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1[국회직 9급 통신이론] 20년 1회차
시스템의 주파수응답 H(f)H ( f )가 다음과 같을 때, 입력 신호 x(t)=10cos⁡(πt)+15cos⁡(3πt)x ( t ) = 10 \cos \left( \pi t \right) + 15 \cos ( 3 \pi t )에 대한 출력신호 y(t)y ( t )는?
[Hz]
문제 이미지
1
6cos⁡(3πt)6 \cos ( 3 \pi t )
2
8cos⁡(πt)8 \cos \left( \pi t \right)
3
8cos⁡(πt)+6cos⁡(3πt)8 \cos \left( \pi t \right) + 6 \cos ( 3 \pi t )
4
6cos⁡(πt)+4cos⁡(3πt)6 \cos \left( \pi t \right) + 4 \cos ( 3 \pi t )
5
4cos⁡(πt)+2cos⁡(3πt)4 \cos \left( \pi t \right) + 2 \cos ( 3 \pi t )
해설

출력 신호는 y(t)=8cos⁡(πt)+6cos⁡(3πt)y(t)=8\cos(\pi t)+6\cos(3\pi t)이다.

LTI 시스템에서 정현파 입력은 주파수가 유지되고 크기만 그 주파수의 H(f)H(f)배가 된다. cos⁡(2πft)\cos(2\pi ft)와 비교하면 입력의 두 성분은 0.5 Hz와 1.5 Hz이다.

그림의 응답은 f=0f=0에서 1이고 ∣f∣=2.5|f|=2.5에서 0인 삼각형이며, 양의 실수값이므로 위상은 변하지 않는다.
H(f)=1−∣f∣2.5H(f)=1-\dfrac{|f|}{2.5}

H(0.5)=0.8H(0.5)=0.8이므로 10×0.8=810\times 0.8=8
H(1.5)=0.4H(1.5)=0.4이므로 15×0.4=615\times 0.4=6

  • 6cos⁡(3πt)6\cos(3\pi t)만 남는다는 내용은 0.5 Hz 성분이 사라진다는 뜻인데, 이 성분의 이득은 0.8이다.
  • 8cos⁡(πt)8\cos(\pi t)만 남는다는 내용은 1.5 Hz 성분이 차단된다는 뜻인데, 1.5 Hz도 2.5 Hz 이내라 이득이 0.4로 남는다.
  • 6cos⁡(πt)+4cos⁡(3πt)6\cos(\pi t)+4\cos(3\pi t)는 두 성분의 크기가 각각 8과 6이 아니다.
  • 4cos⁡(πt)+2cos⁡(3πt)4\cos(\pi t)+2\cos(3\pi t)도 두 성분의 크기가 각각 8과 6이 아니다.

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