영점 보정 시스템 및 이를 이용한 영점 보정 방법{ZERO POINT COMPENSATING SYSTEM AND METHOD FOR COMPENSATING ZERO POINT USING THE SAME}
본 발명은 영점 보정 시스템 및 이를 이용한 영점 보정 방법에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 영점신호의 AD변환신호인 제1디지털신호를 기초로 아날로그신호의 AD변환신호인 제2디지털신호를 보정하여 AD변환시에 발생되는 신호의 영점 편차를 효과적으로 보정할 수 있는 영점 보정 시스템 및 이를 이용한 영점 보정 방법에 관한 것이다.
AD(Analog to Digital)변환이란, 아날로그량을 디지털량으로 변환하는 것으로 무질서한 아날로그 신호을 규칙적으로 변환하여 전자회로에 효율적으로 전달하기 위해 사용된다. 즉, AD변환은 변환하는 아날로그량의 본질적 내용은 달라지지 않은 채 여러 수준의 신호, 곧 디지털로 바뀌어지는 전자적 처리 과정을 의미한다. 아날로그량을 디지털량으로 변환하는 이유는 디지털 신호들이 아날로그 신호보다 명확하고 규칙적이며, 무질서한 잡음으로부터 구분하는 전자회로를 쉽게 만들 수 있어서 더 효율적으로 전달할 수 있기 때문이다. 연속변화량의 아날로그 신호를 받아 이산적(離散的)으로 부호화된 신호로 변환시키는 장치를 아날로그디지털변환기(Analog to Digital Converter : ADC 또는 AD변환기)라고 하는데, 이러한 아날로그디지털변환기는 각종 기계, 전자 기기, 생산 설비 등에 설치되어 각종 기계 장치, 전자 기기, 생산 설비 등의 출력을 제어하는데 사용된다. 한편, AD변환시에는, 기기의 내부 회로를 구성하는 개별 소자들의 오차 또는 특성, 노후화, 주변 온도 편차 등으로 인해서 영점(디지털신호가 생성되는 기준점)이 변화될 수 있는데, 이러한 영점의 변화에 따르면, 출력되는 디지털신호에서 오차가 발생된다. 아날로그디지털변환기의 생산과정, 또는 사용과정에서는 상술한 영점 편차가 발생되는데, 이러한 경우, 종래에는 생산인원, 또는 유지 보수 작업자가 직접 수작업으로 튜닝을 실시하여 영점 편차를 보정하였다. 이러한 종래의 방법에 의할 때는 튜닝시에 많은 시간이 소모되어 생산공정의 효율이 크게 떨어지는 점, 또한, 많은 유지 보수 인력의 투입되어야 하는 점 등의 문제점이 있으며, 생산 설비가 배치된 공간의 온도 등 외부환경에 따라 튜닝이 별도로 실시되어야 한다는 점, 기기를 장시간 사용함에 따라 발생하는 회로 소자들의 노후화에 따른 튜닝이 별도로 실시되어야 한다는 점 등의 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로써, 영점신호의 AD변환신호인 제1디지털신호를 기초로 아날로그신호의 AD변환신호인 제2디지털신호를 보정하여 AD변환시에 발생되는 신호의 영점 편차를 효과적으로 보정할 수 있는 영점 보정 시스템 및 이를 이용한 영점 보정 방법을 제공함에 있다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 AD(Analog To Digital)변환장치에 내장되는 영점 보정 시스템에 있어서, 영점신호를 생성하는 영점신호생성부; 아날로그신호를 생성하는 아날로그신호생성부; 상기 영점신호와 상기 아날로그신호를 입력받는 스위치부; 상기 스위치부로부터 전달받은 상기 영점신호를 변환하여 제1디지털신호를 생성하거나, 상기 스위치부로부터 전달받은 상기 아날로그신호를 변환하여 제2디지털신호를 생성하는 변환부; 및 상기 제1디지털신호를 기초로 상기 제2디지털신호를 보정하여 제3디지털신호를 생성하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 영점신호가 상기 변환부로 입력되거나, 상기 아날로그신호가 상기 변환부로 입력되도록 상기 스위치부를 제어하며, 상기 제3디지털신호는, 상기 제2디지털신호의 값에서 상기 제1디지털신호의 값을 차감한 값인 것을 특징으로 하는 영점 보정 시스템에 의해 달성된다. 삭제 또한, 상기 목적은, 본 발명에 따라, 영점신호를 생성하는 영점신호생성부와, 아날로그신호를 입력하는 아날로그신호생성부와, 상기 영점신호와 상기 아날로그신호를 입력받는 스위치부와, 상기 스위치부로부터 전달받은 상기 영점신호를 변환하여 제1디지털신호를 생성하거나 상기 스위치부로부터 전달받은 상기 아날로그신호를 변환하여 제2디지털신호를 생성하는 변환부와, 상기 제1디지털신호를 기초로 상기 제2디지털신호를 보정하여 제3디지털신호를 생성하는 제어부를 포함하는 아날로그신호를 디지털신호로 변환시키는 AD(Analog To Digital)변환장치에 내장되는 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법에 있어서, 상기 영점신호생성부에서 생성되는 상기 영점신호가 상기 스위치부로 입력되는 