언더 샘플링과 FFT를 이용한 정현파 신호의 실시간 주파수 검출 (Real-time Frequency Detection of Sinusoidal Signal using Under-sampling Technique and FFT Algorithm)

서지정보

· 발행기관 : 한국정보기술학회
· 수록지 정보 : 한국정보기술학회논문지 / 9권 / 12호 / 65 ~ 71페이지
· 저자명 : 박진식, 주우용, 정봉식

초록

본 논문에서는 주파수 범위가 넓은 정현파 입력신호에 대해서 언더 샘플링 기법과 FFT 알고리즘을 이용하여 입력주파수를 실시간으로 검출하는 알고리즘을 제안하고 System generator로 설계한다. 정현파 입력신호는 입력주파수 보다 낮은 3개의 샘플링 주파수로 언더 샘플링(Under-sampling)되고, 샘플링 된 신호에 FFT(Fast Fourier Transform)를 적용하여 입력주파수를 검출하게 된다. 이때 샘플링 주파수의 간격은 최대 입력주파수, 샘플링주파수와 FFT 포인트 수에 의해 정해지며, 이 간격은 입력주파수 검출 결과에 영향을 미친다. 본 논문에서 적용한 주파수 검출 방식은 Matwork사의 Matlab과 Xilinx사의 System generator를 사용하여 구현되었다. 100~500MHz의 주파수 범위에서 25.6MHz의 샘플링주파수, 0.3MHz의 샘플링주파수 간격으로 시뮬레이션 한 결과, 구현된 알고리즘은 Matlab 결과와 일치하였고, 또한 SNR이 14dB 이상인 입력신호의 주파수도 정확하게 검출하였다.

영어초록

This paper proposes an algorithm that detects in real time the frequency of a sinusoidal input signal whose frequency varies in a wide range using under-sampling technique and FFT algorithm. A sinusoidal input signal is under-sampled by three different frequencies below the input signal frequency, and then its frequency is detected by applying FFT algorithm to the sampled signals. The gap between these three different sampling frequencies, which is determined by the number of FFT points, sampling frequency and the maximum input frequency, is important for detecting exactly the input frequency. The proposed frequency detection algorithm was modeled and implemented using Mathwork's Matlab and Xilinx System Generator, respectively. Through simulations with 25.6MHz sampling frequency and 0.3MHz gap of sampling frequency in 100~500MHz band, the implemented circuit was verified to generate the same results with the Matlab model, and the frequency of input signal with SNR over 14dB was detected exactly by the proposed algorithm.

참고자료

· 없음