KR101007243B1

KR101007243B1 - Gas detecting circuits

Info

Publication number: KR101007243B1
Application number: KR1020080084549A
Authority: KR
Inventors: 변영태; 이석; 김선호; 위재경; 이성수; 김부균; 하종찬; 임지훈
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2008-08-28
Filing date: 2008-08-28
Publication date: 2011-01-13
Also published as: KR20100025832A

Abstract

본 발명은 저전력-저면적의 범용 다중 가스 검출 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서별 전류 바이어스 회로 구성에 의해 다중 신호 검출이 가능할 뿐만 아니라, 검출하고자 하는 회로만을 활성화시켜 최대한 전력소모를 줄일 수 있는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로에 관한 것이다. 이러한 본 발명의 다중 가스 검출 회로는 센서의 단일 배열 및 다중 배열을 가능하게 하므로 복합 물질의 검출이 가능할 뿐만 아니라, 온도 측정 및 보상 회로부를 구비하여 센서의 온도 특성을 보상할 수 있고, 이에 가스의 존재 및 농도를 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있게 된다. The present invention relates to a low-power, low-area general purpose multi-gas detection circuit, and more specifically, it is possible to detect multiple signals by configuring a current bias circuit for each sensor, and to reduce power consumption by activating only a circuit to be detected. The present invention relates to a general-purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals. The multi-gas detection circuit of the present invention enables a single array and a multi-array arrangement of the sensors, so that not only the detection of a composite material is possible, but also a temperature measurement and compensation circuit unit can be provided to compensate for the temperature characteristics of the sensor. This has the advantage of being able to accurately detect the presence and concentration.

반도체식, 가스 센서, 저전력, 저면적, 범용, 다중, 가스 검출 회로 Semiconductor, Gas Sensor, Low Power, Low Area, General Purpose, Multiple, Gas Detection Circuit

Description

다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로{Gas detecting circuits}General-purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals {Gas detecting circuits}

본 발명은 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 여러 반도체식 가스 센서의 전기적 신호 범위에 대하여 다중 센서 신호를 검출하고 이를 처리할 수 있는 저전력/저면적 구조의 범용 검출 회로에 관한 것이다. The present invention relates to a general-purpose detection circuit capable of detecting and processing a multi-sensor signal, and more particularly, to a low power / low-area structure capable of detecting and processing a multi-sensor signal over an electrical signal range of various semiconductor gas sensors. A general purpose detection circuit of

오늘날 우리의 생활환경 속에는 대단히 많은 종류의 위험한 가스가 존재하고 있는데, 화학플랜트 등과 같은 산업현장뿐만 아니라 일반가정이나 업소 등에서도 유독가스의 위험성은 점자 커지고 있는 실정으로, 예를 들면 가연성 가스의 폭발에 따른 인적, 재산적 손실 및 각종 부산물 가스에 의한 환경오염 등의 많은 피해가 잇따라 발생하고 있다.Today, there are many kinds of dangerous gases in our living environment.In addition to industrial sites such as chemical plants, the dangers of toxic gases are increasing in braille, for example in the explosion of flammable gases. There are many damages such as human and property loss and environmental pollution caused by various by-product gases.

따라서, 위험한 가스의 누출 등을 사전에 감지하여 대처할 필요성이 절실히 요구되고 있는데, 인간의 감각기관만으로는 위험 가스의 농도를 정량화하거나 종류 를 거의 판별할 수 없기 때문에 이에 대응하기 위한 다양한 가스 센서가 개발되어 왔으며, 그 중 특히 반도체식 가스 센서의 개발이 활발히 진행되어 왔다.Therefore, there is an urgent need to detect and cope with leaks of dangerous gases in advance, and since various human sensory organs cannot quantify the concentration of dangerous gases or hardly determine the type, various gas sensors have been developed. In particular, the development of semiconductor gas sensors, among others, has been actively progressed.

일반적으로 반도체식 가스 센서는 전기전도도가 크고 융점이 높아서 사용온도 영역에서 열적으로 안정한 성질을 가진다. 이에 따라, 반도체식 가스 센서는 대부분 유독가스, 가연성 가스에 어떤 응답을 나타내어 감지할 수 있는 가스의 종류가 많고, 센서의 제작이 용이할 뿐만 아니라 검출 회로의 구성이 간단하다는 특징이 있다.In general, semiconductor gas sensors have high electrical conductivity and high melting point, and thus have thermally stable properties in the operating temperature range. Accordingly, the semiconductor gas sensor has many kinds of gas which can be detected by showing some response to toxic gas and flammable gas, and it is easy to manufacture the sensor and has a simple configuration of the detection circuit.

하지만, 지금까지 개발된 대부분의 가스 센서는 요구되는 가스만을 선택적으로 감지할 수 있는 가스 선택성이 우수하지 못한 실정으로, 가스 선택성이 우수한 가스 센서의 개발은 아직 미흡한 실정이며, 아직까지 여러 연구자에 의해 개발 중에 있는 것이 사실이다.However, most gas sensors developed so far do not have excellent gas selectivity to selectively detect only required gas, and thus, gas sensors having excellent gas selectivity are still insufficient. It is true that it is under development.

이를 해결하기 위한 방법 중의 하나가 반도체식 가스 센서의 모 재료와 촉매를 여러 가지로 바꾸거나 조합하고 센서의 동작 온도를 변경하여 선택성을 부여하는 것이다. One way to solve this problem is to change or combine the parent material and the catalyst of the semiconductor gas sensor in various ways and change the operating temperature of the sensor to give selectivity.

하지만, 이러한 방법은 각 센서의 종류에 따라서 가스 검출 회로의 특성이 변화되어야 하며, 이것은 회로의 복잡성과 전력효율 면에서 안정성 및 경제성을 제한하는 문제가 있다.However, this method has to change the characteristics of the gas detection circuit according to the type of each sensor, which has a problem of limiting the stability and economics in terms of circuit complexity and power efficiency.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 센서별 전류 바이어스 회로 구성에 의해 다중 신호 검출이 가능할 뿐만 아니라, 검출하고자 하는 회로만을 활성화시켜 최대한 전력소모를 줄일 수 있는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above problems, and it is possible not only to detect multiple signals by the current bias circuit configuration per sensor, but also to activate only the circuit to be detected and to reduce the power consumption as much as possible. It is an object of the present invention to provide a general-purpose detection circuit capable of detecting and processing.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 다중 가스 센서 신호의 검출을 위한 센서 신호 검출부와, 상기 센서 신호 검출부를 제어하기 위한 디지털 제어부와, 데이터 통신을 위한 입/출력 인터페이스로서 검출 신호의 데이터 전송을 위한 UART가 하나의 온-칩 형태로 구성되는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a sensor signal detector for detecting a multi-gas sensor signal, a digital controller for controlling the sensor signal detector, and data of a detection signal as an input / output interface for data communication. The UART for transmission provides a general-purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals in one on-chip form.

