오버슈트(신호)

Overshoot (signal)
오버슈트 후 호출음 및 안착 시간을 나타냅니다.θh는 오버슈트의 절대값이다.

신호 처리, 제어 이론, 전자 및 수학에서 오버슈트는 목표치를 초과하는 신호 또는 함수의 발생입니다.언더슈트는 반대 방향에서도 같은 현상입니다.특히 저역 통과 필터와 같은 대역 제한 시스템의 단계 응답에서 발생합니다.그 뒤에 종종 벨이 울리고 때로는 후자와 결합됩니다.

정의.

최대 오버슈트는 오가타 카츠히코의 이산 시간 제어 시스템에서 "시스템에서 원하는 응답에서 측정된 응답 곡선의 최대 피크 값"으로 정의된다."[1]

제어 이론

제어 이론에서 오버슈트는 최종 정상 상태 [2]값을 초과하는 출력을 말합니다.스텝 입력의 경우 백분율 오버슈트(PO)는 스텝 값을 스텝 값으로 나눈 최대값입니다.장치 스텝의 경우 오버슈트는 스텝 응답의 최대값에서 1을 뺀 값입니다.또, 전자제품의 콘텍스트에서의 오버슈트의 정의도 참조해 주세요.

2차 시스템의 경우, 백분율 오버슈트는 감쇠비 θ의 함수이며 다음과 같이 주어진다.

댐핑 비율은 다음 항목에서도 확인할 수 있습니다.

일렉트로닉스

전자 신호로 오버슈트 및 언더슈트

전자제품에서 오버슈트란 어떤 값에서 다른 값으로 이행하는 동안 최종(안정 상태) 값을 초과하는 파라미터의 일시적인 값을 말합니다.이 용어의 중요한 용도는 [4]증폭기의 출력 신호에 대한 것입니다.

사용방법: 과도값이 최종값을 초과하면 오버슈트가 발생합니다.이 값이 최종 값보다 작을 경우 현상을 "언더슈트"라고 합니다.

회로는 신호의 왜곡을 허용 범위 내에서 억제하면서 상승 시간을 최소화하도록 설계되어 있습니다.

  1. 오버슈트는 신호의 왜곡을 나타냅니다.
  2. 회로 설계에서는 오버슈트를 최소화하고 회로 상승 시간을 단축하는 목적이 상충될 수 있습니다.
  3. 오버슈트의 크기는 "덤핑"이라고 불리는 현상을 통해 시간에 따라 달라집니다.단계 응답 아래의 그림을 참조하십시오.
  4. 오버슈트는 종종 안정 시간, 출력이 정상 상태에 도달하는 데 걸리는 시간과 관련이 있습니다. 단계 응답을 참조하십시오.

제어 이론의 맥락에서 오버슈트의 정의를 참조하십시오.

수학

사인 적분, 오버슈트 시연
주요 기사 : 깁스 현상

함수의 근사에서 오버슈트는 근사 품질을 설명하는 하나의 용어입니다.예를 들어 직교 다항식의 푸리에 급수나 확장과 같은 항들의 합으로 사각파와 같은 함수가 표현될 때, 그 함수의 근사치는 오버슈트, 언더슈트 및 링잉을 나타낼 수 있습니다.시계열에서 보존되는 항이 많을수록 근사치가 나타내는 함수에서 이탈하는 현상이 뚜렷하지 않습니다.그러나 진동 주기는 감소하지만 진폭은 감소하지 않습니다.[5] 이를 깁스 현상이라고 합니다.푸리에 변환의 경우, 이는 스텝 함수를 특정 주파수까지 적분하여 모델링할 수 있으며, 이는 사인 적분을 산출합니다.이는 sync 기능을 사용한 컨볼루션으로 해석할 수 있습니다. 신호 처리 측면에서 이것은 로우패스 필터입니다.

신호 처리

선명하지 않은 마스킹을 사용하여 이미지를 선명하게 만들 때 발생하는 오버샷(이미지 하단)
사인 적분 - 이상적인 로우패스 필터의 단계 응답입니다.
sync 함수. 이것은 이상적인 로우패스 필터의 임펄스 응답입니다.
상세 정보:호출음 아티팩트

신호 처리에서 오버슈트는 필터의 출력이 입력보다 특히 스텝 응답에 대해 더 높은 최대값을 가질 때 발생하며 종종 호출 아티팩트의 관련 현상이 발생합니다.

예를 들어 sync 필터를 이상적인(벽돌형) 로우패스 필터로 사용할 때 발생합니다.스텝 응답은 동기 함수인 임펄스 응답과의 컨볼루션으로 해석할 수 있습니다.

오버슈트와 언더슈트는 다음과 같이 이해할 수 있습니다.일반적으로 커널은 적분1을 가지도록 정규화되어 있기 때문에 상수 함수를 상수 함수로 보냅니다.그렇지 않으면 이득이 됩니다.한 포인트의 컨볼루션 값은 입력 신호의 선형 조합이며, 계수(가중치)는 커널의 값입니다.커널이 가우스 커널과 같이 음이 아닌 경우, 필터링된 신호의 값은 입력 값의 볼록한 조합(계수(커널)이 1에 통합되어 음이 아닌 값)이 되며, 따라서 입력 신호의 최소값과 최대값 사이에 떨어집니다. 즉 언더슈팅이나 오버슈트는 발생하지 않습니다.반면 커널이 동기함수와 같은 음의 값을 가정할 경우 필터링된 신호의 값은 입력 값의 아핀 조합이 되며 입력 신호의 최소값과 최대값을 벗어나 언더슈트 및 오버슈트가 발생할 수 있습니다.

오버샷은 특히 클리핑의 원인이 되는 경우 바람직하지 않은 경우가 많으나, 선명도가 높아지기 때문에 이미지 선명화에 바람직할 수 있습니다.

관련 개념

이와 밀접하게 관련된 현상은 오버슈트 후 신호가 정상 상태 값 아래로 떨어진 후 정상 상태 값에 근접하는 데 시간이 걸리며 위로 되돌아오는 경우입니다. 이 시간을 안착 시간이라고 합니다.

생태학에서 오버슈트는 개체군이 시스템의 운반 용량을 초과하는 유사한 개념입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스 및 메모

  1. ^ Ogata, Katsuhiko (1987). Discrete-time control systems. Prentice-Hall. p. 344. ISBN 0-13-216102-8.
  2. ^ Kuo, Benjamin C & Golnaraghi M F (2003). Automatic control systems (Eighth ed.). NY: Wiley. p. §7.3 p. 236–237. ISBN 0-471-13476-7.
  3. ^ 모던 컨트롤 엔지니어링 (제3판), 오가타 카츠히코 (153쪽).
  4. ^ Phillip E Allen & Holberg D R (2002). CMOS analog circuit design (Second ed.). NY: Oxford University Press. Appendix C2, p. 771. ISBN 0-19-511644-5.
  5. ^ Gerald B Folland (1992). Fourier analysis and its application. Pacific Grove, Calif.: Wadsworth: Brooks/Cole. pp. 60–61. ISBN 0-534-17094-3.

외부 링크