Aliasing 이란? Anti-aliasing Filter 이란?

Aliasing 이란?

Nyquist-Shanon 샘플링 이론은 연속된 시간 흐름의 파형에서 이산적인 시간흐름의 파형으로 변경하는 과정에서 최소한의 필요한 샘플링 주파수를 얘기한다.

간단히 말하자면 외부에 아날로그 센서로 측정한 값을 디지털로 샘플링해서 변환하는데 측정한 아날로그 값의 훼손을 최소한으로 인정하는 샘플비를 Nyquist frequency 라고 한다.

그림1

그림1은 30hz 사인파(녹색)이다. 빨간색 X는 60Hz로 샘플링하는 sampling rate이다. 샘플링을 따라 선을 그으면 어느정도 사인파와 유사하게는 간다. 만일 샘플링 주파수를 60Hz 이하로 하게 된다면 디지털 된 신호는 원신호에서 모양이 많이 다를 것이다. 이렇게 형태가 샘플링 주파수에 의해 변경 되는 것을 Aliasing(앨리어싱)이라고 한다.

Nyquist-Shanon Sampling Theorom 에서는 원신호 주파수의 최소 2배 샘플링 주파수를 유지해야 한다고 한다.

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Anti-aliasing Filter 이란?

Aliasing을 막는 방법에는 크게 2가지가 있다.

첫번째는 앞서 얘기한 것과 같이 샘플링 주파수를 크게 하는 것이다.

두번째는 Antialiasing 필터를 사용하는 것이다.

그림2

Anti Aliasing 필터란 간단히 말하면 저주파통과 필터(Low frequency pass filter) 이다. 그림2와 같이 fs는 샘플링 주파수를 말하는 것이고 샘플링 주파수의 반은 Nyquist 주파수를 말한다.
Anti Aliasing filter는 Nyuist 주파수 이상의 주파수를 잘라낸다. 앨리어싱이란 결국 샘플링의 부족으로 신호가 갑작스럽게 변하는 고주파 성분이 많이 포함되게 되는데 필터를 사용해서 이 부분을 부드럽게 바꾸어 줄수 있는 것이다.


참조>> https://resources.pcb.cadence.com/blog/2020-anti-aliasing-filter-design-and-applications-in-sampling