KR101996734B1

KR101996734B1 - Sensor system with emi reduction device, and method for reducing emi using thereof

Info

Publication number: KR101996734B1
Application number: KR1020170152107A
Authority: KR
Inventors: 이성수; 신영산
Original assignee: 숭실대학교산학협력단
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2019-07-04
Also published as: KR20190055412A

Abstract

EMI저감 장치가 구비된 센서 시스템 및 이를 이용한 EMI 저감 방법이 개시된다. 본 발명에 따른 EMI저감 장치가 구비된 센서 시스템은, 센서 신호를 주기적으로 샘플링하는 신호 검출 회로에서 발생되는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 저감시키기 위한 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템에 있어서, 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 인터럽트(interrupt) 신호를 수신하면, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는 구동신호 변조기 및 상기 구동신호 변조기로부터 수신되는 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호와, 상기 센서 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로부터 수신되는 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 연산하여, 상기 신호 검출 회로에 전류를 공급하기 위한 제어 신호인 합산 구동 신호를 생성하는 논리 게이트를 포함한다.Disclosed is a sensor system having an EMI reduction device and an EMI reduction method using the same. A sensor system equipped with an EMI reduction device according to the present invention is a sensor system including an EMI reduction device for reducing EMI (Electro Magnetic Interference) generated in a signal detection circuit for periodically sampling a sensor signal, A driving signal modulator for generating a driving signal having a modulated pulse width for each period of the interrupt signal upon receiving an interrupt signal periodically generated by the system, A drive signal having a pulse width and a drive signal having a fixed pulse width for each period received from an MCU (Micro Controller Unit) of the sensor system, and outputs a control signal for supplying a current to the signal detection circuit And a logic gate for generating a driving signal.

Description

EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템 및 이를 이용한 EMI 저감 방법 {SENSOR SYSTEM WITH EMI REDUCTION DEVICE, AND METHOD FOR REDUCING EMI USING THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a sensor system having an EMI reduction device and an EMI reduction method using the EMI reduction device.

본 발명은 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템 및 이를 이용한 EMI 저감 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 센서 시스템에서 검출 회로 구동 시에 발생되는 EMI를 저감시키는 EMI 저감 장치가 구비된 신호 검출 회로 및 이를 이용한 EMI 저감 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor system equipped with an EMI reduction device and a method of reducing an EMI using the same, and more particularly, to a signal detection circuit provided with an EMI reduction device for reducing EMI generated in driving a detection circuit in a sensor system, And an EMI reduction method using the same.

반도체 기술의 고도화로 인해 차량, 의료, 스마트폰 등 다양한 분야의 전자장치들에 전자 제어 시스템이 탑재되고 있다. 이러한 전자 제어 시스템의 구현을 위해서는 복수의 센서 시스템이 수반되어야 한다.BACKGROUND ART [0002] With the advancement of semiconductor technology, electronic control systems are mounted on electronic devices in various fields such as vehicles, medical care, and smart phones. To implement such an electronic control system, a plurality of sensor systems must be involved.

도 1은 종래의 일반적인 센서 시스템의 제어블록도가 도시된 도면이다.1 is a diagram showing a control block diagram of a conventional general sensor system.

도시된 바와 같이, 종래의 센서 시스템은 물리적 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서, 센서의 신호를 증폭하는 증폭기(AMP, Amplifier), 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC, Analog-to-Digital Converter), 디지털 신호 처리를 하는 마이크로 컨트롤 유닛(MCU, Micro Control Unit), 신호 처리된 디지털 신호를 전기적인 아날로그 신호로 변환하여 내보내는 구동부(Driver), 그리고 전기적인 아날로그 신호를 물리적 신호로 변환하는 액츄에이터(Actuator)로 구성된다.As shown, a conventional sensor system includes a sensor for converting a physical signal into an electrical signal, an amplifier (AMP) for amplifying a signal of the sensor, an analog-to-digital converter (ADC) for converting the amplified analog signal into a digital signal, A microcontrol unit (MCU) for digital signal processing, a driver for converting a signal-processed digital signal into an electrical analog signal, and a controller for converting an electrical analog signal into a physical And an actuator for converting the signal into a signal.

오실레이터(OSC, Oscillator)에서는 저주파수의 기준 신호를 생성하고 클럭 발생기(Clock Generator)에서 이를 이용하여 MCU을 구동시키는 기준 클럭인 Main Clock을 생성하며, Main Clock을 기준으로 타이머(Timer)에서 Interrupt 신호를 발생시켜 전체 시스템을 동기화 시키고 샘플링 주기를 결정한다. MCU는 이를 바탕으로 검출 회로의 전원 공급신호와 ADC 제어신호를 통하여 센서의 신호를 샘플링 하고 변환된 디지털 데이터를 취득한다. 또한, 다른 센서 시스템이나 메인 ECU와의 통신을 위한 디지털 인터페이스도 내장되어 있다. 여기서, AMP와 ADC로 이루어진 아날로그 회로를 검출 회로(ROIC, Readout Integrated Circuit), 또는 신호 검출 회로라 부른다.In the oscillator (OSC, Oscillator), a low frequency reference signal is generated, and a clock generator generates a reference clock, which is a reference clock for driving the MCU, and generates an interrupt signal from a timer based on the main clock. To synchronize the entire system and determine the sampling period. Based on this, the MCU samples the signal of the sensor through the power supply signal of the detection circuit and the ADC control signal and acquires the converted digital data. A digital interface for communication with another sensor system or main ECU is also built in. Here, an analog circuit composed of an AMP and an ADC is referred to as a detection circuit (ROIC, Readout Integrated Circuit) or a signal detection circuit.

즉, 센서의 아날로그 신호는 증폭기를 통해 증폭되며, ADC를 통해 디지털 신호로 변환된다. 이 디지털 신호는 MCU에서 디지털 신호처리 알고리즘으로 처리된다. 응용분야에 따라 신호처리된 디지털 신호는 액츄에이터나 다른 칩(Chip)으로 전송된다. 이때, 검출 회로로부터 신호를 샘플링 하는 주기성이 매우 중요하기 때문에 클럭 발생기의 고정된 주파수의 클럭(Clock)을 기준으로 타이머회로에서 주기적인 Interrupt를 발생시킨다. MCU는 Interrupt를 기준으로 검출 회로를 구동시키기 위해 샘플, ADC 클럭, Power-on 신호를 생성한다. 이 과정에서, Power-On 신호에 의해 주기적으로 검출회로가 전류를 소모하기 때문에 해당 주기에 따른 EMI(Electro Magnetic Interference) 또한 주기적으로 발생하게 된다.That is, the analog signal of the sensor is amplified through an amplifier and converted into a digital signal through an ADC. This digital signal is processed by the MCU in a digital signal processing algorithm. Depending on the application, the signal-processed digital signal is transmitted to the actuator or other chip. At this time, since the periodicity of sampling the signal from the detection circuit is very important, a timer circuit generates a periodic interrupt based on a clock of a fixed frequency of the clock generator. The MCU generates a sample, ADC clock, and power-on signal to drive the detection circuit based on the interrupt. In this process, since the detection circuit periodically consumes current by the power-on signal, EMI (Electro Magnetic Interference) according to the period also occurs periodically.

