신호 해석

한림대학교
박섭형

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주제분류

공학 >컴퓨터ㆍ통신 >정보통신공학
강의학기

2014년 2학기

조회수

16,372

강의계획서

신호와 시스템에 관한 지식은 전자공학을 비롯한 공학 전반의 기본적인요소이다. 이 과목에서는 신호를 해석하는 기본적인 원리와 방법을 배운다. 구체적으로 연속시간 신호와 이산시간 신호의 시간 영역 표현법과 주파수 영역 표현법을 배운다. 신호를 해석하는 방법 가운데 주파수 해석 방법이 매우 중요한데 연속/이산 신호 중에서 각각 주기/비주기 신호를 주파수 영역으로 변환하는 도구인 푸리에 변환, 라플라스 변환, z-변환 등의 기본 원리와 활용 능력을 배운다. 디지털 컴퓨터가 발전하면서 신호를 해석하는 수학적 연산을 프로그래밍으로 해결하는 경우가 많다. 이 과목에서는 Python 프로그래밍 언어와 Scipy, Numpy, Matplotlib 등의 과학 및 공학용 라이브러 신호와 시스템은 전자 공학뿐 아니라 다양한 분야에 응용되는 전자 공학의 핵심 과목이다. 이 과목에서는 신호를 해석하는 기본적인 원리와 방법을 배운다. 시간 영역과 주파수 영역은 신호를 해석할 때 사용되는 두 가지 주요 영역이다. 이 과목에서는 신호의 시간 영역 표현법과 주파수 영역 표현법을 배운다. 푸리에 급수와 변환은 시간 영역 신호와 주파수 영역 신호를 상호 변환할 수 있는 매우 유용한 도구이다. 이 과목에서는 다음 네 종류의 푸리에 급수와 변환의 기본 원리와 응용에 대해서 배운다. 즉, 이산시간 주기 신호를 위한 이산 푸리에 급수, 이산시간 비주기 신호를 위한 이산시간 푸리에 변환, 연속시간 주기 신호를 위한 연속시간 푸리에 급수, 그리고 연속시간 비주기 신호를 위한 연속시간 푸리에 변환이다. 신호 해석에 컴퓨터 시뮬레이션이 많이 사용된다. 이 과목에서는 Python 프로그래밍 언어와 Scipy, Numpy, Matplotlib 등의 과학 및 공학용 라이브러리를 사용하여 신호를 해석하는 방법도 함께 배운다.

차시별 강의

1.	신호와 시스템 개요	1. 신호란 무엇인가? 2. 시스템이란 무엇인가? 3. 신호의 시간 영역 표현 4. Nyquist-Shannon의 샘플링 정리 5. 신호의 주파수 영역 표현 6. 시스템의 표현 7. 시스템의 특성 및 분류
2.	복소수 기초 (1)	1. 복소수의 기본 개념 2. 복소수의 표현 3. 오일러 (Euler) 공식
	복소수 기초 (2)	1. 복소수의 대수 연산 2. 복소수의 N 승근 3. Python에서 복소수 다루기
3.	파이선 프로그래밍 기초	1. Python 소개 2. Python 기본 문법 3. Python 함수 4. Python 논리식 5. Python 모듈
	과학 계산용 Python	1. Numpy를 이용한 행렬 연산 2. Matplotlib를 이용한 그래프 그리기 3. Scipy를 이용한 신호 해석 4. Python을 이용한 선형 대수 풀이
4.	신호의 기초 (1)	1. 신호의 분류 2. 신호의 상관 함수 * 상호 상관 함수 * 자기 상관 함수
5.	신호의 기초 (2)	1. 주요 신호 * 단위 임펄스 신호 * 단위 계단 신호 2. 신호의 주파수 3. 정현파 신호의 샘플링과 Python으로 신호의 그래프 그리기
6.	이산시간 주기 신호의 주파수 성분 분석 : 이산 푸리에 급수 (1)	1. 이산 푸리에 급수의 기본 개념 2. 직교 정규 기저 벡터를 이용한 실벡터의 표현
	이산시간 주기 신호의 주파수 성분 분석 : 이산 푸리에 급수 (2)	1. 직교 정규 기저 벡터의 변경 2. 직교 정규 기저 벡터를 이용한 복소벡터의 표현
7.	이산시간 주기 신호의 주파수 성분 분석 : 이산 푸리에 급수 (3)	1. 이산 푸리에 급수 2. 이산 푸리에 급수의 기본 성질
	이산시간 주기 신호의 주파수 성분 분석 : 이산 푸리에 급수 (4)	1. 이산 푸리에 변환 2. 이산 푸리에 변환의 기본 성질
8.	이산시간 주기 신호의 주파수 성분 분석 : 이산 푸리에 급수 (5)	Python을 이용한 이산 푸리에 급수/변환의 계산
9.	연속시간 주기 신호의 주파수 해석 : 연속시간 푸리에 급수 (1)	1. 연속시간 복소 주기 함수 공간과 내적 2. 연속시간 복소 주기 함수 공간의 직교 정규 기저 함수 3. 연속시간 주기 신호의 주파수 분석 : 연속시간 푸리에 급수 (CFS: continuous Fourier series) 분석과 합성 4. 구형파와 삼각파의 푸리에 급수 분석과 합성 예
10.	연속시간 주기 신호의 주파수 해석 : 연속시간 푸리에 급수 (2)	1. 연속시간 푸리에 급수의 특성과 주요 성질 2. Python을 이용한 연속시간 주기 신호의 푸리에 급수 분석 및 합성 3. 시비율이 다른 주기 함수의 푸리에 급수 계수 비교
11.	이산시간 비주기 신호의 주파수 분석: 이산시간 푸리에 변환 (1)	1. 시비율이 다른 이산시간 주기 신호의 이산 푸리에 변환 비교 2. 이산 푸리에 변환에서 이산시간 푸리에 변환으로 3. 이산시간 푸리에 변환의 존재 조건 4. 이산시간 푸리에 변환의 주요 성질
12.	이산시간 비주기 신호의 주파수 분석: 이산시간 푸리에 변환 (2)	1. 유한 길이 신호의 이산시간 푸리에 변환 2. 주요 이산시간 신호의 푸리에 변환 3. 이산 푸리에 변환과 이산시간 푸리에 변환 사이의 관계
13.	연속시간 비주기 신호의 주파수 분석: 연속시간 푸리에 변환	1. 연속시간 푸리에 급수와 연속시간 푸리에 변환 2. 연속시간 푸리에 변환의 존재 조건 3. 연속시간 푸리에 변환의 성질 4. 주요 연속시간 신호의 푸리에 변환