주파수 응답특성에 대한 기본 개념 이해

시스템의 주파수 응답특성이란 시스템에 특정 주파수를 입력했을 때 어떤 신호가 출력 되는지를 나타낸다. 

 

다음 그림과 같이 특정 주파수의 신호가 입력될 때 출력 되는 신호는 입력 신호보다 크기와 위상이 달라진다. 이 때 입력되는 주파수에 따라 출력 신호의 크기와 위상은 달라진다.

 

 

 

 

위의 첫 번째 그림에서와 같이 저주파일 때 약 90%로 크기가 줄고, 두 번째 그림에서와 같이 고주파일 때 약 30%로 크기가 줄어든다. 즉, 위의 시스템은 고주파 신호를 차단하는 LPF 특성을 가진다.

 

입력 신호의 주파수가 증가할 때 시스템이 이를 제대로 추종하지 못하면 출력 신호의 크기가 작아지고, 이 때 시스템은 응답 속도가 느린 특성을 가진다.

 

아래의 첫 번째 그림은 응답 속도가 느린 시스템이고 두 번째 그림은 응답 속도가 빠른 시스템이다.

 

 

 

 

다음 그림과 같은 주파수 응답특성 그래프에서 주파수가 0일 때 크기보다 크기가 3dB 감소하는 지점까지의 주파수 범위를 밴드위스(Bandwidth)라고 한다.

 

 

밴드위스가 넓으면 고주파 신호를 잘 추종하여 고주파 출력 신호가 크고 그에 따라 응답 시간이 짧아진다.

 

시스템의 속도, 응답 속도, 응답 시간, 밴드위스의 관계는 다음과 같다.

1	빠른 시스템	고주파를 잘 추종	응답 속도 빠름	응답 시간 짧음	밴드위스 넓음
2	느린 시스템	고주파를  잘 추종하지 못함	응답 속도 느림	응답 시간 김	밴드위스 좁음

 

☞ 주파수 위상지연의 영향