이때, 고 레벨의 EMI가 발생하는 경우, 다른 회로나 장치에 영향을 미치게 되며, 경우에 따라서는 오작동을 일으키는 원인이 되기도 한다. 따라서, 고 신뢰성을 요구하는 차량용, 의료용 반도체의 경우 EMI 레벨에 대한 제약이 있다. At this time, when high-level EMI is generated, it affects other circuits and devices, and in some cases, it may cause a malfunction. Therefore, there is a restriction on the EMI level in automotive and medical semiconductors requiring high reliability.

이러한 EMI를 낮추기 위해서 쓰는 대표적인 방법이 확산 스펙트럼 클럭 발생기(Spread Spectrum Clock Generator, SSCG)를 적용하는 것이다. 하지만, 이러한 시스템 동작은 주로 센서의 신호를 읽어 와서 디지털 신호처리를 하는 것인데, 고정된 샘플링 주파수에 맞게 동작을 해야 하기 때문에 SSCG 적용이 쉽지 않을뿐더러, 샘플링 주파수에 따른 전류 소모 주기를 갖기 때문에 해당 주파수의 EMI가 발생한다는 문제점이 있다. 또한, 샘플링 주파수를 정해진 패턴으로 변조하고, 샘플링된 신호를 고정된 샘플링 주파수의 신호로 보정하는 복잡한 연산 과정이 수반되어야 하는 단점이 있다.A typical method for lowering EMI is to apply a spread spectrum clock generator (SSCG). However, such a system operation mainly reads the signal of the sensor and performs digital signal processing. Since the SSCG should be operated at a fixed sampling frequency, it is not easy to apply the SSCG, and since it has a current consumption period according to the sampling frequency, EMI < / RTI > Further, there is a disadvantage that a complicated calculation process of modulating the sampling frequency into a predetermined pattern and correcting the sampled signal with a signal of a fixed sampling frequency must be accompanied.

한국등록특허 제10-0712501호Korean Patent No. 10-0712501 한국등록특허 제10-1642849호Korean Patent No. 10-1642849

본 발명의 일측면은 센서 시스템에서 간단한 회로 구성을 통해 검출 회로의 샘플링 주파수는 고정시키면서 전류 소모의 주기만 변조시켜 EMI를 감소시킬 수 있는 EMI 저감 장치가 구비된 검출 회로 및 이를 이용한 EMI 저감 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a detection circuit including an EMI reduction device capable of reducing EMI by modulating a cycle of current consumption while fixing a sampling frequency of a detection circuit through a simple circuit configuration in a sensor system, and an EMI reduction method using the same do.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The technical problem of the present invention is not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems which are not mentioned can be understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일 실시예에 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템은, 센서 신호를 주기적으로 샘플링하는 신호 검출 회로에서 발생되는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 저감시키기 위한 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템에 있어서, 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 인터럽트(interrupt) 신호를 수신하면, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는 구동신호 변조기 및 상기 구동신호 변조기로부터 수신되는 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호와, 상기 센서 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로부터 수신되는 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 연산하여, 상기 신호 검출 회로에 전류를 공급하기 위한 제어 신호인 합산 구동 신호를 생성하는 논리 게이트를 포함한다.In an embodiment of the present invention, a sensor system equipped with an EMI reduction device includes a EMI reduction device for reducing EMI (Electro Magnetic Interference) generated in a signal detection circuit for periodically sampling a sensor signal A drive signal modulator for generating a drive signal having a modulated pulse width for each cycle of the interrupt signal upon receiving an interrupt signal periodically generated by the sensor system, A drive signal having a pulse width modulated for each period and a drive signal having a fixed pulse width for each cycle received from an MCU (Micro Controller Unit) of the sensor system to control a current for supplying a current to the signal detection circuit And a logic gate for generating a summing drive signal that is a signal.

상기 논리 게이트는, 상기 MCU로부터 수신되는 구동 신호의 펄스 폭과, 상기 구동신호 변조기로부터 수신된 구동 신호의 펄스 폭을 합산하여, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 상기 합산 구동 신호를 생성할 수 있다.Wherein the logic gate sums the pulse width of the drive signal received from the MCU and the pulse width of the drive signal received from the drive signal modulator and outputs the sum drive signal having the pulse width modulated every cycle of the interrupt signal Lt; / RTI >

상기 MCU는 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 상기 인터럽트 신호에 따라 고정된 주기를 갖는 샘플링 제어 신호를 생성하고, 상기 신호 검출 회로는 상기 MCU로부터 수신되는 상기 샘플링 제어 신호에 따라 상기 센서 신호를 주기적으로 샘플링하되, 상기 논리 게이트로부터 수신되는 변조된 주기를 갖는 상기 합산 구동 신호에 의해 변조된 전류 소모 주기를 가질 수 있다.The MCU generates a sampling control signal having a fixed period according to the interrupt signal periodically generated by the sensor system, and the signal detecting circuit periodically and periodically outputs the sensor signal in accordance with the sampling control signal received from the MCU , And may have a current consumption cycle modulated by the summation drive signal having a modulated period received from the logic gate.

상기 구동신호 변조기는 상기 인터럽트 신호의 상승 엣지(rising edge)에서 동작을 개시하여 상기 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하고, 상기 MCU는 상기 인터럽트 신호의 하강 엣지(falling edge)에서 동작을 개시하여 상기 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성할 수 있다.The driving signal modulator starts operation at a rising edge of the interrupt signal and generates a driving signal having a modulated pulse width for each period. The MCU generates a driving signal at a falling edge of the interrupt signal It is possible to generate a driving signal having a fixed pulse width for each period.

상기 구동신호 변조기는, 상기 인터럽트 신호가 생성되는 시간과 상기 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호가 생성되는 시간 사이의 시간 동안 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성할 수 있다.The drive signal modulator may generate a drive signal having the modulated pulse width for a period of time between the time at which the interrupt signal is generated and the time at which the drive signal having the fixed pulse width is generated.

상기 구동신호 변조기는, 기준 클럭에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 복수의 후보 신호를 생성하고, 생성된 상기 복수의 후보 신호들 중 레지스터에 미리 저장된 변조 프로파일에 의해 선택된 어느 하나의 후보 신호를 기초로 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호 구동 신호를 생성할 수 있다.Wherein the driving signal modulator generates a plurality of candidate signals having different pulse widths in accordance with a reference clock and generates a plurality of candidate signals based on a candidate signal selected by a modulation profile stored in advance in the register among the generated plurality of candidate signals The driving signal driving signal having the modulated pulse width can be generated.

