예비_능동필터

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예비_능동필터에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1 Pre-Lab(예비실험): 기본 이론 조사
2 Pre-Lab(예비실험): Multisim 사용한 모의 실험(시뮬레이션)
3 Pre-Lab(예비실험): 실험 절차
4 Pre-Lab(예비실험): 검토 및 느낀점

본문내용

파수는 출력이 6dB/octave 혹은 20dB/decade로 감소되는 주파수에서 결정된다. 저역 통과 필터의 대역폭은 BW = c 이 된다.
(3) 연산 증폭기를 이용한 능동필터 중에 고역통과 필터에 대해서 설명하시오.
- Sallen-Key 고역통과 필터
고역통과필터는 LPF와 반대개념의 필터로서 저주파수의 통행을 필터링하는 필터이다. 즉 c이하의 신호는 감쇠시키고 c 보다 높은 주파수의 신호는 통과시킨다. 실제 상용으로는 매우 제한된 용도로만 쓰이는 필터이며 구조에서 저주파 발진을 최소화하기 위해 HPF를 덧붙이기도 한다. 다시 말해 주파수성분 중에서 저주파를 없애야할 때 사용되는 필터라 할 수 있다. 고역 RC필터의 임계 주파수는 저역 RC필터와 마찬가지로 이 된다.
(4) 연산 증폭기를 이용한 능동필터 중에 대역통과 필터에 대해서 설명하시오.
- Sallen-Key 대역통과 필터
대역 통과 필터는 하한주파수와 상한 주파수 내의 모든 신호를 통과시키고 그 외의 주파수 신호는 저지시킨다. 대역폭은 상한 임계 주파수와 하한 임계 주파수의 차로 BW = c2-c1 이다. 회로는 기본적인 저역통과, 고역통과 능동필터의 직렬연결이다.
(5) 연산 증폭기를 이용한 능동필터 중에 대역저지 필터에 대해서 설명하시오.
노치필터, 대역 제거필터 대역 소거필터라고 하며, 특정 주파수의 신호만을 저지하고 그 외의 주파수 신호는 통과한다. 대역폭은 대역통과필터의 경우처럼 -3dB 점 사이의 주파수 이다.
2 Pre-Lab(예비실험): Multisim 사용한 모의 실험(시뮬레이션)
■ 모의실험회로 1 :
- 모의실험 결과 그래프 및 표 :
Multisim을 이용한 시간영역에서의 저역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
주파수 [Hz]
입력 전압 첨두간 전압[V]
출력 전압 첨두간 전압[V]
전압 이득
전압 이득[dB]
10
2
2
1
0
100
2
1.995
0.9975
-0.02174
1k
2
1.598
0.799
-1.94906
10k
2
0.175
0.0875
-21.1598
100k
2
0.004
0.002
-53.9794
Multisim의 시간영역 분석을 이용한 저역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
임계주파수
시뮬레이션 결과
이론값
시뮬레이션 결과
이론값
0
0
1.50kHz
1.30kHz
Multisim의 주파수분석을 이용한 저역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
임계주파수
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
0
0
0
1.347khz
1.30kHz
1.30kHz
■ 모의실험회로 2 :
Multisim을 이용한 시간영역에서의 고역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
주파수 [Hz]
입력 전압 첨두간 전압[V]
출력 전압 첨두간 전압[V]
전압 이득
전압 이득[dB]
100
2
0.007
0.0035
-49.1186
1k
2
0.28
0.14
-17.0774
10k
2
1.68
0.84
-1.51441
100k
2
1.558
0.779
-2.16925
1M
2
0.132
0.066
-23.6091
Multisim의 시간영역 분석을 이용한 고역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
임계주파수
시뮬레이션 결과
이론값
시뮬레이션 결과
이론값
0
0
1.50kHz
1.30kHz
Multisim 주파수분석을 이용한 고역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
임계주파수
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
-0.0029
0
0
6.27khz
6.1kHz
6kHz
■ 모의실험회로 3 :
Multisim을 이용한 시간영역에서의 대역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
주파수 [Hz]
입력 전압 첨두간 전압[V]
출력 전압 첨두간 전압[V]
전압 이득
전압 이득[dB]
10
2
0.0048
0.0024
-52.3958
100
2
0.048
0.024
-32.3958
1k
2
1.455
0.7275
-2.76334
10k
2
0.047
0.0235
-32.5786
100k
2
0.0051
0.00255
-51.8692
Multisim의 시간영역 분석을 이용한 대역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
하한 임계주파수
시뮬레이션 결과
이론값
시뮬레이션 결과
이론값
950Hz
1kHz
830Hz
800Hz
상한 임계주파수
대역폭 BW
시뮬레이션 결과
이론값
시뮬레이션 결과
이론값
1.15kHz
1.2kHz
330Hz
400Hz
Multisim 주파수분석을 이용한 대역통과필터의 주파수 특성 측정 결과
하한 임계주파수
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
961Hz
961.9Hz
1kHz
832Hz
830Hz
800Hz
상한 임계주파수
대역폭 BW
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
보드플로터 이용
오실로스코프 이용
이론값
1.16kHz
1.15kHz
1.2kHz
328Hz
330Hz
400Hz
Grapher View를 이용해서 위에 시뮬레이션한 저역통과필터, 고역통과필터, 대역통과필터의 가산기, 미분기, 적분기 회로들의 입, 출력 파형에 대해서 Excel에 export해서 Excel에서 그래프로 출력하시오.
저역통과필터
고역통과필터
대역통과필터
3 Pre-Lab(예비실험): 실험 절차
- DMM을 이용하여 실험에 필요한 소자를 모두 측정한다.
- LM741CN와 캐패시터, 저항, 오실로스코프, 함수발생기, 보드플래터를 이용하여 회로를 구성한다.
- 회로를 오실로스코프, 보드플래터를 이용하여 측정한다 .
- 완성된 회로를 조금씩 변경하여 원하는 회로로 설정한다.
4 Pre-Lab(예비실험): 검토 및 느낀점
이번 실험을 통해서 능동필터의 기능을 알게 되었으며, 그 회로를 구성할 때 저역통과필터, 고역통과필터, 대역통과필터가 어떠한 역할을 하게 되는지 알게 되었다. 먼저 이론조사를 통해 저역통과필터, 고역통과필터, 대역통과필터의 기능을 먼저 조사하고 난 뒤에 멀티심으로 실험을 해보니 실험하는 과정이 훨씬 수월하였고, 올바른 시뮬레이션 값을 얻어 낼 수 있었다. 이러한 예비실험을 통하여 실제 ELVIS에서 직접 회로를 구성한 뒤, 제대로 된 결과가 나오도록 최선을 다하겠다.

키워드

멀티심,   전자회로실험,   전자회로설계,   회로,   예비보고서