KR20160137854A - 다기능 신호발생기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 학교에서 학생들이 쉽게 사용할 수 있으며 회로가 간단하여 제조 비용이 저렴한 다기능 신호발생기를 개시(introduce)한다. 상기 본 발명에 따른 다기능 신호발생기는, 제1입력정보검출부, 제2입력정보검출부, 제3입력정보검출부, 신호발생부 및 주파수검출부를 포함한다. 상기 제1입력정보검출부는 사용자가 제1입력수단의 회전을 통해 입력하는 파형선택정보 및 주파수캡쳐선택정보에 각각 대응하는 파형선택신호 및 주파수캡쳐활성화신호를 생성한다. 상기 제2입력정보검출부는 사용자가 제2입력수단의 회전을 통해 입력하는 크기정보에 대응되는 크기신호를 생성한다. 상기 제3입력정보검출부는 사용자가 제3입력수단의 회전 및 누름을 통해 입력하는 주파수선택정보에 대응되는 디지트이동신호 및 주파수변경신호를 생성한다. 상기 신호발생부는 상기 파형선택신호, 상기 크기신호, 상기 디지트이동신호 및 상기 주파수변경신호에 대응하는 출력신호를 생성한다. 상기 주파수검출부는 상기 주파수캡쳐활성화신호에 응답하여 활성화되며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수를 검출한다.

Description

다기능 신호발생기 {Multi-function signal generator}
본 발명은 신호발생기에 관한 것으로, 특히, 생성되는 신호의 형태, 크기 및 주파수를 임의로 변경할 수 있으며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수도 검출할 수 있는 다기능 신호발생기에 관한 것이다.
신호발생기는 일정한 크기 일정한 주파수의 신호를 생성하는 장치로, 입력되는 신호에 포함된 잡음을 제거하거나, 다양한 주파수가 혼합되어 있는 입력신호를 주파수에 따라 선별하는 필터(Filter)나 입력되는 신호의 크기를 증폭하는 증폭기의 특성을 검증하기 위해 사용된다. 산업용으로 사용되는 신호발생기는 신호의 주파수, 신호의 크기 및 신호의 파형 등에 설정된 엄격한 기준에 맞춰 제작되어야 한다. 특히, 실험의 자동화를 위해, 신호발생기도 메인 컨트롤러에 의해 그 동작이 제어되어야 하므로, 신호를 발생시키는 회로뿐만 아니라 외부에서 신호발생기를 제어할 수 있도록 하는 회로가 추가로 설계되어야 한다는 점에서 복잡하고 따라서 제조비용이 상당할 것이라는 점은 쉽게 상상할 수 있다. 이런 기준에 따라 생산된 신호발생기는 상당한 고가이므로 이를 초등학교는 물론 중고등학교에서 실험용으로 사용하기에는 적당하지 않다는 단점이 있다.
학교에서의 실험에는 일정한 신호의 주파수를 측정할 필요가 있는 경우가 많은데, 예를 들면, 사람의 가청주파수는 0~20000Hz이지만 사람의 음성주파수는 잘 알려져 있지 않을 뿐만 아니라, 사람에 따라 일정한 차이가 있다. 이러한 기초적인 궁금증을 해결할 수 있는 것이 주파수 측정장치이다. 산업용을 사용되는 주파수 측정장치는, 상술한 신호발생기와 마찬가지로, 회로가 복잡하며 제조비용이 비싸다는 단점이 있어 학교에서 사용하기에는 적당하지 않다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 학교에서 학생들이 쉽게 사용할 수 있으며 회로가 간단하여 제조 비용이 저렴한 다기능 신호발생기를 제공하는데 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 다기능 신호발생기는, 제1입력정보검출부, 제2입력정보검출부, 제3입력정보검출부, 신호발생부 및 주파수검출부를 포함한다.
상기 제1입력정보검출부는 사용자가 제1입력수단의 회전을 통해 입력하는 파형선택정보 및 주파수캡쳐선택정보에 각각 대응하는 파형선택신호 및 주파수캡쳐활성화신호를 생성한다. 상기 제2입력정보검출부는 사용자가 제2입력수단의 회전을 통해 입력하는 크기정보에 대응되는 크기신호를 생성한다. 상기 제3입력정보검출부는 사용자가 제3입력수단의 회전 및 누름을 통해 입력하는 주파수선택정보에 대응되는 디지트이동신호 및 주파수변경신호를 생성한다. 상기 신호발생부는 상기 파형선택신호, 상기 크기신호, 상기 디지트이동신호 및 상기 주파수변경신호에 대응하는 출력신호를 생성한다. 상기 주파수검출부는 상기 주파수캡쳐활성화신호에 응답하여 활성화되며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수를 검출한다.
상술한 바와 같은 본 발명에 따른 다기능 신호발생기는, 생성되는 신호의 형태, 크기 및 주파수를 임의로 변경할 수 있으며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수도 검출할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 신호발생기의 블록다이어그램이다.
