센서 신호처리 및 필터설계 실험

제 1장 소개
소개 - 13

제 2장 아날로그 필터
2.1 소개 - 17
2.2 Instrumentaion 증폭기 - 19
2.3 OP Amp를 사용한 아날로그 필터회로 - 23
2.3.1 저주파 통과 필터 - 23
2.3.2 고주파 통과 필터 - 27
2.3.3 밴드 통과 필터 - 30
실험 1. MATLAB Exercise: Analog Filters - 34

제 3장 아날로그와 디지털의 인터페이스
3.1 소개 - 39
3.2 ADC(Analog to Digital Conventer) - 40
3.3 DAC(Digital to Analog Conventer) - 42
실험 2. SIMULINK Exercise: Analog to Digital Conventer - 45

제 4장 광센서
4.1 소개 - 53
4.2 광전자 방출형과 도전형 - 54
4.2.1 포토다이오드 - 54
4.2.2 포토트랜지스터 - 55
4.2.3 CdS 센서 - 55
실험 3. CdS 광센서 응용실험 - 57
4.3 적외선 센서 - 61
실험 4. 적외선 센서응용 실험 - 63

제 5장 광센서
5.1 소개 - 69
5.2 초음파의 성질 - 70
5.3 초음파 센서의 구조 및 원리 - 71
5.4 초음파 센서의 응용 - 71
5.5 상용 초음파 센서 - 73
실험 5. 초음파 센서 응용 실험 1 - 78
실험 6. 초음파 센서 응용 실험 2 - 83

제 7장 인코더 센서
7.1 소개 - 105
7.2 절대형 인코더 - 105
7.3 상대 인코더 - 107
7.4 인코더 작동 방법 - 108
7.5 실제 인코더 사양 - 110
7.6 인코더 카운터 설계 - 112
7.7 잡음 필터링 - 113
실험 8. Encoder 응용 기술 - 115

제 8장 스트레인 게이지
8.1 소개 - 119
8.2 원리 - 119

제 9장 그 밖의 센서
9.1 Tilt Sensor - 129
실험 9. 틸트 센서 응용 기술 - 131
9.2 가속도 센서(Accelerometer) - 134
실험 10. 가속도 센서 - 135
9.3 마그네틱 컴파스(Magnetic Compass) - 138
9.3.1 마그네틱 컴파스 로봇 사용 예 - 139
9.3.2 필터 설계 - 193
9.4 자장센서(Magnetometer) - 142
9.5 레이저 거리 파인더 시스템 - 142

제 10장 디지털 FIR Filter Design
10.1 소개 - 145
10.2 FIR 필터 설계 - 147
10.2.1 역 푸리에 변환을 이용하는 방법 - 148
10.2.2 주파수 샘플링방법 - 156
10.3 SIMULINK FIR 필터 설계 - 158

제 11장 IIR Filter Design
11.1 소개 - 165
11.2 Butterworth 필터 - 166
11.3 Chevyshev 필터 - 168
11.4 디지털 필터 설계 - 169
11.4.1 z-변환 설계 - 170
11.4.2 임펄스 응답에 의한 변환 - 171
11.4.3 스텝 응답에 의한 변환 - 172
11.5 바이리니어 변환 - 174
11.5.1 바이리니어 변환 - 174
11.5.2 간단화된 바이리니어 변환 - 177
실험 11. MATLAB사용 필터 설계 - 185
실험 12. MATLAB사용 IIR 필터 설계 - 193
실험 13. DSP 실험 - 202
실험 14. IIR 필터 DSP 실험 - 208

부록
A. SIMULINK 도구상자 - 210
B. Filter Design and Analysis Tool - 222
C. Signal Processing Tool - 230
참고문헌 - 236
찾아보기 - 237

센서란 넓은 의미로 transducer라고도 하는데, transduce란 어떤 한 종류의 신호나 에너지를 다른 종류의 신호나 에너지로 변환하는 장치를 말한다. 회전 운동을 전기적신호로 바꾼다든지, 화학적인 반응을 전기적인 신호로 바꾼다든지, 자기장의 세기를 전기 신호로 바꾼다든지 하는 등의 변환장치를 transducer라 한다. 특별히 센서란 물체의 물리적인 변화, 기계적, 화학적, 물리적인 변화량을 전기적인 신호로 바꾸어 주는 소자, 즉 장치를 말한다.

[ 저자서문 ]
센싱 기술은 시스템에 있어 매우 중요한 기술임에도 간과되는 것이 사실이다. 센서만 사용하면 될 것 같지만 센싱된 데이터에 잡음이 섞여 있는 경우가 많아 필터링 작업이 후속적으로 필요하다. 일반적으로 센싱 과정은 센서를 사용하여 신호를 측정한 다음에 신호를 증폭하게 되고 필터를 거쳐 깨끗한 신호를 걸러내는 과정을 거치게 된다.