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디지털 신호 처리
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디지털 신호 처리

  • 이철희
  • |
  • 한빛아카데미
  • |
  • 2013-07-31 출간
  • |
  • 640페이지
  • |
  • 188 X 257 X 35 mm
  • |
  • ISBN 9788998756307
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북스크린영상으로 만나보는 한 권의 책 이야기

출판사서평




도서 장점(마케팅 포인트)

① 매 장의 끝에 [MATLAB 실습]을 제공하므로, 이를 추가 학습 및 과제로 이용할 수 있다.
② 과 별도의 <심화학습 자료>와 을 온라인에서 제공한다.
③ 장마다 왜 배우는지(Why), 무엇을 배우는지(What), 어떻게 구현할 수 있는지(hoW)를 제시한다.
(Why - 장 도입글, What - 학습포인트, hoW - MATLAB 실습)
④ 신호, 시스템의 기본 이론부터 FIR 필터, IIR 필터까지 DSP에 대한 내용을 폭 넓게 다룬다.

도서 특징(책 표지 글)

Why, What, How!
왜 배우는지, 무엇을 배우는지 명쾌하게 짚어주고,
어떻게 다루는지 실감 나게 보여준다!

【누구를 위한 책인가?】
이 책은 전기전자/정보통신 관련 학과 학생들을 대상으로, 광범위한 디지털 신호 처리의 내용을 엄선하여 다룬다. 먼저, 이산 신호와 시스템의 기본 개념을 다지고, 시간 영역 해석과 주파수 영역 해석을 살펴본 후 디지털 필터 설계를 배운다. 장마다 [도입글]과 [학습포인트]를 제시하여 왜 배우는지, 무엇을 배우는지를 알 수 있게 하였고, [MATLAB 실습]으로 본문에서 배운 이론을 어떻게 다룰 수 있는지 살펴볼 수 있게 하였다. 더불어 학습 효과를 높이기 위해 "MATLAB 사용법"과 "심화학습 자료"를 온라인으로 제공한다.

부/장별 내용 요약

? 1장~4장_시간 영역 해석
? 1장 : 신호, 시스템, 신호 처리의 개념과 디지털 신호 처리의 개요, 신호와 관련한 기초 개념 등을 다룬다.
? 2장 : 이산 신호, 이산 시스템의 표현 및 분류, 기본 이산 신호와 기본 연산 등을 소개한다.
? 3장 : 시스템의 컨벌루션 표현 및 계산, 차분 방정식의 해법, 임펄스 응답과 시스템의 특성 등을 살펴본다.
? 4장 : 연속 신호의 디지털 처리 시스템 구성, 샘플링, 주파수중첩, 양자화, 신호 복원 등을 다룬다.
? 4장_반도체 제조 공정
? 5장 : 주파수와 스펙트럼의 개념, 푸리에 급수, 푸리에 변환 등 주파수 영역 해석의 기초를 다룬다.
? 6장 : 이산 시간 푸리에 급수 및 변환, 푸리에 변환의 성질, 주파수 응답, 푸리에 표현의 상호 관계 등을 다룬다.
? 7장 : 이산 푸리에 변환과 고속 푸리에 변환, 원형 컨벌루션 등을 다룬다.
? 8장 : z 변환, 역 z 변환, z 변환의 성질, 전달 함수, z 변환을 이용한 시스템 해석 등을 다룬다.
? 5장~7장_반도체?광소자
? 9장 : 필터의 개요, 주파수 응답과 필터 특성, 간단한 실용 필터, 필터 설계의 개요 등을 다룬다.
? 10장 : FIR 필터 설계, 선형 위상 FIR 필터, 창 함수법, 주파수 샘플링법, 최적 등맥동 필터 설계 등을 다룬다.
? 11장 : IIR 필터 설계, 아날로그 필터 설계, 필터 변환 기법, 대역 변환 기법 등을 다룬다.
? 12장 : 필터 구조의 개요, FIR 필터 구조, IIR 필터 구조, 격자 필터 구조 등을 다룬다.


