전자회로 4가지 필터 실험

소개글

전자회로 4가지 필터 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

전자회로 설계 보고서

1. 목적

Low Pass Filter

1) Low Pass 배경이론

2) Low Pass 회로도

3) Low Pass AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)

4) 고찰 사항

High Pass Filter

1) High Pass Filter 배경 이론

2) High Pass 회로도

3) High Pass AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)

4) 고찰사항

Band Pass Filter

1) Band Pass Filter 배경 이론

2) BAND PASS 회로도

3) Band Pass AC Sweep

4) 고찰사항

Band - Stop Filter

1) Band - Stop Filter 배경이론

2) Band - Stop Filter 회로도

3) Band - Stop Filter AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)

4)　고찰사항

결 론

본문내용

전자회로 설계 보고서
1. 목적
어떤 주파수대는 쉽게 통과하고 다른 주파수대는 통과하기 힘들게 만든 회로를 필터라 하며, 이에 4가지 필터 (Low Pass , High Pass , Band PassFilter , band-stop Filter) 에 관해 이론적인 배경으로 실질적인 시뮬레이션으로 어떠한 결과가 나오는지 알아보는데 목적이 있습니다.
중심주파수는 1khz로 정했습니다.
이에 R값은 70k C값은 0.002272u로 결정하였습니다.
Low Pass Filter
1) Low Pass 배경이론
컷오프 주파수(fc)보다 아래 주파수대를 통과하기 쉬운 특성을 가지고 있습니다.
fc보다 큰 주파수는 감쇄시키며, 통과대역의 이상의 주파수에서는 응답이 0으로 떨어지게 됩니다. 실제 필터 응답은 필터의 RC회로의 숫자로 표현되는 용어인 극점의 수에 의존하게 됩니다.
2) Low Pass 회로도
3) Low Pass AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)
4) 고찰 사항 : 중심주파수인 1KHZ 밑으로는 별 무리없이 통과 시키고 그 이후부터는 감쇄하면서 후에는 차단하게 되는 Low Pass Filter입니다. R7 과 R8값을 이리 저리 변경을 시도 하다보니 , 감쇠 계수와 연관이 있다는 것을 시뮬레이션 상으로 확인 할 수 있었습니다.
High Pass Filter
1) High Pass Filter 배경 이론
고역통과 필터 응답은 fc이하의 신호는 감쇠시키거나 저지하고 fc보다 높은 주파수의 신호는 모두 통과시키는 역할을 합니다. 이상적으로 계산될 경우 fc보다 높은 모든 주파수는 통과시키지만 , 실질적으로 기생 캐패시터로 인해 ∞까지 통과시키지 못합니다.
2) High Pass 회로도
3) High Pass AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)
4) 고찰사항 : 위는 고역통과 필터 응답은 fc이하의 신호는 감쇠시키거나 저지하고 fc보다 높은 주파수의 신호는 모두 통과시키는 역할을 합니다. 1KHZ 밑으로는 차단시키고 그 이상의 경우 통과 시킵니다. 이상적으로 계산될 경우 fc보다 높은 모든 주파수는 통과시키지만 , 실질적으로 기생 캐패시터로 인해 ∞까지 통과시키지 못합니다.
Band Pass Filter
1) Band Pass Filter 배경 이론
대역통과 필터의 하나로 가장 널리 사용되며 상태변수 혹은 만능 능동 필터라고도 합니다. 이 필터는 한 개의 가산기외 두 개의 연산 증폭기로 구성되며, 종속 접속시 2차 필터를 형성하게 됩니다. 중심 주파수는 두 개의 적분기의 RC회로에 의해 결정됩니다.
2) BAND PASS 회로도
3) Band Pass AC Sweep
4) 고찰사항 : 위의 회로도에서 상태 변수 필터를 사용하였고, 한 개의 가산기외 두 개의 연산증폭기 적분기로 구성되며, 종속 접속시 2차 필터를 형성하게 됩니다.
중심 주파수인 1KHZ 대역에서는 통과하는 것을 확인 할 수 있습니다. 이득이 커지면, BW가 줄어들고, BW가 커지면 이득은 감소하게 됩니다.
Band - Stop Filter
1) Band - Stop Filter 배경이론
상태 변수 필터의 저역통과 출력과 고역통과 출력을 합하고 이를 가산 증폭기에 연결하면 대역저지 필터를 구현 할 수 있습니다.
2) Band - Stop Filter 회로도
3) Band - Stop Filter AC Sweep 중심주파수 (fc = 1KHZ)
4)　고찰사항 : 양호도는 중심주파수의 대역폭에 대한 비입니다.
Q 값은 대역통과 필터의 선택도를 나타냅니다. Q>10 이면 협대역, Q<10이면 광대역이라 합니다. 위의 그래프는 광대역 그래프입니다. 하지만 R5값이 70K R4값이 900K가 되면 위의 그래프는 Q값이 10보다 커져 협대역 그래프로 그래프의 모양이 굉장히 첨예하게 나타나게 됩니다. 전체적인 모양으로 봤을 때, 쉽게 알 수 있도록 광대역으로 나타냈습니다.
결 론 : 중심주파수(fc)를 잡고, 실질적으로 피스파이스를 이용하여 시뮬레이션으로 보고 Orcad의 사용법에 좀 더 자신감을 얻게 되었습니다.
저역통과와 고역통과 필터 기능을 최적화 하기 위해서는 감쇠지수 (DF)가 1.414일 경우라는 걸 알게

키워드

중심주파수,   Low Pass 배경이론,   Low Pass 회로도