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한빛출판네트워크

IT CookBook, 디지털 신호 처리 : 기본 이론부터 MATLAB 실습까지

한빛아카데미

집필서

판매중

  • 저자 : 이철희
  • 출간 : 2013-07-31
  • 페이지 : 640 쪽
  • ISBN : 9788998756307
  • 물류코드 :4030
본 도서는 대학 강의용 교재로 개발되었으므로 연습문제 풀이는 제공하지 않습니다.
단, 일부 정답은 [부록/예제소스]에서 내려받을 수 있습니다.
초급 초중급 중급 중고급 고급
1점 (1명)
좋아요 : 33

Why, What, How!
왜 배우는지, 무엇을 배우는지 명쾌하게 짚어주고,
어떻게 다루는지 실감 나게 보여준다!

 

누구를 위한 책인가?
이 책은 전기전자/정보통신 관련 학과 학생들을 대상으로, 광범위한 디지털 신호 처리의 내용을 엄선하여 다룬다. 먼저, 이산 신호와 시스템의 기본 개념을 다지고, 시간 영역 해석과 주파수 영역 해석을 살펴본 후 디지털 필터 설계를 배운다. 장마다 [도입글]과 [학습포인트]를 제시하여 왜 배우는지, 무엇을 배우는지를 알 수 있게 하였고, [MATLAB 실습]으로 본문에서 배운 이론을 어떻게 다룰 수 있는지 살펴볼 수 있게 하였다. 더불어 학습 효과를 높이기 위해 과 <심화학습 자료>를 온라인으로 제공한다.

 

무엇을 다루는가?

저자

이철희

서울대학교 전기공학과에서 학사, 석사, 박사 과정을 1989년에 마쳤다. 1990년 강원대학교에 부임하여 현재까지 IT대학 전기전자공학부에 재직중이다. 신호 및 시스템, 디지털 신호 처리, 제어 시스템, 지능 시스템 등을 주로 강의하고 있다. 근래에는 소프트 컴퓨팅(퍼지 이론, 신경망, 유전 알고리즘, 러프 집합)을 제어, 신호 처리, 지능 시스템에 응용하는 연구에 많은 관심을 갖고 있다. 저서로는 『신호 및 시스템』(다성출판사, 2001), 『디지털 신호 처리』(한빛아카데미, 2013), 『핵심이 보이는 신호 및 시스템』(한빛아카데미, 2015)이 있다.

Chapter 01 디지털 신호 처리의 개요

1.1|서론 ∙ 18

1.2|신호와 시스템 ∙ 19

1.2.1  신호 ∙ 19

1.2.2  아날로그와 디지털 신호 ∙ 20

1.2.3  시스템 ∙ 21

1.2.4  신호 처리 ∙ 22

1.3|디지털 신호 처리 ∙ 24

1.3.1  디지털 신호 처리 시스템의 구성 ∙ 24

1.3.2  디지털 신호 처리의 장단점 ∙ 26

1.3.3  디지털 신호 처리의 목적 ∙ 27

1.3.4  디지털 신호 처리의 응용 ∙ 29

1.4|신호와 관련한 기초 개념 ∙ 33

1.4.1  정현파와 진폭,  위상,  주기,  주파수 ∙ 33

1.4.2  신호의 에너지와 전력 ∙ 35

:: 핵심요약 ∙ 37

:: 연습문제 ∙ 38

:: MATLAB 실습 ∙ 39

 

Chapter 02 이산 신호와 시스템

2.1|이산 신호 ∙ 48

2.1.1  이산 신호의 정의 ∙ 48

2.1.2  이산 신호의 분류 ∙ 49

2.2|기본 이산 신호 ∙ 52

2.2.1  단위 임펄스 신호 ∙ 52

2.2.2  단위 계단 신호 ∙ 53

2.2.3  지수 신호 ∙ 55

2.2.4  정현파 신호 ∙ 56

2.3|이산 신호에 대한 기본 연산 ∙ 58

2.4|이산 시스템 ∙ 62

2.5|이산 시스템의 분류 ∙ 65

2.5.1  선형 시스템과 비선형 시스템 ∙ 65

2.5.2  시불변 시스템과 시변 시스템 ∙ 67

2.5.3  인과 시스템과 비인과 시스템 ∙ 68

2.5.4  안정 시스템과 불안정 시스템 ∙ 68

2.5.5  동적(기억) 시스템과 순시적(무기억) 시스템 ∙ 69

:: 핵심요약 ∙ 71

:: 연습문제 ∙ 72

:: MATLAB 실습 ∙ 76

 