제1입력단계; 상기 아날로그신호생성부에서 생성되는 상기 아날로그신호가 상기 스위치부로 입력되는 제2입력단계; 상기 스위치부에서 상기 변환부로 상기 영점신호가 입력되도록 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어하는 제1제어단계; 상기 변환부가 상기 영점신호를 변환시켜 상기 제1디지털신호를 생성하는 제1변환단계; 상기 스위치부에서 상기 변환부로 상기 아날로그신호가 입력되도록 상기 제어부가 상기 스위치부를 제어하는 제2제어단계; 상기 변환부가 상기 아날로그신호를 변환시켜 상기 제2디지털신호를 생성하는 제2변환단계; 및 상기 제어부가 상기 제1디지털신호를 기초로 상기 제2디지털신호를 보정하여 상기 제3디지털신호를 생성하는 생성단계를 포함하되, 상기 제3디지털신호는, 상기 제2디지털신호의 값에서 상기 제1디지털신호의 값을 차감한 값인 것을 특징으로 하는 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법에 의해 달성된다. 삭제
본 발명에 따르면, AD변환시에 발생되는 신호의 편차가 효과적으로 보정될 수 있다. 이에 따르면, 영점 편차를 위한 별도의 튜닝과정이 실시될 필요가 없기 때문에, 기기 생산과정의 효율성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 외부 환경 및 내부 회로 소자의 노후화 등의 영향에도 안정적인 기기의 동작이 보장되므로, 기기의 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 생산 라인에 복수개의 기기를 설치하는 경우, 동일한 디지털출력이 담보되어 생산 라인의 생산성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템의 전체 구성을 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템의 구성들 간의 신호 흐름도를 도시한 것이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법의 순서도를 도시한 것이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템에 대해서 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템의 전체 구성을 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템의 구성들 간의 신호 흐름도를 도시한 것이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템(100)은 영점신호생성부(110)와 아날로그신호생성부(120)와 스위치부(130)와 변환부(140)와 제어부(150)를 포함한다. 영점신호생성부(110)는 영점신호를 생성하는 것으로써, 생성한 영점신호를 후술하는 스위치부(130)로 전달하도록 스위치부(130)에 전기적으로 연결된다. 여기서 영점신호란, 아날로그신호가 변환되어 디지털신호가 생성될 때, 생성의 기준점을 결정하기 위해 사용되는 신호를 의미하는 것으로써, 아날로그 타입의 신호로 마련된다. 이러한 영점신호는 상술한 영점신호생성부(110)에서 생성되어 스위치부(130)로 전달되며, 이후, 제어부(150)에서 스위치부(130)를 제어함에 따라 스위치부(130)에서 변환부(140)로 전달된 후, 증폭, 변조과정을 거쳐 제1디지털신호로 변환된다. 아날로그신호생성부(120)는 아날로그신호를 생성하는 것으로써, 생성한 아날로그신호를 후술하는 스위치부(130)로 전달하도록 스위치부(130)에 전기적으로 연결된다. 여기서 아날로그신호란, 물리적 변수에 대한 신호로써, 예를 들면, 온도 신호, 습도 신호, 위치 신호 등일 수 있다. 이러한 아날로그신호는 아날로그신호생성부(120)에서 생성되어 스위치부(130)로 전달되며, 이후 제어부(150)에서 스위치부(130)를 제어함에 따라 스위치부(130)에서 변환부(140)로 전달된 후, 증폭, 변환과정을 거쳐 제2디지털신호로 변환된다. 스위치부(130)는 영점신호와 아날로그신호를 입력받는 것으로써, 상술한 영점신호생성부(110)와 아날로그신호생성부(120)에 전기적으로 연결된다. 이러한 스위치부(130)는 제어부(150)로부터 영점선택신호를 전달받는 경우, 영점신호를 변환부(140)로 전달하며, 제어부(150)로부터 아날로그선택신호를 전달받는 경우, 아날로그신호를 변환부(140)로 전달한다. 이러한 스위치부(130)에 의해서, 변환부(140)로 영점신호 또는 아날로그신호가 선택적으로 입력될 수 있다. 변환부(140)는 스위치부(130)로부터 전달받은 영점신호를 변환하여 제1디지털신호를 생성하거나, 스위치부(130)로부터 전달받은 아날로그신호를 변환하여 제2디지털신호를 생성하는 것으로써, 상술한 스위치부(130)와 후술하는 제어부(150)에 전기적으로 연결된다. 