제시되는 흉부 압박의 깊이가 유지되지 못하는 것으로 보고된다. According to the CPR recommendations of the International Liasion Committee on Resuscitation, chest compressions should be maintained at a depth of 4-5 cm during chest compressions. In actual CPR, however, the depth of chest compressions presented in the recommendations is not reported.
본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 흉부 압박의 깊이를 측정하는데 적용되면, 실제 시행되는 흉부 압박의 깊이가 권고안의 기준에 부합되는지의 여부를 정밀하게 측정할 수 있다. 이하의 도 14 내지 도 17에서는 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템에 적용된 응용 예들이 좀더 자세히 설명될 것이다. When the distance measuring system according to the embodiment of the present invention is applied to measure the depth of the chest compression, it is possible to precisely measure whether the actual chest compression depth is met the criteria of the recommendation. 14 to 17, application examples of the distance measuring system according to an embodiment of the present invention applied to a chest compression depth measuring system for CPR will be described in more detail.
도 14 및 도 15는 도 1의 레이더 방식의 거리 측정 시스템(10)의 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(1000)에 적용된 응용 예를 보여준다. 14 and 15 illustrate an application example in which the
도 14를 참조하면, 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(1000)은 송신 장치(100), 수신 장치(200), 반사판(1200), 그리고 베드(bed, 1300)를 포함한다. 송신 장치(100)는 도 1의 송신 장치(100)와 동일한 구성을 가지고, 수신 장치(200)는 도 2의 수신 장치(200)와 동일한 구성을 가질 것이다.Referring to FIG. 14, the chest compression
송신 장치(100)와 수신 장치(200)는 패드(1100)에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 패드(1100)는 인체의 가슴 부분에 놓일 수 있도록 얇은 판상으로 형성된다. 패드(100)는 송신 장치(100) 및 수신 장치(200) 이외에도, 흉부 압박의 깊이를 디스플레이하는 디스플레이 장치 및 사용자의 명령을 입력하기 위한 키입력부를 더 포함할 수 있다.The transmitting
송신 장치(100)는 인체에 무선 신호를 송신한다. 반사판(1200)은 인체의 배면에 위치하며, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호를 반사한다. 수신 장치(200)는 반사판(1200)에서 반사된 무선 신호를 수신하며, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호와 수신 장치(200)에서 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정한다. 따라서, 도 15에 도시된 바와 같이 실제로 심폐 소생술을 시행하는 경우, 흉부 압박의 깊이가 정밀하게 측정될 수 있다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작 원리는 도 1 내지 도 13의 설명과 동일하므로, 자세한 설명은 생략된다. The transmitting
도 16 및 도 17은 도 2의 트랜시버 방식의 거리 측정 시스템(20)의 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)가 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)에 적용된 응용 예를 보여준다. 도 16 및 도 17의 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)은 도 14 및 도 15의 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)과 유사하므로, 이하에서는 차이점이 중점적으로 설명된다. 16 and 17 illustrate an application example in which the
도 16을 참조하면, 심폐 소생술용 흉부 압박 깊이 측정 시스템(2000)은 송신 장치(300), 수신 장치(400), 그리고 베드(2300)를 포함한다.
Referring to FIG. 16, a chest compression
*송신 장치(300)와 수신 장치(400)는 각각 얇은 판상 구조의 패드(2100, 2200)로 형성될 수 있다. 송신 장치(300)는 도 2의 송신 장치(300)와 동일한 구성을 가지고, 수신 장치(400)는 도 2의 수신 장치(400)와 동일한 구성을 가질 것이다. 패드(2200)는 수신 장치(400) 이외에도, 흉부 압박의 깊이를 디스플레이하는 디스플레이 장치 및 사용자의 명령을 입력하기 위한 키입력부를 더 포함할 수 있다. 패드(2200)는 인체의 가슴 부위에 놓여 지며, 패드(2100)는 인체의 배면에 놓여 진다. The transmitting
송신 장치(300)는 인체에 무선 신호를 전송하고, 수신 장치(400)는 무선 신호를 수신한다. 수신 장치(400)는 송신된 무선 신호와 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정함으로써, 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이 실제로 심폐 소생술을 시행하는 경우, 흉부 압박의 깊이가 정밀하게 측정될 수 있다. The
한편, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 실제 심폐 소생술을 시행하는 경우뿐 아니라, 심폐 소생술을 훈련하는 경우에도 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술 훈련용 마네킹에 탑재될 수 있다. 이는 이하의 도 18 내지 도 20에서 좀더 자세히 설명될 것이다.On the other hand, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention can be applied not only to the case of performing the actual CPR, but also to the case of training CPR. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be mounted on a manikin for CPR training. This will be described in more detail with reference to FIGS. 18 to 20 below.
