디지털 신호 처리 언해 2025

1. 진동/소음 신호 처리 입문 9
1.1. 기계 공학에서 디지털 신호 처리 9
1.2. 이론 모델을 이용한 1 자유도 진동계 해석 13
1.3. 푸리에 변환을 이용한 주파수 응답 함수 구하기 19
1.4. 정현파의 수학적 표현 21
1.5. 푸리에 급수 28
1.6. 연습 문제 37

2. 푸리에 변환 47
2.1. 순방향과 역방향 푸리에 변환 47
2.2. 일반 함수의 연속 시간 푸리에 변환 51
2.2.1. 우방향 실수 지수 함수 51
2.2.2. 구형 펄스 신호와 대역 제한 신호 53
2.2.3. 임펄스 신호 55
2.3. 주기 신호의 푸리에 변환 59
2.4. 연속 시간 푸리에 변환 짝의 성질 61
2.4.1. 크기 조정 특성(scaling property) 61
2.4.2. 대칭성 62
2.4.3. 컨볼루션 62
2.4.4. 시간 지연 65
2.4.5. 미분 65
2.4.6. 곱셈의 푸리에 변환 66
2.4.7. 주파수 이동 성질 67
2.5. 연습 문제 68

3. 샘플링과 이산 시간 푸리에 변환 77
3.1. 정현파 신호의 샘플링 77
3.2. 에일리어싱과 섬광 현상 83
3.3. 시간 신호와 주파수 신호의 관계 86
3.4. 창 함수가 곱해진 시간 신호의 푸리에 변환 90
3.5. 고속 푸리에 변환 98
3.6. 연습 문제 100

4. 불규칙 진동 신호의 시간 영역 해석 109
4.1. 신호의 분류 110
4.2. 확률 분포 함수와 확률 밀도 함수 118
4.3. 확률 밀도 함수를 이용한 불규칙 데이터의 표현 122
4.4. 상관 함수와 공분산 함수 126
4.5. 연습 문제 134

5. 불규칙 진동 신호의 주파수 영역 해석 141
5.1. 스펙트럼 밀도 함수 141
5.2. 코히어런스 함수(Coherence function) 150
5.3. 스펙트럼 밀도함수로 표현한 주파수 응답 함수 155
5.4. 잡음이 포함된 입/출력 신호의 주파수 응답 함수 160
5.4.1. Case 1: 출력 신호에만 잡음이 포함된 경우 164
5.4.2. Case 2: 입력 신호에만 잡음이 포함된 경우 165
5.4.3. Case 3: 입력/출력 신호에 모두 잡음이 포함된 경우 167
5.5. 연습 문제 170

6. 디지털 신호 분석 실습 181
6.1. Colab을 이용한 Python 프로그램 사용법 181
6.2. 파이썬 프로그램을 이용한 푸리에 변환 193
6.2.1. 푸리에 변환 정리 193
6.2.2. 조화 함수의 고속 푸리에 변환 195
6.2.3. 누설과 창 함수 202
6.2.4. 에일리어싱 효과와 해결책 212
6.2.5. 말뚝 울타리 효과와 해결책 222
6.3. 시간 영역에서 신호 분석 224
6.4. 주파수 영역에서의 신호 분석 229
6.5. 시간-주파수 분석 241
6.5.1. 차수 분석 241
6.5.2. 단시간 푸리에 변환 250
6.5.3. 웨이블릿 변환 255
6.6. 진동 실험과 신호 분석 271
6.6.1. 진동 실험 준비 271
6.6.2. 진동 실험 장치 구성 272
6.6.3. 오실로스코프 설정 276
6.6.4. 가진력과 진동 응답 신호 획득 283
6.6.5. 획득한 신호를 이용한 주파수 응답 함수 구하기 286
6.7. 연습 문제 296

참고문헌 311