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그림과 같은 펄스를 라플라스 변환하면 그 값은? | [승강기기사 필기] 17년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[승강기기사 필기] 17년 1회차
그림과 같은 펄스를 라플라스 변환하면 그 값은?
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해설

그림은 0에서 T까지만 크기 1을 유지하고 그 이후 0으로 떨어지는 사각 펄스이므로, 라플라스 변환은 F(s)=1s(1−e−Ts)F(s)=\dfrac{1}{s}\left(1-e^{-Ts}\right) 이다.

이 펄스는 t=0에서 시작하는 단위계단함수에서, t=T만큼 지연된 단위계단함수를 뺀 것으로 볼 수 있다.
f(t)=u(t)−u(t−T)f(t)=u(t)-u(t-T)

단위계단함수의 변환은 1s\dfrac{1}{s} 이고, 시간이 T만큼 지연되면 지연 정리에 의해 e−Tse^{-Ts}가 곱해지므로
F(s)=1s−e−Tss=1s(1−e−Ts)F(s)=\dfrac{1}{s}-\dfrac{e^{-Ts}}{s}=\dfrac{1}{s}\left(1-e^{-Ts}\right) 로 정리된다.

  • 지수의 부호가 양수인 eTse^{Ts} 형태는 시간 지연이 아니라 앞선 시간을 뜻해 인과적인 펄스와 맞지 않는다.
  • 부호가 덧셈인 1+e−Ts1+e^{-Ts} 형태는 펄스가 꺼지는 것이 아니라 T에서 한 단 더 올라가는 파형이 된다.
  • 앞에 1T\dfrac{1}{T}가 붙은 식은 진폭이 1인 그림의 조건과 어긋난다.

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