바람직한 실시예에서, 상기 센서 신호 검출부는,In a preferred embodiment, the sensor signal detector,

가스 센서로부터 출력되는 전기적 신호와 버퍼 회로에서 출력되는 기준 신호를 비교하여 디지털 신호를 출력하는 비교기들로 구성된 다중 가스 센서 신호의 검출을 위한 비교기 배열과;A comparator arrangement for detecting a multiple gas sensor signal comprising comparators for comparing the electrical signal output from the gas sensor and the reference signal output from the buffer circuit and outputting a digital signal;

상기 비교기의 출력을 하기 디지털 카운터에 인가시키기 위한 멀티플렉서;A multiplexer for applying the output of the comparator to a digital counter;

상기 멀티플렉서에서 인가되는 신호에 의해 출력 비트 수를 디지털 값으로 증가 또는 감소시켜 신호를 출력하는 디지털 카운터;A digital counter for outputting a signal by increasing or decreasing the number of output bits to a digital value by a signal applied from the multiplexer;

상기 디지털 카운터에서 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기; A digital / analog converter for converting a signal output from the digital counter into an analog signal;

상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 버퍼 회로; A buffer circuit for amplifying and outputting an analog signal output from the digital / analog converter;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.And a control unit.

또한 상기 센서 신호 검출부는 센서 종류별 내부 저항의 변화에 대해 신호의 검출이 가능하도록 디지털 제어부가 출력하는 기준 전류 바이어스 제어를 위한 전류제어신호에 따라 전류 소스를 스위칭하여 각 비교기에 인가되는 기준 신호 및 비교기의 동작 범위를 제어하는 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the sensor signal detection unit is a reference signal and a comparator applied to each comparator by switching the current source according to the current control signal for the reference current bias control output from the digital control unit to detect the change in the internal resistance for each sensor type Reference current source control and bias circuit for controlling the operating range of the further comprises a.

또한 상기 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부는 디지털 제어부가 출력하는 전류제어신호에 따라 각 비교기에 인가되는 기준 신호 및 비교기의 동작 범위를 제어하여 비교기 배열 전체가 동종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 단일 센서 배열용으로 동작하거나 이종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 다중 센서 배열용으로 동작하도록 하는 것을 특징으로 한다.In addition, the reference current source control and bias circuit unit controls the operation range of the reference signal and the comparator applied to each comparator according to the current control signal output from the digital control unit so that the entire comparator array detects the same type of gas as a target material. It is characterized in that it operates for the sensor array or multiple sensor array for detecting heterogeneous gas as a target material.

또한 상기 센서 신호 검출부는 디지털 제어부가 출력하는 제어신호에 따라 각 비교기에 아날로그 신호를 전달하는 버퍼 회로를 순차적으로 동작시키는 동시에 해당되는 비교기를 포함한 검출 회로만을 동작시키는 비교기 전류 소스 제어 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor signal detector may further include a comparator current source control circuit that sequentially operates a buffer circuit that transmits an analog signal to each comparator according to a control signal output from the digital controller, and operates only a detection circuit including a corresponding comparator. It is characterized by.

또한 상기 센서 신호 검출부는 각 센서에 대해 실시간 온도 정보를 취득한 뒤 디지털 제어부로 전달하고 상기 디지털 제어부의 제어신호에 따라 센서의 온도를 보상해주는 온도 측정 및 보상 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The sensor signal detection unit may further include a temperature measurement and compensation circuit unit that acquires real-time temperature information for each sensor and transmits the real-time temperature information to the digital controller and compensates the temperature of the sensor according to the control signal of the digital controller.

또한 상기 온도 측정 및 보상 회로부는,In addition, the temperature measurement and compensation circuit unit,

온도 변화에 따른 센서의 내부 저항 변화를 검출하여 주파수로 변환 및 출력하는 저항/주파수 변환기와;A resistance / frequency converter which detects a change in the internal resistance of the sensor according to the temperature change and converts the frequency into a frequency;

상기 저항/주파수 변환기에서 출력되는 주파수 신호를 인가받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 디지털 카운터와;A digital counter which receives a frequency signal output from the resistance / frequency converter and converts the signal into a digital signal;

상기 디지털 카운터로부터 출력되는 주파수 신호를 인가받아 이를 온도 신호로 변환하여 디지털 제어부로 출력하는 주파수/온도 변환기와;A frequency / temperature converter which receives the frequency signal output from the digital counter and converts it into a temperature signal and outputs the converted temperature signal to the digital control unit;

상기 디지털 제어부가 요구되는 온도 보상에 따른 제어신호를 아날로그 신호로 변환시켜주는 디지털/아날로그 변환기와;A digital / analog converter for converting a control signal according to temperature compensation required by the digital controller into an analog signal;

상기 디지털/아날로그 변환기에서 출력되는 아날로그 신호에 따라 전류를 제어하여 출력하는 전류제어회로부와;A current control circuit unit for controlling and outputting a current according to an analog signal output from the digital / analog converter;

상기 전류제어회로부가 출력하는 전류 신호에 따라 작동하여 센서의 온도를 보상해주는 히터 저항;A heater resistor operating according to a current signal output by the current control circuit unit to compensate for a temperature of a sensor;

을 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it comprises a.

이에 따라, 본 발명의 다중 가스 검출 회로에 의하면, CMOS 기반의 센서 일체형 다중 센서 신호 검출 회로로 구성이 가능하고, 센서별 전류 바이어스 회로 구 성에 의해 다중 신호 검출이 가능할 뿐만 아니라, 검출하고자 하는 회로만을 활성화시켜 최대한 전력소모를 줄일 수 있는 구조로서 적은 전력소모를 요구하는 센서 및 검출 회로에 범용으로 사용될 수 있다. 이를 이용하면, 센서의 단일 배열 및 다중 배열이 가능하게 되어 복합 물질의 검출이 가능하다. Accordingly, according to the multi-gas detection circuit of the present invention, the CMOS-based sensor integrated multi-sensor signal detection circuit can be configured, and the multi-signal detection is not only possible by configuring the current bias circuit for each sensor, but only the circuit to be detected. It can be used for general purpose in sensors and detection circuits that require less power consumption. With this, a single arrangement and multiple arrangements of sensors are possible, allowing detection of complex materials.

