왜곡.

신호 처리에서 왜곡은 신호의 원래 모양(또는 다른 특성)을 변경하는 것입니다.통신 및 전자제품에서 이는 전자기기 또는 통신채널에서 음성을 나타내는 오디오 신호 또는 이미지를 나타내는 비디오 신호와 같은 정보 보유 신호의 파형을 변경하는 것을 의미한다.

왜곡은 보통 바람직하지 않기 때문에 엔지니어들은 왜곡을 제거하거나 최소화하려고 노력합니다.단, 상황에 따라서는 왜곡이 바람직할 수 있습니다.예를 들어 돌비 시스템과 같은 노이즈 저감 시스템에서는 오디오 신호가 전기적 노이즈의 영향을 받기 쉬운 신호의 측면을 강조하는 방식으로 의도적으로 왜곡된 다음 노이즈가 있는 통신 채널을 통과한 후 대칭적으로 "왜곡되지 않음"되어 수신 신호의 노이즈가 감소합니다.왜곡은 음악 효과로도 사용되며, 특히 일렉트릭 기타에서는 더욱 그러합니다.

노이즈 또는 기타 외부 신호(험, 간섭)의 추가는 왜곡으로 간주되지 않습니다.단, 양자화 왜곡의 영향이 노이즈에 포함되는 경우도 있습니다.노이즈와 왜곡을 모두 반영하는 품질 측정에는 Signal-to-Noise and Distribution(SINAD; 신호 대 잡음 및 왜곡) 비율과 THD+N(Total Harmonic Distribution + Noise)이 있습니다.

전자 신호

통신 및 신호 처리에서 노이즈가 없는 시스템은 전송 기능으로 특징지어 $출력{\displaystyle }$ y${\displaystyle (}$ $)$ {$displaystyle$ y$(t)}$를 $입력{\displaystyle }$ x$(\displaystyle$ x$)$의 함수로 쓸 수 있습니다.

$(\displaystyle y(t)=F(x(t)))}$

전송 기능이 완벽한 게인 상수 A와 완벽한 지연 T로만 구성된 경우

${\displaystyle y(t)=A\cdot x(t-T)}$

출력은 왜곡되지 않습니다.전달 함수 F가 이것보다 복잡할 때 왜곡이 발생합니다.F가 선형 함수인 경우, 예를 들어 주파수에 따라 게인 및/또는 지연이 변화하는 필터일 경우 신호는 선형 왜곡을 겪습니다.선형 왜곡은 신호에 새로운 주파수 성분을 도입하지 않지만 기존 주파수 성분의 밸런스를 변화시킵니다.

이 다이어그램은 신호가 다양한 왜곡 기능을 통과할 때 신호(사각형 파형과 사인파로 구성됨)의 동작을 보여 줍니다.

1. 첫 번째 트레이스(검은색)는 입력을 나타냅니다.또, 비왜곡 전송 함수(직선)로부터의 출력도 나타냅니다.
2. 하이패스 필터(녹색 트레이스)는 사각파의 저주파 성분을 저감함으로써 사각파의 형상을 왜곡한다.이것이 펄스 상부에 나타나는 '드롭'의 원인입니다.이 "펄스 왜곡"은 일련의 펄스가 AC 커플링(하이패스필터링) 앰프를 통과해야 하는 경우 매우 중요합니다.사인파는 하나의 주파수만 포함하므로 모양은 변경되지 않습니다.
3. 로우패스 필터(파란색 트레이스)는 고주파 성분을 제거하여 펄스를 반올림합니다.모든 시스템은 어느 정도 로우패스입니다.필터의 위상 왜곡으로 인해 사인파의 위상은 로우패스 및 하이패스 케이스에 따라 다릅니다.
4. 약간 비선형 전달 함수(보라색)로, 튜브 오디오 앰프의 전형적인 형태처럼 사인파의 피크를 부드럽게 압축합니다.이로 인해 소량의 저차 고조파가 생성됩니다.
5. 하드 클리핑 전송 함수(빨간색)는 고차 고조파를 생성합니다.전송 함수의 일부가 평평합니다. 이는 이 영역에서 입력 신호에 대한 모든 정보가 손실되었음을 나타냅니다.