Chapter 03 이산 시스템의 시간 영역 해석

3.1|시스템의 임펄스 응답 ∙ 86

3.2|이산 LTI 시스템의 컨벌루션 표현 ∙ 89

3.3|컨벌루션 합의 계산과 성질 ∙ 92

3.3.1  컨벌루션 합의 계산 ∙ 92

3.3.2  컨벌루션 합의 성질 ∙ 95

3.4|차분 방정식에 의한 이산 LTI 시스템의 해석 ∙ 99

3.4.1  차분 방정식의 풀이-반복 대입법 ∙ 100

3.4.2  차분 방정식의 풀이-고전적 해법 ∙ 102

3.5|임펄스 응답과 시스템의 특성 ∙ 109

3.5.1  임펄스 응답의 물리적 의미 ∙ 109

3.5.2  임펄스 응답과 시스템의 특성 ∙ 110

:: 핵심요약 ∙ 112

:: 연습문제 ∙ 113

:: MATLAB 실습 ∙ 119

 

Chapter 04 연속 신호의 디지털 처리

4.1|연속 신호의 디지털 처리 시스템 ∙ 130

4.2|샘플링 ∙ 134

4.2.1  정현파 신호의 샘플링 ∙ 134

4.2.2  임펄스 샘플링 모델과 샘플링 정리 ∙ 137

4.3|주파수중첩 ∙ 140

4.4|신호 복원 ∙ 144

4.4.1  이상적인 신호 복원(대역 제한 보간) ∙ 145

4.4.2  영차 홀드를 이용한 신호 복원 ∙ 146

4.4.3  선형 보간(일차 홀드)을 이용한 신호 복원 ∙ 147

4.5|A/D 변환과 D/A 변환 ∙ 150

4.5.1  A / D  변환기의 개요 ∙ 150

4.5.2  양자화/부호화 ∙ 151

4.5.3  양자화 오차 ∙ 153

4.5.4  D/A  변환 ∙ 156

:: 핵심요약 ∙ 158

:: 연습문제 ∙ 159

:: MATLAB 실습 ∙ 163

 

Chapter 05 주파수 영역 해석의 기초

5.1|신호의 표현과 주파수 ∙ 174

5.2|푸리에 급수 ∙ 177

5.2.1  주기 신호와 푸리에 급수 ∙ 177

5.2.2  푸리에 급수의 세 가지 표현 ∙ 178

5.2.3  푸리에 급수와 스펙트럼 ∙ 182

5.2.4  푸리에 급수의 주요 성질 ∙ 188

5.3|푸리에 변환 ∙ 190

5.3.1  푸리에 변환의 개요 ∙ 190

5.3.2  주기 신호의 푸리에 변환 ∙ 195

5.3.3  푸리에 변환의 성질 ∙ 196

:: 핵심요약 ∙ 201

:: 연습문제 ∙ 202

:: MATLAB 실습 ∙ 209

 

Chapter 06 이산 시간 푸리에 급수 및 변환

6.1|이산 정현파 신호의 주기성 ∙ 226

6.2|이산 시간 푸리에 급수(DTFS) ∙ 229

6.2.1  이산 시간 푸리에 급수의 개요 ∙ 229

6.2.2  이산 시간 푸리에 급수의 성질 ∙ 235

6.3|이산 시간 푸리에 변환(DTFT) ∙ 236

6.3.1  이산 시간 푸리에 변환의 개요 ∙ 236

6.3.2  주요 신호의 DTFT쌍 ·  238

6.3.3  이산 시간 푸리에 변환의 성질 ∙ 244

6.4|DTFT에 의한 이산 시스템의 해석 ∙ 255

6.4.1  이산 시스템의 주파수 응답 ∙ 255

6.4.2  차분 방정식과 주파수 응답 ∙ 257

6.5|푸리에 표현의 상호 관계 ∙ 262

6.5.1  푸리에 표현의 관계 요약 ∙ 262

6.5.2  시간-주파수 이원성 ∙ 264

6.5.3  푸리에 해석의 주요 사항 요약 ∙ 265

:: 핵심요약 ∙ 266

:: 연습문제 ∙ 267

:: MATLAB 실습 ∙ 275

 

