본 학위 논문에서는 하이드로폰용 저잡음 신호 처리 회로를 설계한다. 하이드로폰은 piezoelectric material인 PZT로 구성되어있고, MEMS 공정으로 제작되는 PZT는 수중 음향적 신호를 전기적 신호로 변환하는데 가장 널리 사용되는 물질이다. 하지만 일반적으로 PZT의 piezoelectric effect는 매우 작기 때문에 중요한 파라미터인 감도와 제한된 gain bandwidth를 고려해야한다. 그리고 PZT의 물리적인 수치는 중요한 정보이므로 물리적인 수치를 추출하고, 1/f noise를 제거하여 전기적인 신호로 변환하는 회로가 필수적으로 필요하다. 그러므로, PZT의 기계적인 공진을 이용한 하이드로폰용 저잡음 신호처리 회로를 개발한다. 신호처리 회로는 수 Hz에서 수 kHz의 ...
본 학위 논문에서는 하이드로폰용 저잡음 신호 처리 회로를 설계한다. 하이드로폰은 piezoelectric material인 PZT로 구성되어있고, MEMS 공정으로 제작되는 PZT는 수중 음향적 신호를 전기적 신호로 변환하는데 가장 널리 사용되는 물질이다. 하지만 일반적으로 PZT의 piezoelectric effect는 매우 작기 때문에 중요한 파라미터인 감도와 제한된 gain bandwidth를 고려해야한다. 그리고 PZT의 물리적인 수치는 중요한 정보이므로 물리적인 수치를 추출하고, 1/f noise를 제거하여 전기적인 신호로 변환하는 회로가 필수적으로 필요하다. 그러므로, PZT의 기계적인 공진을 이용한 하이드로폰용 저잡음 신호처리 회로를 개발한다. 신호처리 회로는 수 Hz에서 수 kHz의 주파수 대역에서 변화하는 신호를 감지 검출하고, 잡음을 제거한다. 회로에 사용된 저잡음 전치증폭기는 입력단이 JFET으로 구성되어 저주파수 신호를 감지하고, I.A 단을 통해 잡음 제거한다. 그 후 AGC단을 거치면서 다음단으로 높은 전압을 일정한 출력으로 낮춘다. 제안된 하이드로폰용 저잡음 신호처리 회로는 Cadence의 PSpice 시뮬레이션으로 검증하였고, Cadence의 OrCAD 10.5 Layout Plus를 통해 PCB 회로도를 제작하였으며, 상용 analog IC를 사용하여 회로를 구현하였다.
본 학위 논문에서는 하이드로폰용 저잡음 신호 처리 회로를 설계한다. 하이드로폰은 piezoelectric material인 PZT로 구성되어있고, MEMS 공정으로 제작되는 PZT는 수중 음향적 신호를 전기적 신호로 변환하는데 가장 널리 사용되는 물질이다. 하지만 일반적으로 PZT의 piezoelectric effect는 매우 작기 때문에 중요한 파라미터인 감도와 제한된 gain bandwidth를 고려해야한다. 그리고 PZT의 물리적인 수치는 중요한 정보이므로 물리적인 수치를 추출하고, 1/f noise를 제거하여 전기적인 신호로 변환하는 회로가 필수적으로 필요하다. 그러므로, PZT의 기계적인 공진을 이용한 하이드로폰용 저잡음 신호처리 회로를 개발한다. 신호처리 회로는 수 Hz에서 수 kHz의 주파수 대역에서 변화하는 신호를 감지 검출하고, 잡음을 제거한다. 회로에 사용된 저잡음 전치증폭기는 입력단이 JFET으로 구성되어 저주파수 신호를 감지하고, I.A 단을 통해 잡음 제거한다. 그 후 AGC단을 거치면서 다음단으로 높은 전압을 일정한 출력으로 낮춘다. 제안된 하이드로폰용 저잡음 신호처리 회로는 Cadence의 PSpice 시뮬레이션으로 검증하였고, Cadence의 OrCAD 10.5 Layout Plus를 통해 PCB 회로도를 제작하였으며, 상용 analog IC를 사용하여 회로를 구현하였다.
In this thesis, low-noise signal processing circuit for hydrophone is designed. hydrophone consists of PZT, piezoelectric material, that based on MEMS is the most widely used material to convert from hydroacoustic signal to electric signal. However, because in general piezoelectric effect of PZT is ...
In this thesis, low-noise signal processing circuit for hydrophone is designed. hydrophone consists of PZT, piezoelectric material, that based on MEMS is the most widely used material to convert from hydroacoustic signal to electric signal. However, because in general piezoelectric effect of PZT is very small, the electronics designer should considered important parameter, sensitivity and limited gain bandwidth. Then, since physical value of PZT is important information, signal processing circuit to convert electric signal is essential for extracting physical value and removing 1/f noise. Therefore, as a result, a needed low-noise signal processing circuit for hydrophone is researched and developed. This circuit detects signal to change in frequency band from Hz to kHz and removes noise. Low-noise pre-amplifier used in circuit senses low-frequency signal to be comprised of JFET input stage and instrument amplifier stage plays a role in eliminating noise. Then, AGC stage of circuit let down the high voltage to constant output to next stage. Proposed low-noise signal processing circuit for ydrophone is verified to simulation of PSpice, Cadence's OrCAD 10.5, made PCB board through Cadence's OrCAD 10.5 Layout Plus and then completed using all parts of the commercial analog IC.
In this thesis, low-noise signal processing circuit for hydrophone is designed. hydrophone consists of PZT, piezoelectric material, that based on MEMS is the most widely used material to convert from hydroacoustic signal to electric signal. However, because in general piezoelectric effect of PZT is very small, the electronics designer should considered important parameter, sensitivity and limited gain bandwidth. Then, since physical value of PZT is important information, signal processing circuit to convert electric signal is essential for extracting physical value and removing 1/f noise. Therefore, as a result, a needed low-noise signal processing circuit for hydrophone is researched and developed. This circuit detects signal to change in frequency band from Hz to kHz and removes noise. Low-noise pre-amplifier used in circuit senses low-frequency signal to be comprised of JFET input stage and instrument amplifier stage plays a role in eliminating noise. Then, AGC stage of circuit let down the high voltage to constant output to next stage. Proposed low-noise signal processing circuit for ydrophone is verified to simulation of PSpice, Cadence's OrCAD 10.5, made PCB board through Cadence's OrCAD 10.5 Layout Plus and then completed using all parts of the commercial analog IC.
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