목차


Chapter 01 디지털 신호 처리의 개요
1.1｜서론 / 18
1.2｜신호와 시스템 / 19
1.2.1 신호 / 19
1.2.2 아날로그와 디지털 신호 / 20
1.2.3 시스템 / 21
1.2.4 신호 처리 / 22
1.3｜디지털 신호 처리 / 24
1.3.1 디지털 신호 처리 시스템의 구성 / 24
1.3.2 디지털 신호 처리의 장단점 / 26
1.3.3 디지털 신호 처리의 목적 / 27
1.3.4 디지털 신호 처리의 응용 / 29
1.4｜신호와 관련한 기초 개념 / 33
1.4.1 정현파와 진폭, 위상, 주기, 주파수 / 33
1.4.2 신호의 에너지와 전력 / 35
:: 핵심요약 / 37
:: 연습문제 / 38
:: MATLAB 실습 / 39

Chapter 02 이산 신호와 시스템
2.1｜이산 신호 / 48
2.1.1 이산 신호의 정의 / 48
2.1.2 이산 신호의 분류 / 49
2.2｜기본 이산 신호 / 52
2.2.1 단위 임펄스 신호 / 52
2.2.2 단위 계단 신호 / 53
2.2.3 지수 신호 / 55
2.2.4 정현파 신호 / 56
2.3｜이산 신호에 대한 기본 연산 / 58
2.4｜이산 시스템 / 62
2.5｜이산 시스템의 분류 / 65
2.5.1 선형 시스템과 비선형 시스템 / 65
2.5.2 시불변 시스템과 시변 시스템 / 67
2.5.3 인과 시스템과 비인과 시스템 / 68
2.5.4 안정 시스템과 불안정 시스템 / 68
2.5.5 동적(기억) 시스템과 순시적(무기억) 시스템 / 69
:: 핵심요약 / 71
:: 연습문제 / 72
:: MATLAB 실습 / 76

Chapter 03 이산 시스템의 시간 영역 해석
3.1｜시스템의 임펄스 응답 / 86
3.2｜이산 LTI 시스템의 컨벌루션 표현 / 89
3.3｜컨벌루션 합의 계산과 성질 / 92
3.3.1 컨벌루션 합의 계산 / 92
3.3.2 컨벌루션 합의 성질 / 95
3.4｜차분 방정식에 의한 이산 LTI 시스템의 해석 / 99
3.4.1 차분 방정식의 풀이－반복 대입법 / 100
3.4.2 차분 방정식의 풀이－고전적 해법 / 102
3.5｜임펄스 응답과 시스템의 특성 / 109
3.5.1 임펄스 응답의 물리적 의미 / 109
3.5.2 임펄스 응답과 시스템의 특성 / 110
:: 핵심요약 / 112
:: 연습문제 / 113
:: MATLAB 실습 / 119

Chapter 04 연속 신호의 디지털 처리
4.1｜연속 신호의 디지털 처리 시스템 / 130
4.2｜샘플링 / 134
4.2.1 정현파 신호의 샘플링 / 134
4.2.2 임펄스 샘플링 모델과 샘플링 정리 / 137
4.3｜주파수중첩 / 140
4.4｜신호 복원 / 144
4.4.1 이상적인 신호 복원(대역 제한 보간) / 145
4.4.2 영차 홀드를 이용한 신호 복원 / 146
4.4.3 선형 보간(일차 홀드)을 이용한 신호 복원 / 147
4.5｜A/D 변환과 D/A 변환 / 150
4.5.1 A / D 변환기의 개요 / 150
4.5.2 양자화/부호화 / 151
4.5.3 양자화 오차 / 153
4.5.4 D/A 변환 / 156
:: 핵심요약 / 158
:: 연습문제 / 159
:: MATLAB 실습 / 163

Chapter 05 주파수 영역 해석의 기초
5.1｜신호의 표현과 주파수 / 174
5.2｜푸리에 급수 / 177
5.2.1 주기 신호와 푸리에 급수 / 177
5.2.2 푸리에 급수의 세 가지 표현 / 178
5.2.3 푸리에 급수와 스펙트럼 / 182
5.2.4 푸리에 급수의 주요 성질 / 188
5.3｜푸리에 변환 / 190
5.3.1 푸리에 변환의 개요 / 190
5.3.2 주기 신호의 푸리에 변환 / 195
5.3.3 푸리에 변환의 성질 / 196
:: 핵심요약 / 201
:: 연습문제 / 202
:: MATLAB 실습 / 209