상기 구동신호 변조기는, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 상기 레지스터에 미리 저장된 복수의 상기 변조 프로파일을 순차적으로 변경할 수 있다.The driving signal modulator may sequentially change a plurality of modulation profiles stored in advance in the register for each cycle of the interrupt signal.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법은, 센서 신호를 주기적으로 샘플링하는 신호 검출 회로에서 발생되는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 저감시키기 위한 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법에 있어서, 상기 EMI 저감 장치가, 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 인터럽트(interrupt) 신호를 수신하면, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는 단계 및 상기 EMI 저감 장치가, 상기 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호와, 상기 센서 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로부터 수신되는 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 연산하여, 상기 신호 검출 회로에 전류를 공급하기 위한 제어 신호인 합산 구동 신호를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.Also, an EMI reduction method using a sensor system equipped with an EMI reduction device according to an embodiment of the present invention includes: EMI reduction for reducing EMI (Electro Magnetic Interference) generated in a signal detection circuit periodically sampling sensor signals; A method of reducing EMI by using a sensor system equipped with an apparatus, the method comprising: when the EMI reduction device receives an interrupt signal periodically generated by the sensor system, calculates a pulse width modulated every cycle of the interrupt signal Generating a driving signal having a pulse width modulated for each period and a driving signal having a pulse width fixed for each period received from an MCU (Micro Controller Unit) of the sensor system And generates a summing drive signal which is a control signal for supplying a current to the signal detection circuit It can include.

상기 합산 구동 신호를 생성하는 것은, 상기 MCU로부터 수신되는 구동 신호의 펄스 폭과, 상기 EMI 저감 장치에 의해 생성된 구동 신호의 펄스 폭을 합산하여, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 상기 합산 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 할 수 있다.Generating the summing drive signal includes summing the pulse width of the drive signal received from the MCU and the pulse width of the drive signal generated by the EMI abatement device so that the pulse width modulated every cycle of the interrupt signal is And generating the summing drive signal having the sum signal.

상기 EMI 저감 장치는 상기 인터럽트 신호의 상승 엣지(rising edge)에서 동작을 개시하여 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하고, 상기 MCU는 상기 인터럽트 신호의 하강 엣지(falling edge)에서 동작을 개시하여 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성할 수 있다.The EMI reduction apparatus starts operation at a rising edge of the interrupt signal and generates a drive signal having a modulated pulse width at every cycle. The MCU operates at a falling edge of the interrupt signal So as to generate a drive signal having a fixed pulse width for each period.

상기 EMI 저감 장치는, 상기 인터럽트 신호가 생성되는 시간과 상기 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호가 생성되는 시간 사이의 시간 동안 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성할 수 있다.The EMI abatement apparatus may generate a driving signal having the modulated pulse width for a period of time between the time at which the interrupt signal is generated and the time at which the driving signal having the fixed pulse width is generated.

상기 EMI 저감 장치는, 기준 클럭에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 복수의 후보 신호를 생성하고, 생성된 상기 복수의 후보 신호들 중 레지스터에 미리 저장된 변조 프로파일에 의해 선택된 어느 하나의 후보 신호를 기초로 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호 구동 신호를 생성할 수 있다.Wherein the EMI reduction device generates a plurality of candidate signals having different pulse widths in accordance with a reference clock and generates a plurality of candidate signals based on a candidate signal selected by a modulation profile stored in a register among the generated plurality of candidate signals The driving signal driving signal having the modulated pulse width can be generated.

상기 EMI 저감 장치는, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 상기 레지스터에 미리 저장된 복수의 상기 변조 프로파일을 순차적으로 변경할 수 있다.The EMI abatement apparatus may sequentially change a plurality of the modulation profiles stored in advance in the register for each cycle of the interrupt signal.

상술한 본 발명의 일측면에 따르면, MCU가 구동되기 전에 변조된 구동 시간을 추가하여 전류의 소모 주기를 매 주기마다 변조시킴으로써 샘플링 주파수는 고정되면서도 EMI를 저감시킬 수 있다. 또한, 비교적 간단한 하드웨어를 추가하는 것만으로도 기존의 복잡한 연산 과정을 생략할 수 있기 때문에 센서 시스템의 비용을 절감시키면서도 EMI 레벨을 효과적으로 저감시킬 수 있다.According to an aspect of the present invention, by modulating the consumption period of the current every cycle by adding a modulated driving time before the MCU is driven, EMI can be reduced while the sampling frequency is fixed. In addition, it is possible to reduce the EMI level while reducing the cost of the sensor system since the conventional complex calculation process can be omitted simply by adding relatively simple hardware.

도 1은 종래 기술에 따른 센서 시스템의 일 예가 도시된 도면이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템의 제어블록도이다.
도 3의 도 2의 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템의 타이밍도이다.
도 4 내지 도 6은 도 2의 EMI 저감 장치의 구체적인 구성 및 기능이 도시된 도면이다.
도 7은 도 2의 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템에 따른 제2 구동 신호의 펄스 폭 및 합산 구동 신호의 주파수 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명을 적용하기 전후를 비교하기 위해 EMI 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 2의 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법의 개략적인 흐름이 도시된 순서도이다.1 is a diagram showing an example of a sensor system according to the prior art.
2 is a control block diagram of a sensor system including an EMI reduction device according to an embodiment of the present invention.
3 is a timing chart of a sensor system equipped with the EMI reduction device of FIG. 2 of FIG. 3; FIG.
Figs. 4 to 6 are diagrams showing specific configurations and functions of the EMI reduction device of Fig. 2. Fig.
FIG. 7 is a graph showing a pulse width of a second driving signal and a frequency change of a summing driving signal according to a sensor system equipped with the EMI reduction device of FIG. 2;
8 is a graph showing EMI measurement results for comparison before and after applying the present invention.
FIG. 9 is a flowchart showing a schematic flow of an EMI reduction method using a sensor system equipped with the EMI reduction device of FIG. 2. FIG.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예와 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.The following detailed description of the invention refers to the accompanying drawings, which illustrate, by way of illustration, specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of the individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numerals refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템에 대한 제어블록도이다.2 is a control block diagram of a sensor system including an EMI reduction device according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 EMI 저감 장치(230)는 센서의 신호를 주기적으로 샘플링하는 센서 시스템(1)의 신호 검출 회로(200)에 구비될 수 있다. 본 발명에 따른 센서 시스템(1)은 차량, 핸드폰, 항공기, 의료기기 등 센싱값을 필요로 하는 다양한 전자장치에 탑재될 수 있다.The EMI reduction device 230 according to the present invention may be provided in the signal detection circuit 200 of the sensor system 1 that periodically samples the signal of the sensor. The sensor system 1 according to the present invention can be mounted on various electronic devices requiring a sensing value such as a vehicle, a mobile phone, an aircraft, and a medical instrument.

종래의 센서 시스템과 유사하게, 본 발명에 따른 센서 시스템(1)은 물리적 신호를 전기적 신호로 변환하는 센서(100), 센서의 신호를 증폭하는 증폭기(210)와 증폭된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기(ADC, 220)를 포함하는 신호 검출 회로(200), 디지털 신호 처리를 하는 MCU(Micro Controller Unit, 300), 신호 처리된 디지털 신호를 전기적인 아날로그 신호로 변환하여 내보내는 구동부(400), 그리고 전기적인 아날로그 신호를 물리적 신호로 변환하는 액츄에이터(Actuator, 500)로 구성된다. Similar to the conventional sensor system, the sensor system 1 according to the present invention includes a sensor 100 for converting a physical signal into an electrical signal, an amplifier 210 for amplifying the signal of the sensor, A signal detecting circuit 200 including an analog-to-digital converter (ADC) 220 for converting a digital signal, an MCU (Micro Controller Unit) 300 for performing digital signal processing, (400), and an actuator (500) for converting electrical analog signals into physical signals.

