[A+] 중앙대학교 전기회로 설계실습 결과보고서 9. LPF와 HPF 설계

문서 내 토픽

• 1. RC 직렬 회로

  이번 실험에서는 RC 직렬 회로에 대한 실험을 진행했습니다. 입력 전압에 대하여 커패시터 전압의 위상은 9.6 [㎲]만큼 lagging 하였고, 이론값과의 오차율은 7.50%였습니다. 커패시터 전압의 크기 측정값과 이론값의 오차율은 3.90%였습니다. 리사쥬 패턴 파형을 통해 구한 위상의 오차율은 3.30%였습니다.

• 2. RL 직렬 회로

  이번 실험에서는 RL 직렬 회로에 대한 실험도 진행했습니다. 입력 전압에 대하여 인덕터 전압의 위상은 15.2 [㎲]만큼 leading 하였고, 이론값과의 오차율은 5.41%였습니다. 인덕터 전압의 크기 측정값과 이론값의 오차율은 9.77%였습니다. 리사쥬 패턴 파형을 통해 구한 위상의 오차율은 2.45%였습니다.

• 3. 저주파 통과 필터(LPF)

  이번 실험에서는 저주파 통과 필터(LPF)를 설계하고 특성을 확인했습니다. 주파수를 변경하며 출력 전압의 최대값을 측정하고 linear(H) - log(주파수) 그래프를 그렸습니다. 그래프를 통해 주파수가 증가할수록 출력 전압이 감소하는 LPF의 특성을 확인할 수 있었습니다.

• 4. 고주파 통과 필터(HPF)

  이번 실험에서는 고주파 통과 필터(HPF)를 설계하고 특성을 확인했습니다. 주파수를 변경하며 출력 전압의 최대값을 측정하고 linear(H) - log(주파수) 그래프를 그렸습니다. 그래프를 통해 주파수가 증가할수록 출력 전압이 증가하는 HPF의 특성을 확인할 수 있었습니다.

• 5. 오차 분석

  이번 실험에서는 다양한 오차 요인들을 확인할 수 있었습니다. 실험에 사용된 소자의 값이 이론값과 차이가 있었고, oscilloscope의 측정 기능의 한계로 인해 오차가 발생했습니다. 특히 저주파 영역에서 인덕터의 내부 저항으로 인한 큰 오차를 확인할 수 있었습니다.

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• 1. RC 직렬 회로

  RC 직렬 회로는 저항(R)과 축전기(C)가 직렬로 연결된 회로입니다. 이 회로는 입력 신호의 주파수에 따라 출력 신호의 크기와 위상이 달라지는 특성을 가지고 있습니다. 저항과 축전기의 값에 따라 회로의 시정수(RC)가 결정되며, 이 시정수에 따라 회로의 주파수 특성이 달라집니다. RC 직렬 회로는 주파수 선택 회로, 필터 회로, 지연 회로 등 다양한 용도로 사용됩니다. 회로 설계 시 RC 직렬 회로의 특성을 잘 이해하고 활용하는 것이 중요합니다.

• 2. RL 직렬 회로

  RL 직렬 회로는 저항(R)과 인덕터(L)가 직렬로 연결된 회로입니다. 이 회로는 입력 신호의 주파수에 따라 출력 신호의 크기와 위상이 달라지는 특성을 가지고 있습니다. 저항과 인덕터의 값에 따라 회로의 시정수(L/R)가 결정되며, 이 시정수에 따라 회로의 주파수 특성이 달라집니다. RL 직렬 회로는 주파수 선택 회로, 필터 회로, 지연 회로 등 다양한 용도로 사용됩니다. 회로 설계 시 RL 직렬 회로의 특성을 잘 이해하고 활용하는 것이 중요합니다.

• 3. 저주파 통과 필터(LPF)

  저주파 통과 필터(LPF)는 입력 신호 중 저주파 성분만을 통과시키고 고주파 성분은 차단하는 회로입니다. LPF는 RC 회로, RL 회로, 능동 필터 등 다양한 형태로 구현될 수 있습니다. LPF는 오디오 신호 처리, 전원 회로, 데이터 전송 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 회로 설계 시 LPF의 차단 주파수, 감쇠 특성 등을 고려하여 적절한 필터를 선택하는 것이 중요합니다. 또한 LPF의 특성을 이해하고 활용하는 것은 전자 회로 설계에 있어 필수적입니다.

• 4. 고주파 통과 필터(HPF)

  고주파 통과 필터(HPF)는 입력 신호 중 고주파 성분만을 통과시키고 저주파 성분은 차단하는 회로입니다. HPF는 RC 회로, RL 회로, 능동 필터 등 다양한 형태로 구현될 수 있습니다. HPF는 오디오 신호 처리, 데이터 전송, 계측 장비 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 회로 설계 시 HPF의 차단 주파수, 감쇠 특성 등을 고려하여 적절한 필터를 선택하는 것이 중요합니다. 또한 HPF의 특성을 이해하고 활용하는 것은 전자 회로 설계에 있어 필수적입니다.

• 5. 오차 분석

  오차 분석은 측정 결과의 정확성과 신뢰성을 평가하는 중요한 과정입니다. 오차 분석을 통해 측정 결과의 불확도를 정량화하고, 오차 발생 원인을 파악할 수 있습니다. 오차 분석에는 다양한 방법이 사용되며, 측정 대상, 측정 환경, 측정 장비 등에 따라 적절한 방법을 선택해야 합니다. 오차 분석 결과를 바탕으로 측정 방법을 개선하고, 측정 결과의 신뢰성을 높일 수 있습니다. 따라서 오차 분석은 정확한 측정 결과를 얻기 위해 필수적인 과정이라고 할 수 있습니다.