또한 온도 측정 및 보상 회로부를 구비하므로, 이를 응용할 경우 온도를 검출한 뒤 온도에 따른 가스 반응을 단말기에서 확인할 수 있으며, 또한 온도 특성을 보상하여 농도를 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 낮은 온도에 의해 가스 반응이 더디게 발생할 수 있는 것을 보상하기 위한 온도 액추에이터(actuator)를 내장하는 경우, 이를 조절하여 온도를 상승시킴으로써 외부의 낮은 온도에서도 가스의 존재 및 농도를 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있게 된다. In addition, since the temperature measurement and compensation circuit unit is provided, it is possible to check the gas response according to the temperature after detecting the temperature in the application, and also has the advantage of accurately detecting the concentration by compensating the temperature characteristics. In addition, if a built-in temperature actuator (actuator) to compensate for the slow occurrence of the gas reaction due to the low temperature, by adjusting this to increase the temperature it is possible to accurately detect the presence and concentration of the gas even at low outside temperature There is an advantage.

또한 경제적인 측면에서는 검출 칩을 가스의 종류와 상관없이 생산할 수 있어, 기존에 하나의 가스에 하나의 칩 구현에 따른 가격 상승 및 소량 생산에 따른 문제점을 제거할 수 있다. 또한 단말 시스템과의 적응력을 높이기 위해 UART를 채용함으로써 상용화가 유리하도록 만든 특징이 있다. In addition, economically, the detection chip can be produced regardless of the type of gas, thereby eliminating the problems caused by the price increase and the small amount of production by implementing one chip in a single gas. In addition, the UART is adopted to increase the adaptability with the terminal system, making it commercially advantageous.

이하, 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부 도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서 및 특허청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.Hereinafter, the features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. The terms or words used in the present specification and claims are consistent with the technical spirit of the present invention on the basis of the principle that the inventor can appropriately define the concept of the term in order to explain his invention in the best way. It should be interpreted as meaning and concept.

첨부한 도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 8×8 센서 배열의 범용 다중 가스 검출 회로의 전체적인 구성을 보여주는 도면이다. 1 is a view showing the overall configuration of a general-purpose multi-gas detection circuit of the 8 × 8 sensor array according to a preferred embodiment of the present invention.

예시한 바의 가스 검출 회로 구조는 크게 전원 계통의 측면과 신호 처리 계통의 측면으로 분류될 수 있다. The gas detection circuit structure as illustrated can be broadly classified into the side of the power supply system and the side of the signal processing system.

우선 전원 계통의 측면에서, 온-칩(On-chip)에 공급되는 전원을 사용하는 디지털 회로와 달리 아날로그 회로는 전원 공급 전압의 잡음 억제와 전력효율의 극대화를 위해 LDO(Low Drop Output) 회로(10)를 사용한다. First of all, in terms of power systems, unlike digital circuits that use power supplied to the on-chip, analog circuits use a low drop output (LDO) circuit (LDO) to suppress noise in the power supply voltage and maximize power efficiency. 10).

신호 처리 계통의 측면에서는 다중 가스 신호 검출을 위한 센서 신호 검출부(100)와, 검출 회로 동작을 제어하기 위한 디지털 제어부(200)와, 단말기와의 데이터 통신을 위한 입/출력 인터페이스로서 검출 신호의 데이터 전송을 위한 UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)(300)로 구성된다.On the side of the signal processing system, data of the detection signal as an input / output interface for data communication with the sensor signal detection unit 100 for detecting multiple gas signals, the digital control unit 200 for controlling the detection circuit operation, and the terminal It consists of a UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) 300 for transmission.

본 발명에서는 다중 센서 신호의 검출 및 전송을 위한 상기 센서 신호 검출부(100), 센서 신호 검출부(100)를 제어하는 상기 디지털 제어부(200), 단말기와의 데이터 통신을 위한 입/출력 인터페이스인 UART(300)가 하나의 온-칩 형태로 구성되는 바, 이러한 온-칩 형태로 다중 센서 신호 검출을 위한 범용 회로, 즉 다중 센서를 위한 범용 검출 회로를 구성하게 된다. In the present invention, the sensor signal detection unit 100 for detecting and transmitting a multi-sensor signal, the digital control unit 200 for controlling the sensor signal detection unit 100, UART (input / output interface for data communication with a terminal) 300 is configured in a single on-chip form, which constitutes a general-purpose circuit for detecting multiple sensor signals, that is, a general-purpose detection circuit for multiple sensors.

상기 센서 신호 검출부(100)는 센서 신호의 검출 및 전송을 위해 비교기 배열(110), 멀티플렉서(130), 디지털 카운터(140), 디지털/아날로그 변환기(150), 버퍼 회로(120,160)를 포함하여 구성되며, 여기서 상기 비교기 배열(110)은 도 1의 실시예와 같이 8×8 비교기 배열로 구성될 수 있다. The sensor signal detector 100 includes a comparator array 110, a multiplexer 130, a digital counter 140, a digital / analog converter 150, and buffer circuits 120 and 160 for detecting and transmitting sensor signals. Here, the comparator array 110 may be configured as an 8 × 8 comparator array as shown in the embodiment of FIG. 1.

상기 8×8 비교기 배열(110)의 각 비교기(111)는 센서로부터 출력되는 전기적 신호(센서 출력 전압 신호임)와 버퍼 회로(160)에서 출력되는 아날로그 신호(Analog signal)(즉, 기준 전압 신호임)를 비교하여 디지털 신호를 64:1 멀티플렉서(Multiplexer)(130)에 전달한다. Each comparator 111 of the 8x8 comparator array 110 has an electrical signal (a sensor output voltage signal) output from a sensor and an analog signal (ie, a reference voltage signal output from a buffer circuit 160). And transmit the digital signal to the 64: 1 multiplexer (130).