게인과 지연이 완벽한 이상적인 증폭기의 전달 함수는 근사치에 불과합니다.시스템의 실제 동작은 보통 다릅니다.액티브 디바이스의 전송 기능(진공관, 트랜지스터, 연산 증폭기 등)의 비선형성은 비선형 왜곡의 일반적인 원인입니다.패시브 컴포넌트(동축 케이블 또는 광섬유 등)에서는 전파 경로의 불균일성, 반사 등에 의해 선형 왜곡이 발생할 수 있습니다.

진폭 왜곡

진폭 왜곡은 지정된 조건에서 출력 진폭이 입력 진폭의 선형 함수가 아닐 때 시스템, 하위 시스템 또는 장치에서 발생하는 왜곡입니다.

고조파 왜곡

고조파 왜곡은 음파 ^[1]주파수의 정수배인 음색을 추가합니다.오디오 시스템에서 진폭 왜곡을 일으키는 비선형성은 시스템에 공급되는 순수 사인파에 추가된 고조파(오버톤)로 측정되는 경우가 가장 많습니다.고조파 왜곡은 개별 성분의 상대적 강도(데시벨 단위) 또는 모든 고조파 성분의 루트 평균 제곱으로 나타낼 수 있습니다.Total Harmonic Distribution(THD; 총 고조파 왜곡)의 퍼센티지.고조파 왜곡이 들리는 수준은 왜곡의 정확한 성질에 따라 달라집니다.THD 측정값이 동일하더라도 다른 유형의 왜곡(크로스오버 왜곡 등)이 다른 유형의 왜곡보다 잘 들립니다(소프트 클리핑 등).무선 주파수 어플리케이션에서의 고조파 왜곡은 THD로 표현되는 경우는 거의 없습니다.

주파수 응답 왜곡

논플랫 주파수 응답은 필터에서 다른 주파수가 다른 양만큼 증폭될 때 발생하는 왜곡의 한 형태입니다.예를 들어 AC결합 캐스케이드 앰프의 비균일 주파수 응답 곡선은 주파수 왜곡의 한 예이다.오디오 케이스에서는 주로 실내음향, 스피커와 마이크의 불량, 주파수의존 라우드스피커 임피던스와 조합한 긴 라우드스피커 케이블 등이 원인입니다.

위상 왜곡

이러한 형태의 왜곡은 대부분 전기 리액턴스에 의해 발생합니다.여기서 입력신호의 모든 성분이 동일한 위상 시프트로 증폭되지 않으므로 출력신호의 일부분은 나머지 출력과 위상이 어긋난다.

그룹 지연 왜곡

분산 배지에서만 발견됩니다.도파관에서 위상 속도는 주파수에 따라 달라집니다.필터에서는 그룹 지연이 컷오프 주파수 부근에서 피크 상태가 되어 펄스 왜곡이 발생하는 경향이 있습니다.아날로그 장거리 트렁크가 12채널 캐리어 등 일반적인 경우 리피터로 그룹 지연 왜곡을 수정해야 합니다.

왜곡 보정

시스템 출력은 y(t) = F(x(t))로 제공되므로 역함수⁻¹ F를 찾을 수 있고 시스템의 입력 또는 출력을 왜곡하기 위해 의도적으로 사용될 수 있으면 왜곡이 수정됩니다.

유사한 보정의 예로는 LP/비닐 녹음 또는 FM 오디오 송신이 선형 필터에 의해 의도적으로 강조되는 경우 재생 시스템은 역필터를 적용하여 시스템 전체를 왜곡되지 않도록 한다.

