서강대학교 기초전자공학실험 - 실험 18. 저역통과 필터 (Low-pass filter) 결과 보고서

목차

1. 실험제목
2. 실험결과
3. 결과 분석 및 토의
4. 검토사항
5. 참고문헌

본문내용

실험 18. 저역통과 필터 (Low-pass filter)

결과 분석 및 토의
이는 Low-pass filter의 전달함수이다. 한편, 실험에서 출력전압이 최댓값의 1/√2배(= 약 0.707배)가 되는 차단주파수는 표 18-1에서 100kHz ~ 150kHz 사이의 값임을 알 수 있으며 이론값인 R/2πL=81.169[kHZ]와는 약간의 차이가 있었다. 이는 인덕터 자체의 저항, 소자의 허용오차, 신호 발생기의 부하효과 등에 의해 발생한 오차로 보인다.

이는 Low-pass filter를 나타내며 차단주파수는 1/(2π√LC)=5.303[kHz]이다. 이때, 그림 18-1, 18-2 회로의 전달함수 크기에 대한 Bode plot을 그리면 그림 18-1 회로의 경우 차단주파수 이후에서 20dB/decade로 감소하고 그림 18-2 회로의 경우 차단주파수 이후에서 40dB/decade로 감소한다. 따라서 그림 18-2의 회로가 차단 주파수 이후의 신호를 더 잘 차단함을 알 수 있으며 표 18-1의 데이터에서도 이러한 점을 확인할 수 있다. 한편, 차단주파수 부근에서 전압이득이 매우 커지는 현상이 나타났는데, 이는 감쇠비가 "ζ=" 1/2R √(L/C)=0.031로 매우 작아 차단주파수 부근에서 Overshoot가 발생하기 때문이다. 최대 전압이득은 ω가 차단주파수일 때이며 그 값은 R√(C/L)=16.128이다.

4. 검토사항
(1) 여파기의 종류와 각각의 특성에 대하여 설명하시오.
여파기의 종류에는 저역통과, 고역통과, 대역통과, 대역차단의 총 4가지가 있다.
저역통과 : 특정 주파수 이전의 신호만 통과
고역통과 : 특정 주파수 이후의 신호만 통과
대역통과 : 특정 주파수 대역의 신호만 통과
대역차단 : 특정 주파수 대역의 신호를 차단

(2) 차단 주파수에 대하여 설명하시오.
전달함수 크기 최댓값의 1/√2배가 되는 주파수이며, 이때 최대 전력의 절반이 되므로 반전력 주파수라고도 부른다. 크기에 대한 Bode plot에서는 최댓값

참고 자료

서강대학교 전자공학과, 기초전자공학실험 [13주차], 서강대학교, 2017, p. 2~4
Irwin & Nelms, Basic Engineering Circuit Analysis, 11판, WILEY, 2015, Chapter 12