상기 64:1 멀티플렉서(130)는 해당되는 비교기(111)의 출력을 디지털 카운터(140)의 입력에 순차적으로 인가시키기 위한 다중 채널을 제공하게 되며, 이때 전달되는 신호에 의해 카운터의 출력 비트 수는 디지털 값으로 증가 또는 감소되고, 디지털/아날로그 변환기(150)에 의해 다시 아날로그 신호로 변환된 뒤 상기 버퍼 회로(160)에 입력된다. The 64: 1 multiplexer 130 provides multiple channels for sequentially applying the output of the corresponding comparator 111 to the input of the digital counter 140. In this case, the number of output bits of the counter is determined by the transmitted signal. It is increased or decreased to a digital value, converted into an analog signal by the digital-to-analog converter 150, and then input to the buffer circuit 160.

상기 버퍼 회로(160)는 디지털/아날로그 변환기(150)에서 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 바, 그로부터 기준 신호가 되는 아날로그 신호가 각 비교기(111)에 인가되게 된다.The buffer circuit 160 amplifies and outputs an analog signal output from the digital-to-analog converter 150, from which an analog signal serving as a reference signal is applied to each comparator 111.

상기 디지털 제어부(200)는 센서 신호 검출부(100)를 제어하는 디지털 제어블록(210)을 포함하여 구성되는데, 상기 디지털 제어블록(210)은 해당되는 비교기(111)의 동작과 출력 신호의 전달을 위해 먹스 어드레스 데이터(Mux address data)와 먹스 인에이블 신호(Mux enable signal)를 비교기 전류 소스 제어 회로부(180)와 64:1 멀티플렉서(130)에 전달한다. The digital control unit 200 is configured to include a digital control block 210 for controlling the sensor signal detection unit 100, the digital control block 210 controls the operation of the corresponding comparator 111 and the transmission of the output signal. The MUX address data and the MUX enable signal are transmitted to the comparator current source control circuit 180 and the 64: 1 multiplexer 130.

이와 함께 상기 디지털 제어블록(210)은 센서의 기준 전류 바이어스를 제어하기 위해 전류제어신호(Current Control signal)를 기준 전류 소스 제어 및 바이 어스 회로부(170)에 전달하는 역할을 한다. In addition, the digital control block 210 transmits a current control signal to the reference current source control and bias circuit unit 170 to control the reference current bias of the sensor.

또한 홀드 신호(Hold signal)는 디지털 제어블록(210)이 레지스터(141)의 디지털 코드를 읽도록 하기 위한 신호로 사용되며, 디지털 카운터(140)를 통해 인가받는다. Also, the hold signal is used as a signal for the digital control block 210 to read the digital code of the register 141 and is applied through the digital counter 140.

또한 리셋 신호(Reset signal)는 센서 신호 검출부(100)와 디지털 제어부(200)의 출력값을 초기화시키기 위해 사용되며, 디지털 카운터(140) 및 레지스터(141)에 인가하게 된다. In addition, the reset signal is used to initialize the output values of the sensor signal detector 100 and the digital controller 200, and is applied to the digital counter 140 and the register 141.

첨부한 도 2는 도 1의 가스 검출 회로에서 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부의 제어 방법에 대한 상세 구성도이다. 일반적으로 가스 센서는 센서의 종류에 따라 내부 저항값이 변화되기 때문에 가스 검출 회로의 적당한 입력 범위 내에서 동작시켜야 한다. FIG. 2 is a detailed block diagram illustrating a reference current source control and a bias circuit control method in the gas detection circuit of FIG. 1. In general, the gas sensor has to be operated within the proper input range of the gas detection circuit because the internal resistance value changes according to the type of sensor.

따라서, 본 발명에서는 다중 센서 신호 검출을 위한 범용 회로를 구현함에 있어서, 센서 종류별 내부 저항의 변화에 대해 비교기(111)의 동작 범위를 제어하는 회로, 즉 센서 기준별 전류 바이어스 회로(171)를 구비한다. Therefore, in the present invention, in implementing a general-purpose circuit for detecting a multi-sensor signal, a circuit for controlling an operating range of the comparator 111 with respect to a change in internal resistance for each sensor type, that is, a current bias circuit 171 for each sensor reference is provided. do.

즉, 센서 종류별로 가지는 내부 저항의 변화에 대해 신호의 검출이 가능하도록 센서의 기준 전류를 제어하는 회로를 구비함으로써, 단일 센서의 배열 및 다중 센서의 배열을 통해 복합 물질의 검출이 가능하도록 하는 것이다. That is, by including a circuit for controlling the reference current of the sensor to detect the signal for the change in the internal resistance of each sensor type, it is possible to detect the composite material through the arrangement of a single sensor and the arrangement of multiple sensors. .

이를 위해, 센서의 기준 전류를 제어하기 위한 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)를 구성하여, 이를 통해 전류 소스를 스위칭함으로써 센서의 저항 변화에 대해 센서의 전기적 출력 신호 범위를 제어할 수 있다. 이에 의해 센서 배열에 있어서 단일 센서 및 다중 센서의 배열이 가능한 구조를 제공할 수 있게 된다. To this end, by configuring a reference current source control and bias circuit unit 170 for controlling the reference current of the sensor, it is possible to control the electrical output signal range of the sensor to the resistance change of the sensor by switching the current source through it. This makes it possible to provide a structure in which a single sensor and multiple sensors can be arranged in the sensor arrangement.

도 2를 참조하면, 전체적으로 8×8 센서 배열의 예를 보여주고 있으며, 8×8 센서 배열 전체가, 대상물질로 같은 가스를 검출하는 동종 센서 배열, 즉 단일 센서 배열이 되도록 구성될 수 있으나(도 2에서 상측의 좌측에 예시함), 이와 같이 하나의 대상물질을 검출하는 것이 아닌, 복합 물질을 검출할 수 있는 다중 센서 배열이 되도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 2, an example of an 8 × 8 sensor array is shown as a whole, and the entire 8 × 8 sensor array may be configured to be a homogeneous sensor array that detects the same gas as a target material, that is, a single sensor array ( As illustrated on the left side of the upper side in FIG. 2), instead of detecting one target material as described above, it may be configured to be a multiple sensor array capable of detecting a composite material.

예를 들어, 총 4종의 센서(센서A, B, C, D)로 동작할 수 있도록, 4×4 배열의 센서들이 같은 종류의 대상물질을 검출하는 동종 센서 배열이 되어, 총 4종류의 센서로 동작 가능한 예를 보여주고 있다. For example, in order to operate with a total of four types of sensors (Sensors A, B, C, and D), 4 x 4 arrays of sensors become homogeneous sensor arrays that detect the same type of target material. An example that can be operated as a sensor is shown.