이러한 변환부(140)에 의해서, 영점신호 또는 아날로그신호가 증폭, 변조되며, 이러한 과정을 통해 AD(Analog to Digital)변환이 실시된다. 이후, 변환에 따라 생성되는 제1디지털신호 또는 제2디지털신호는 제어부(150)로 전달된다. 제어부(150)는 제1디지털신호를 기초로 제2디지털신호를 보정하여 제3디지털신호를 생성하는 것으로써, 상술한 스위치부(130)와 변환부(140)에 전기적으로 연결된다. 제어부(150)는 제2디지털신호의 값에서 제1디지털신호의 값을 차감하는 연산을 수행함으로써, 제3디지털신호를 생성한다. 영점신호는 기기 주변의 온도 및 각종 전자기파 등에 의해서 영향을 받고, 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부 회로를 경유하는 과정에서 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부회로 자체의 영향을 받아 변화되므로 제1디지털신호는 이러한 영향이 그대로 반영된 값을 가지고 있다. 또한, 아날로그신호도 상술한 영점신호와 마찬가지로 기기 주변의 온도 및 각종 전자기파 등에 의해서 영향을 받고, 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부 회로를 경유하는 과정에서 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부회로 자체의 영향을 받아 변화되므로 제2디지털신호도 이러한 영향이 그대로 반영된 값을 가지고 있다. 따라서, 이러한 제2디지털신호의 값에서 제1디지털신호의 값을 차감하는 경우, 이러한 영향이 반영된 값이 상쇄되므로, 제3디지털신호는 영점의 편차가 정확하게 보정된 신호가 된다. 한편, 공장의 생산라인에는 복수개의 동일한 생산 설비 및 장치들이 설치되는데, 이러한 장치들의 종래의 AD변환에 따라 생성되는 디지털신호의 영점 편차는 각각 생산 설비 및 장치들 마다 상이하게 발생 되므로, 각각 생산 설비 및 장치들 마다 동일한 결과물을 얻기 위해서는 디지털신호의 영점 편차가 동일하게 보정되어야 할 필요성이 있다. 따라서, 상술한 제어부(150)의 연산 과정에 따르면, 복수개의 동일한 생산 설비 및 장치들에 있어서, 동일하게 영점 편차의 보정이 실시될 수 있으므로, 개별적으로 수작업으로 편차보정을 위한 튜닝을 각각 실시해야 하는 문제점이 해소되는 효과가 있다. 또한, 제어부(150)는 영점신호가 변환부(140)로 입력되거나, 아날로그신호가 변환부(140)로 입력되도록 스위치부(130)를 제어한다. 이러한 제어부(150)에 의해서, 스위치부(130)에서 영점신호 또는 아날로그신호가 선택적으로 변환부(140)로 입력될 수 있다. 따라서, 상술한 영점신호생성부(110)와 아날로그신호생성부(120)와 스위치부(130)와 변환부(140)와 제어부(150)를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템(100)에 따르면, AD변환시에 발생되는 신호의 편차가 효과적으로 보정될 수 있다. 이에 따르면, 영점 편차를 위한 별도의 튜닝과정이 실시될 필요가 없기 때문에, 기기 생산과정의 효율성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 외부 환경 및 내부 회로 소자의 노후화 등의 영향에도 안정적인 기기의 동작이 보장되어 기기의 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다. 또한, 생산 라인에 복수개의 기기를 설치하는 경우, 동일한 디지털출력이 담보되어 생산 라인의 생산성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다. 지금부터는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법에 대해서 상세히 설명한다. 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법의 순서도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법(S100)은 제1입력단계(S110)와 제2입력단계(S120)와 제1제어단계(S130)와 제1변환단계(S140)와 제2제어단계(S150)와 제2변환단계(S160)와 생성단계(S170)를 포함한다. 제1입력단계(S110)는 영점신호생성부(110)에서 생성되는 영점신호가 스위치부(130)로 입력되는 단계이다. 여기서 영점신호란, 아날로그신호가 변환되어 디지털신호가 생성될 때, 생성의 기준점을 결정하기 위해 사용되는 신호를 의미하는 것으로써, 아날로그 타입의 신호로 마련된다. 이러한 영점신호는 상술한 영점신호생성부(110)에서 생성되어 스위치부(130)로 전달되며, 이후, 제어부(150)에서 스위치부(130)를 제어함에 따라 스위치부(130)에서 변환부(140)로 전달된 후, 증폭, 변조과정을 거쳐 제1디지털신호로 변환된다. 