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과학

포락선 (신호 처리)

포락선 (신호 처리)과학
영문명
Signal envelope
관찰 대상
진동 크기의 변화
대표 방법
해석 신호의 절댓값
구분 대상
순간 파형과 rms
신호 처리에서 포락선은 빠르게 진동하는 파형의 바깥쪽 크기 변화를 나타내는 곡선이다. 영어로 envelope라고 한다. 해석 신호의 절댓값, 구간별 rms, 국소 봉우리 연결 등 계산 방식에 따라 서로 다른 결과를 얻을 수 있다.

파형보다 느린 크기 변화를 본다

빠른 진동이 커졌다 작아질 때 파형 하나하나 대신 크기의 흐름을 살펴볼 수 있다. 입력의 절댓값을 그대로 그린 것과 항상 같은 곡선은 아니다. 어떤 계산법으로 얻었는지를 정해야 포락선 값의 의미를 비교할 수 있다.

진폭 변조의 가상 예

x(t) = (2 + 0.5cos(2π×10t))cos(2π×200t)를 생각하자. 진폭 인자는 1.5와 2.5 사이에서 변하며 반송 진동보다 느리다. 이 이상적인 주파수 분리 조건에서 해석 신호의 크기로 얻는 포락선은 2 + 0.5cos(2π×10t)다. 파형의 순간값은 진동하며 0을 지나지만 포락선은 0이 되지 않는다.

rms와 봉우리 방식

진폭이 A인 일정한 정현파의 rms는 A/√2다. 그러므로 충분한 주기를 포함하는 rms 기반 크기와 봉우리 진폭 A는 일반적으로 다르다. 국소 봉우리를 연결하는 방식도 봉우리 간격이나 보간법에 영향을 받는다. 서로 다른 방식의 출력 숫자를 같은 진폭으로 해석하지 않는다.

복합 신호의 주의점

여러 성분이 섞이면 해석 신호의 크기가 각 성분의 진폭을 따로 보여 주지는 않는다. 잡음과 유한한 기록의 경계 처리도 곡선을 바꿀 수 있다. 포락선의 변화가 관찰됐다는 사실만으로 단일 원인이나 개별 진동원의 세기를 확정하지 않는다.

관련 문서

해석 신호 / 힐베르트 변환 / 순간 주파수 / 처프 신호 / 스펙트로그램 / 이동 평균 필터 / 신호대잡음비