도 18은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 훈련용 마네킹(3000)을 보여주는 사시도이고, 도 19는 도 18의 마네킹의 내부 구성의 실시 예를 보여주는 단면도이다.FIG. 18 is a perspective view illustrating a
도 18 및 도 19를 참조하면, 심폐 소생술 훈련용 마네킹(3000)은 송신 장치(100), 수신 장치(200), 반사판(3200), 상판(3300), 하판(3400), 그리고 압축 스프링(3500)을 포함한다. 송신 장치(100)는 도 1의 송신 장치(100)에 대응하고, 수신 장치(200)는 도 1의 수신 장치(200)에 대응한다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)는 패드(3100)에 내장되어 일체로 형성될 수 있다. 18 and 19, the
상판(3300)은 인체의 가슴의 형태를 나타내며, 하판(3400)은 인체의 등의 형태를 나타낸다. 압축 스프링(3500)은 흉부 압박 시에 상판(3300)의 외력에 대응하는 탄성 성질을 갖는다. 흉부 압박 시, 송신 장치(100)에서 송신된 무선 신호는 반사판(3200)에 의하여 반사되고, 반사된 무선 신호는 수신 장치(200)에서 수신된다. 수신 장치(200)는 송신된 무선 신호와 수신된 무선 신호 사이의 지연 시간을 측정하여, 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 송신 장치(100) 및 수신 장치(200)의 구성 및 동작 원리는 도 1 내지 도 13의 설명과 동일하므로, 자세한 설명은 생략된다.The
도 20은 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템이 탑재된 심폐 소생술 시술용 마네킹의 다른 실시 예를 보여주는 단면도이다. 도 20의 마네킹(4000)의 내부 구성은 도 19의 마네킹(3000)의 내부 구성과 유사하므로, 이하에서는 차이점이 중점적으로 설명된다.20 is a cross-sectional view showing another embodiment of a manikin for CPR procedure equipped with a distance measuring system according to an embodiment of the present invention. Since the internal configuration of the
도 20을 참조하면, 심폐 소생술 훈련용 마네킹(4000)은 상판(4300) 및 하판(4400)을 포함하며, 상판(4300) 및 하판(4400)은 각각 인체의 가슴 및 등의 형상을 나타낸다. 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)는 각각 패드(4100, 4200)로 형성될 수 있으며, 상판(4300)의 하부 및 하판(4400)의 상부에 위치한다. 송신 장치(300) 및 수신 장치(400)는 각각 도 2의 송신 장치(300), 및 수신 장치(400)에 대응하며, 흉부 압박 시에 트랜시버(Transceiver) 방식을 이용하여 흉부 압박의 깊이를 측정한다. 이는 도 16 및 도 17의 흉부 압박 깊이 측정과 유사하므로, 자세한 설명은 생략된다. Referring to FIG. 20, the
상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 심폐 소생술용 거리 측정 시스템 또는 심폐 소생술 훈련용 마네킹에 적용될 수 있다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 발명의 응용 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 본 발명의 실시 예에 따른 거리 측정 시스템은 위치 인식 시스템에 응용될 수 있다. 예를 들어, 타겟과 적어도 세 개의 노드 사이의 거리를 측정함으로써 타겟의 공간 상의 위치를 인식하는 시스템에, 본 발명의 실시 예에 따른 거리측정 시스템이 적용될 수 있다. As described above, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a distance measuring system for CPR or a mannequin for CPR training. However, this is exemplary and the application example of the present invention is not limited thereto. For example, the distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a location recognition system. For example, a distance measuring system according to an embodiment of the present invention may be applied to a system for recognizing a location in a target space by measuring a distance between a target and at least three nodes.
그러므로 본 발명의 범위는 상술한 실시 예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 발명의 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by the claims equivalent to the claims of the present invention as well as the claims of the following.