제2입력단계(S120)는 아날로그신호생성부(120)에서 생성되는 아날로그신호가 스위치부(130)로 입력되는 단계이다. 여기서 아날로그신호란, 물리적 변수에 대한 신호로써, 예를 들면, 온도 신호, 습도 신호, 위치 신호 등일 수 있다. 이러한 아날로그신호는 아날로그신호생성부(120)에서 생성되어 스위치부(130)로 전달되며, 이후 제어부(150)에서 스위치부(130)를 제어함에 따라 스위치부(130)에서 변환부(140)로 전달된 후, 증폭, 변조과정을 거쳐 제2디지털신호로 변환된다. 제1제어단계(S130)는 스위치부(130)에서 변환부(140)로 영점신호가 입력되도록 제어부(150)가 스위치부(130)를 제어하는 단계로써, 상술한 제1입력단계(S110) 이후 실시된다. 제1변환단계(S140)는 변환부(140)가 영점신호를 변환시켜 제1디지털신호를 생성하는 단계로써, 상술한 제1제어단계(S130) 이후 실시된다. 변환부(140)로 입력된 영점신호는 변환부(140)의 내부회로를 거치면서 증폭, 변조된다. 이러한 과정에 의해서 AD변환이 실시되며, 그 결과 제1디지털신호가 생성된다. 이후, 생성된 제1디지털신호는 제어부(150)로 전달된다. 영점신호는 기기 주변의 온도 및 각종 전자기파 등에 의해서 영향을 받고, 제1입력단계(S110), 제1제어단계(S130), 제1변환단계(S140)를 거치는 과정에서 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부회로 자체의 영향을 받아 변화되므로 제1디지털신호는 이러한 영향이 그대로 반영된 값을 가지고 있다. 제2제어단계(S150)는 스위치부(130)에서 변환부(140)로 아날로그신호가 입력되도록 제어부(150)가 스위치부(130)를 제어하는 단계로써, 상술한 제2입력단계(S120) 이후 실시된다. 제2변환단계(S160)는 변환부(140)가 아날로그신호를 변환시켜 제2디지털신호를 생성하는 단계로써, 상술한 제2제어단계(S150) 이후 실시된다. 변환부(140)로 입력된 아날로그신호는 변환부(140)의 내부회로를 거치면서 증폭, 변조된다. 이러한 과정에 의해서 AD변환이 실시되며, 그 결과 제2디지털신호가 생성된다. 이후, 생성된 제2디지털신호는 제어부(150)로 전달된다. 아날로그신호도 상술한 영점신호와 마찬가지로 기기 주변의 온도 및 각종 전자기파 등에 의해서 영향을 받고, 제2입력단계(S120), 제2제어단계(S150), 제2변환단계(S160)를 거치는 과정에서 스위치부(130) 및 변환부(140)의 내부회로 자체의 영향을 받아 변화되므로 제2디지털신호도 이러한 영향이 그대로 반영된 값을 가지고 있다. 생성단계(S170)는 제어부(150)가 제1디지털신호를 기초로 제2디지털신호를 보정하여 제3디지털신호를 생성하는 단계이다. 생성단계(S170)에 따라 제어부(150)는 제2디지털신호의 값에서 제1디지털신호의 값을 차감하여 제3디지털신호를 생성한다. 제2디지털신호의 값에서 제1디지털신호의 값을 차감하는 경우, 영점신호가 제1디지털신호로 변환되면서 가지게 되는 외부 영향이 반영된 값과 아날로그신호가 제2디지털신호로 변환되면서 가지게 되는 외부 영향이 반영된 값이 서로 상쇄되므로, 제3디지털신호는 영점의 편차가 정확하게 보정된 신호가 된다. 따라서, 상술한 제1입력단계(S110)와 제2입력단계(S120)와 제1제어단계(S130)와 제1변환단계(S140)와 제2제어단계(S150)와 제2변환단계(S160)와 생성단계(S170)를 포함하는 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법(S100)에 따르면, AD변환시에 발생되는 신호의 편차가 효과적으로 보정될 수 있다. 이에 따르면, 영점 편차를 위한 별도의 튜닝과정이 실시될 필요가 없기 때문에, 기기 생산과정의 효율성이 크게 향상될 뿐만 아니라, 외부 환경 및 내부 회로 소자의 노후화 등의 영향에도 안정적인 기기의 동작이 보장되므로, 기기의 신뢰성이 크게 향상되는 효과가 있다. 또한, 생산 라인에 복수개의 기기를 설치하는 경우, 동일한 디지털출력이 담보되어 생산 라인의 생산성이 크게 향상될 수 있는 효과가 있다. 본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
100 : 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템
110 : 영점신호생성부
120 : 아날로그신호생성부
130 : 스위치부
140 : 변환부
150 : 제어부
S100 : 본 발명의 일실시예에 따른 영점 보정 시스템을 이용한 영점 보정 방법
S110 : 제1입력단계
S120 : 제2입력단계
S130 : 제1제어단계
S140 : 제1변환단계
S150 : 제2제어단계
S160 : 제2변환단계
S170 : 생성단계 |
