[전기전자] 신호란?

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘부터는 신호에 대한 공부를 복습해보고자 합니다.

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1. 신호란?

일반적으로 신호란 어떤 매체를 통하여 정보를 전달하기 위한 물리적인 파형을 말합니다.

신호는 전기전자 분야에서 매우 중요한 역할을 하는데요.

매체가 음성일 경우 음성 신호는 시간에 따라 변화하는 파형으로 나타낼 수 있고

영상 신호는 화면의 좌표에 따라 변화하는 밝기로 나타낼 수 있습니다.

 

신호를 크게 나누고자 하면 신호는 연속시간신호(continuous time signal)과 이산시간신호(discrete time signal)의 두 종류로 나누어집니다. 연속시간신호는 연속적으로 변화하는 시간 t의 모든 값에 대하여 신호함수의 값이 정의되어 있는 신호입니다.이산시간신호는 시간 t의 특정한 값들에 대해서만 불연속적으로 신호함수의 값이 정의되어 있는 신호입니다.

아래 그림에서 표현처럼 연속 시간 신호는 x(t), 이산 시간 신호는 x[t]와 같이 표현 됩니다. 

연속 신호	이산 신호

 

이 때 연속 신호는 아날로그 신호이고, 이산 신호는 디지털 신호인가 라고 생각할 수도 있는데요.

비슷하긴 하지만 조금은 다른 개념이라고 생각하셔야 합니다.

연속 시간 신호는 말그대로 시간에 대해서만 연속적으로 정의된 것이지만 아날로그 신호는 시간과 진폭 모두에서 연속적 신호여야 합니다.

이산 시간 신호 또한 말 그대로 시간에 대해서만 이산적인 값을 갖는 것이고 디지털 신호는 시간과 진폭 모두에서 이산적인 값을 갖습니다.

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2. 연속신호

연속신호의 종류는 무수히 많지만 가장 기본적인 신호 몇 개를 보도록 하겠습니다.

자세한 신호들에 대한 수학 공식은 다음에 보도록 하고 오늘은 어떤 신호들이 있고 자주 사용되는지 보도록 하겠습니다.

 

1) 정현파 신호(sinusoidal signal)

정현파 신호

일반적으로 Acos(wt+위상)과 같은 형태로 표현이 됩니다.

사인또는 코사인 함수로 된 주기 신호를 말합니다.

이 때 A는 정현파의 진폭(amplitude)를 나타내고, w는 각주파수를 나타냅니다.

 

2) 단위 계단 신호(unit step signal)

단위 계단 신호

t=0에서 불연속적이긴 하지만 정의 자체에 나와있지 않기 때문에 크게 신경 쓸 필요는 없습니다.

 

 

3) 단위 임펄스 신호 (unit impulse signal)

단위 임펄스 신호

t=0에서 폭이 0이며 무한대의 크기를 갖게 됩니다.

그 외에는 크기가 0이고 전체 면적은 1입니다.

 

그래서 단위 계단 신호와 단위 임펄스 신호는 아래와 같은 특징들이 있습니다.