
디지털통신시스템설계실습 4주차
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2023.06.13
문서 내 토픽
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1. 나이퀴스트 주파수나이퀴스트 주파수는 원신호의 최대 주파수를 2배한 값으로, 이 이상의 주파수로 샘플링하면 원신호를 복원할 수 있다. 본 과제에서는 원신호의 최대 주파수가 4Hz이므로, 나이퀴스트 주파수는 8Hz이다.
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2. 샘플링 주파수나이퀴스트 주파수 이상으로 샘플링하면 원신호를 잘 복원할 수 있지만, 나이퀴스트 주파수 미만으로 샘플링하면 애리어싱이 발생하여 원신호의 정보가 손실된다. 따라서 샘플링 주파수는 나이퀴스트 주파수 이상으로 설정해야 한다.
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3. 시간영역 및 주파수영역 분석시간영역에서는 원신호, 샘플링 신호, 복원 신호를 비교하여 샘플링 주파수에 따른 차이를 확인할 수 있다. 주파수영역에서는 샘플링 주파수가 나이퀴스트 주파수 이상일 때 원신호의 주파수 성분이 잘 복원되지만, 미만일 때는 애리어싱으로 인해 주파수 성분이 제대로 복원되지 않는다.
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4. 애리어싱샘플링 주파수가 나이퀴스트 주파수 미만일 경우 애리어싱이 발생하여 원신호의 주파수 성분이 손실된다. 이로 인해 복원된 신호가 원신호와 다르게 나타나게 된다.
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5. MATLAB을 이용한 샘플링 및 복원MATLAB을 활용하여 원신호를 생성하고, 다양한 샘플링 주파수로 샘플링한 후 복원하는 과정을 실습하였다. 이를 통해 샘플링 이론을 실제로 확인할 수 있었다.
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1. 나이퀴스트 주파수나이퀴스트 주파수는 디지털 신호 처리에서 매우 중요한 개념입니다. 이는 연속 신호를 디지털 신호로 변환할 때 발생할 수 있는 애리어싱 현상을 방지하기 위해 필요한 최소 샘플링 주파수를 나타냅니다. 나이퀴스트 주파수는 연속 신호의 최대 주파수의 2배 이상이어야 합니다. 이를 통해 원래 신호를 정확하게 복원할 수 있습니다. 나이퀴스트 주파수 개념은 디지털 오디오, 영상, 통신 등 다양한 분야에서 활용되며, 디지털 신호 처리의 기본이 되는 중요한 이론입니다.
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2. 샘플링 주파수샘플링 주파수는 디지털 신호 처리에서 매우 중요한 개념입니다. 이는 연속 신호를 디지털 신호로 변환할 때 사용되는 주파수로, 나이퀴스트 주파수 이상이어야 합니다. 샘플링 주파수가 너무 낮으면 애리어싱 현상이 발생하여 원래 신호를 정확하게 복원할 수 없습니다. 반면에 샘플링 주파수가 너무 높으면 불필요한 데이터가 많아져 메모리와 처리 속도가 낭비될 수 있습니다. 따라서 적절한 샘플링 주파수를 선택하는 것이 중요합니다. 샘플링 주파수 개념은 디지털 오디오, 영상, 통신 등 다양한 분야에서 활용되며, 디지털 신호 처리의 핵심이 되는 중요한 이론입니다.
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3. 시간영역 및 주파수영역 분석시간영역 및 주파수영역 분석은 디지털 신호 처리에서 매우 중요한 개념입니다. 시간영역 분석은 신호의 진폭과 시간에 따른 변화를 나타내며, 주파수영역 분석은 신호의 주파수 스펙트럼을 나타냅니다. 이 두 가지 분석 방법은 서로 보완적이며, 신호의 특성을 이해하고 처리하는 데 필수적입니다. 시간영역 분석은 신호의 시간적 특성을 파악할 수 있으며, 주파수영역 분석은 신호의 주파수 특성을 파악할 수 있습니다. 이 두 가지 분석 방법은 디지털 오디오, 영상, 통신 등 다양한 분야에서 활용되며, 디지털 신호 처리의 핵심이 되는 중요한 이론입니다.
