[Aliasing] Anti Aliasing Filter란? 구현 방법 및 실제 사용 예제(앨리어싱 필터)

 

목차

 

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Anti Aliasing Filter란? 사용 목적 및 적용 방법

 

Anti Aliasing 필터에 대해 보기 전에 앨리어싱에 대해 생소하시다면 링크의 글을 참조하시길 바랍니다(https://famtech.tistory.com/183). 

 

출처: wiki

 

위 그림과 같이 아날로그(Analog) 신호는 ADC를 거쳐서 디지털(Digital) 신호로 변환 됩니다. Anti-aliasing 필터는 아날로그 신호 단계에서 적용 됩니다. 

 

Anti Aliasing Filter는 아날로그 신호가 샘플되어 디지털로 변환될 때 발생하는 앨리어싱을 줄이기 위해 사용 됩니다. 앨리어싱은 주로 아날로그 신호의 고주파 성분이 적절하면 샘플링 되지 못할 때 디지털 도메인에서 왜곡(Distortion)이나 잘못된 주파수 정보로 표기 되는 현상을 말합니다. 

 

이러한 앨리어싱을 막기 위해서 사용하는 방법 중에 하나가 Anti Aliasing Filter입니다. Anti Aliasing Filter은 아날로그 신호를 샘플 하기 전에 적용 합니다. Anti Aliasing Filter를 사용해서 나이퀴스트 주파수(Nyquist Frequency) 이상의 고주파 영역을 제거하거나 줄여줍니다. 이렇게 고주파 성분을 미리 제거해서 디저털로 변환전에 앨리어싱 효과를 상쇄하는 것입니다.

 

 

 

 

 

Anti Aliasing Filter 사용 예제

 

안티 앨리어싱 필터를 사용하는 장비를 소개하겠습니다. 해당 장비는 팜테크(FAMTECH)에서 판매 중인 진동 시험기 제어 장치(Vibration Controller) 입니다. 

 

VR10500

 

위 스펙은 VR10500이라는 제어기의 스펙입니다. Aliasing으로 Digital과 Analog를 두 개 제공하고 있는데 Analog 필터는 앞서 설명드린 필터이고 디지털 필터는 ADC를 거쳐서 디지털이 된 신호를 다시 한번 Anti Aliasing 필터로 노이즈를 제거 하는 것입니다. 

 

필터 설계에서 폴(Pole)의 개념은 Roll off 가 시작되는 주파수 지점을 의미합니다. 즉, 위 문구와 같이 Multiple Pole의 의미는 3dB에서 Roll off 가 떨어지는 정도가 더욱 가파르다는 의미 입니다. 

 

 

 

위 그림은 VibrationVIEW로 동작 시킨 충격 시험(Shock Vibration Test) 셋업 화면 입니다. 좌측 하단에 Input Filter를 여러가지 선택이 가능한데 그 중에 Antialias도 적용가능합니다. 7000Hz 이상의 주파수(Frequency)를 차단해주는 역할을 합니다.