도 2는 본 발명에 따른 신호발생기의 실제 사진(DSCF-4447JPG)을 나타낸다.
도 3은 디스플레이부에서 재생되는 내용의 일 예이다.
도 4는 본 발명에 따른 신호발생기의 내부 회로기판의 사진을 나타낸다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 신호발생기의 블록다이어그램이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 신호발생기(100)는, 제1입력정보검출부(110), 제2입력정보검출부(120), 제3입력정보검출부(130), 신호발생부(140), 주파수검출부(150) 및 디스플레이부(160)를 포함한다.
제1입력정보검출부(110)는 사용자가 입력수단(미도시)을 통해 입력하는 파형선택정보 및 주파수캡쳐선택정보에 각각 대응하는 파형선택신호(S_wave) 및 주파수캡쳐활성화신호(En_mode)를 생성한다. 예를 들면, 파형선택신호(S_wave)는 정현파(Sine wave), 사각파(Rectangular wave) 및 톱니파(Sawtooth wave) 중 하나에 대한 정보를 포함한다. 주파수캡쳐활성화신호(En_mode)는 후술하는 주파수검출부(150)의 활성화를 결정한다.
제2입력정보검출부(120)는 생성되는 파형의 크기(Amplitude)에 대하여 사용자가 입력수단(미도시)을 통해 입력하는 크기정보에 대응되는 크기신호(S_amp)를 생성한다.
제3입력정보검출부(130)는 생성되는 파형의 주파수에 대하여 사용자가 입력수단(미도시)을 통해 입력하는 주파수선택정보에 대응되는 디지트이동신호(S_f1) 및 주파수변경신호(S_f2)를 생성한다. 변경시키고자 하는 주파수의 변동폭을 결정하는 디지트이동신호(S_f1)는 주파수에 대응되는 자리 수, 즉 10진수의 자리를 구성하는 디지트(Digit)의 위치를 의미하며, 주파수변경신호(S_f2)는 해당 디지트에서의 주파수 변동의 크기에 대한 정보를 포함한다. 주파수를 0.1Hz로부터 99,999Hz까지 변경할 수 있도록 설정되어 있는 본 발명의 일 실시 예를 가정할 때, 변경이 가능한 디지트는 총 6개인 것을 알 수 있다. 예를 들면, 디지트이동신호(S_f1)가 100자리 디지트를 의미하고, 주파수변경신호(S_f2)가 3을 의미하는 경우, 해당 디지트가 0(zero)으로 셋팅되어 있을 경우 변경 주파수가 300Hz가 된다.
신호발생부(140)는 파형선택신호(S_wave), 크기신호(S_amp), 디지트이동신호(S_f1) 및 주파수변경신호(S_f2)에 응답하여 사용자가 선택한 주파수와 사용자가 선택한 크기의 신호(OSC_out)를 생성하며, 생성되는 신호의 파형은 사용자가 선택한 정현파, 사각파 및 톱니파 중 하나이다. 신호발생부(140)의 회로 및 동작 특성은 일반적으로 알려져 있으며, 본 발명에서도 일반적으로 알려진 신호발생회로를 사용하므로, 여기서는 자세하게 설명하지 않는다.
주파수검출부(150)는 주파수캡쳐활성화신호(En_mode)에 응답하여 활성화되며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수(S_freq)를 검출하며, 마이크(151), 증폭회로(152) 및 주파수검출기(153)를 포함한다. 마이크(151)를 외부의 음원을 수집하고, 증폭회로(152)는 마이크(151)로부터 수집된 음원의 크기를 증폭시키고, 주파수검출기(153)는 증폭된 음원의 주파수를 캡쳐하여 주파수(S_freq) 정보를 생성한다.
본 발명의 동작을 확인하기 위하여 제조한 실시 예에서는, 증폭회로(152)가 증폭부와 신호변환부로 구성되었으며, 증폭부는 마이크(151)로부터 출력되는 음원을 증폭하고, 신호변환부는 증폭부로부터 출력되는 아날로그 신호를 디지털신호로 변환하여 주파수검출기(153)가 음원의 주파수를 간단하게 검출할 수 있도록 하였다.
디스플레이부(160)는 파형선택신호(S_wave), 주파수캡쳐활성화신호(En_mode), 크기신호(S_amp), 디지트이동신호(S_f1), 주파수변경신호(S_f2) 및 주파수(S_freq)에 대한 정보를 디스플레이한다. 디스플레이부(160)가 왼쪽에는 파형선택신호(S_wave)에 의해 선택된 파형이 디스플레이되고, 오른쪽에는 재생되는 파형의 주파수에 대응되는 디지트가 각각 표시되는 2개의 구역으로 구분된 경우를 가정한다. 디스플레이부(160)는 디지트이동신호(S_f1)에 대응하여 커서(cursor)가 해당 디지트로 이동하는 상태, 주파수변경신호(S_f2)에 의해 주파수의 숫자가 변하는 상태를 각각 디스플레이한다. 디스플레이부(160)는 주파수캡쳐활성화신호(En_mode)가 활성화되는 경우 주파수검출부(150)에서 검출한 음원의 주파수(S_freq)도 디스플레이한다.
