밑에 보인 [그림 1]은 100KHz trapezoidal waveform(사다리꼴파)의 spectrum(어떤 신호가 가지고 있는 주파수 성분들)이다. 빨간색으로 나타낸 spectrum은 rise time이 0.2usec이고 파란색 spectrum은 rise time이 0.5usec이다. x축은 주파수를 나타내고 y축은 amplitude로서 dB로 나타낸다.Spectrum을 살펴보면 amplitude가 검은색 점선을 따라서 감소하는데, 그 감소율이 -20dB/dec (-20dB per decade라고 읽는다)이다. -20dB/dec이란 의미는 x축, 즉 주파수가 10배 증가할때마다 y축 amplitude가 20dB의 감소가 생긴다는 뜻이다. 이 감소율은 주파수가 높아지게 되면 증가하게 되는데 대략 -40dB/dec으로 amplitude가 감소하는 것을 볼 수가 있다. [그림 1]에서 빨간색사선과 파란색사선이 -40dB/dec을 나타내는 선이다. -20dB/dec line과 -40dB/dec line이 만나는 주파수를f-3dB(-3dB frequency)또는 fknee(knee frequency)라고 하는데 어떤 신호가 가지고 있는 대부분의 에너지는f-3dB 이하에 집중한다. 통신시스템이나 신호처리 시스템에서f-3dB이상의 모든 주파수 성분을 취급하기 위해서는 실질적으로 무한대의 bandwidth를 갖는 시스템이 필요하게 된다. 그렇기때문에 통상 system design관점에서f-3dB를 그 신호가 가지고 있는 최고 주파수성분으로 보며 실제 bandwidth를 결정하는 요소로 본다.
따라서 [그림 1]에서 보인 예를들면 0.2usec의 rise time을 갖는 신호의 경우 f-3dB가 1.8MHz이고 0.5usec의 rise time을 갖는 신호의 경우 700KHz이다. 그러므로 동일한 주파수를 갖는 신호일지라도 rise time에 따라서 필요로하는 bandwidth는 다르며 rise time이 짧을수록f-3dB가 더 높다는 것을 알 수 있다.
그림 1]
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안녕하세요. 흥미로운 내용 잘 읽었습니다.
답글삭제글을 읽고 한 가지 질문을 드립니다. 위에서 말씀하신 rise time(0.2us or 0.5us)이 red or blue신호의 time domain에서의 rising time(low state에서 high state로 천이하는데에 걸리는 시간)을 의미하는지요? 아니면 frequency domain에서 spectrum의 기울기를 의미하는지 궁금합니다. 배경 지식이 부족에 여쭤봅니다