즉, 8×8 센서 배열 전체를 4×4 센서 배열씩 구분하여, 각각의 4×4 센서 배열을 동종 가스를 대상물질로 검출하도록 동작시킴으로써, 8×8 센서 배열 전체가 총 4종류의 가스 검출을 수행할 수 있게 하는 것이다(4종의 대상물질을 검출하는 다중 센서 배열). That is, by dividing the entire 8x8 sensor array into 4x4 sensor arrays and operating each 4x4 sensor array to detect homogeneous gas as a target substance, the entire 8x8 sensor array detects a total of four types of gases. It is possible to perform (multiple sensor array for detecting four kinds of target material).

이를 위해 4×4 센서 배열이 1종의 센서로 동작할 수 있도록 센서 종류에 따라 가스 검출 회로의 적당한 입력 범위 내에서 동작되어야 하며, 이때 디지털 제어블록(210)이 기준 전류 바이어스를 제어하기 위한 전류제어신호를 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)에 출력하게 되면, 이에 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)의 기준 전류 바이어스 회로(171)가 디지털 제어블록(210)이 출력한 전류제어신호에 따라 전류 소스를 스위칭 회로(172)를 통해 스위칭하여 각 비 교기에 인가되는 기준 신호(Reference voltage signal)를 조절하게 된다. 이에 센서의 저항 변화에 대해 센서의 전기적 출력 신호 범위를 제어할 수 있게 된다. For this purpose, the 4 × 4 sensor array must be operated within the proper input range of the gas detection circuit according to the sensor type so that the 4 × 4 sensor array can operate as one sensor. In this case, the digital control block 210 controls the current for controlling the reference current bias. When the control signal is output to the reference current source control and bias circuit unit 170, the reference current bias circuit 171 of the reference current source control and bias circuit unit 170 outputs the current control signal output from the digital control block 210. The current source is switched through the switching circuit 172 to adjust a reference voltage signal applied to each comparator. Accordingly, the electrical output signal range of the sensor can be controlled with respect to the resistance change of the sensor.

이와 같이 상기 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)는 디지털 제어부(200)가 출력하는 전류제어신호에 따라 각 비교기(111)에 인가되는 기준 신호 및 비교기(111)의 동작 범위를 제어하여 비교기 배열(110) 전체가 동종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 단일 센서 배열용으로 동작하거나 이종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 다중 센서 배열용으로 동작하도록 한다.As described above, the reference current source control and bias circuit unit 170 controls the operation range of the reference signal and the comparator 111 applied to each comparator 111 according to the current control signal output from the digital controller 200, and the comparator arrangement. The entire operation may be performed for a single sensor array for detecting a homogeneous gas as a target material or for a multi-sensor array for detecting heterogeneous gases as a target material.

그리고, 본 발명에서는 다중 센서 신호 검출을 위한 범용 회로를 구현함에 있어서, 센서 신호 검출부(100)를 제어하는 디지털 제어블록(210)은 센서 신호 검출부(100)의 회로(비교기)에 아날로그 신호(Analog signal)를 전달하는 8개의 버퍼 회로(120)를 순차적으로 동작시키는 동시에 해당되는 비교기(111)를 포함한 검출 회로만을 동작시키도록 비교기 전류 소스 제어 회로부(180)에 제어신호를 전달함으로써 전력소모를 최대한 줄이기 위한 구조를 제공한다. In the present invention, in implementing a general-purpose circuit for detecting a multi-sensor signal, the digital control block 210 for controlling the sensor signal detector 100 is an analog signal (analog) to a circuit (comparator) of the sensor signal detector 100. the eight buffer circuits 120 for transmitting the signal) are sequentially operated and at the same time, the control signal is transmitted to the comparator current source control circuit unit 180 to operate only the detection circuit including the corresponding comparator 111, thereby maximizing power consumption. Provide a structure to reduce it.

첨부한 도 3은 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로의 동작 방법을 나타내는 개략적인 흐름도이다. 3 is a schematic flowchart illustrating a method of operating the multiple gas detection circuit illustrated in FIG. 1.

단말기를 통해 초기에 센서 회로의 검출 순서 및 전류 소스의 세팅에 관한 정보를 저장하기 위한 특정 레지스터를 정의하고(S11), 검출 회로 활성화(S12) 후 홀드 신호(Hold signal)에 의해서 데이터를 읽거나 계속 유지하게 된다(S13,S14). Define a specific register for storing information about the detection order of the sensor circuit and the setting of the current source initially through the terminal (S11), read the data by the hold signal after the detection circuit activation (S12) or It continues to hold (S13, S14).

그 후 센서 회로의 센서 신호 검출부(100)와 디지털 제어부(200)는 모두 초기화되고(S15), 연속적인 센서 데이터의 읽기에 따라서 다음 센서 신호 검출 부(100)의 회로 동작을 위해 센서 전류 소스를 세팅하여(S16,S17) 8×8 비교기(센서 검출기) 배열(110)의 해당되는 주소를 확립(센서 검출 주소 확립)한 뒤(S18) 검출 회로를 활성화시키거나(S12) 비활성화시키는 방법(S19)으로 동작되는 구조이다. After that, both the sensor signal detection unit 100 and the digital control unit 200 of the sensor circuit are initialized (S15), and the sensor current source is supplied for the circuit operation of the next sensor signal detection unit 100 in accordance with continuous reading of the sensor data. By setting (S16, S17) the corresponding address of the 8x8 comparator (sensor detector) array 110 (sensor detection address establishment) (S18) and then activating the detection circuit (S12) or deactivating (S12). ) Is a structure that works as.

첨부한 도 4는 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로에서 디지털/아날로그 변환기의 일 실시예로서, 8비트 디지털/아날로그 변환기의 상세 구성도이다. 4 is a detailed configuration diagram of an 8-bit digital / analog converter as an embodiment of the digital-to-analog converter in the multiple gas detection circuit shown in FIG. 1.

이 구조는 크게 두 개의 4비트 디지털/아날로그 변환기(151,152)와 2개의 버퍼(161,162), 그리고 최종 단의 공통 소스 단(common source stage)(163)으로 구성된다. This structure consists of two 4-bit digital-to-analog converters 151 and 152, two buffers 161 and 162, and a common source stage 163 of the final stage.

