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1[철도신호기사 필기] 05년 1회차
G(s)=1s(s+1)G(s)=\dfrac{1}{s(s+1)} 에서 ω=10(rad/sec)일 때 이득[db]은?
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해설

ω=10[rad/s]에서의 이득은 약 -40[dB]이다.

전달함수 G(s)=1s(s+1)G(s)=\dfrac{1}{s(s+1)} 에 s=jωs=j\omega 를 넣으면 G(j10)=1j10 (1+j10)G(j10)=\dfrac{1}{j10\,(1+j10)} 이고, 크기는 ∣G(j10)∣=110×12+102=110101≒1100.5|G(j10)|=\dfrac{1}{10\times\sqrt{1^{2}+10^{2}}}=\dfrac{1}{10\sqrt{101}}\fallingdotseq\dfrac{1}{100.5} 이다.

이득은 g=20log⁡10∣G(jω)∣=20log⁡101100.5≒−40.04 [dB]g=20\log_{10}|G(j\omega)|=20\log_{10}\dfrac{1}{100.5}\fallingdotseq-40.04\,[\mathrm{dB}] 이므로 -40[dB]로 본다.

ω가 절점주파수 1보다 충분히 크면 G(jω)≒1(jω)2G(j\omega)\fallingdotseq\dfrac{1}{(j\omega)^{2}} 로 근사되어 −40log⁡1010=−40-40\log_{10}10=-40 이라는 같은 결과를 암산으로도 얻을 수 있다. 크기가 1보다 작으면 이득은 반드시 음수이므로 부호를 놓쳐 +40이나 +20으로 답하지 않도록 주의한다.

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