d: 거리 측정 시스템과 타겟 사이의 거리
d': 송신 장치와 수신 장치 사이의 거리
TCLK: 송신 클럭 신호
TCLK_s: 송신 클럭 신호와 동기화된 신호
DIP: 디지털 임펄스 신호
DDIP: 지연 디지털 임펄스 신호
AIP: 아날로그 임펄스 신호
DAIP: 지연 아날로그 임펄스 신호
D_TCLK: 인버터에 의하여 지연된 송신 클럭 신호
RCLK: 수신 클럭 신호
LNA: 저잡음 증폭 신호
PRA: 전치 증폭 신호
EVD: 외곽선 검출 신호
CNT_en: 카운터 활성화 신호
TDC_strt: TDC 시작 신호
TDC_stp: TDC 종료 신호
△t: 지연 시간
△t_crs: 코오스 지연 시간
△t_fn: 파인 지연 시간
CLK: 클럭 신호
TDC_strt_1~TDC_strt_n: 제 1 내지 제 n TDC 시작 신호
TDC_stp_1~TDC_stp_n: 제 1 내지 제 n TDC 종료 신호d: distance between the distance measuring system and the target
d ': distance between transmitter and receiver
TCLK: Transmit Clock Signal
TCLK_s: Signal synchronized with transmit clock signal
DIP: Digital Impulse Signal
DDIP: delay digital impulse signal
AIP: Analog Impulse Signal
DAIP: delayed analog impulse signal
D_TCLK: Transmission clock signal delayed by inverter
RCLK: Receive Clock Signal
LNA: Low Noise Amplified Signal
PRA: preamplified signal
EVD: Outline Detection Signal
CNT_en: counter enable signal
TDC_strt: TDC Start Signal
TDC_stp: TDC end signal
Δt: delay time
Δt_crs: coarse delay time
Δt_fn: fine delay time
CLK: clock signal
TDC_strt_1 to TDC_strt_n: first to nth TDC start signals
TDC_stp_1 to TDC_stp_n: first to nth TDC end signals
Claims (20)
상기 임펄스 신호를 수신하고 상기 임펄스 신호의 송수신 사이의 지연 시간을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 수신부를 포함하는 거리 측정 레이더.A transmitter for transmitting an impulse signal; And
And a receiver configured to receive the impulse signal and measure a delay time between transmission and reception of the impulse signal using a TDC scheme.
상기 수신부는 상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 제 1 신호 및 상기 임펄스 신호의 수신 시점에 동기된 제 2 신호의 수신 시점보다 늦은 시점에 활성화되는 제 3 신호 사이의 코오스 시간 간격을 측정하는 코오스 시간 측정부; 그리고,
상기 제 2 신호 및 상기 제 3 신호 사이의 파인 시간 간격을 상기 TDC 방식으로 측정하는 파인 시간 측정부를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 1,
The receiver is a coarse time for measuring the coarse time interval between the first signal synchronized with the transmission time of the impulse signal and the third signal activated later than the reception time of the second signal synchronized with the reception time of the impulse signal Measuring unit; And,
And a fine time measuring unit measuring a fine time interval between the second signal and the third signal by the TDC method.
상기 파인 시간 측정부는 상기 제 2 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키고, 상기 제 3 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 거리 측정 레이더.The method of claim 2,
And the fine time measuring unit delays the second signal at a first time interval and delays the third signal at a second time interval shorter than the first time interval.
상기 제 1 시간 간격 및 상기 제 2 시간 간격의 차이 시간 단위로 상기 제 2 신호 및 상기 제 3 신호 사이의 시간 간격이 측정되는 거리 측정 레이더. The method of claim 3, wherein
And a time interval between the second signal and the third signal in units of difference time between the first time interval and the second time interval.
상기 코스 시간 측정부는 상기 제 1 신호 및 및 상기 제 3 신호 사이의 시간 간격을 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호보다 주파수가 높은 클록 신호를 사용하여 카운터 하여 측정하는 카운터를 포함하고,
상기 파인 거리 측정부는 TDC를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 2,
The course time measuring unit includes a counter for measuring the time interval between the first signal and the third signal by using a clock signal having a higher frequency than the first signal and the second signal,
The fine distance measuring unit includes a distance measuring radar.
상기 제 1 신호 및 제 2 신호에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함하는 거리 측정 레이더. The method of claim 5, wherein
And a synchronizer for controlling the counter and the TDC in response to the first and second signals.
상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭을 포함하는 거리 측정 레이더. The method according to claim 6,
And the synchronizer comprises at least one latch and at least one flip-flop.
상기 코오스 시간 간격에서 상기 파인 시간 간격을 감산하여, 상기 지연 시간을 측정하는 연산기를 더 포함하는 거리 측정 시스템.The method of claim 5, wherein
And a calculator for measuring the delay time by subtracting the fine time interval from the coarse time interval.
상기 TDC는:
상기 제 2 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키는 제 1 지연 라인;
상기 제 3 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 제 2 지연 라인; 그리고
상기 각 지연 라인을 통해 지연된 제 2 신호 및 제 3 신호의 라이징 에지 중 어느 것이 우선하는 지를 비교하는 비교기를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 5, wherein
The TDC is:
A first delay line for delaying the second signal at a first time interval;
A second delay line for delaying the third signal at a second time interval shorter than the first time interval; And
And a comparator for comparing which of the rising edges of the second signal and the third signal delayed through each of the delay lines take precedence.
상기 송신부는:
송신 클럭 신호를 발생하는 송신 클럭 신호 발생기;
상기 송신 클럭 신호를 디지털 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 발생기; 그리고,
상기 디지털 임펄스 신호를 상기 임펄스 신호로 변환하는 신호 왜곡 필터를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 1,
The transmitting unit:
A transmit clock signal generator for generating a transmit clock signal;
An impulse generator for converting the transmission clock signal into a digital impulse signal; And,
And a signal distortion filter for converting the digital impulse signal into the impulse signal.