전송 함수에 플랫 스팟이 있는 경우(반대가 여러 입력 포인트를 단일 출력 포인트에 매핑함)와 같이 역이 존재하지 않는 경우에는 보정이 불가능합니다.이로 인해 수정할 수 없는 정보 손실이 발생합니다.이러한 상황은 앰프가 오버드라이브되면 발생할 수 있습니다.즉, 입력 신호가 출력을 결정하지 않고 앰프의 특성만으로 클리핑 또는 슬루 레이트 왜곡을 일으킬 수 있습니다.

짝수 고조파 왜곡 취소

많은 대칭형 전자 회로는 증폭기 구성요소의 비선형성에 의해 생성되는 고조파의 크기를 줄입니다. 왜곡 구성요소의 크기가 거의 동일하지만 위상이 다른 회로의 반대쪽에서 오는 두 신호를 결합합니다.예를 들어 푸시풀 앰프 및 긴꼬리 쌍이 있습니다.

텔레타이프라이터 또는 모뎀시그널링

FSK 등의 바이너리 시그널링에서 왜곡이란 신호 펄스의 중요한 인스턴스가 시작 펄스의 시작과 관련된 적절한 위치에서 이동하는 것입니다.왜곡의 크기는 이상적인 단위 펄스 길이의 백분율로 표시됩니다.이것은 때때로 바이어스 왜곡이라고 불립니다.

전신 왜곡은 마크 간격과 스페이스 ^[2]간격의 비율을 왜곡하는 유사하고 오래된 문제입니다.

미술의 왜곡

예술계에서 왜곡은 예술가가 아이디어를 표현하고, 느낌을 전달하고, 시각적 영향을 강화하기 위해 형태의 크기, 모양 또는 시각적 특성에 가해지는 모든 변화이다.이러한 왜곡 또는 "추상"은 주로 사실적 관점 또는 현실적인 비례성으로부터의 목적적 편차를 나타낸다.피카소의 우는 여자나 엘 그레코의 양치기 숭배 등이 그 예다.이들의 주제는 불규칙하고 (흔히 신체적 왜곡이 그렇듯이) 표준적인 관점에서는 불가능한 방식으로 비대칭적으로 비례한다.

음성의 왜곡

오디오에 관해 왜곡이란 입력과 비교하여 출력 파형이 변형되는 것을 말합니다.일반적으로 전자 부품의 비선형 거동과 전원 공급 ^[3]제한으로 인해 발생하는 클리핑, 고조파 왜곡 또는 상호 변조 왜곡(혼합 현상)을 말합니다.특정 유형의 비선형 오디오 왜곡에 대한 용어로는 크로스오버 왜곡과 슬루 유도 왜곡(SID)이 있습니다.

다른 형태의 오디오 왜곡으로는 비플랫 주파수 응답, 압축, 변조, 앨리어싱, 양자화 노이즈, 와, 자기 테이프 등의 아날로그 미디어로부터의 플래터 등이 있습니다.스테레오 이미징에 영향을 줄 수 있다는 점을 제외하고 사람의 귀에는 위상 왜곡이 들리지 않습니다.

대부분의 필드에서 왜곡은 신호에 대한 원치 않는 변경으로 특징지어집니다.헤비메탈이나 펑크록과 같은 록 음악 스타일에서 일렉트릭 기타 신호에 적용될 때 의도적으로 효과로 사용되는 경우가 많습니다.

광학

광학에서 영상/광학적 왜곡은 광학계의 광축으로부터의 거리가 증가함에 따라 배율이 변화하여 발생하는 직선 투영으로부터의 발산이다.

지도 투영

지도 제작에서 왜곡은 피쳐의 영역 또는 형상을 잘못 표현한 것입니다.예를 들어 Mercator 투영법은 높은 위도에서 영역의 크기를 과장하여 왜곡합니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

이 문서에는 General Services Administration 문서의 퍼블릭 도메인 자료가 포함되어 있습니다(MIL-STD-188 지원).

외부 링크

• Wikimedia Commons에서의 왜곡에 관한 미디어