이때, MCU(300)가 신호 검출 회로(200)에 의해 생성된 디지털 신호를 주기적으로 샘플링 하기 위하여, 오실레이터(600)는 저주파수의 기준 신호를 생성하고, 클럭 발생기(700)는 이를 이용하여 MCU(300)을 구동시키는 고정된 주파수의 기준 클럭(main clock)을 생성하며, 타이머(800)는 기준 클럭을 기초로 인터럽트(Interrupt) 신호를 발생시켜 전체 시스템을 동기화 시키고 샘플링 주기를 결정한다. At this time, the oscillator 600 generates a low-frequency reference signal so that the MCU 300 periodically samples the digital signal generated by the signal detection circuit 200, and the clock generator 700 generates a reference signal of the low- The timer 800 generates an interrupt signal based on the reference clock to synchronize the entire system and determine a sampling period.

종래의 센서 시스템 기술에 따른 MCU(300)는 인터럽트 신호를 수신하면 검출 회로(200)를 구동시키기 위한 샘플신호, ADC 클럭, 구동(power-on) 신호를 생성한다. 이러한 경우, 검출 회로(200)는 샘플신호 및 ADC 클럭을 포함하는 샘플링 제어 신호에 의해 센서(100)로부터 전달되는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 샘플링 동작을 수행하며, 구동 신호에 의해 검출 회로(200)에 전류가 공급될 수 있다. 즉, 구동 신호에 의해 주기적으로 검출회로(200)가 전류를 소모하기 때문에 해당 주기에 따른 EMI(Electro Magnetic Interference) 또한 주기적으로 발생하게 된다. Upon receiving the interrupt signal, the MCU 300 according to the conventional sensor system technology generates a sample signal, an ADC clock, and a power-on signal for driving the detection circuit 200. In this case, the detection circuit 200 performs a sampling operation for converting an analog signal transmitted from the sensor 100 into a digital signal by a sampling control signal including a sample signal and an ADC clock, 200 may be supplied with current. That is, since the detection circuit 200 periodically consumes the current by the drive signal, EMI (Electro Magnetic Interference) according to the period also occurs periodically.

반면, 본원 발명에 따른 센서 시스템(1)에 따르면, 신호 검출 회로(200)는 MCU(300)로부터 구동 신호를 직접 ADC(220)로 수신하는 대신, 매 주기 변조되는 구동 시간을 우회적으로 수신함으로써 EMI를 저감시킬 수 있다.On the other hand, according to the sensor system 1 according to the present invention, the signal detection circuit 200 receives the drive signal directly from the MCU 300 directly to the ADC 220, EMI can be reduced.

이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 EMI 저감 장치가 구비된 신호 검출 회로(200)는 구동신호 변조기(231)와 논리 게이트(232)로 구성된 EMI 저감 장치(230)를 더 포함할 수 있다.To this end, the signal detection circuit 200 equipped with the EMI reduction device according to an embodiment of the present invention may further include an EMI reduction device 230 configured by a drive signal modulator 231 and a logic gate 232 .

구동신호 변조기(231)는 클럭 발생기(100)에서 생성되는 기준 클럭을 수신하여 매 주기마다 변조되는 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성할 수 있다. 이때, 구동신호 변조기(231)에 의해 생성되는 구동 신호는 타이머(800)로부터 수신되는 주기적인 인터럽트 신호에 의해 매 주기마다 변조될 수 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 MCU(300)에서 생성되는 고정된 주기를 갖는 구동 신호를 제1 구동 신호로 정의하고, 구동신호 변조기(231)에서 생성되는 매 주기마다 변조되는 주기를 갖는 구동 신호를 제2 구동 신호로 정의하여 설명하기로 한다.The driving signal modulator 231 receives the reference clock generated by the clock generator 100 and can generate a driving signal having a pulse width modulated every period. At this time, the driving signal generated by the driving signal modulator 231 can be modulated every period by the periodic interrupt signal received from the timer 800. [ Hereinafter, for convenience of description, a driving signal having a fixed period generated by the MCU 300 is defined as a first driving signal, and a driving signal having a period modulated every period generated by the driving signal modulator 231 Will be described as a second drive signal.

논리 게이트(232)는 MCU(300)로부터 제1 구동 신호를 전달받고, 구동신호 변조기(231)로부터 제2 구동 신호를 전달받을 수 있다. 논리 게이트(232)는 OR 게이트일 수 있으며, 제1 구동 신호와 제2 구동 신호를 OR 연산하여 합산 구동 신호를 생성할 수 있다. 논리 게이트(232)는 생성된 합산 구동 신호를 증폭기(210)와 ADC(220)에 전달할 수 있다.The logic gate 232 receives the first driving signal from the MCU 300 and receives the second driving signal from the driving signal modulator 231. The logic gate 232 may be an OR gate and may OR the first and second driving signals to generate a summing driving signal. The logic gate 232 may pass the generated summing drive signal to the amplifier 210 and the ADC 220.

도 3은 도 2의 신호 검출 회로(200)의 타이밍도이다.3 is a timing chart of the signal detection circuit 200 of FIG.

도시된 바와 같이, 제2 구동 신호의 펄스 폭은 매 샘플링 주기마다 변조될 수 있다. 신호 검출 회로(200)의 구동 시간은 제1 구동 신호와 제2 구동 신호의 합, 다시 말해 논리 게이트(232)에 의해 생성되는 합산 구동 신호에 의해 결정될 수 있다. As shown, the pulse width of the second drive signal can be modulated every sampling period. The drive time of the signal detection circuit 200 can be determined by the sum of the first drive signal and the second drive signal, that is, the sum drive signal generated by the logic gate 232. [

이때, 제2 구동 신호의 펄스 폭이 매 주기마다 변조되기 때문에, 신호 검출 회로(200)의 전류 소비로 인한 펄스 파의 주기 또한 매 샘플링 주기마다 변조될 수 있으며, 이로 인해 EMI 스펙트럼이 분산되어 EMI를 감소시킬 수 있다. 하지만, ADC(200)의 변환 시작 시간은 MCU(300)에 의해 생성되는 고정된 주기를 갖는 샘플링 제어 신호에 따라 제어되므로, ADC(300)의 샘플링 주파수는 항상 고정될 수 있다. At this time, since the pulse width of the second driving signal is modulated every period, the period of the pulse wave due to the current consumption of the signal detecting circuit 200 can also be modulated every sampling period, Can be reduced. However, since the conversion start time of the ADC 200 is controlled according to the sampling control signal having a fixed period generated by the MCU 300, the sampling frequency of the ADC 300 can always be fixed.