도 2는 본 발명에 따른 신호발생기의 실제 사진(DSCF-4447JPG)을 나타낸다.
도 2를 참조하면, 신호발생기(100)는 제1입력정보검출부(110), 제2입력정보검출부(120) 및 제3입력정보검출부(130)에 정보를 인가하는 입력수단들(210, 220, 230)과 파형, 주파수 및 음원의 주파수를 재생하는 디스플레이부(160)가 각각 설치되어 있다.
제1입력정보검출부(110)에 정보를 입력하는 제1입력수단(210)은 회전(rotating) 방향에 따라 3가지의 파형 및 주파수캡쳐선택정보 중 하나를 각각 선택하게 된다.
제2입력정보검출부(120)에 정보를 입력하는 제2입력수단(220)도 회전 방향에 따라 신호의 크기를 크게하거나 작게한다.
제3입력정보검출부(130)에 정보를 입력하는 제3입력수단(230)은 누름(Push)과 회전 2가지 동작에 의해 정보가 결정되는데, 제3수단(230)의 회전 방향에 따라 디스플레이부(160)에 재생되는 디지트 중 해당 디지트로 커서가 이동하고, 커서가 원하는 위치로 이동한 후에는 제3수단(230)을 눌러서 커서의 이동을 정지시키며, 다시 제3수단(230)을 회전시킴으로써 주파수의 크기를 변동시키도록 한다.
도 3은 디스플레이부에서 재생되는 내용의 일 예이다.
도 3a는 주파수는 아직 정해지지 않았으나 사용자에 의해 선택된 신호는 정현파라는 것을 의미하고, 도 3b는 사용자에 의해 주파수검출기(160)를 사용할 것을 지시하는 정보가 입력되었다는 것을 의미하며, 도 3c는 주파수검출기(160)에서 검출된 음원의 주파수(S_freq)를 재생하는 상태를 각각 나타낸다. 도 3c의 경우 아직 음원의 주파수가 출력된 상황은 아니다.
도 4는 본 발명에 따른 신호발생기의 내부 회로기판의 사진을 나타낸다.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방 가능함은 명백한 사실이다.
110: 제1입력정보검출부 120: 제2입력정보검출부
130: 제3입력정보검출부 140: 신호발생부
150: 주파수검출부 160: 디스플레이부

Claims (5)

  1. 사용자가 제1입력수단의 회전을 통해 입력하는 파형선택정보 및 주파수캡쳐선택정보에 각각 대응하는 파형선택신호 및 주파수캡쳐활성화신호를 생성하는 제1입력정보검출부;
    사용자가 제2입력수단의 회전을 통해 입력하는 크기정보에 대응되는 크기신호를 생성하는 제2입력정보검출부;
    사용자가 제3입력수단의 회전 및 누름을 통해 입력하는 주파수선택정보에 대응되는 디지트이동신호 및 주파수변경신호를 생성하는 제3입력정보검출부;
    상기 파형선택신호, 상기 크기신호, 상기 디지트이동신호 및 상기 주파수변경신호에 대응하는 출력신호를 생성하는 신호발생부; 및
    상기 주파수캡쳐활성화신호에 응답하여 활성화되며, 외부로부터 인가되는 음원의 주파수를 검출하는 주파수검출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 신호발생기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파형선택신호, 상기 주파수캡쳐활성화신호, 상기 크기신호, 상기 디지트이동신호, 상기 주파수변경신호 및 상기 주파수에 대한 정보 중 적어도 하나를 디스플레이하는 디스플레이부;를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 다기능 신호발생기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 파형선택신호는 정현파, 사각파 및 톱니파 중 하나를 선택하는 정보가 포함된 것을 특징으로 하는 다기능 신호발생기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 디지트이동신호는 변경시키고자 하는 주파수에 대응되는 숫자의 디지트의 위치를 결정하며,
    상기 주파수변경신호는 상기 디지트이동신호에 따라 선택된 디지트에서 변동시키고자 하는 주파수의 크기를 각각 의미하는 것을 특징으로 하는 다기능 신호발생기.
  5. 제2항에 있어서, 상기 디스플레이부는,
    일 영역에는 상기 파형선택신호에 의해 선택된 파형이 디스플레이되고, 다른 일 영역에는 재생되는 파형의 주파수에 대응되는 디지트가 각각 표시되는 2개의 구역으로 구분되며,
    상기 디지트이동신호에 대응하여 커서가 해당 디지트로 이동하는 상태, 상기 주파수변경신호에 의해 주파수의 숫자가 변하는 상태; 및
    상기 주파수캡쳐활성화신호가 활성화되는 경우 상기 주파수검출부에서 검출한 음원의 주파수;를
    각각 디스플레이하는 것을 특징으로 하는 다기능 신호발생기.
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