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4. 애리어싱애리어싱은 디지털 신호 처리에서 매우 중요한 문제입니다. 이는 연속 신호를 디지털 신호로 변환할 때 발생할 수 있는 현상으로, 원래 신호의 주파수 성분이 잘못 표현되어 나타나는 현상입니다. 애리어싱을 방지하기 위해서는 나이퀴스트 주파수 이상의 샘플링 주파수를 사용해야 합니다. 또한 애리어싱을 제거하기 위해 저역 통과 필터를 사용할 수 있습니다. 애리어싱 문제는 디지털 오디오, 영상, 통신 등 다양한 분야에서 발생할 수 있으며, 디지털 신호 처리의 핵심적인 문제 중 하나입니다.
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5. MATLAB을 이용한 샘플링 및 복원MATLAB은 디지털 신호 처리 분야에서 널리 사용되는 강력한 도구입니다. MATLAB을 이용하면 연속 신호를 디지털 신호로 변환하고, 이를 다시 복원하는 과정을 쉽게 구현할 수 있습니다. MATLAB의 다양한 함수와 도구를 활용하면 나이퀴스트 주파수, 샘플링 주파수, 애리어싱 등의 개념을 실제로 구현하고 확인할 수 있습니다. 이를 통해 디지털 신호 처리의 핵심 이론을 깊이 있게 이해할 수 있습니다. MATLAB은 교육, 연구, 산업 현장 등 다양한 분야에서 디지털 신호 처리 문제를 해결하는 데 유용하게 활용될 수 있습니다.
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5주차 결과 보고서 19장 논리회로 응용 및 Karnaugh Map (1)1. 논리회로 응용 논리회로 응용 및 Karnaugh Map 실험을 통해 논리식의 간략화와 논리회로 구성을 실험하였습니다. 주어진 부울 대수식을 이용하여 논리회로를 설계하고, 카르노 맵을 활용하여 간략화하는 과정을 수행하였습니다. 실험 결과를 통해 간략화된 회로와 원래 회로의 출력이 동일함을 확인하였습니다. 2. Karnaugh Map Karnaugh Ma...2025.05.03 · 공학/기술
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홍익대학교 디지털논리실험및설계 5주차 예비보고서 A+1. 전가산기 전가산기는 2개의 입력 비트와 입력 캐리를 받아 합의 출력과 출력 캐리를 발생합니다. 즉, 기본적으로 전가산기는 1비트 크기의 2진수 3개를 입력으로 받아서 그것들의 이진 덧셈 결과를 출력하는 시스템이라고 생각할 수 있습니다. 전가산기의 진리표로부터 합의 출력 (Σ) = (A XOR B) XOR C(in)이고 출력 캐리 (C(out)) = (...2025.05.04 · 공학/기술
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LabView 실습1 결과보고서 (아주대 기계공학기초실험 실험4)1. 랩뷰 프로그래밍 실습1에서는 랩뷰의 While루프 함수를 이용하여 실시간으로 생성되는 0~1 사이의 난수를 웨이브폼 차트에 나타냈다. 이때 While루프는 무한반복 루프이기 때문에 반드시 정지조건을 달아야 한다는 것을 알 수 있었다. 2. 사인 함수 생성 실습2에서는 난수, 상수, 사인 함수를 연산하여 웨이브폼 차트에 나타냈다. 상수값, 사인 함수의 ...2025.04.26 · 공학/기술
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컴퓨터 구조 계산기_quartus 설계_20241. 컴퓨터 구조 이 과제에서는 간단한 구조의 계산기를 설계하는 것을 목표로 합니다. 기존에는 Schematic editor 설계 기법을 사용했지만, 이번에는 HDL(hardware description language) 기법을 이용하여 알고리즘이나 기능 레벨에서의 설계를 진행하고 gate 레벨의 로직 설계를 수행합니다. ROM이나 Hard-Wired Lo...2025.01.16 · 공학/기술
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Labview Programming 실습 2 결과보고서 (아주대 기계공학기초실험 실험5)1. 랩뷰 프로그래밍 이번 실험에서는 랩뷰에 있는 다양한 기능을 DAQ를 이용하여 아날로그, 디지털신호 입출력해보았다. 실습2-1에서는 랩뷰에서 아날로그 신호를 생성한 후 그 신호를 DAQ로 입출력해 보았고 웨이브폼 차트와 엑셀 그래프로 입력한 신호에 맞게 나오는 것을 확인하였다. 실습2-2에서는 노이즈가 있는 데이터를 저주파 통과 필터를 이용하여 알파 값...2025.04.26 · 공학/기술