하위 4비트 디지털/아날로그 변환기(152)와 상위 4비트 디지털/아날로그 변환기(151)의 저항비에 의해 출력 전압비는 1:4가 되고, 버퍼(161,162)에서의 1:1/2 저항비에 의해 저항에 흐르는 전류비는 1:8이 된다. The output voltage ratio is 1: 4 by the resistance ratio of the lower 4 bit digital / analog converter 152 and the upper 4 bit digital / analog converter 151, and the ratio of 1: 1/2 in the buffers 161 and 162 is used. The current ratio flowing through the resistance is 1: 8.

따라서, 최종 공통 소스 단(163)에서 모스펫(MOSFET)(FET1,FET2) 크기의 1:2의 비율에 의해 하위 4비트 디지털/아날로그 변환기(152)와 상위 4비트 디지털/아날로그 변환기(151)에 의한 모스펫(MOSFET)의 전류비는 1:16이 된다. Accordingly, the lower 4-bit digital / analog converter 152 and the upper 4-bit digital / analog converter 151 are connected to the lower 4-bit digital / analog converter 151 by a ratio of 1: 2 of the MOSFET (FET1, FET2) size in the final common source terminal 163. Current ratio of the MOSFET becomes 1:16.

이러한 구조는 기존의 디지털/아날로그 변환기 구조와 비교할 때 저면적으로 구성이 가능한 장점을 제공한다.This structure offers the advantage of being configurable in a lower area compared to conventional digital-to-analog converter structures.

그리고, 본 발명에서는 다중 센서 신호 검출을 위한 범용 회로를 구현함에 있어서, 변화하는 센서의 온도에 따라 센서의 선택성과 민감도가 결정되므로, 이를 해결하고자 센서의 온도 측정 및 보상을 위한 회로를 구비한다.In the present invention, in implementing a general-purpose circuit for detecting a multi-sensor signal, since the selectivity and sensitivity of the sensor are determined according to the changing temperature of the sensor, a circuit for measuring and compensating the temperature of the sensor is provided.

첨부한 도 5는 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로에서 온도 측정 및 보상 회로부의 구성을 도시한 블록도이다. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a temperature measurement and compensation circuit unit in the multiple gas detection circuit illustrated in FIG. 1.

센서는 온도 변화에 대해 선택성과 민감도에 상당한 영향을 미친다. 따라서, 온도 변화에 대해 센서의 선택성과 민감도의 감소를 줄이기 위해 센서의 실시간 온도 측정 및 센서의 적정한 온도 보상을 위한 회로가 요구된다.Sensors have a significant impact on selectivity and sensitivity to temperature changes. Therefore, a circuit is required for real-time temperature measurement of the sensor and proper temperature compensation of the sensor in order to reduce the selectivity and sensitivity of the sensor to temperature changes.

이를 위한 온도 측정 및 보상 회로부(190)의 구성에 대해 설명하면, 이는 저항/주파수 변환기(191), 디지털 카운터(192), 주파수/온도 변환기(193), 디지털 제어블록(210)의 디지털 로직 제어 회로부(211), 디지털/아날로그 변환기(194), 전류제어회로부(195)를 포함하여 구성된다. Referring to the configuration of the temperature measurement and compensation circuitry 190 for this, it is digital logic control of the resistance / frequency converter 191, digital counter 192, frequency / temperature converter 193, digital control block 210 The circuit unit 211, the digital-to-analog converter 194 and the current control circuit unit 195 are configured.

우선, 온도 변화에 따른 센서의 내부 저항(R_sensor) 변화가 저항/주파수 변환기(191)에 의해 검출되어 주파수로 변환 및 출력된다. 이때 출력되는 주파수 신호(Clock signal)는 디지털 카운터(192)에 인가되어 디지털 신호(Digital output signal)로 변환되며, 디지털 카운터(192)로부터 출력되는 주파수 신호는 주파수/온도 변환기(193)로 인가된다. 상기와 같이 주파수 신호가 디지털 신호 형태로 주파수/온도 변환기(193)에 인가되면, 주파수/온도 변환기(193)는 이를 온도 신호로 변환하여 출력한다. First, a change in the internal resistance R _sensor of the sensor according to the temperature change is detected by the resistance / frequency converter 191, and is converted into a frequency and output. At this time, the output clock signal is applied to the digital counter 192 and converted into a digital output signal, and the frequency signal output from the digital counter 192 is applied to the frequency / temperature converter 193. . When the frequency signal is applied to the frequency / temperature converter 193 in the form of a digital signal as described above, the frequency / temperature converter 193 converts it into a temperature signal and outputs it.

또한 상기 주파수/온도 변환기(193)로부터 출력되는 센서의 실시간 온도 신호(Temperature status signal)는 디지털 제어블록(210)에 전달되는데, 이에 디지털 제어블록(210)의 디지털 로직 제어회로부가 요구되는 온도 보상에 따른 제어신호를 주파수/온도 변환기(193)를 통해 디지털/아날로그 변환기(194)에 인가하게 된 다. In addition, the real-time temperature signal (Temperature status signal) of the sensor output from the frequency / temperature converter 193 is transmitted to the digital control block 210, this is the temperature compensation required for the digital logic control circuit portion of the digital control block 210 The control signal according to the present invention is applied to the digital / analog converter 194 through the frequency / temperature converter 193.

결국, 디지털/아날로그 변환기(194), 그리고 전류제어회로부(195)를 통해 온도 액추에이터(actuator)로 구비된 히터 저항(heater resistance)(196)에 흐르는 전류가 제어되며, 이에 센서의 온도가 보상될 수 있게 된다.As a result, the current flowing to the heater resistance 196 provided as a temperature actuator through the digital-to-analog converter 194 and the current control circuit 195 is controlled so that the temperature of the sensor is compensated. It becomes possible.

한편, 본 발명에서는 다중 센서 신호 검출을 위한 범용 회로를 구현함에 있어서, 센서의 배열은 단일 센서 배열이 가능하고, 또한 다중 센서 배열로 구성하여 복합 가스 검출이 가능하다. Meanwhile, in the present invention, in implementing a general-purpose circuit for detecting a multi-sensor signal, the arrangement of the sensors may be a single sensor arrangement, and the multi-sensor arrangement may be used to detect the complex gas.

첨부한 도 6은 도 1의 8×8 센서 배열의 범용 가스 검출 회로의 응용에 있어서 단일 센서의 배열과 다중 센서의 배열이 가능한 구조를 보여주고 있다. 6 shows a structure in which an arrangement of a single sensor and an arrangement of multiple sensors are possible in the application of the general purpose gas detection circuit of the 8 × 8 sensor arrangement of FIG. 1.

