저주파 통과 필터 회로

문서 내 토픽

• 1. 필터

  필터는 입력 신호에 포함된 일정한 주파수 성분은 그대로 통과시키고 그 외의 주파수 성분은 저지하는 주파수 선택을 갖는 회로입니다. 수동 필터는 R, L, C 소자만 사용하고, 능동 필터는 R, C와 더불어 OP-AMP와 같은 능동소자를 사용합니다. 능동 필터는 회로의 소형화, LC 필터와 동일한 특성 실현, 전압 증폭이나 신호 분리 및 완충을 위한 증폭기 사용 등의 특징이 있습니다.

• 2. 능동 필터의 특징

  능동 필터의 특징은 다음과 같습니다. 1) 연산 증폭기에서 전력 공급, 2) 임피던스 성능 향상(입력 임피던스↑, 출력 임피던스↓), 3) 매우 가파른 롤 오프(roll off), 4) 평평한 통과 대역, 5) 차단 주파수 조정 가능.

• 3. 저역 통과 필터

  저역 통과 필터는 필터의 차단주파수보다 낮은 주파수 성분을 통과시킵니다. 신호 통과 시 신호의 주파수 성분이 필터 특성에 맞게 변하며, 저주파 영역의 값은 1, 고주파 영역의 값은 0에 가까워집니다. 1차 저역 통과 필터와 2차 저역 통과 필터의 특성을 설명하였습니다.

• 4. 2차 저역 통과 필터 설계

  2차 저역 통과 필터 설계 시 고려해야 할 사항은 두 개의 콘덴서에 대한 값의 결정입니다. R1 = R2이고, C1 = C2를 갖게 하면 fc = 1/(2πRC)의 차단 주파수가 됩니다. 통과대역의 이득은 2차 Butter Worth 응답인 경우 4dB으로 고정되고, 차단 주파수 이하에서 응답은 12dB/Octave 혹은 20dB/decade로 감소합니다.

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• 1. 필터

  필터는 신호 처리 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다. 필터는 원하는 주파수 대역의 신호를 선택적으로 통과시키거나 차단하여 원하는 신호를 추출하거나 원치 않는 신호를 제거할 수 있습니다. 필터의 종류는 매우 다양하며, 각각의 필터는 고유한 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어 저역 통과 필터는 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단하며, 고역 통과 필터는 그 반대의 역할을 합니다. 밴드 통과 필터는 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 나머지 주파수 대역의 신호는 차단합니다. 필터의 설계와 구현은 신호 처리 분야에서 매우 중요한 기술이며, 다양한 응용 분야에서 널리 사용되고 있습니다.

• 2. 능동 필터의 특징

  능동 필터는 능동 소자(예: 증폭기)를 사용하여 구현된 필터입니다. 능동 필터의 가장 큰 특징은 수동 필터에 비해 높은 이득과 낮은 임피던스를 가진다는 것입니다. 이를 통해 필터의 주파수 특성을 보다 정밀하게 제어할 수 있으며, 부하 변동에 강한 특성을 가집니다. 또한 능동 필터는 수동 필터에 비해 더 높은 차단 특성과 더 낮은 통과대역 리플을 가질 수 있습니다. 이러한 특성으로 인해 능동 필터는 오디오, 통신, 계측 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 다만 능동 소자를 사용하므로 전원이 필요하고 잡음 특성이 수동 필터에 비해 나쁠 수 있다는 단점이 있습니다.

• 3. 저역 통과 필터

  저역 통과 필터는 저주파 신호를 통과시키고 고주파 신호를 차단하는 필터입니다. 이러한 특성으로 인해 저역 통과 필터는 다양한 분야에서 널리 사용됩니다. 예를 들어 오디오 시스템에서는 저역 통과 필터를 사용하여 스피커를 보호하고 저주파 신호만을 증폭할 수 있습니다. 또한 통신 시스템에서는 잡음 제거를 위해 저역 통과 필터를 사용합니다. 저역 통과 필터의 설계 시 고려해야 할 주요 사항은 차단 주파수, 통과대역 리플, 차단대역 감쇠 등입니다. 이러한 특성들은 필터의 종류(버터워스, 체비셰프 등