에일리어싱(Aliasing)
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자동차를 타고 가다가 옆에서 같이 주행하고 있는 차량 바퀴 휠이 움직이는 모습이 보이는가 싶더니 어느 순간 주행방향과 달리 거꾸로 돌고 있거나 또는 천천히 움직이는 것처럼 보일 때가 있다 또는 영화의 필름을 빨리 움직일 때 끈어진 영상이 보이는 것, 나이트클럽에서 강하게 점멸하는 불빛으로 상대의 움직임이 마치 그림같을 때, 그리고 Stroboscope로 회전체의 회전형상을 정지하게 하여 회전수(RPM)을 측정하거나 표면을 검사할 때 어떤 한계를 느끼는데 이를 Aliasing이라는 용어로 설명할 수 있다.
Aliasing
물리적인 현상 또는 신호를 Analogue로 끈어짐이 없이 이루어진 선이라 설명한다면 신호를 빠르게 분석하고 데이터화하기 위해서 수많은 점으로 끈어진(설명할 수 있는)Digital화하는 절차를 AD변환(ADconverter)이라고 한다. 이 AD변환시 샘플링하는 주파수, 즉 초당 샘플수에 이상이 생기면 샘플링이 부족하여 제대로된 파형을 읽지 못하는 또는 시간영역의 그래프를 촘촘히 표현하지 못해서 고주파의 거짓신호를 생성하는 현상을 말한다. 하지만 이 거짓신호를 걱정하지 않아도 된다. 최근의 진동계측기는 거짓고주파를 차단하는 low pass filter를 통해 이를 방지하고 있기 때문이다.
Nyquist cutoff주파수란 Fs/2.56과 같으며 Aliasing오류가 생기지 않는 주파수를 의미하며 대체로 계측기에서의 최대주파수(Fmax)를 의미한다. 이때 Fs는 2.56* Fmax보다 커야 이론상으로 Aliasing을 피할 수 있다. 보통 진동FFT계측기에서는 2.56을 2로 선정하고 대신 AD컨버터 앞에 Anti-aliasing 필터인 Low pass filter를 사용하여 이를 방지하도록 설계되어 있다. 또한 Sampling rate는 1초당 Fs를 의미하므로 Fmax를 설정하기 위해 sampling rate의 입력창에 원하는 Fmax의 2배를 넣어주어야 할 때도 있다.
키워드
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Aliasing, 에일리어싱, 샘플링, AD컨버터, 나이키스트
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