Chapter 07 이산 및 고속 푸리에 변환

7.1|이산 푸리에 변환(DFT) ∙ 290

7.1.1  이산 푸리에 변환의 정의 ∙ 290     

7.1.2  회전 인자 ∙ 293

7.1.3  DFT를 이용한 신호 처리 ∙ 294

7.2|이산 푸리에 변환의 특성 ∙ 296

7.2.1  DFT의 기본 성질 ∙ 296

7.2.2  동일 구조에 의한 IDFT의 계산 ∙ 297

7.2.3  DFT의 해상도와 영 채우기 ∙ 300

7.2.4  DFT의 길이 N의 선정 ∙ 302

7.3|원형 컨벌루션 ∙ 304

7.3.1  원형 컨벌루션의 개념과 정의 ∙ 304

7.3.2  원형 컨벌루션에 의한 선형 컨벌루션 계산 ∙ 308

7.3.3  원형 컨벌루션을 이용한 긴 데이터의 컨벌루션 ∙ 312

7.4|고속 푸리에 변환(FFT) ∙ 317

7.4.1  밑수 2 시분할 FFT  알고리즘 ∙ 318

7.4.2  FFT  버터플라이 ∙ 322

7.4.3  역 비트순 ∙ 323

7.4.4  밑수 2 주파수 분할 FFT ∙ 325

7.4.5  역 FFT ∙ 329

:: 핵심요약 ∙ 331

:: 연습문제 ∙ 332

:: MATLAB 실습 ∙ 337

 

Chapter 08 z 변환

8.1| z 변환의 개념과 정의 ∙ 350

8.1.1  z 변환의 정의 ∙ 350

8.1.2  z 변환의 수렴 영역 ∙ 352

8.2|주요 신호의 z 변환 ∙ 355

8.3|역 z 변환 ∙ 358

8.3.1  멱급수 전개에 의한 역 z 변환 ∙ 358

8.3.2  부분분수 전개법에 의한 역 z 변환 ∙ 360

8.4| z 변환의 성질 ∙ 364

8.5| z 변환에 의한 차분 방정식 해석 ∙ 371

8.5.1  z 변환을 이용한 차분 방정식의 풀이 ∙ 371

8.5.2  초깃값 정리와 최종값 정리 ∙ 374

8.6|전달 함수 ∙ 377

8.6.1  전달 함수의 정의 ∙ 377

8.6.2  시스템(전달 함수)의 극과 영점 ∙ 381

8.6.3  전달 함수와 시스템의 특성 ∙ 385

8.7|전달 함수와 주파수 응답의 관계 ∙ 388

8.7.1  극과 영점에 대한 주파수 응답의 의존성 ∙ 388

8.7.2  극과 영점에 따른 주파수 선택 특성 ∙ 390

8.8| z 변환과 라플라스 변환의 관계 ∙ 394

:: 핵심요약 ∙ 396

:: 연습문제 ∙ 397

:: MATLAB 실습 ∙ 402

 

Chapter 09 디지털 필터의 기초

9.1|필터의 개요 ∙ 416

9.1.1  필터의 기본 개념 ∙ 416

9.1.2  필터의 분류 ∙ 417

9.2|주파수 응답/전달 함수와 필터 특성 ∙ 420

9.2.1  주파수 응답과 필터 특성 ∙ 420   

9.2.2  필터 이득 ∙ 422

9.2.3  선형 위상 ∙ 424

9.2.4  최소 위상 ∙ 426

9.2.5  극-영점 배치와 필터 특성 ∙ 429

9.3|간단한 실용 필터 ∙ 431

9.3.1  이동 평균 필터 ∙ 431

9.3.2  빗살 필터 ∙ 433

9.3.3  디지털 공진기 ∙ 434

9.3.4  노치 필터 ∙ 436

9.3.5  디지털 미분기 ∙ 438

9.3.6  힐베르트 변환기 ∙ 439

9.3.7  전역 통과 필터 ∙ 440

9.4|필터 설계의 개요 ∙ 442

9.4.1  필터의 사양 결정 ∙ 443

9.4.2  필터 계수의 결정 ∙ 446

9.4.3  필터 구조 선택 및 전달 함수 변형 ∙ 447

9.4.4  유한 어장 효과 분석 ∙ 447

9.4.5  필터의 물리적 구현 ∙ 448

:: 핵심요약 ∙ 449

:: 연습문제 ∙ 450

:: MATLAB 실습 ∙ 455

 

