Filter, Filtering, Spectrum Shaping   필터, 필터링, 여파, 스펙트럼 성형

(2017-08-02)
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[필터 구분]
[필터 주요 용어]
[필터 근사]
[디지털 필터]
[필터 기타일반]

1. 필터/필터링 이란?

  ㅇ 어떤 것은 차단시키고 어떤 것은 통과시키도록 설계된 장치
      - 필요한 부분 만을 선택적으로 통과시키는 것 (원치 않는 것을 제거)

  ㅇ [신호처리 분야]  
     - 신호상의 특정 주파수대역은 통과(pass)시키고 그 이외 것은 저지(stop)하는 것

     - 이를 위해, 스펙트럼 성형(Spectrum Shaping)을 하는 것 (즉, 주파수응답 특성 모양의 개선)
        . 주파수 선택성(Frequency Selection/Selectivity) : 주파수응답진폭 특성의 조절
        . 위상 성형(Phase Shaping)                       : 주파수응답시간지연 특성의 조절

   ㅇ [기타 분야]  ☞ (광학 필터, 패킷 필터링 등) 참조

   ㅇ [필터의 구현]  
      - 물리적으로, 공진동조 현상을 이용한 회로로써 구현
      - 디지털 필터에서는, 주로 수학적 계수 처리에 의해 기능 구현을 함


2. [신호처리]  필터 종류

  ※ ☞ `필터 구분` 참조
     - 대역별 구분 (LPF,HPF,BPF,전역통과필터 등)
     - 디지털 필터 구분 (IIR,FIR 등)
     - 필터 근사 스펙트럼 형태 구분 (Butterworth 필터 등)
     - 대역 선택(Band Selection),채널 선택(Channel Selection) 구분
     - 1차 필터,2차 필터 등


3. [신호처리]  필터 주요 용도잡음의 제거 (Noise Elimination)
  ㅇ 등화와 같은 주파수 스펙트럼 성형 (Spectrum Shaping)
  ㅇ 신호의 분리 검출 (Signal Detection) 등


4. [신호처리]  필터 특성 묘사

  ㅇ 필터에 대한 모델링 및 해석 : 전달함수 (주파수응답)

  ※ ☞ `이상 필터` 및 `실제 필터` 참조
     - 이상 필터 : 수학적으로 만 성립, 물리적으로는 실현불가능

  ㅇ `실제 필터`에서 바람직한 특성
     - 통과대역에서 가능한 평탄한 이득 (Maximally Flat)
     - 통과대역에서 선형 위상 응답 (Linear Phase)
     - 가능한 차단 특성이 예리하여야 함 (Sharp Cutoff,Steepness)
     - 저지대역에서 영 이득 (무한한 감쇠)
     - 제품에 적용되었을 때 삽입손실이 작아야함 (Minimum Insertion Loss)
     - 온도에 따른 특성 변화가 작아야 함 (Low Sensitivity)


5. [신호처리]  필터 용어

  ※ ☞ 필터 주요 용어 참조
     - 통과 대역, 천이 대역, 저지 대역 등 필터 대역 구분
     - 차단 주파수, 롤 오프(기울기), 필터 전달함수, 필터 차수


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