Chapter 06 이산 시간 푸리에 급수 및 변환
6.1｜이산 정현파 신호의 주기성 / 226
6.2｜이산 시간 푸리에 급수(DTFS) / 229
6.2.1 이산 시간 푸리에 급수의 개요 / 229
6.2.2 이산 시간 푸리에 급수의 성질 / 235
6.3｜이산 시간 푸리에 변환(DTFT) / 236
6.3.1 이산 시간 푸리에 변환의 개요 / 236
6.3.2 주요 신호의 DTFT쌍 ? 238
6.3.3 이산 시간 푸리에 변환의 성질 / 244
6.4｜DTFT에 의한 이산 시스템의 해석 / 255
6.4.1 이산 시스템의 주파수 응답 / 255
6.4.2 차분 방정식과 주파수 응답 / 257
6.5｜푸리에 표현의 상호 관계 / 262
6.5.1 푸리에 표현의 관계 요약 / 262
6.5.2 시간－주파수 이원성 / 264
6.5.3 푸리에 해석의 주요 사항 요약 / 265
:: 핵심요약 / 266
:: 연습문제 / 267
:: MATLAB 실습 / 275

Chapter 07 이산 및 고속 푸리에 변환
7.1｜이산 푸리에 변환(DFT) / 290
7.1.1 이산 푸리에 변환의 정의 / 290
7.1.2 회전 인자 / 293
7.1.3 DFT를 이용한 신호 처리 / 294
7.2｜이산 푸리에 변환의 특성 / 296
7.2.1 DFT의 기본 성질 / 296
7.2.2 동일 구조에 의한 IDFT의 계산 / 297
7.2.3 DFT의 해상도와 영 채우기 / 300
7.2.4 DFT의 길이 N의 선정 / 302
7.3｜원형 컨벌루션 / 304
7.3.1 원형 컨벌루션의 개념과 정의 / 304
7.3.2 원형 컨벌루션에 의한 선형 컨벌루션 계산 / 308
7.3.3 원형 컨벌루션을 이용한 긴 데이터의 컨벌루션 / 312
7.4｜고속 푸리에 변환(FFT) / 317
7.4.1 밑수 2 시분할 FFT 알고리즘 / 318
7.4.2 FFT 버터플라이 / 322
7.4.3 역 비트순 / 323
7.4.4 밑수 2 주파수 분할 FFT / 325
7.4.5 역 FFT / 329
:: 핵심요약 / 331
:: 연습문제 / 332
:: MATLAB 실습 / 337

Chapter 08 z 변환
8.1｜ z 변환의 개념과 정의 / 350
8.1.1 z 변환의 정의 / 350
8.1.2 z 변환의 수렴 영역 / 352
8.2｜주요 신호의 z 변환 / 355
8.3｜역 z 변환 / 358
8.3.1 멱급수 전개에 의한 역 z 변환 / 358
8.3.2 부분분수 전개법에 의한 역 z 변환 / 360
8.4｜ z 변환의 성질 / 364
8.5｜ z 변환에 의한 차분 방정식 해석 / 371
8.5.1 z 변환을 이용한 차분 방정식의 풀이 / 371
8.5.2 초깃값 정리와 최종값 정리 / 374
8.6｜전달 함수 / 377
8.6.1 전달 함수의 정의 / 377
8.6.2 시스템(전달 함수)의 극과 영점 / 381
8.6.3 전달 함수와 시스템의 특성 / 385
8.7｜전달 함수와 주파수 응답의 관계 / 388
8.7.1 극과 영점에 대한 주파수 응답의 의존성 / 388
8.7.2 극과 영점에 따른 주파수 선택 특성 / 390
8.8｜ z 변환과 라플라스 변환의 관계 / 394
:: 핵심요약 / 396
:: 연습문제 / 397
:: MATLAB 실습 / 402