상위의 8×8 단일 센서 배열은 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)에 의해 도 2에서 보인 바와 같이 여러 기준 전류 소스 중 하나의 전류 소스를 턴-온(turn-on)시킴으로써 단일 센서 신호 검출이 가능하고(도 6의 (a) 참조), 하위의 4×4 다중 센서 배열은 4가지의 복합 가스 검출을 위하여 각각의 해당되는 전류 소스를 제어하는 형태로 구성된다(도 6의 (b) 참조). The upper 8 × 8 single sensor array detects a single sensor signal by turning on the current source of one of several reference current sources as shown in FIG. 2 by the reference current source control and bias circuitry 170. This is possible (see Fig. 6 (a)), and the lower 4x4 multi-sensor arrangement is configured to control each corresponding current source for four complex gas detections (Fig. 6 (b)). Reference).

이와 같이 하여, 본 발명에 따른 CMOS 기반의 센서 일체형 다중 센서 신호 검출 회로 구조는 센서별 전류 바이어스 회로 구성에 의해 다중 신호 검출이 가능할 뿐만 아니라, 검출하고자 하는 회로만을 활성화시켜 최대한 전력소모를 줄일 수 있는 구조로서 적은 전력소모를 요구하는 센서 및 검출 회로에 범용으로 사용될 수 있다. In this way, the CMOS-based sensor integrated multi-sensor signal detection circuit structure according to the present invention can not only enable multi-signal detection by the current bias circuit configuration for each sensor, but also activate only the circuit to be detected to reduce power consumption as much as possible. As a structure, it can be used universally in sensors and detection circuits that require low power consumption.

이를 이용하면, 센서의 단일 배열 및 다중 배열이 가능하게 되어 복합 물질 의 검출이 가능하다. 또한 온도 측정 및 보상 회로부를 구비하므로, 이를 응용할 경우 온도를 검출한 뒤 온도에 따른 가스 반응을 단말기에서 확인할 수 있으며, 또한 온도 특성을 보상하여 농도를 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있다. 아울러, 낮은 온도에 의해 가스 반응이 더디게 발생할 수 있는 것을 보상하기 위한 온도 액추에이터(actuator)를 내장하는 경우, 이를 조절하여 온도를 상승시킴으로써 외부 낮은 온도에서도 가스의 존재 및 농도를 정확하게 검출할 수 있는 장점이 있게 된다. With this, a single arrangement and multiple arrangements of sensors are possible, allowing detection of complex materials. In addition, since the temperature measurement and compensation circuit unit is provided, it is possible to check the gas response according to the temperature after detecting the temperature in the application, and also has the advantage of accurately detecting the concentration by compensating the temperature characteristics. In addition, if a built-in temperature actuator (actuator) to compensate for the slow occurrence of the gas reaction due to the low temperature, by adjusting this to increase the temperature can detect the presence and concentration of the gas accurately even at low external temperature This will be.

이상으로 본 발명에 따른 특정의 바람직한 실시예에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명이 상술한 실시예로 한정되는 것은 아니며, 상술한 실시예가 본 발명의 원리를 응용한 다양한 실시예의 일부를 나타낸 것에 지나지 않음을 이해하여야 한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.In the above, a specific preferred embodiment according to the present invention has been described. However, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described embodiments merely represent a part of various embodiments to which the principles of the present invention are applied. Those skilled in the art to which the present invention pertains may make various changes without departing from the spirit of the technical idea of the present invention described in the claims below.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 8×8 센서 배열의 범용 다중 가스 검출 회로의 전체적인 구성을 보여주는 도면,1 is a view showing the overall configuration of a general-purpose multi-gas detection circuit of the 8 × 8 sensor arrangement according to a preferred embodiment of the present invention,

도 2는 도 1의 다중 가스 검출 회로에서 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부의 제어 방법에 대한 상세 구성도,2 is a detailed configuration diagram of a method of controlling a reference current source and a bias circuit in the multiple gas detection circuit of FIG. 1;

도 3은 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로의 동작 방법을 나타내는 개략적인 흐름도,3 is a schematic flowchart illustrating a method of operating the multiple gas detection circuit illustrated in FIG. 1;

도 4는 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로에서 디지털/아날로그 변환기의 일 실시예로서, 8비트 디지털/아날로그 변환기의 상세 구성도,4 is a detailed configuration diagram of an 8-bit digital / analog converter as one embodiment of a digital-to-analog converter in the multiple gas detection circuit shown in FIG.

도 5는 도 1에 도시된 다중 가스 검출 회로에서 온도 측정 및 보상 회로부의 구성을 도시한 블록도,FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of a temperature measuring and compensating circuit unit in the multiple gas detection circuit illustrated in FIG. 1;

도 6은 도 1의 8×8 센서 배열의 범용 다중 가스 검출 회로의 응용에 있어서 단일 센서의 배열과 다중 센서의 배열이 가능한 구조를 보여주는 도면.FIG. 6 is a view showing a structure capable of arranging a single sensor and an array of multiple sensors in the application of the general-purpose multi-gas detection circuit of the 8x8 sensor array of FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : 센서 신호 검출부 110 : 비교기 배열100 sensor signal detection unit 110 comparator array

120 : 버퍼 회로 130 : 멀티 플렉서120: buffer circuit 130: multiplexer

140 : 디지털 카운터 150 : 디지털/아날로그 변환기140: digital counter 150: digital to analog converter

160 : 버퍼 회로 160: buffer circuit

170 : 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부170: reference current source control and bias circuit portion

180 : 비교기 전류 소스 제어 회로부 180: comparator current source control circuit section

190 : 온도 측정 및 보상 회로부 190: temperature measurement and compensation circuit

200 : 디지털 제어부 300 : UART200: digital control unit 300: UART

Claims

삭제delete

다중 가스 센서 신호의 검출을 위한 센서 신호 검출부(100)와, 상기 센서 신호 검출부(100)를 제어하기 위한 디지털 제어부(200)와, 데이터 통신을 위한 입/출력 인터페이스로서 검출 신호의 데이터 전송을 위한 UART(300)가 하나의 온-칩 형태로 구성되며, The sensor signal detector 100 for detecting the multi-gas sensor signal, the digital controller 200 for controlling the sensor signal detector 100, and the data transmission of the detection signal as an input / output interface for data communication. UART 300 is composed of one on-chip form,

