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다음 중 f(t) = e-at의 Z변환은? | [철도신호기사 필기] 09년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 09년 2회차
다음 중 f(t) = e-at의 Z변환은?
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해설

지수함수의 Z변환 공식에 따라 f(t)=e−atf(t)=e^{-at} 의 Z변환은 F(z)=zz−e−atF(z)=\dfrac{z}{z-e^{-at}} 이다.

Z변환 정의 F(z)=∑n=0∞f(nT)z−nF(z)=\sum_{n=0}^{\infty}f(nT)z^{-n} 에 대입하면 ∑n=0∞(e−aTz)n\sum_{n=0}^{\infty}\left(\dfrac{e^{-aT}}{z}\right)^{n} 인 무한등비급수가 되고, 그 합은 11−e−aTz−1=zz−e−aT\dfrac{1}{1-e^{-aT}z^{-1}}=\dfrac{z}{z-e^{-aT}} 이다.

즉 분자에 z가 남고 분모의 극점만 e−ate^{-at} 로 이동한 형태다. 분자가 1인 꼴은 급수 합에서 z−1z^{-1} 을 정리하지 않은 것이고, 분모가 z+e−atz+e^{-at} 나 z+eatz+e^{at} 인 꼴은 공비의 부호·지수가 맞지 않는다.

f(t)=1f(t)=1 의 Z변환이 zz−1\dfrac{z}{z-1} 인 것과 같은 구조이며, 옛 회차 문항이라 샘플링 주기 T를 따로 쓰지 않고 e−ate^{-at} 로 표기했다.

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