신호와 시스템의 이해

CHAPTER 01 신호와 시스템 개요
1.1 신호와 시스템의 개념
1.1.1 신호
1.1.2 시스템
1.1.3 신호 처리
1.1.4 시스템의 모델링과 설계
1.2 신호 해석을 위한 기초 용어
1.2.1 시간평균과 직류값 및 실효값
1.2.2 전력과 에너지
1.2.3 주기와 주파수
1.3 신호의 유형 분류
1.3.1 연속시간 신호와 이산시간 신호
1.3.2 아날로그 신호와 디지털 신호
1.3.3 주기 신호와 비주기 신호
1.3.4 에너지 신호와 전력 신호
1.3.5 결정 신호와 랜덤 신호
1.4 주파수 영역 해석을 위한 대표적인 신호
1.4.1 정현파 함수
1.4.2 복소 정현파 함수
1.5 시스템의 유형 분류
1.5.1 연속시간 시스템과 이산시간 시스템
1.5.2 선형 시스템과 비선형 시스템
1.5.3 시변 시스템과 시불변 시스템
1.5.4 인과 시스템과 비인과 시스템
1.5.5 안정 시스템과 불안정 시스템
1.5.6 기억 시스템과 무기억 시스템
1.5.7 가역 시스템과 비가역 시스템
1.6 신호와 시스템의 해석 방법
1.6.1 연속시간 시스템의 해석
1.6.2 이산시간 시스템의 해석
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 02 연속시간 신호의 시간 영역 표현
2.1 독립변수 변환의 효과
2.1.1 시간 천이
2.1.2 시간 반전
2.1.3 시간 척도 변경
2.2 신호 해석에 많이 사용되는 기본 함수
2.2.1 계단 함수
2.2.2 램프 함수
2.2.3 임펄스 함수
2.2.4 사각 펄스(구형파)
2.2.5 삼각 펄스
2.2.6 샘플링 함수
2.2.7 지수 함수
2.3 신호 표현의 예
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 03 연속시간 시스템의 시간 영역 해석
3.1 시스템의 시간 영역 표현 방법
3.1.1 입출력 미분방정식을 이용한 표현
3.1.2 임펄스 응답에 의한 표현
3.2 선형 시스템의 시간 영역 표현에 대한 응답 구하기
3.2.1 미분방정식으로 표현된 시스템의 응답
3.2.2 임펄스 응답으로 표현된 시스템의 응답: 컨볼루션 적분
3.2.3 컨볼루션의 성질과 컨볼루션 적분 계산 예제
3.3 선형 시불변 시스템의 특성
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 04 푸리에 급수와 연속시간 주기 신호의 주파수 영역 해석
4.1 스펙트럼의 개념
4.2 직교 기저함수에 의한 신호의 표현
4.2.1 직교 벡터 공간
4.2.2 직교 함수 공간
4.3 푸리에 급수
4.3.1 복소 지수 함수형 푸리에 급수
4.3.2 삼각 함수형 푸리에 급수
4.3.3 유한 급수에 의한 신호의 근사화와 Gibbs 현상
4.4 푸리에 급수의 성질
4.4.1 대칭성
4.4.2 선형성
4.4.3 시간 천이
4.5 Parseval의 정리와 전력 스펙트럼
4.6 선형 시스템의 입출력 스펙트럼 관계
4.6.1 주기 신호 입력에 대한 LTI 시스템의 응답
4.6.2 정현파 신호에 대한 LTI 시스템의 응답
4.6.3 LTI 시스템의 주파수 영역 해석
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 05 푸리에 변환과 연속시간 신호의 주파수 영역 해석
5.1 비주기 신호의 푸리에 변환
5.2 푸리에 변환의 존재 조건
5.3 푸리에 변환의 성질
5.3.1 선형성
5.3.2 시간 천이
5.3.3 주파수 천이 및 변조
5.3.4 시간 반전
5.3.5 대칭성
5.3.6 쌍대성
5.3.7 컨볼루션 및 신호의 곱
5.3.8 시간 영역 미분 및 적분
5.3.9 주파수 영역 미분
5.3.10 시간축 및 주파수축 척도 변경
5.3.11 Parseval의 정리
5.4 주기 신호의 푸리에 변환
5.4.1 개요
5.4.2 주기 신호의 푸리에 변환 및 푸리에 계수와의 관계
5.5 주파수 응답과 LTI 시스템의 해석
5.5.1 LTI 시스템의 입출력 관계와 주파수 응답