도 4는 도 2의 구동신호 변조기(231)의 구체적인 구성이 도시된 제어블록도이다.4 is a control block diagram showing a specific configuration of the drive signal modulator 231 of FIG.

상술한 바와 같이, 구동신호 변조기(231)는 매 주기마다 변조되는 펄스 폭을 갖는 구동 신호인 제2 구동 신호를 생성할 수 있다. 이를 위해, 구동신호 변조기(231)는 변조 프로파일을 결정하는 셀렉션 레지스터(Selection Register)와, 제2 구동신호를 생성하기 위해 서로 다른 펄스 폭을 갖는 후보 신호(C1 내지 C16)들을 생성하는 신호 생성 회로를 포함하여 구성될 수 있다. 이와 관련하여, 도 5 및 도 6을 함께 참조하여 설명하기로 한다.As described above, the drive signal modulator 231 can generate the second drive signal which is a drive signal having a pulse width modulated every period. To this end, the driving signal modulator 231 includes a selection register (Selection Register) for determining the modulation profile, a signal generating circuit (not shown) for generating candidate signals (C1 to C16) having different pulse widths to generate the second driving signal, As shown in FIG. In this regard, the description will be made with reference to FIG. 5 and FIG. 6 together.

도 5는 본 발명에 따른 셀렉션 레지스터의 블록도이다. 셀렉션 레지스터는 복수의 레지스터로 구성될 수 있다. 셀렉센 레지스터는 복수의 레지스터 중 어느 하나의 레지스터로부터 생성된 선택신호(SEL[3:0] 신호)를 신호 생성 회로로 전달할 수 있다. 셀렉션 레지스터는 타이머(800)로부터 인터럽트 신호를 수신할 때 마다 레지스터에 미리 저장된 변조 프로파일을 순차적으로 변경할 수 있다. 예를 들어, 셀렉션 레지스터는 최초로 인터럽트 신호를 수신하는 경우, 복수의 레지스터 중 제1 변조 프로파일(Selection 1)에 따라 제어신호(SEL[3:0])가 생성되도록 제어할 수 있다. 이후, 셀렉션 레지스터는 매 주기마다 수신되는 인터럽트 신호에 따라 변조 프로파일을 순차적으로 변경함으로써, 매 샘플링 주기마다 저장된 값이 순환되어 서로 다른 제어신호(SEL[3:0])를 생성할 수 있다.5 is a block diagram of a selection register according to the present invention. The selection register may be composed of a plurality of registers. The SELECTION register can transfer the selection signal (SEL [3: 0] signal) generated from any one of the registers to the signal generation circuit. The selection register may sequentially change the modulation profile previously stored in the register each time it receives an interrupt signal from the timer 800. [ For example, when receiving the interrupt signal for the first time, the selection register can control to generate the control signal SEL [3: 0] according to the first modulation profile (Selection 1) of the plurality of registers. Thereafter, the selection register sequentially changes the modulation profile according to the interrupt signal received every cycle, so that the stored value is cyclically generated every sampling period to generate different control signals SEL [3: 0].

신호 생성 회로는 수신되는 제어신호의 종류에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 후보 신호들(C1 내지 C16)중 어느 하나의 후보 신호를 선택하고, 선택된 후보 신호를 제2 구동 신호로 출력할 수 있다. 구체적으로, 신호 생성 회로는 클럭 발생기(700)로부터 기준 클럭(main clock)을 수신하면, 서로 다른 펄스 폭을 갖는 후보 신호들(C1 내지 C16)을 순차적으로 'high'가 되도록 제어할 수 있다. 그리고, 신호 생성 회로는 수신되는 제어신호(SEL[3:0])의 종류에 따라 이들 중 어느 하나의 후보 신호(C#)을 선택하고, 선택된 신호를 제2 구동 신호로 출력할 수 있다. The signal generation circuit may select any one of the candidate signals (C1 to C16) having different pulse widths according to the type of the received control signal, and output the selected candidate signal as the second drive signal. Specifically, the signal generating circuit can sequentially control the candidate signals (C1 to C16) having different pulse widths to be 'high' upon receiving the main clock from the clock generator (700). Then, the signal generating circuit can select any one of the candidate signals C # according to the type of the received control signal SEL [3: 0] and output the selected signal as the second driving signal.

즉, 후보 신호(C1 내지 C16)는 클럭 발생기(700)의 기준 클럭(Main Clock)에 의해 순차적으로 'high'가 될 수 있으며, 선택된 후보 신호의 펄스 폭에 대한 변조 량은 기준 클럭과, 기준 클럭을 분할하는 N값에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준 클럭이 100MHz 이고 N이 4라면 제1 후보 신호(C1)와 제2 후보 신호(C2)의 펄스폭 차이는 40ns가 된다. 도 6에는 N이 1이고 셀렉션 레지스터가 C14를 선택할 때의 동작 타이밍도의 일 예가 도시되어 있다.That is, the candidate signals C1 to C16 may be sequentially 'high' by the reference clock of the clock generator 700, and the modulation amount with respect to the pulse width of the selected candidate signal may be a reference clock, May be determined by an N value that divides the clock. For example, if the reference clock is 100 MHz and N is 4, the pulse width difference between the first candidate signal C1 and the second candidate signal C2 is 40 ns. FIG. 6 shows an example of an operation timing chart when N is 1 and the selection register selects C14.

요약하면, 본 발명에 따른 구동신호 변조기(231)는 매 주기마다 수신되는 인터럽트 신호에 따라 매 주기마다 펄스 폭이 변조된 제2 구동신호를 생성할 수 있다. 도시된 실시예에서, 셀렉션 레지스터는 12개로 도시되어 있고, 서로 다른 펄스 폭을 갖는 후보 신호는 16개(C1 내지 C16)로 도시되어 있으나, 사용 환경에 따라 그 개수에는 제한을 두지 않는다. 또한, 본 발명에 따른 구동신호 변조기(231)는 셀렉션 레지스터에 저장된 데이터에 따라 다양한 변조 프로파일을 선택할 수 있다. 상기 메모리에 저장된 프로파일은 톱니파 변조, 삼각 변조, 허쉬-키스(Hershey-Kiss) 변조, 시그마 델타(Sigma delta) 변조 등을 적용할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 설계자가 원하는 변조량과 변조방식에 따른 값을 셀렉션 레지스터에 저장하여 사용할 수도 있다.In summary, the driving signal modulator 231 according to the present invention can generate a second driving signal whose pulse width is modulated every period according to an interrupt signal received every period. In the illustrated embodiment, the selection registers are shown as 12, and candidate signals having different pulse widths are shown as 16 (C1 to C16), but the number is not limited according to the use environment. Also, the driving signal modulator 231 according to the present invention can select various modulation profiles according to the data stored in the selection register. The profile stored in the memory may be subjected to sawtooth modulation, triangular modulation, Hershey-Kiss modulation, sigma delta modulation, and the like. The value can also be stored in the selection register.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 구동 신호의 펄스 폭 및 합산 구동 신호의 주파수 변화가 도시된 도면이다. 도 7의 (a)는 샘플링 횟수에 따른 제2 구동 신호의 펄스 폭의 변화를 나타내는 그래프이고, 도 7의 (b)는 샘플링 횟수에 따른 합산 구동 신호의 주파수 변화를 나타내는 그래프이다.7 is a diagram showing pulse widths of a second driving signal and frequency changes of a sum driving signal according to an embodiment of the present invention. FIG. 7A is a graph showing a change in the pulse width of the second drive signal according to the number of sampling times, and FIG. 7B is a graph showing a frequency change of the sum drive signal according to the sampling number.