Chapter 10 FIR 필터 설계

10.1|FIR 필터 설계의 개요 ∙ 470

10.2|선형 위상 FIR 필터 ∙ 472

10.2.1  신호의 대칭성과 선형 위상 ∙ 472

10.2.2  선형 위상 FIR  필터의 유형 ∙  473

10.2.3  선형 위상 FIR  필터의 영점 분포 ∙ 479

10.3|창 함수를 이용한 FIR 필터 설계 ∙ 484

10.3.1  창 함수를 이용한 필터 설계의 개요 ∙ 484

10.3.2  창 함수 ∙ 486

10.3.3  창 함수를 이용한 설계 시 고려 사항들 ∙ 494

10.4|주파수 샘플링에 의한 FIR 필터 설계 ∙ 499

10.5|최적 등맥동 FIR 필터 설계 ∙ 503

10.5.1  등맥동 필터 설계의 기본 개념 ∙ 503

10.5.2  교번 정리를 이용한 최적 등맥동 필터 설계 ∙ 505

10.6|FIR 필터의 주파수 대역 변환 ∙ 509

10.6.1  변조 특성을 이용한 방법 ∙ 509

10.6.2  부필터들의 합성을 이용한 방법 ∙ 511

:: 핵심요약 ∙ 513

:: 연습문제 ∙ 514

:: MATLAB 실습 ∙ 516

 

Chapter 11 IIR 필터 설계

11.1|IIR 필터 설계의 개요 ∙ 530

11.1.1  IIR 필터의 기본 개념 ∙ 530

11.1.2  IIR 필터 설계의 개요 ∙ 531

11.1.3  연속계와 이산계의 관계 ∙ 533

11.2|극-영점 배치에 의한 IIR 필터 설계 ∙ 534

11.3|아날로그 필터 설계 ∙ 537

11.3.1  아날로그 필터의 설계 사양 ∙ 537

11.3.2  버터워스 필터 ∙ 538

11.3.3  체비쇼프 필터 ∙ 544

11.3.4  타원형 필터 ∙ 550

11.3.5  베셀 필터 ∙ 553

11.4|아날로그-디지털 필터 변환 ∙ 554

11.4.1  임펄스 불변 변환 ∙ 554

11.4.2  쌍선형 변환 ∙ 561

11.4.3  유한 차분 근사 ∙ 569

11.4.4  정합 z 변환 ∙ 571

11.5|IIR 필터의 주파수 대역 변환 ∙ 573

11.5.1  아날로그 ⇒ 아날로그(A2A) 대역 변환 ∙ 573

11.5.2  디지털 ⇒ 디지털(D2D) 대역 변환 ∙ 576

11.5.3  아날로그 ⇒ 디지털(A2D) 대역 변환 ∙ 578

:: 핵심요약 ∙ 579

:: 연습문제 ∙ 580

:: MATLAB 실습 ∙ 583

 

Chapter 12 필터 구조와 구현

12.1|필터 구현을 위한 필터 구조 ∙ 600

12.2|FIR 필터 구조와 구현 ∙ 601

12.2.1  직접형 ∙ 601

12.2.2  종속형 ∙ 602

12.2.3  선형 위상형 ∙ 603

12.2.4  주파수 샘플링형 ∙ 604

12.3|IIR 필터 구조와 구현 ∙ 607

12.3.1  직접형 ∙ 607

12.3.2  종속형 ∙ 609

12.3.3  병렬형 ∙ 610

12.4|격자 필터 구조 ∙ 613

12.4.1  FIR 필터의 격자 구조 구현 ∙ 613

12.4.2  IIR 필터의 격자 구조 구현 ∙ 615

:: 핵심요약 ∙ 617

:: 연습문제 ∙ 618

:: MATLAB 실습 ∙ 620

 

Appendix  A|수식표 ∙ 627

Appendix  B|변환표 ∙ 633

찾아보기 ∙ 638

부록/예제소스
자료명 등록일 다운로드
DOWNLOAD [기타] 연습문제 해답 2018-08-20 다운로드
DOWNLOAD [본문관련] 예제소스 2018-08-20 다운로드
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