5.5.2 필터
5.6 선형 시스템을 표현하는 방법들 간의 상호 관계
5.7 푸리에 변환의 응용
5.7.1 통신
5.7.2 샘플링
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 06 라플라스 변환과 연속시간 시스템의 해석
6.1 라플라스 변환
6.1.1 양방향 라플라스 변환
6.1.2 단방향 라플라스 변환
6.2 단방향 라플라스 변환의 성질
6.2.1 선형성
6.2.2 시간 천이
6.2.3 s-영역 천이와 변조
6.2.4 척도 변경
6.2.5 시간 영역 미분
6.2.6 시간 영역 적분
6.2.7 s-영역 미분
6.2.8 컨볼루션
6.2.9 초깃값 정리
6.2.10 최종값 정리
6.3 라플라스 역변환
6.4 전달함수에 의한 LTI 시스템의 표현
6.4.1 LTI 시스템의 전달함수
6.4.2 시스템의 상호 연결과 등가 전달함수
6.5 라플라스 변환을 이용한 시스템 해석
6.5.1 미분방정식
6.5.2 회로 해석
6.5.3 시스템의 안정도 판별
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 07 이산시간 신호와 시스템의 시간 영역 해석
7.1 이산시간 신호의 표현과 신호 유형 분류
7.1.1 이산시간 신호의 표현
7.1.2 주기 신호와 비주기 신호
7.1.3 에너지 신호와 전력 신호
7.2 기본 이산시간 신호
7.2.1 계단 함수
7.2.2 램프 함수
7.2.3 임펄스 함수
7.2.4 지수 함수
7.2.5 복소 정현파 함수
7.3 신호의 기본 연산
7.3.1 시간 천이
7.3.2 시간 반전
7.3.3 시간 척도 변경
7.4 이산시간 시스템
7.4.1 이산시간 시스템의 개념
7.4.2 이산시간 시스템의 유형 분류
7.5 이산시간 시스템의 시간 영역 표현 방법
7.5.1 입출력 차분방정식을 이용한 표현
7.5.2 임펄스 응답에 의한 표현
7.6 선형 시불변 시스템의 시간 영역 표현에 대한 응답 구하기
7.6.1 차분방정식으로 표현된 시스템의 응답
7.6.2 임펄스 응답으로 표현된 시스템의 응답: 컨볼루션 합
7.6.3 컨볼루션 합의 계산
7.7 LTI 시스템의 임펄스 응답과 인과성 및 안정성의 관계
7.8 유한 임펄스 응답(FIR) 시스템과 무한 임펄스 응답(IIR) 시스템
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 08 이산시간 신호의 푸리에 해석
8.1 이산시간 복소 정현파와 주파수 변수
8.2 이산시간 푸리에 급수(DTFS)
8.3 이산시간 푸리에 변환(DTFT)
8.4 이산시간 푸리에 변환의 성질
8.4.1 주기성
8.4.2 선형성
8.4.3 시간 천이
8.4.4 주파수 천이와 변조
8.4.5 시간 반전
8.4.6 대칭성
8.4.7 컨볼루션
8.4.8 신호의 곱
8.4.9 주파수 영역 미분
8.4.10 Parseval의 정리
8.5 주파수 응답과 이산시간 LTI 시스템의 해석
요약
단원 정리 예제
연습문제

CHAPTER 09 z-변환과 이산시간 시스템의 해석
9.1 개요
9.2 z-변환
9.2.1 양방향 z-변환
9.2.2 수렴 영역과 극점과의 관계
9.2.3 단방향 z-변환
9.3 z-변환의 성질
9.3.1 선형성
9.3.2 시간 반전
9.3.3 시간 천이
9.3.4 z-영역 척도 변경
9.3.5 z-영역 미분
9.3.6 누적 합
9.3.7 컨볼루션
9.4 z-역변환
9.4.1 멱급수 전개를 이용한 방법
9.4.2 부분분수 전개를 이용한 방법
9.5 단방향 z-변환의 성질
9.5.1 시간 지연
9.5.2 시간 선행
9.5.3 초깃값 정리
9.5.4 최종값 정리
9.6 z-변환을 이용한 차분방정식의 해법
9.7 전달함수와 z-변환을 이용한 시스템 해석
9.7.1 인과 LTI 시스템의 전달함수
9.7.2 입출력 차분방정식과 전달함수 및 임펄스 응답의 관계
9.7.3 시스템의 상호 연결
9.7.4 시스템의 안정도 판별
요약
단원 정리 예제
연습문제

부록 A 유용한 수학 공식
부록 B 변환쌍 표