예를 들어, 구동신호 변조기(231)는 삼각 변조 방식의 선형 변조 방식을 사용할 수 있다. 이때, 구동신호 변조기(231)는 C16, C15, C13, C10, C8, C7, C7, C8, C10, C13, C15, C16 순서로 신호를 선택하고, MCU(300)의 타이머 인터럽트 주기는 10us인 것으로 가정하였다. 따라서, 본 실시예에 따른 ADC(220)의 샘플링 주파수는 100kHz이고, 기준 클럭의 주파수는 100MHz일 수 있다. 이러한 경우, 최대 변조 폭은 0.3%가 될 수 있다.For example, the driving signal modulator 231 can use a linear modulation method of a triangular modulation method. At this time, the driving signal modulator 231 selects signals in the order of C16, C15, C13, C10, C8, C7, C7, C8, C10, C13, C15 and C16, and the timer interrupt cycle of the MCU 300 is 10us . Therefore, the sampling frequency of the ADC 220 according to the present embodiment may be 100 kHz, and the frequency of the reference clock may be 100 MHz. In this case, the maximum modulation width may be 0.3%.

도 8은 도 7의 실시예에 따른 EMI 측정 결과를 나타내는 도면이다. 도 8의 (a)는 본 발명을 적용하지 않은 일반적인 센서 시스템의 EMI를 나타내는 도면이고, 도 8의 (b)는 본 발명에 따른 EMI 저감 장치(230)가 구비된 신호 검출 회로(200)를 이용한 센서 시스템에서의 EMI를 나타내는 도면이다.8 is a view showing EMI measurement results according to the embodiment of FIG. FIG. 8A is a view showing EMI of a general sensor system to which the present invention is not applied. FIG. 8B shows a signal detection circuit 200 having an EMI reduction device 230 according to the present invention. Fig. 5 is a diagram showing EMI in a sensor system used; Fig.

실험을 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 ADC(220)는 180nm BCD 기술로 설계되었으며, ADC(220)는 3.3V의 전원 전압에서 동작되도록 설계되었다. MCU(300)의 기준 클럭과 제어 신호는 함수 발생기에 의해 생성되고, EMI 레벨은 Tektronix의 CT1 전류 프로브와 Agilent E4440A 스펙트럼 분석기로 측정되었다. For experimentation, the ADC 220 according to one embodiment of the present invention was designed with 180nm BCD technology and the ADC 220 was designed to operate at a 3.3V supply voltage. The reference clock and control signals of the MCU 300 are generated by a function generator and the EMI level is measured with a Tektronix CT1 current probe and an Agilent E4440A spectrum analyzer.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 구동신호 변조기(231)와 논리 게이트(232)로 구성된 EMI 저감 장치(230)가 신호 검출 회로(200)에 구비되는 경우, 그렇지 않은 신호 검출 회로에 비해 약 3.5dB의 EMI의 Peak Level이 감소함을 알 수 있다. 또한, 샘플링 주파수는 항상 일정하면서 피크 EMI 주파수는 이웃하는 주파수로 확산됨을 확인할 수 있다.As shown in the figure, when the EMI reduction device 230 including the driving signal modulator 231 and the logic gate 232 according to the present invention is provided in the signal detection circuit 200, and the peak level of the EMI in dB decreases. Also, it can be seen that the peak EMI frequency is spread to neighboring frequencies while the sampling frequency is always constant.

도 9는 도 2의 EMI 저감 장치(230)가 구비된 신호 검출 회로(200)를 이용한 센서 시스템(1)의 개략적인 동작 과정이 도시된 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart showing a schematic operation process of the sensor system 1 using the signal detection circuit 200 provided with the EMI reduction device 230 of FIG.

본 발명에 따른 센서 시스템(1)은 센서(100)로부터 측정된 아날로그 신호를 주기적으로 샘플링하여 디지털 신호 처리를 수행하는 MCU(300)로 전달하는 신호 검출 회로(200)가 샘플링 동작을 시작하기 전에 매 주기마다 변조되는 구동 시간을 추가함으로써 EMI를 저감시킬 수 있다.The sensor system 1 according to the present invention periodically samples the analog signal measured from the sensor 100 and transmits the sampled analog signal to the MCU 300 performing digital signal processing before the signal detection circuit 200 starts sampling It is possible to reduce the EMI by adding the drive time modulated every period.

구체적으로, 신호 검출 회로(200)는 유휴(idle) 상태(910)에서 센서 시스템(1)의 타이머(800)로부터 인터럽트 신호를 수신하면(920), EMI 저감 장치(230)의 구동신호 변조기(231)는 매 주기마다 변조되는 펄스 폭을 갖는 제2 구동 신호를 생성할 수 있다(930).Specifically, the signal detection circuit 200 receives (920) an interrupt signal from the timer 800 of the sensor system 1 in an idle state 910, and outputs the signal to the drive signal modulator (not shown) of the EMI abatement device 230 231 may generate a second drive signal having a pulse width modulated every period (930).

구체적으로, 구동신호 변조기(231)는 센서 시스템(1)의 클럭 발생기(700)로부터 생성된 기준 클럭을 수신하고, 수신된 기준 클럭에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 복수의 신호를 순차적으로 생성할 수 있다. 생성된 복수의 신호들 중 셀렉션 레지스터에 의해 선택된 어느 하나의 신호를 제2 구동 신호로 출력할 수 있다.Specifically, the driving signal modulator 231 receives the reference clock generated from the clock generator 700 of the sensor system 1, and sequentially generates a plurality of signals having different pulse widths according to the received reference clock . And output any one of the plurality of generated signals selected by the selection register as the second driving signal.

논리 게이트(232)는 MCU(300)로부터 수신되는 제1 구동 신호와, 구동신호 변조기(231)로부터 수신되는 제2 구동 신호를 연산하여 합산 구동 신호를 생성할 수 있다(940). The logic gate 232 may compute a first driving signal received from the MCU 300 and a second driving signal received from the driving signal modulator 231 to generate a sum driving signal (940).

MCU(300)에 의해 생성되는 제1 구동 신호는 고정된 펄스 폭을 가지며, 논리 게이트(232)는 매 주기마다 펄스 폭이 변조되는 제2 구동 신호를 제1 구동 신호와 합산함으로써, 매 주기마다 펄스 폭이 변조되는 합산 구동 신호를 생성할 수 있다. 합산 구동 신호는 매 주기마다 변조되는 펄스 폭에 의하여 신호 자체의 주기 또한 변조될 수 있다.The first drive signal generated by the MCU 300 has a fixed pulse width and the logic gate 232 sums the second drive signal whose pulse width is modulated every cycle with the first drive signal, It is possible to generate a sum drive signal whose pulse width is modulated. The period of the signal itself can also be modulated by the pulse width modulated every period.