상기 임펄스 발생기는 적어도 하나의 인버터와 적어도 하나의 XOR 게이트를 사용하여 구현되는 거리 측정 레이더.The method of claim 10,
And the impulse generator is implemented using at least one inverter and at least one XOR gate.
상기 임펄스 신호를 수신하는 수신부를 포함하며,
상기 수신부는:
상기 수신된 임펄스 신호를 수신 클록 신호로 복조하는 복조부; 그리고,
상기 임펄스 신호의 송신 시점에 동기된 송신 클록 신호와 상기 수신 클록 신호 사이의 시간간격을 TDC 방식을 이용하여 측정하는 거리 측정부를 포함하는 거리 측정 레이더.A transmitter for transmitting an impulse signal; And
It includes a receiver for receiving the impulse signal,
The receiving unit:
A demodulator for demodulating the received impulse signal into a received clock signal; And,
And a distance measuring unit configured to measure a time interval between the transmission clock signal and the reception clock signal synchronized with the transmission time point of the impulse signal using a TDC scheme.
상기 거리 측정부는:
상기 송신 클록 신호 및 상기 수신 클록 신호의 수신 시점보다 늦은 시점에 활성화되는 종료 신호 사이의 시간 간격을 측정하는 코오스 시간 측정부; 그리고,
상기 수신 클록 신호 및 종료 신호 사이의 시간 간격을 상기 TDC 방식으로 측정하는 파인 시간 측정부를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 12,
The distance measuring unit:
A coarse time measuring unit measuring a time interval between the transmission clock signal and an end signal activated at a later time than the reception time of the reception clock signal; And,
And a fine time measuring unit measuring a time interval between the received clock signal and an end signal by the TDC scheme.
코오스 시간 측정부는 클록 신호를 카운팅하여 상기 송신 클록 신호 및 상기 종료 신호 사이의 시간 간격을 측정하는 카운터를 포함하고,
상기 파인 시간 측정부는 TDC를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 13,
The coarse time measuring unit includes a counter for counting a clock signal to measure a time interval between the transmission clock signal and the end signal,
The fine time measuring unit includes a distance measuring radar.
상기 송신 클럭 신호 및 상기 수신 클럭 신호의 라이징 에지에 응답하여, 상기 카운터 및 상기 TDC를 제어하는 동기화기를 더 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 14,
And a synchronizer for controlling the counter and the TDC in response to the rising edges of the transmit clock signal and the receive clock signal.
상기 카운터는 상기 송신 클록 신호 및 상기 수신 클록 신호보다 높은 주파수를 갖는 클록 신호를 카운팅하여 상기 송신 클록 신호 및 상기 종료 신호 사이의 시간 간격을 측정하는 거리 측정 시스템.The method of claim 14,
And the counter counts a clock signal having a frequency higher than the transmit clock signal and the receive clock signal to measure a time interval between the transmit clock signal and the end signal.
상기 동기화기는 적어도 하나의 래치 및 적어도 하나의 플립플롭에 의하여 구현되는 거리 측정 레이더. The method according to claim 15 or 16,
And the synchronizer is implemented by at least one latch and at least one flip-flop.
상기 TDC는 상기 수신 클록 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키고, 상기 종료 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 거리 측정 레이더.The method of claim 14,
And the TDC delays the received clock signal at a first time interval and delays the end signal at a second time interval shorter than the first time interval.
상기 TDC는:
상기 수신 클록 신호를 제 1 시간 간격으로 지연시키는 제 1 지연 라인;
상기 종료 신호를 상기 제 1 시간 간격보다 짧은 제 2 시간 간격으로 지연시키는 제 2 지연 라인; 그리고
상기 각 지연 라인을 통해 지연된 수신 클록 신호 및 종료 신호의 라이징 에지 중 어느 것이 우선하는 지를 비교하는 비교기를 포함하는 거리 측정 레이더.The method of claim 14,
The TDC is:
A first delay line for delaying the received clock signal at a first time interval;
A second delay line for delaying the end signal at a second time interval shorter than the first time interval; And
And a comparator for comparing which of the received edge signal delayed through each delay line and the rising edge of the termination signal takes precedence.
상기 송신부는:
송신 클럭 신호를 발생하는 송신 클럭 신호 발생기;
상기 송신 클럭 신호를 디지털 임펄스 신호로 변환하는 임펄스 발생기; 그리고,
상기 디지털 임펄스 신호를 상기 임펄스 신호로 변환하는 신호 왜곡 필터를 포함하는 거리 측정 레이더.
The method of claim 12,
The transmitting unit:
A transmit clock signal generator for generating a transmit clock signal;
An impulse generator for converting the transmission clock signal into a digital impulse signal; And,
And a signal distortion filter for converting the digital impulse signal into the impulse signal.
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