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13.5 : 기본 연속 시간 신호

기본 연속 시간 신호에는 단위 계단 함수, 단위 임펄스 함수, 단위 램프 함수가 포함되며, 이를 총칭하여 특이점 함수라고 합니다. 특이점 함수는 불연속성 또는 불연속 미분으로 특징지어집니다.

단위 계단 함수는 u(t)로 표시되며, 음수 시간 값의 경우 0이고 양수 시간 값의 경우 1이며, t=0에서 불연속성을 나타냅니다. 이 함수는 자동차의 키를 돌릴 때 발생하는 계단 전압과 같은 급격한 변화를 나타내곤 합니다. 단위 계단 함수의 미분은 단위 임펄스 함수로 δ(t)로 표시됩니다. 단위 임펄스 함수는 t=0을 제외하고는 모든 곳에서 0이며, 이 경우 정의되지 않습니다. 단위 면적을 가진 단시간 펄스로, 적용되거나 결과적으로 발생하는 충격을 나타냅니다.

임펄스 함수와 함수를 적분하면 임펄스 지점에서 함수 값이 나오는데, 이 특성을 샘플링이라고 합니다. 이는 수학적으로 다음과 같이 표현됩니다.

Equation1

단위 계단 함수를 적분하면 단위 램프 함수가 생성되고, 이를 r(t)로 표시합니다. 단위 램프 함수는 음수 시간 값의 경우 0이고 양수 시간 값의 경우 선형적으로 증가하여 시간에 따라 꾸준히 변하는 함수를 나타냅니다. 이러한 기본적인 연속 시간 신호는 고유한 속성과 응용 프로그램으로 인해 신호 처리 및 시스템 분석에서 기본이 됩니다.

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Continuous time SignalsUnit Step FunctionUnit Impulse FunctionUnit Ramp FunctionSingularity FunctionsDiscontinuitiesDerivativesSamplingSignal ProcessingSystem Analysis

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13.7 : 지수 함수는 빠르게 상승하고 감소하는 파형을 특성화함에 있어 중요한 역할을 합니다. 이 연속 시간 지수 함수는 상수 a 및 A를 갖는 지수 항을 사용하여 정의됩니다. 두 상수가 모두 실수인 경우 함수는 로 표현되며 지수적 증가 또는 감소를 보여주기 위해 그래프로 표현할 수 있습니다. 상수 a가 순전히 허수인 경우 결과는 복소수 지수이며 로 표현됩니다. 여기서 j는 허수 단위이고 ω_0는 각주파수입니다. 이 함수는 크기가 1인 경우 주기적입니다. 연속 시간 사인파 신호는 주파수와 시간 주기로 설명할 수 있습니다. 오일러 공식을 사용하면 사인파 신호를 동일한 기본 주기를 갖는 주기적 복소 지수로 표현할 수 있습니다. 따라서 사인파 신호는 다음과 같이 표현됩니다. 복소 지수를 사용하여 다음과 같이 다시 쓸 수 있습니다. 마찬가지로 복소 지수 함수는 모두 동일한 기본 주기를 공유하는 사인파 신호로 표현할 수 있습니다. 예를 들어 두 복소 지수의 합은 단일 복소 지수와 단일 사인파의 곱으로 쓸 수 있으며, 예시는 다음과 같습니다. 사인파와 복소 지수 신호는 스프링을 통해 고정 지지대에 연결된 질량처럼 단순 조화 운동을 보이는 기계 시스템에서 에너지 보존을 설명하는 데 광범위하게 사용됩니다. 이러한 신호는 이러한 시스템에서 진동 작용과 공명 현상을 분석하는 기초를 제공합니다.

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