ADC(220)는 EMI 저감 장치(230)로부터 수신되는 합산 구동 신호에 따라 전원을 공급받고, MCU(300)로부터 수신되는 샘플 신호와 클럭 신호를 통해 센서(100)로부터 전달되는 아날로그 신호를 샘플링하고 디지털 신호로 변환할 수 있다(950).The ADC 220 receives power according to the sum drive signal received from the EMI reduction device 230 and samples an analog signal transmitted from the sensor 100 through a sample signal and a clock signal received from the MCU 300 Digital signal (950).

이때, 센서로부터 수신한 아날로그 신호는 음성 신호, 영상 신호, 터치 신호, 감지 신호, 가속도 신호, 광 신호 등일 수 있으며, 이에 한정되지 않고 모든 센서(100)로부터 수신되는 신호를 포함할 수 있다.At this time, the analog signal received from the sensor may be a voice signal, a video signal, a touch signal, a sensing signal, an acceleration signal, an optical signal, and the like, but may include signals received from all sensors 100.

MCU(300)는 신호 검출 회로(200)로부터 디지털로 변환된 센서 신호를 수신하여 디지털 신호처리 알고리즘을 통해 제어 신호를 생성할 수 있다(960). 생성된 제어 신호는 구동부(400)를 통해 전기적 아날로그 신호로 변환되어 액츄에이터(500)로 전달되고(970), 센서 시스템은 다음 주기의 인터럽트 신호가 발생될 때까지 유휴 상태를 유지할 수 있다. The MCU 300 receives the sensor signal converted into the digital signal from the signal detection circuit 200 and generates the control signal through the digital signal processing algorithm (960). The generated control signal is converted into an electrical analog signal through the driving unit 400 and transmitted to the actuator 500 (970), and the sensor system can maintain the idle state until the next cycle of the interrupt signal is generated.

즉, 본 발명에 따른 센서 시스템(1)은 검출 회로(200)가 샘플 주기에 따라 MCU(300)에 의해 구동되기 이전 시점에, 변조되는 구동 시간을 추가함에 따라 신호 검출 회로(200)의 전류의 소모 주기만 매 주기마다 변조되어 EMI가 저감될 수 있다. 하지만, 인터럽트 신호의 주기가 신호 검출 회로(200)의 샘플링 주파수가 되기 때문에, 즉 ADC(220)를 제어하는 샘플과 ADC 클록 신호의 주기는 고정되어있기 때문에 샘플링 주파수는 일정하다. That is, the sensor system 1 according to the present invention detects the current of the signal detection circuit 200 as the detection circuit 200 adds driving time to be modulated at a time before the detection circuit 200 is driven by the MCU 300 according to the sample period And the EMI can be reduced. However, since the period of the interrupt signal is the sampling frequency of the signal detection circuit 200, that is, the sampling period for sampling the ADC 220 and the period of the ADC clock signal are fixed, the sampling frequency is constant.

이상에서는 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. It will be possible.

1: 센서 시스템
100: 센서
200: 신호 검출 회로
210: 증폭기
220: ADC
230: EMI 저감 장치
231: 구동신호 변조기
232: 논리 게이트
300: MCU
400: 구동부
500: 액츄에이터
600: 오실레이터
700: 클럭 발생기
800: 타이머1: Sensor system
100: Sensor
200: Signal detection circuit
210: Amplifier
220: ADC
230: EMI reduction device
231: drive signal modulator
232: logic gate
300: MCU
400:
500: Actuator
600: oscillator
700: clock generator
800: timer

Claims

센서 신호를 주기적으로 샘플링하는 신호 검출 회로에서 발생되는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 저감시키기 위한 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템에 있어서,
상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 인터럽트(interrupt) 신호를 수신하면, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는 구동신호 변조기; 및
상기 구동신호 변조기로부터 수신되는 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호와, 상기 센서 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로부터 수신되는 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 연산하여, 상기 신호 검출 회로에 전류를 공급하기 위한 제어 신호인 합산 구동 신호를 생성하는 논리 게이트를 포함하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
1. A sensor system including an EMI reduction device for reducing EMI (Electro Magnetic Interference) generated in a signal detection circuit for periodically sampling a sensor signal,
A drive signal modulator for generating a drive signal having a pulse width modulated every cycle of the interrupt signal upon receiving an interrupt signal periodically generated by the sensor system; And
A drive signal having a pulse width modulated every cycle received from the drive signal modulator and a drive signal having a fixed pulse width per cycle received from an MCU (Micro Controller Unit) of the sensor system, And a logic gate for generating a summing drive signal which is a control signal for supplying current to the detection circuit.

제1항에 있어서,
상기 논리 게이트는,
상기 MCU로부터 수신되는 구동 신호의 펄스 폭과, 상기 구동신호 변조기로부터 수신된 구동 신호의 펄스 폭을 합산하여, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 상기 합산 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the logic gate comprises:
A summing circuit for summing the pulse width of the drive signal received from the MCU and the pulse width of the drive signal received from the drive signal modulator to generate the summing drive signal having a pulse width modulated every cycle of the interrupt signal, Sensor system with abatement device.

제1항에 있어서,
상기 MCU는 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 상기 인터럽트 신호에 따라 고정된 주기를 갖는 샘플링 제어 신호를 생성하고,
상기 신호 검출 회로는 상기 MCU로부터 수신되는 상기 샘플링 제어 신호에 따라 상기 센서 신호를 주기적으로 샘플링하되, 상기 논리 게이트로부터 수신되는 변조된 주기를 갖는 상기 합산 구동 신호에 의해 변조된 전류 소모 주기를 갖는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
The method according to claim 1,
The MCU generates a sampling control signal having a fixed period according to the interrupt signal periodically generated by the sensor system,
Wherein the signal detection circuit periodically samples the sensor signal in accordance with the sampling control signal received from the MCU and has a current consumption period modulated by the summation drive signal having a modulated period received from the logic gate, Sensor system with EMI reduction device.

제1항에 있어서,
상기 구동신호 변조기는 상기 인터럽트 신호의 상승 엣지(rising edge)에서 동작을 개시하여 상기 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하고,
상기 MCU는 상기 인터럽트 신호의 하강 엣지(falling edge)에서 동작을 개시하여 상기 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the driving signal modulator starts operation at a rising edge of the interrupt signal to generate a driving signal having a modulated pulse width for each period,
Wherein the MCU starts operation at a falling edge of the interrupt signal and generates a drive signal having a fixed pulse width for each cycle.

제1항에 있어서,
상기 구동신호 변조기는
상기 인터럽트 신호가 생성되는 시간과 상기 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호가 생성되는 시간 사이의 시간 동안 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
The method according to claim 1,
The drive signal modulator
And generates a drive signal having the modulated pulse width for a period of time between the time at which the interrupt signal is generated and the time at which the drive signal having the fixed pulse width is generated.

