표제지
감사의 글
목차
제 1 장 서 론 10
제 2 장 비냉각 적외선 검출기 개요 13
2.1 비냉각 적외선 검출기 개요 13
2.2 비냉각 적외선 검출기의 응용분야 14
2.2.1 Medical Diagnosis 14
2.2.2 Industrial Application 15
2.2.3 Military Surveillance & Aim 15
2.3 비냉각 적외선 검출기의 구조 16
제 3 장 비냉각 적외선 검출기 TEC 21
3.1 Peltier Effect 21
3.1.1 Peltier theory 25
3.2 검출기 온도 Sensing Interface 28
3.2.1 검출기 온도센서 출력 전압 특성 29
3.2.2 검출기 TEC 특성 31
3.3 PID 제어 32
3.3.1 PID 제어 개념 32
3.3.1.1 P 제어 32
3.3.1.2 PI 제어 33
3.3.1.2.1 PI 개념 33
3.3.1.2.2 PI 제어 Simulation (Matlab 이용) 35
3.3.1.2.3 PI 제어 Effect 37
3.3.1.3 PD 제어 39
3.3.1.3.1 PD 개념 39
3.3.1.3.2 PD 제어 Simulation (Matlab 이용) 40
3.3.1.3.3 PD 제어 Effect 43
3.3.1.4 PID 제어 45
3.3.1.4.1 PID 제어 개념 45
3.3.1.4.2 TEC 구동 PID 제어부 47
3.3.1.4.2.1 PID Circuit Analyzer 48
3.3.1.4.2.2 PID Circuit Simulation (Icap4 사용) 50
3.3.2 최종 출력단 파형 56
3.4 V-I 변환 회로 58
3.4.1 V-I 제어 개념 58
3.4.2 V-I 회로 Analyze 58
3.5 Shut down 기능 60
3.5.1 Shut-down 제어 개념 60
제 4 장 비냉각 적외선 검출기 Timing 제어 63
4.1 검출기 Timing Spec 63
4.1.1 검출기 Timing Spec 63
4.2 검출기 Timing I/O 정의 65
4.3 검출기 Timing Simulation 파형 66
제 5 장 결 론 68
참고문헌 70
ABSTRACT 72
그림차례
그림 1. 의료기기 응용 14
그림 2. 산업 장비 응용 15
그림 3. 군사용 감시기 및 조준기 응용 15
그림 4. 비냉각 검출기 형상 및 내부 구조 16
그림 5. 비냉각 검출기 ROIC (Readout-IC) 18
그림 6. Structure of thermoelectric cooling module 22
그림 7. Temperature relationship diagram of thermoelectric cooling 23
그림 8. Construction of a Peltier semi-conductor element. In practice several elements are generally connected in series and in parallel 25
그림 9. Power balance flow chart in a Peltier component. (The example illustrated is for the case where PT ] 0) 26
그림 10. TEC 구동 기판 Block-Diagram 28
그림 11. 온도 Sensing 회로도 28
그림 12. P 제어 32
그림 13. PI 제어 33
그림 14. PI 제어 블록선도 34
그림 15. PI 제어 Simulation Waveform (KP = 0.01, KI = 10) 35
그림 16. PI 제어 Simulation Waveform (KP = 0.01, KI = 100) 36
그림 17. 그림 15, 16 파형을 합친 파형 37
그림 18. PD 제어 블록선도 39
그림 19. PD 제어 Simulation Waveform (Kp = 1000, KD = 1) 41
그림 20. PD 제어 Simulation Waveform (Kp = 1000, KD = 30) 42
그림 21. 그림 19, 20 파형을 합친 파형 43
그림 22. PID 제어 45
그림 23. PID 제어기의 블록선도 46
그림 24. TEC 구동용 PID 제어부 설계 47
그림 25. PID 제어 Simulation Waveform 49
그림 26. Simulation for Input Situation 50
그림 27. Simulation Waveform 51
그림 28. Simulation Waveform in scope 52
그림 29. P Gain의 변화량에 대한 V_PD 출력 파형 Simulation 53
그림 30. I Gain의 변화량에 대한 V_I 출력 파형 Simulation 54
그림 31. PID의 최종 출력단 Gain변화에 의한 출력 파형 Simulation 55
그림 32. TEC 제어 Simulation 출력 파형 56
그림 33. TEC 제어 출력 파형 57
그림 34. V-I Circuit 기본 회로 58
그림 35. V-I 회로도 58
그림 36. Shut-Down Block Diagram 60
그림 37. Shut-Down Block Timing Diagram 60
그림 38. Shut-Down Flow Chart 61
그림 39. 설계된 TEC 기판 62
그림 40. 비냉각 열상 시스템 영상 62
그림 41. 검출기 Timing Spec 63
그림 42. 검출기 Timing Simulation 결과 (narrow) 66
그림 43. 검출기 Timing Simulation 결과 (wide) 67
표차례
표 1 Bolometer 저항체의 대표적인 온도계수 (TCR) 17
표 2 검출기 온도 센서 출력 30
표 3 검출기 TEC 특성 31
표 4 검출기 Clock 정의 64