Chapter 09 디지털 필터의 기초
9.1｜필터의 개요 / 416
9.1.1 필터의 기본 개념 / 416
9.1.2 필터의 분류 / 417
9.2｜주파수 응답/전달 함수와 필터 특성 / 420
9.2.1 주파수 응답과 필터 특성 / 420
9.2.2 필터 이득 / 422
9.2.3 선형 위상 / 424
9.2.4 최소 위상 / 426
9.2.5 극－영점 배치와 필터 특성 / 429
9.3｜간단한 실용 필터 / 431
9.3.1 이동 평균 필터 / 431
9.3.2 빗살 필터 / 433
9.3.3 디지털 공진기 / 434
9.3.4 노치 필터 / 436
9.3.5 디지털 미분기 / 438
9.3.6 힐베르트 변환기 / 439
9.3.7 전역 통과 필터 / 440
9.4｜필터 설계의 개요 / 442
9.4.1 필터의 사양 결정 / 443
9.4.2 필터 계수의 결정 / 446
9.4.3 필터 구조 선택 및 전달 함수 변형 / 447
9.4.4 유한 어장 효과 분석 / 447
9.4.5 필터의 물리적 구현 / 448
:: 핵심요약 / 449
:: 연습문제 / 450
:: MATLAB 실습 / 455

Chapter 10 FIR 필터 설계
10.1｜FIR 필터 설계의 개요 / 470
10.2｜선형 위상 FIR 필터 / 472
10.2.1 신호의 대칭성과 선형 위상 / 472
10.2.2 선형 위상 FIR 필터의 유형 / 473
10.2.3 선형 위상 FIR 필터의 영점 분포 / 479
10.3｜창 함수를 이용한 FIR 필터 설계 / 484
10.3.1 창 함수를 이용한 필터 설계의 개요 / 484
10.3.2 창 함수 / 486
10.3.3 창 함수를 이용한 설계 시 고려 사항들 / 494
10.4｜주파수 샘플링에 의한 FIR 필터 설계 / 499
10.5｜최적 등맥동 FIR 필터 설계 / 503
10.5.1 등맥동 필터 설계의 기본 개념 / 503
10.5.2 교번 정리를 이용한 최적 등맥동 필터 설계 / 505
10.6｜FIR 필터의 주파수 대역 변환 / 509
10.6.1 변조 특성을 이용한 방법 / 509
10.6.2 부필터들의 합성을 이용한 방법 / 511
:: 핵심요약 / 513
:: 연습문제 / 514
:: MATLAB 실습 / 516

Chapter 11 IIR 필터 설계
11.1｜IIR 필터 설계의 개요 / 530
11.1.1 IIR 필터의 기본 개념 / 530
11.1.2 IIR 필터 설계의 개요 / 531
11.1.3 연속계와 이산계의 관계 / 533
11.2｜극-영점 배치에 의한 IIR 필터 설계 / 534
11.3｜아날로그 필터 설계 / 537
11.3.1 아날로그 필터의 설계 사양 / 537
11.3.2 버터워스 필터 / 538
11.3.3 체비쇼프 필터 / 544
11.3.4 타원형 필터 / 550
11.3.5 베셀 필터 / 553
11.4｜아날로그-디지털 필터 변환 / 554
11.4.1 임펄스 불변 변환 / 554
11.4.2 쌍선형 변환 / 561
11.4.3 유한 차분 근사 / 569
11.4.4 정합 z 변환 / 571
11.5｜IIR 필터의 주파수 대역 변환 / 573
11.5.1 아날로그 ⇒ 아날로그(A2A) 대역 변환 / 573
11.5.2 디지털 ⇒ 디지털(D2D) 대역 변환 / 576
11.5.3 아날로그 ⇒ 디지털(A2D) 대역 변환 / 578
:: 핵심요약 / 579
:: 연습문제 / 580
:: MATLAB 실습 / 583

Chapter 12 필터 구조와 구현
12.1｜필터 구현을 위한 필터 구조 / 600
12.2｜FIR 필터 구조와 구현 / 601
12.2.1 직접형 / 601
12.2.2 종속형 / 602
12.2.3 선형 위상형 / 603
12.2.4 주파수 샘플링형 / 604
12.3｜IIR 필터 구조와 구현 / 607
12.3.1 직접형 / 607
12.3.2 종속형 / 609
12.3.3 병렬형 / 610
12.4｜격자 필터 구조 / 613
12.4.1 FIR 필터의 격자 구조 구현 / 613
12.4.2 IIR 필터의 격자 구조 구현 / 615
:: 핵심요약 / 617
:: 연습문제 / 618
:: MATLAB 실습 / 620

Appendix A｜수식표 / 627
Appendix B｜변환표 / 633
찾아보기 / 638
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