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아날로그 및 디지털회로 설계 실습 실습5_전압제어 발진기_결과보고서1. 전압제어 발진기 전압제어 발진기란 입력 제어 전압의 크기에 따라 출력되는 신호의 주파수가 변하는 주파수 가변 신호 발생 회로를 말한다. 전압제어 발진기의 설계방법에는 여러 가지가 있지만 이번 전압제어 발진기 회로는 크게 3가지로 구성되는데 Op amp를 이용한 적분기, 스위치 역할을 하는 BJT, 비교기 역할을 하는 슈미트 회로로 구성된다. 이번 설계...2025.01.21 · 공학/기술
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디통설, 디지털통신시스템설계 실습과제 4주차 인하대 8페이지
코드는 파일로 첨부하였기 때문에 캡쳐하여 보고서에 붙이지 않았습니다.나이퀴스트 주파수 계산우선 목소리를 녹음한 원본 wav 파일을 audioread 함수를 사용해 샘플링 레이트를 찾아냈다.녹음파일 자체의 샘플링 레이트는 16000Hz로 측정이 되었다. 이 신호를 그대로 사용하면 넓은 범위의 주파수가 주파수축에 모두 표현이 되므로 Low Pass Filter를 사용해 3800Hz이하의 신호만 사용하도록 했다.그림2는 audioread 함수를 사용해 얻은 x에 대해 LPF를 통과시키는 구문이다.따라서 최종적으로 사용할 원본신호의 최대주...2021.08.31· 8페이지 -
디통설, 디지털통신시스템설계 실습과제 10주차 인하대 6페이지
채널 통과 후 신호가 주어졌으므로 코드설명을 추가하였습니다.Code그림1은 과제 데이터가 저장된 struct 부분이다. 이번 과제는 image의 정보와 bit stream이 fading 채널을 통과한 후 수신한 신호(y)가 struct 형식으로 주어져 이를 load해 진행했다.그림2는 그림1의 data를 load하는 부분이다. Height와 width, ch, level이 모두 주어져 있기 때문에 해당 변수를 load해 사용한 변수로 지정해 주었다.Fading channel을 통과한 신호의 복조의 경우 channel 보상을 해줘야 ...2021.08.31· 6페이지 -
디통설, 디지털통신시스템설계 프로젝트 인하대 10페이지
Final ProjectProject 1번1번 문제는 주어진 데이터에 대해 QPSK, BPSK 방식 중 어떤 방법으로 변조가 진행되었는지 확인하고 복조를 통해 이미지 파일을 확인하는 것이다. 과제의 조건대로 심볼 변조 후 Rayleigh channel을 통과한 신호 y가 값으로 주어졌기 때문에 각 방법에 대해 복조를 진행해 보았다.우선 주어진 mat file을 모두 load 하여 사용할 parameter로 지정해 주었다. 3가지 file이 주어졌으므로 3가지로 선언했다.우선 Rayleigh channel을 통과한 신호이기 때문에 이...2021.08.31· 10페이지 -
아날로그및디지털회로설계실습 결과보고서6 14페이지
아날로그 및 디지털 회로 설계실습결과보고서 66. 위상 제어 루프(PLL)요약:6-4-1) PLL 회로를 회로도와 같이 설계하고 측정 5Vpp, 5kHz의 입력파형을 넣어준 결과, 5.6Vpp, 12.423kHz를 가지는 출력파형이 나온다.6-4-2) 10nF 커패시터를 사용했을 때 동작주파수는 15kHz~23kHz, 100nF 커패시터를 사용했을 때 동작주파수는 12kHz~15kHz, 1uF 커패시터를 사용했을 때 동작주파수는 4kHz~11kHz 영역이다.사용계측기: Digital Multimeter, Digital Storage...2025.06.29· 14페이지 -
[서울시립대] 전자전기컴퓨터설계실험2 / Lab02(결과) / 2021년도(대면) / A+ 9페이지
Post-reportSchematic Design with Logic Gates실험날짜 :학번 :이름 :1. Introduction가. 실험의 목적Verilog HDL 언어를 이용하여 디지털 회로를 디자인 하기에 앞서 Schematic 설계를 수행해 본다. Schematic 설계는 ISE가 제공하는 여러가지 종류의 logic gate 심볼을 직접 불러와서 배치하고 연결함으로써 디지털 회로를 디자인하고, Schematic 방식으로 설계한 logic을 최종적으로 FPGA Device Configuration까지 수행해서 동작을 확인한다...2022.07.15· 9페이지