[A+]광운대_전자회로실험(전회실)_텀프로젝트_최종보고서

소개

"[A+]광운대_전자회로실험(전회실)_텀프로젝트_최종보고서"에 대한 내용입니다.

목차

1. Introduction(object & motivation)
2. Theory and design
3. Simulation results (by tools like PSpice)
4. Experimental results and discussions
5. Conclusion
6. Role assignment for team members
7. References

본문내용

1. Introduction(object & motivation)
본 설계는 음성 및 오디오 신호의 주파수 성분을 실시간으로 분석하여 특정 음계 범위(C3~C4)를 시각적으로 판별하는 아날로그 기반의 다채널 음정 감지 시스템을 설계하고 구현하는 것을 목표로 한다.
현대의 주파수 분석 시스템의 대부분은 MCU를 활용한 디지털 신호처리와 고속 푸리에 변환 알고리즘을 사용하고 있다. 하지만 본 프로젝트는 다중 귀환 대역 통과 필터와 WTA(Winner-Takes-All)로직을 이용해 하드웨어 자체만으로 주파수를 분석하고자 한다. 이러한 아날로그 기반의 주파수 분리 및 자동 선택 시스템은, 향후 디지털 프로세서의 개입을 최소화해야 하는 저전력 음성 트리거 회로, 실시간 하드웨어 오디오 스펙트럼 애널라이저, 특정 주파수 대역에서만 반응하는 산업용 환경 제어 장치 등 다양한 시스템 분야로 확장할 수 있다.

2. Theory and design
- Theory -
본 시스템은 입력된 음성 신호의 기본 주파수를 분석하여 C3~C4 범위의 음계를 판별하도록 설계되었다. 주파수 기반의 신호를 처리하기 때문에 전체 구조는 아날로그 신호처리 회로를 중심으로 구성된다. 시스템은 크게 입력부, 신호처리부, 출력부로 나뉘어 지며, 전체 회로 구성은 [그림 3-1]과 같다.

(1) 입력부
본 시스템의 오디오 신호 획득을 위해 마이크로폰 앰프인 MAX9814 모듈을 사용한다. 이 모듈에는 AGC(Automatic Gain Control) 기능이 포함되어 있고 이 기능은 후단 회로의 포화를 막는 핵심 시스템으로 작용한다. 실제 측정 결과 소리를 아무리 크게 내거나 가까이서 말하여도 최대 출력 전압 1[V]를 넘지 않아 Clipping 현상을 원천적으로 방지해 줄 수 있다. 또한 해당 모듈에는 기본적으로 1.23[V]의 DC offset이 포함되어 있고 이를 그대로 후단 회로로 보내게 될 경우 기준점이 틀어지고 증폭과정에서 에러가 발생할 수 있으므로 AC 커플링 회로를 통해 직류 성분을 제거하고 기준점을 0[V]로 만들었다.

참고자료

· 한국정보통신기술협회(TTA), “저역 통과 필터(LPF),” TTA 용어사전, https://terms.tta.or.kr/dictionary/searchList.do?searchTerm=저역%20통과%20필터 (접속일: 2026.03.25).
· 홍수박, “[Sallen-Key Filter] 2차 저역 통과 필터 개념과 이론,” 티스토리 블로그, https://hongwatermelon.tistory.com/2 (접속일: 2026.03.24)
· 청파이엠티, AReS EO 실험 9-3: 브리지 정류회로 실험, https://www.chungpaemt.co.kr/ebook/AReS_EO_HTML2/HTMLContents/part9/experiment9_3_ko.html (접속일: 2026.03.25).
· 엠에스리, “피크 검출기(Peak detector),” 네이버 블로그, https://blog.naver.com/lagrange0115/222396822407 (접속일: 2026.03.28)
· All About Circuits, “Operation of Bipolar Junction Transistors – Video Tutorial,” https://www.allaboutcircuits.com/video-tutorials/operation-of-bipolar-junction-transistors/ (접속일: 2026.03.28