중앙대 전자전기공학부 전기회로설계실습 2020년 2학기 A+ 자료 설계실습 9. LPF와 HPF 설계

소개글

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목차

1. 서론

2. 설계 실습 결과
1) RC회로의 파형 확인
2) RC회로에서 커패시터의 LPF 특성 확인
3) RL회로의 파형 확인
4) RL회로에서 인덕터의 HPF 특성 확인

3. 결론

본문내용

1. 서론
앞선 설계 실습에서 RC 회로와 RL 회로에 대해 살펴본 것을 바탕으로 주파수에 따른 커패시터와 인덕터의 Low Pass Filter, High Pass Filter 기능을 확인한다. 또한 실험을 통하여 저항, 커패시터, 인덕터의 time delay를 통하여 위상차를 계산해본다.

다음과 같은 순서로 실험을 진행하였다.
① RC회로의 파형 확인
② RC회로에서 커패시터의 LPF 특성 확인
③ RL회로의 파형 확인
④ RL회로에서 인덕터의 HPF 특성 확인

2. 설계 실습 결과
2.2 RC회로의 파형 확인
실험을 시작하기에 앞서, 사용할 커패시터의 커패시턴스와 인덕터의 저항값을 측정하였다.

커패시턴스
10.77nF
인덕터 저항 측정값
27.22Ω

가변저항을 약 1 kΩ(0.963 kΩ)으로 설정하고 그림과 같은 회로를 구성하여 오실로스코프로 전압 파형을 관찰하였다.
(Function Generator: Wave-Square ; Freq=10kHz ; Amp= 0.5Vpp; Offset=0.25V)

Ch1은 Function Generator의 전체 출력이므로 0초에서 0V를 가지도록 설정하여 하나의 Sin파형을 관찰하면 100μs의 주기를 가짐을 알 수 있다. 또한 커패시터에 걸리는 전압인 Ch2도 100μs에 하나의 파장을 보이나, 위치가 오른쪽으로 약간 치우쳐 있음을 확인할 수 있다. 오실로스코프는 위상차를 확인할 수 없지만, 시간차는 측정이 가능하므로 Ch2의 시간차를 측정하면 9.6μs가 측정된다. 이러한 시간차를 통하여 위상차는 계산을 통해 알 수 있다.

이론값- 출력전압 ∶V_O (jw)=(1/jwC)/(1/jwC+R) V_i (jw)=(1/RC)/(1/RC+jw) V_i (jw)
주파수응답 ∶G(jw)=(V_O (jw))/(V_i (jw) )=(1/RC)/(1/RC+jw)

참고 자료

전기회로 설계 및 실습 책 – 중앙대학교 전자전기공학부
전기회로 설계 실습 온라인 강의 (실험값, 파형)