1차시스템 응답

목차

1. MATLAB Simulink를 이용한 응답특성
1-1. Sine Input (at 500Hz)
1-2. Pulse Input (at 500Hz)

2. 실험결과
2-1. Data sheet
2-2. Log scale wave form

3. 토의 및 고찰

본문내용

0부터 Cutoff 주파수 까지의 주파수 구간을 의미하기 때문에 동일 맥락으로 이해해도 된다. 다만, 통상 대역폭은 폐루프 시스템에 대한 시스템의 응답속도 지표로써 사용되므로 Cutoff 주파수에 비해 의미의 특정성이 있다. Cutoff 주파수의 정의가 점근선에 대한 실제 곡선의 오차를 의미하므로 1차 시스템은 -3dB지만 ζ = 1인 경우의 2차 시스템은 -6dB를 기준으로 대역폭을 정의하는 경우도 있지만, -3dB의 물리적 의미는 전력측면에서 볼 때 절반전력(Half Power)비를 의미한다. -3dB의 근원을 살펴보면, 내부 부하와 출력부하가 같을 때 부하매칭을 이루어 최대전력전달(Maximum Power Transfer)을 하며 입력대비 출력전력은 50% 즉, 입력의 절반전력으로 전달됨을 알 수 있다. 그러므로 HiFi 앰프의 성능을 결정하는 기준점인 대역폭은 -3dB(Half Power)가 되는 주파수 구간을 잡는 것이다. 참고로 -3dB는 선형크기의 비로 하면 1/√2 = 0.707이다.
필터의 기능에 따라 필터는 크게 저역통과 필터와 고역통과 필터로 분류할 수 있다. 저역통과 필터는 인가전압(신호)의 저주파 성분을 통과시켜 부하저항(RL) 양단에 출력전압을 발생시키고 고주파 성분은 출력단에서 감쇠시키거나 저지시키는 것이다. 고역통과 필터는 반대로 인가전압의 고주파 성분을 통과시켜 부하저항 양단에 전압을 발생시킨다.
용량성(RC) 결합회로의 경우 입력전압의 교류성분은 저항에 유기되는 반면 직류전압은 직렬 커패시터에 의해 저지되기 때문에 고역통과 필터의 한 예가 된다. 이때는 교류성분의 주파수가 높아질수록 더 높은 교류전압이 저항 양단에 유기된다. 반면에 바이패스 커패시터 회로는 저역필터의 예로서 주파수가 높을수록 콘덴서를 통해 바이패스되고 낮은 주파수일수록 바이패스 작용이 약해진다. 그 결과 낮은 주파수 성분들은 분로 바이패스 커패시터 양단에 출력전압을 발생시키게 된다. 필터작용을 출력전압의 주파수를 이용하여 보다 더 선택성이 좋게 하기 위해 일반적으로 필터회로는 인덕턴스와 커패시턴스를 결합시켜 구성된다. 유도 리액턴스(XL)는 주파수가 높아짐에 따라 증가하는 반면, 용량 리액턴스(XC)는 감소하기 때문에 이 두 성분의 반대되는 성질은 인덕터와 콘덴서를 어떻게 결합하는가에 따라 더욱더 필터의 기능을 개선시킬 수가 있게 된다. 일반적으로 저역필터의 구성과 특성은 다음과 같다.
① 인덕턴스 L이 부하(RL)와 직렬 접속된다. 이때 고주파에 대해서 L에는 매우 큰 리액턴스(XL)가 유기되어 RL에서 출력전압이 감소(저지)되며 저주파일수록 RL에서의 출력전압이 증대(통과)된다.
② 바이패스 커패시턴스 C가 부하 RL에 병렬 접속된다. 이때 고주파 성분은 C에 매우 낮은 리액턴스(XC)를 유기시키므로 대부분 C에 의해 바이패스되어 부하 RL은 거의 단락상태가 된다. 그 결과 부하 RL에서의 출력전압은 거의 없게(저지)된다. 그러나 저주파 성분에 대해서는 C로 바이패스되는 양이 작아지기 때문에 RL에서의 출력전압이 증대(통과)된다.

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MATLAB ,   Simulink를 ,   Sine ,   Pulse