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과학

영차 홀드

영차 홀드과학
영문명
Zero-order hold
약칭
ZOH
구간 내 입력
상수
관련 작업
연속 시간 모형의 이산화
영차 홀드는 각 표본값을 다음 표본 시점까지 일정하게 유지하는 신호 표현 방식이다. ZOH라고 줄여 쓴다. 디지털 제어 입력이 갱신 사이에는 바뀌지 않는다고 가정하여 연속 시간 제어 대상을 이산 시간 모형으로 바꿀 때 사용한다.

표본 사이를 일정하게 잇는다

표본 간격이 0.1초이고 입력 표본이 2, 5, 1이라면 첫 구간에는 2, 다음 구간에는 5, 그다음 구간에는 1을 유지한다. 표본 사이를 직선으로 연결하는 방식과 다르다. 유지한다는 것은 시간 구간에서의 동작이며 값의 양자화 간격을 뜻하지 않는다.

일차 계통의 정확한 표본 관계

연속 모형이 dx/dt = -2x+u이고 한 구간에서 u가 일정하다고 하자. 길이 T인 구간의 해는 x[k+1] = exp(-2T)x[k] + (1-exp(-2T))u[k]/2다. 이 식은 이 모형과 구간별 일정 입력이라는 조건에서 표본 시점의 상태를 나타낸다.

표본 간격이 바꾸는 계수

T = 0.1초이면 상태 계수는 약 0.81873, 입력 계수는 0.090635다. x[0] = 0, u[0] = 4이면 x[1]은 약 0.36254다. 입력이 구간 중간에 바뀐다면 같은 식에 구간 시작값만 넣어 정확한 결과를 기대할 수 없다.

회로와 수학적 가정을 구분한다

샘플 앤드 홀드는 실제 아날로그 값을 취득하고 유지하는 회로를 가리킬 수 있다. 영차 홀드는 이상적인 신호 유지와 모형 변환의 가정이다. 실제 장치의 취득 시간, 출력 변화 속도, 계산 지연은 별도로 고려해야 한다. 표본 시점의 일치가 표본 사이의 모든 파형 일치를 뜻하지도 않는다.

관련 문서

샘플 앤드 홀드 / 상태 공간 표현 / 전달함수 / 시정수 / 양자화 (신호 처리) / 시간 지연 / 디지털 아날로그 변환기