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문제 정의
- 본 논문에서 다루는 LED 응용분야인 무대조명에서는 방송을 위해 카메라를 촬영하는 경우가 많고 플리커 발생시 방송의 질을 떨어뜨리게 된다. 따라서 본 논문에서는 방송을 위한 LED 무대조명에서 PWM 디밍을 하는 경우 카메라 촬영 시 발생될 수 있는 플리커 현상에 대하여 시뮬레이션을 통하여 원인을 분석하고 이를 실험적으로 확인하였다.
- 본 논문에서는 LED 무대조명에서 발생할 수 있는 플리커에 대하여 언급하였다. PWM 디밍 시 CCD 카메라로 촬영된 동영상에서 나타날 수 있는 플리커 현상의 원인을 분석하기 위하여 시뮬레이터를 구성하였다.
- 플리커 현상은 시간에 따른 조도 차이에 의해 발생하는 플리커와 공간의 조도차에 의한 플리커로 구분할 수 있으며, 본 논문에서는 시간에 의한 플리커현상에 대하여 다루었다. 먼저 LED 무대조명기기에서 발생하는 플리커 현상은 다음과 같이 분류할 수 있다.
가설 설정
- 구성된 시뮬레이터의 블록다이어그램은 그림 2와 같다. 시뮬레이터는 MATLAB을 이용하여 구성되었으며, 전체 시스템의 sampling 주파수는 100kHz로 가정되었다. LED의 PWM 디밍 나타나는 조도의 크기를 1로 스케일링하여 나타내었으며, PWM 주파수 및 duty가 조절되도록 구성하였다.
- 여기서 정의된 사람의 눈의 민감도를 기초로 한 weighting filter의 전달함수는 다음의 식(1)과 같다. 플리커 미터에서는 백열전구를 기준으로 하여 램프의 전달함수(램프의 시정수) 또한 포함하게 되어 있으나, 본 논문에서 사용되는 LED의 경우 램프의 시정수가 매우 빠르고 시뮬레이션 될 PWM 주파수대역의 정확한 전달함수가 알려진바 없으므로 본 논문에서는 고려하지 않았다. 전달함수의 주파수특성을 그림 5에 나타내었으며 9Hz 근처의 성분이 가장 크게 나타나는 것을 알 수 있다.
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