Chapter 11. 노이즈 신호 탐지 및 필터링하는 방법 [오실로스코프, 리골이 알려줄게]

 

전자 회로나 신호를 분석할 때 가장 많이 마주하는 문제 중 하나는 바로 노이즈(Noise)입니다.

현실의 신호는 언제나 이상적이지 않으며, 잡음이 섞인 신호는 파형이 흐릿하거나 두껍게 보여 정확한 측정을 어렵게 만들죠.

 

이번 블로그에서는 RIGOL 오실로스코프를 활용해 노이즈가 섞인 신호를 안정적으로 트리거하고, 원하는 파형만 깔끔하게 추출하는 두 가지 방법을 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

노이즈 포함된 신호 파악하기

이번 실습에서는 DS6000 데모보드를 사용해 노이즈가 포함된 사인파 신호를 받아봅니다.

 

• 원래 신호: 500kHz 사인파
• 추가된 노이즈: 약 120MHz의 고주파 성분
• 화면에 보이는 파형: 선명한 곡선 대신, 자글자글하고 두꺼운 파형

 

이처럼 노이즈가 섞이면 기본적인 파형 확인조차 어려워지기 때문에, 정확한 분석이 필요합니다.

 

 

주파수 성분 분석

 

1. Measure 기능

• 주파수 확인 → 기본 신호(500kHz)는 확인 가능
• 노이즈 주파수는 측정 불가 (신호 변화가 크기 때문)

 

 

2. Cursor 기능

• 한 주기 측정 → 약 8.26ns → 1/8.26ns ≒ 120MHz
• 결과: 고주파 노이즈 성분은 약 120MHz

 

👉 정확한 주파수 파악이 있어야 필터 설정도 제대로 할 수 있습니다.

 

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BW Limit로 간단하게 노이즈 차단

 

BW Limit은 오실로스코프의 기본 기능 중 하나로, 지정한 대역폭 이상 신호를 자동으로 차단해 줍니다.

 

• CH1 → 메뉴 → BW
• Limit → 20MHz 선택
• 효과: 20MHz 이상의 노이즈(120MHz)는 걸러지고, 500kHz 신호만 선명하게 표시
• 250MHz로 설정하면? → 120MHz 노이즈가 그대로 표시됨(노이즈 신호가 더 작기 때문에 걸러지지 않음)

 

📌 이 기능은 SMPS, 디지털 신호, 저주파 분석 시 매우 유용합니다.

 

 

Math 기능으로 정밀 필터링 (디지털 필터)

 

RIGOL DHO / MHO 시리즈 오실로스코프에는 수학 연산(Math) 기능이 내장되어 있어, 고급 디지털 필터를 활용할 수 있습니다.

 

 

✔️ Low Pass Filter

• 120MHz 고주파 노이즈 차단
• 설정: Math → Operator → Low Pass → Cut-off 주파수 입력
• 결과: 원신호(500kHz)만 표시됨

 

 

 

✔️ High Pass Filter

• 반대로, 원신호 제거하고 노이즈만 분석 가능
• 신호 품질 분석, 문제 발생 원인 추적 등에 유용

이 외에도

• Band Pass: 특정 주파수 대역만 통과
• Band Stop: 특정 주파수만 제거
• 같은 정밀한 설정이 가능합니다.

BW Limit보다 훨씬 정밀한 필터링이 가능하며,

특정 상황에서 노이즈를 정확히 구분하고 분석하는 데 탁월합니다.

 

 

 

 

이번 노이즈 신호 탐지 및 필터링에 대한 자세한 정보는 아래 영상을 통해 확인해주세요!

 

 

 

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신호 품질 향상은 필터링에서 시작됩니다

 

 

전자 신호 측정에서 노이즈 제거는 선택이 아닌 필수입니다. 정확한 분석을 위해서는 신호에 포함된 불필요한 성분을 식별하고 제거할 수 있어야 하며, 그 시작은 오실로스코프의 트리거 설정과 필터링 기능을 얼마나 잘 활용하느냐에 달려 있습니다. 이번 실습을 통해 BW Limit 기능을 사용해 고주파 노이즈를 빠르게 걸러내는 방법, 디지털 필터(FFT, Low Pass, High Pass 등)를 활용해 보다 정밀한 신호 분석을 수행하는 방법을 익히셨을 것입니다.

 

노이즈가 많은 환경에서도 원하는 신호만을 명확하게 캡처하고 시각화하는 능력은, 측정 정확도를 높이고 디버깅 시간을 줄이는 데 큰 도움이 됩니다. 실습에 사용한 리골 오실로스코프 제품에 대한 자세한 정보는 RIGOL 공식 홈페이지에서 확인해 주세요!

 

 

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문의사항 : 리골코리아 02-6953-4466, info.kr@rigol.com