이정협 DGIST 교수팀
‘디지털 변환’ 핵심 기술 개발
세계 최고 수준 저잡음 성능
대구경북과학기술원(DGIST)은 16일 전기전자컴퓨터공학과 이정협 교수팀이 격렬한 움직임이 있는 웨어러블 환경에서도 심전도, 뇌파 등 생체신호(ExG)를 안정적으로 측정할 수 있는 ‘초저전력·고해상도 아날로그-디지털 변환기(ADC)’ 핵심 기술을 개발했다고 밝혔다. 특히 연구팀은 이 기술을 실제 반도체 칩으로 구현해 동작 검증까지 성공적으로 마쳤다.
스마트워치 등 웨어러블 기기를 통한 생체신호 측정은 신호 자체가 매우 미세해 잡음(노이즈)을 최소화하는 것이 필수적이다. 이에 연구팀은 온도 등 외부 요인에 의해 발생하는 불규칙한 신호 간섭(샘플링 열잡음)을 고주파 영역으로 밀어내 제거하는 ‘노이즈-쉐이핑 SAR ADC(Noise-shaping SAR ADC)’ 구조를 새로 제안했다. 이 독자적인 구조를 통해 복잡한 보정 기술이나 큰 커패시터(전하 축적 장치) 없이도 공정, 전압, 온도의 변화에 흔들리지 않는 세계 최고 수준의 저잡음 성능을 개발했다.
이정협 DGIST 교수는 “웨어러블 환경에서 불가피하게 발생하는 큰 움직임 조건에서도 생체신호 측정을 위한 핵심 요구사항을 동시에 만족할 수 있는 혁신적인 ADC 구조를 제시했다”라면서 “이번 연구를 통해 장시간 생체신호 모니터링을 위한 차세대 웨어러블 및 의료기기 기술 고도화에 크게 기여할 것으로 기대한다”고 말했다.
김홍철기자
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