1차 능동 필터(예비보고서)

소개글

1차 능동 필터(예비보고서)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

없음

본문내용

지 대역 통과 필터(BPF)가 있다. ㉠BPF1:증폭된 신호 중 수신하고자하는 주파수를 선택하여 유도기(inductor)와 컨덴서(capacitor)를 사용하여 구성하였으나 현재 대부분의 수신기 공급업체에서는 SAW 필터를 사용하여 구성한다. SAW 필터에는 초협대역 필터(very narrow band filter)와 광대역 필터(wide band filter)가 있는데, 무선 호출 수신기의 특성 또는 사용하는 지역의 특성에 따라 선택하여 사용한다. ㉡BPF2:중간 주파 증폭기(IFAMP)로부터 출력된 주파수 성분 중에서 불필요한 신호를 제거하고 원하는 주파수(1차 중간 주파수)를 통과시킨다.
특정한 두 차단 주파수 사이에 있는 주파수 대역의 신호는 감쇠없이 통과하나 그 이외의 모든 주파수에 대해서는 감쇠시키는 필터. 실제는 절단 효과를 줄이기 위하여 차단 주파수를 서서히 변화시키는 4 개의 주파수 f1, f2, f3, f4 로 주어지는 사다리꼴 모양으로 설계한다. f 1 이하 f4 이상은 차단 시키고 f2와 f3 사이는 감쇠없이 통과시키며, f1과 f2 사이와 f3과 f4 사이는 선형적으로 변화시킨다. 이러한 사다리꼴의 필터 를 옴스비 필터라고 한다.
3.5. Phase Shifter
입력에 대해 출력의 위상을 변화시키는 것. 용도에 따라 여러 종류로 나뉜다.
5. 시뮬레이션
(1) CAD 프로그램을 이용하여 다음의 회로를 구성하라. 이 때, V3 는 VAC 를 이용하고 진폭은 100mV 로 하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(2) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. 이때, sweep 주파수는 1Hz부터 10MHz 로 하고, points 는 1000 으로 하라. U1 의 출력 전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프에 출력하라. 위 증폭기의 3dB 차단 주파수와 3dB 대역폭을 구하라. 차단 영역에서 기울기를 구하라.
⇒시뮬레이션 결과 출력 전압의 dB magnitude 는 처음에는 0dB 로 유지되다가 어느 주 파수 이상부터는 dB 의 크기가 감소하기 시작한다. 이 때, -3dB 에 해당하는 주파수가 차단주파수이다. 여기서는 차단주파수 = 16.866kHz 이고, 따라서 대역폭은 1Hz ~ 16.866kHz 이다. 기울기는 Domain 값이 log 의 형태이기 때문에 log 를 취하여 구한 다. 기울기 = ≒ -17.93 dB/dec 이다.
(3) 위 그림의 회로를 수정하여 다음의 회로를 구성하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(4) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. 이때, sweep 주파수는 1Hz부터 10MHz 로 하고, points 는 1000 으로 하라. U1 의 출력 전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프에 출력하라. 위 증폭기의 3dB 차단 주파수와 3dB 대역폭을 구하라. 차단 영역에서 기울기를 구하라.
⇒시뮬레이션 결과, 출력 전압의 dB magnitude 는 처음에 점점 증가하다가 어느 주파수 이상부터는 일정하게 0dB 의 값을 가진다. 그 주파수가 차단주파수이며, 약 20.184Hz가 나온다. 그런데 50kHz 이상의 값에서 dB magnitude 의 값이 감소하기 시작하는데, 이것은 Op amp 자체의 특성으로 인해 감소한다고 볼 수 있다. 따라서 대역폭은 20.184Hz ~ 50kHz 이다. 기울기는 Domain 값이 log 의 형태이기 때문에 log 를 취하여 구한다. 기울기 = ≒ 17.52 dB/dec 이다.
(5) 위 그림의 회로를 수정하여 다음의 회로를 구성하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(6) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. 이때, sweep 주파수는 1Hz부터 10MHz 로 하고, points 는 1000 으로 하라. U1 의 출력 전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프에 출력하라. 위 증폭기의 3dB 차단 주파수와 3dB 대역폭을 구하라. 차단 영역에서 기울기를 구하라.
⇒ 시뮬레이션 결과, 출력 전압의 dB magnitude 는 처음에 점점 증가하다가 어느 주파수 이상부터는 일정하게 0dB 의 값을 가진다. 그래서 어느 정도 일정하다가 또 다른 주파 수이상부터는 dB magnitude 가 감소한다. 이 두 개의 주파수가 차단주파수이며, 약 20.184Hz 와 1.9815kHz 가 나온다. 그런데 약 1MkHz 이상의 값에서 dB magnitude 의 값이 이상한 곡선의 형태로 감소하기 시작하는데, 이것은 Op amp 자체의 특성으로 인해 감소한다고 볼 수 있다. 따라서 대역폭은 20.184Hz ~ 1.9815kHz 이다. 기울기는 Domain 값이 log 의 형태이기 때문에 log 를 취하여 구한다.
증가할 때의 기울기 = ≒ 17.52 dB/dec
감소할 때의 기울기 = ≒ -18.63 dB/dec 이다.
(7) CAD 프로그램을 이용하여 다음의 회로를 구성하라. 이 때, V3 는 VAC 를 이용하고, 진폭은 1V 로 하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(8) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. 이때, sweep 주파수는 1Hz부터 10MHz 로 하고, points 는 1000 으로 하라. U1 의 출력 전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프에 출력하라. 위상이 -90° 가 되는 주파수를 구하라.
⇒ (Bode Plot) 이 회로에서 전달함수 H(jω) = 이고, 페이저로 나타내면 1∠-2tan-1() 이다. 그런데 위상차가 -90° 라는 의미는 ω = ω0 의 의미이다. ( ∵ tan-1 () = 45° ) 따라서 =1이므로 결국 w=wo가 될 때의 주파수가 된다. wo이 -3dB-frequuecy 이므로 결국 위상차가 -90° 나는 주파수는 차단수파수와 같은 값인 666.217kHz 가 된다. 시뮬레이션 결과 -3dB 의 크기에 해당하는 주파수는 662.217kHz 이다.

키워드

능동 필터,   1차 능동필터,   1차 능동 필터