제1항에 있어서,
상기 구동신호 변조기는,
변조 프로파일을 결정하는 복수의 레지스터로 구성된 셀렉션 레지스터와, 기준 클럭에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 복수의 후보 신호를 생성하는 신호 생성 회로를 포함하고,
상기 셀렉션 레지스터는, 상기 인터럽트 신호를 수신할 때마다 미리 저장된 상기 변조 프로파일을 순차적으로 변경하여 복수의 상기 레지스터 중 어느 하나의 레지스터로부터 생성된 제어신호를 상기 신호 생성 회로로 전달하고,
상기 신호 생성 회로는, 생성된 상기 복수의 후보 신호들 중 수신된 상기 제어신호의 종류에 따라 어느 하나의 후보 신호를 선택하고, 선택된 어느 하나의 후보 신호를 기초로 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the drive signal modulator comprises:
A selection register including a plurality of registers for determining a modulation profile and a signal generation circuit for generating a plurality of candidate signals having different pulse widths in accordance with a reference clock,
Wherein the selection register sequentially changes the modulation profile stored in advance each time the interrupt signal is received and transfers the control signal generated from any one of the plurality of registers to the signal generation circuit,
Wherein the signal generation circuit selects one of the candidate signals according to the type of the control signal received among the generated plurality of candidate signals and outputs a drive signal having the modulated pulse width based on the selected one candidate signal A sensor system comprising an EMI abatement device for generating a signal.

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센서 신호를 주기적으로 샘플링하는 신호 검출 회로에서 발생되는 EMI(Electro Magnetic Interference)를 저감시키기 위한 EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법에 있어서,
상기 EMI 저감 장치가, 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 인터럽트(interrupt) 신호를 수신하면, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는 단계; 및
상기 EMI 저감 장치가, 상기 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호와, 상기 센서 시스템의 MCU(Micro Controller Unit)로부터 수신되는 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 연산하여, 상기 신호 검출 회로에 전류를 공급하기 위한 제어 신호인 합산 구동 신호를 생성하는 단계를 포함하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
An EMI reduction method using a sensor system including an EMI reduction device for reducing EMI (Electro Magnetic Interference) generated in a signal detection circuit for periodically sampling a sensor signal,
Generating a drive signal having a pulse width modulated every cycle of the interrupt signal when the EMI reduction device receives an interrupt signal periodically generated by the sensor system; And
Wherein the EMI reduction device calculates a drive signal having a pulse width modulated for each period and a drive signal having a fixed pulse width for each period received from an MCU (Micro Controller Unit) of the sensor system, And generating a summing drive signal that is a control signal for supplying a current to the detection circuit.

제8항에 있어서,
상기 합산 구동 신호를 생성하는 것은,
상기 EMI 저감 장치에 구비된 논리 게이트가 상기 MCU로부터 수신되는 구동 신호의 펄스 폭과, 상기 EMI 저감 장치에 의해 생성된 구동 신호의 펄스 폭을 합산하여, 상기 인터럽트 신호의 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 상기 합산 구동 신호를 생성하는 것을 특징으로 하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
9. The method of claim 8,
Generating the summing drive signal comprises:
Wherein the logic gates of the EMI abatement device sum up the pulse width of the drive signal received from the MCU and the pulse width of the drive signal generated by the EMI abatement device so that the pulse width modulated every cycle of the interrupt signal And generating the summing drive signal having the EMI reduction device with the EMI reduction device.

제9항에 있어서,
상기 MCU는 상기 센서 시스템에 의해 주기적으로 발생되는 상기 인터럽트 신호에 따라 고정된 주기를 갖는 샘플링 제어 신호를 생성하고,
상기 신호 검출 회로는 상기 MCU로부터 수신되는 상기 샘플링 제어 신호에 따라 상기 센서 신호를 주기적으로 샘플링하되, 상기 논리 게이트로부터 수신되는 변조된 주기를 갖는 상기 합산 구동 신호에 의해 변조된 전류 소모 주기를 갖는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
10. The method of claim 9,
The MCU generates a sampling control signal having a fixed period according to the interrupt signal periodically generated by the sensor system,
Wherein the signal detection circuit periodically samples the sensor signal in accordance with the sampling control signal received from the MCU and has a current consumption period modulated by the summation drive signal having a modulated period received from the logic gate, EMI reduction method using sensor system equipped with EMI reduction device.

제8항에 있어서,
상기 EMI 저감 장치는 상기 인터럽트 신호의 상승 엣지(rising edge)에서 동작을 개시하여 매 주기마다 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하고,
상기 MCU는 상기 인터럽트 신호의 하강 엣지(falling edge)에서 동작을 개시하여 매 주기마다 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
9. The method of claim 8,
The EMI reduction apparatus starts operation at a rising edge of the interrupt signal to generate a drive signal having a modulated pulse width every period,
Wherein the MCU starts operation at a falling edge of the interrupt signal and generates a driving signal having a fixed pulse width at every period.

제8항에 있어서,
상기 EMI 저감 장치는,
상기 인터럽트 신호가 생성되는 시간과 상기 고정된 펄스 폭을 갖는 구동 신호가 생성되는 시간 사이의 시간 동안 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
9. The method of claim 8,
The EMI reduction device includes:
Wherein the driving signal generating unit generates the driving signal having the modulated pulse width for a period of time between the time at which the interrupt signal is generated and the time at which the driving signal having the fixed pulse width is generated, Way.

제8항에 있어서,
상기 EMI 저감 장치는,
변조 프로파일을 결정하는 복수의 레지스터로 구성된 셀렉션 레지스터와, 기준 클럭에 따라 서로 다른 펄스 폭을 갖는 복수의 후보 신호를 생성하는 신호 생성 회로로 구성된 구동신호 변조기를 포함하고,
상기 셀렉션 레지스터는, 상기 인터럽트 신호를 수신할 때마다 미리 저장된 상기 변조 프로파일을 순차적으로 변경하여 복수의 상기 레지스터 중 어느 하나의 레지스터로부터 생성된 제어신호를 상기 신호 생성 회로로 전달하고,
상기 신호 생성 회로는, 생성된 상기 복수의 후보 신호들 중 수신된 상기 제어신호의 종류에 따라 어느 하나의 후보 신호를 선택하고, 선택된 어느 하나의 후보 신호를 기초로 상기 변조된 펄스 폭을 갖는 구동 신호를 생성하는, EMI 저감 장치가 구비된 센서 시스템을 이용한 EMI 저감 방법.
9. The method of claim 8,
The EMI reduction device includes:
A selection register composed of a plurality of registers for determining a modulation profile and a drive signal modulator composed of a signal generation circuit for generating a plurality of candidate signals having different pulse widths in accordance with a reference clock,
Wherein the selection register sequentially changes the modulation profile stored in advance each time the interrupt signal is received and transfers the control signal generated from any one of the plurality of registers to the signal generation circuit,
Wherein the signal generation circuit selects one of the candidate signals according to the type of the control signal received among the generated plurality of candidate signals and outputs a drive signal having the modulated pulse width based on the selected one candidate signal A method for EMI reduction using a sensor system having an EMI abatement device for generating a signal.

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