상기 센서 신호 검출부(100)는,The sensor signal detection unit 100,

가스 센서로부터 출력되는 전기적 신호와 버퍼 회로(160)에서 출력되는 기준 신호를 비교하여 디지털 신호를 출력하는 비교기(111)들로 구성된 다중 가스 센서 신호의 검출을 위한 비교기 배열(110)과;A comparator array 110 for detecting a multiple gas sensor signal including comparators 111 for comparing the electrical signal output from the gas sensor and the reference signal output from the buffer circuit 160 and outputting a digital signal;

상기 비교기(111)의 출력을 하기 디지털 카운터(140)에 인가시키기 위한 멀티플렉서(130);A multiplexer (130) for applying the output of the comparator (111) to a digital counter (140) below;

상기 멀티플렉서(130)에서 인가되는 신호에 의해 출력 비트 수를 디지털 값으로 증가 또는 감소시켜 신호를 출력하는 디지털 카운터(140);A digital counter 140 for outputting a signal by increasing or decreasing the number of output bits to a digital value by a signal applied from the multiplexer 130;

상기 디지털 카운터(140)에서 출력되는 신호를 아날로그 신호로 변환하는 디지털/아날로그 변환기(150); A digital / analog converter 150 for converting a signal output from the digital counter 140 into an analog signal;

상기 디지털/아날로그 변환기(150)에서 출력되는 아날로그 신호를 증폭하여 출력하는 버퍼 회로(160); A buffer circuit 160 for amplifying and outputting an analog signal output from the digital-to-analog converter 150;

를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로.General purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals, characterized in that configured to include.

청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

상기 센서 신호 검출부(100)는 센서 종류별 내부 저항의 변화에 대해 신호의 검출이 가능하도록 디지털 제어부(200)가 출력하는 기준 전류 바이어스 제어를 위한 전류제어신호에 따라 전류 소스를 스위칭하여 각 비교기(111)에 인가되는 기준 신호 및 비교기(111)의 동작 범위를 제어하는 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로.The sensor signal detector 100 switches each current source according to a current control signal for controlling a reference current bias output by the digital controller 200 to detect a signal with respect to a change in internal resistance for each sensor type. And a reference current source control and bias circuit section (170) for controlling a reference signal applied to the reference signal and an operating range of the comparator (111).

청구항 3에 있어서,The method according to claim 3,

상기 기준 전류 소스 제어 및 바이어스 회로부(170)는 디지털 제어부(200)가 출력하는 전류제어신호에 따라 각 비교기(111)에 인가되는 기준 신호 및 비교기(111)의 동작 범위를 제어하여 비교기 배열(110) 전체가 동종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 단일 센서 배열용으로 동작하거나 이종의 가스를 대상물질로 검출하기 위한 다중 센서 배열용으로 동작하도록 하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로. The reference current source control and bias circuit unit 170 controls the operation range of the reference signal and the comparator 111 applied to each comparator 111 according to the current control signal output from the digital controller 200 and the comparator array 110. ) Detect and process multiple sensor signals, all of which operate for a single sensor array for detecting homogeneous gases as target materials or for multiple sensor arrays for detecting heterogeneous gases as target materials. Possible general purpose detection circuit.

청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

상기 센서 신호 검출부(100)는 디지털 제어부(200)가 출력하는 제어신호에 따라 각 비교기(111)에 아날로그 신호를 전달하는 버퍼 회로(120)를 순차적으로 동작시키는 동시에 해당되는 비교기(111)를 포함한 검출 회로만을 동작시키는 비교기 전류 소스 제어 회로부(180)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로.The sensor signal detector 100 sequentially operates the buffer circuit 120 for transmitting an analog signal to each comparator 111 according to a control signal output from the digital controller 200 and includes a corresponding comparator 111. And a comparator current source control circuit unit (180) for operating only a detection circuit.

청구항 2에 있어서,The method according to claim 2,

상기 센서 신호 검출부(100)는 각 센서에 대해 실시간 온도 정보를 취득한 뒤 디지털 제어부(200)로 전달하고 상기 디지털 제어부(200)의 제어신호에 따라 센서의 온도를 보상해주는 온도 측정 및 보상 회로부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로.The sensor signal detection unit 100 obtains real-time temperature information for each sensor and transmits it to the digital control unit 200, and further includes a temperature measurement and compensation circuit unit for compensating the temperature of the sensor according to the control signal of the digital control unit 200. A general purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals, comprising:

청구항 6에 있어서,The method according to claim 6,

상기 온도 측정 및 보상 회로부(190)는,The temperature measurement and compensation circuit unit 190,

온도 변화에 따른 센서의 내부 저항 변화를 검출하여 주파수로 변환 및 출력하는 저항/주파수 변환기(191)와;A resistance / frequency converter 191 which detects a change in the internal resistance of the sensor according to the temperature change and converts the frequency into a frequency;

상기 저항/주파수 변환기(191)에서 출력되는 주파수 신호를 인가받아 디지털 신호로 변환하여 출력하는 디지털 카운터(192)와;A digital counter 192 receiving the frequency signal output from the resistance / frequency converter 191 and converting the frequency signal into a digital signal and outputting the digital signal;

상기 디지털 카운터(192)로부터 출력되는 주파수 신호를 인가받아 이를 온도 신호로 변환하여 디지털 제어부(200)로 출력하는 주파수/온도 변환기(193)와;A frequency / temperature converter 193 which receives the frequency signal output from the digital counter 192 and converts it into a temperature signal and outputs it to the digital control unit 200;

상기 디지털 제어부(200)가 요구되는 온도 보상에 따른 제어신호를 아날로그 신호로 변환시켜주는 디지털/아날로그 변환기(194)와;A digital / analog converter (194) for converting a control signal according to temperature compensation required by the digital controller (200) into an analog signal;

상기 디지털/아날로그 변환기(194)에서 출력되는 아날로그 신호에 따라 전류를 제어하여 출력하는 전류제어회로부(195)와;A current control circuit unit 195 for controlling and outputting a current according to an analog signal output from the digital-to-analog converter 194;

상기 전류제어회로부(195)가 출력하는 전류 신호에 따라 작동하여 센서의 온도를 보상해주는 히터 저항(196);A heater resistor 196 operating according to a current signal output by the current control circuit unit 195 to compensate for a temperature of a sensor;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 센서 신호의 검출 및 처리가 가능한 범용 검출 회로.A general purpose detection circuit capable of detecting and processing multiple sensor signals comprising a.