Active Filter 실험 보고서 (A+)

문서 내 토픽

1. low-pass-filter

low-pass-filter는 명칭 그대로 차단주파수보다 저역인 경우 통과 시키고, 차단주파수 이상인 경우 차단시키는 필터이다. 해당 필터를 자유롭게 통과할 수 있는 주파수 영역을 통과대, 통과가 차단되는 영역을 감쇠대라고 한다. 높은 주파수를 없애 주기 때문에 신호를 좀 더 매끄럽게 만들어주는 역할을 한다. 키르히호프 전압법칙을 이용하여 방정식을 구하면 RC{dv_o(t)}/dt + v_o(t) = v_i(t)로 나타낼 수 있으며 이를 주파수 영역으로 바꾸어 표현하게 되면 (RCs + 1)V_o(s) = V_i(s)로 정리된다. 따라서 전달함수는 H(s) = {V_o(s)}/{V_i(s)} = {1}/{RCs + 1}이다. 해당 식은 ω가 증가 즉 f가 증가할수록 {V_o}/{V_i}의 값이 작아지는 것을 확인할 수 있다. f가 무한대로 갈수록 "0"에 수렴하고 f가 작아질수록 "1"에 수렴한다. 이번 실험에서는 0%를 100Hz로 설정하고 측정하였다. 차단 주파수는 f_c = {1}/{2π√(R_1 R_2 C_1 C_2)}로 구할 수 있다.
2. high-pass-filter

high-pass-filter는 low-pass-filter와 반대 되는 특징을 가지고 있다. 차단 주파수보다 높은 주파수의 영역을 통과시키고, 낮은 주파수 영역은 차단시키는 필터이다. 회로의 경우 low-pass-filter 회로에서 C와 R의 위치를 바꾼 것이다. 전달함수의 경우 H(s) = {V_o(s)}/{V_i(s)} = {R}/{1/sC + R} = {s}/{s + 1/RC}[s=jω]로 정리되고 이를 해석하면 ω가 즉 f가 감소할수록 {V_o}/{V_i}의 값이 작아진다. f가 작아질수록 "0"에 수렴하고, f가 무한대로 갈수록 "1"에 수렴한다. 차단 주파수는 low-pass-filter와 동일한 방식으로 구할 수 있다.
3. band-pass-filter

band-pass-filter는 원하는 주파수의 영역만 골라서 통과시키는 필터이다. 중심 주파수 ω_0는 인덕터의 임피던스와 캐패시터의 임피던스의 합이 0이 되는 값을 구하면 된다 이를 식으로 나타내면 jω_0 L + {1}/{jω_0 C} = 0 → ω_0 = √{1/LC}이다. 입력 전압에 대한 출력 전압의 전달 함수는 H(s) = {(R/L)s}/{s^2 + (R/L)s + (1/LC)}[s=jω]로 나타낼 수 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. low-pass-filter

A low-pass filter is a type of electronic filter that allows low-frequency signals to pass through while attenuating high-frequency signals. This is useful in various applications, such as audio processing, where you want to remove unwanted high-frequency noise or interference. The key advantage of a low-pass filter is its ability to smooth out high-frequency fluctuations, resulting in a cleaner and more stable signal. It is commonly used in audio systems, power supplies, and communication networks to remove unwanted high-frequency components and improve signal quality. The design and implementation of a low-pass filter require careful consideration of the desired cutoff frequency, filter order, and other parameters to achieve the desired filtering characteristics.
2. high-pass-filter

A high-pass filter is an electronic filter that allows high-frequency signals to pass through while attenuating low-frequency signals. This type of filter is useful in various applications, such as audio processing, where you want to remove unwanted low-frequency noise or interference. The key advantage of a high-pass filter is its ability to remove low-frequency components, which can be beneficial in applications where you want to focus on the high-frequency content of a signal. For example, in audio systems, a high-pass filter can be used to remove low-frequency rumble or hum, allowing the speakers to focus on reproducing the desired high-frequency audio content. The design and implementation of a high-pass filter require careful consideration of the desired cutoff frequency, filter order, and other parameters to achieve the desired filtering characteristics.
3. band-pass-filter

A band-pass filter is an electronic filter that allows signals within a specific frequency range to pass through while attenuating signals outside that range. This type of filter is useful in various applications, such as radio frequency (RF) circuits, audio processing, and instrumentation, where you want to isolate a specific frequency band of interest. The key advantage of a band-pass filter is its ability to selectively pass a specific range of frequencies while rejecting unwanted frequencies above and below that range. This can be particularly useful in applications where you need to extract a specific signal from a noisy environment or separate different frequency components of a complex signal. The design and implementation of a band-pass filter require careful consideration of the desired center frequency, bandwidth, filter order, and other parameters to achieve the desired filtering characteristics.

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