[전기회로설계실습] 설계 실습 9. LPF와 HPF 설계

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문서 내 토픽

• 1. LPF(Low-Pass Filter) 설계

  본 실험에서는 RC회로를 이용하여 LPF를 설계하고 주파수 응답을 실험으로 확인하였습니다. 커패시터 전압의 위상을 측정한 결과 lagging 현상이 확인되었고, 이론값과 비교했을 때 오차율은 -7.5%였습니다. 또한 입력과 출력의 크기와 위상차가 타원형의 리사주 패턴을 출력한다는 것을 확인하였습니다. 주파수가 증가할수록 커패시터에 걸리는 전압이 낮아지는 LPF의 특성을 관찰할 수 있었습니다.

• 2. HPF(High-Pass Filter) 설계

  본 실험에서는 RL회로를 이용하여 HPF를 설계하고 주파수 응답을 실험으로 확인하였습니다. 인덕터 전압의 위상을 측정한 결과 leading 현상이 확인되었고, 이론값과 비교했을 때 오차율은 5.41%였습니다. 또한 입력과 출력의 크기와 위상차가 타원형의 리사주 패턴을 출력한다는 것을 확인하였습니다. 주파수가 증가할수록 인덕터에 걸리는 전압이 높아지는 HPF의 특성을 관찰할 수 있었습니다. 다만 인덕터의 내부저항으로 인해 낮은 주파수에서 이론값보다 매우 큰 전압값이 측정되어 높은 오차율을 보였습니다.

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• 1. LPF(Low-Pass Filter) 설계

  LPF(Low-Pass Filter)는 주파수 영역에서 낮은 주파수 성분만을 통과시키고 높은 주파수 성분은 감쇄시키는 필터입니다. LPF 설계 시 고려해야 할 주요 요소는 차단 주파수, 감쇄 특성, 위상 특성 등입니다. 차단 주파수는 신호의 주파수 대역폭을 결정하며, 감쇄 특성은 통과 대역과 차단 대역 사이의 신호 감쇄 정도를 나타냅니다. 위상 특성은 신호의 지연 시간을 결정합니다. LPF 설계 시 이러한 요소들을 적절히 조절하여 원하는 주파수 특성을 얻을 수 있습니다. 또한 능동 필터와 수동 필터 등 다양한 구현 방식이 있으며, 각각의 장단점을 고려하여 적용 환경에 맞는 LPF를 설계해야 합니다.

• 2. HPF(High-Pass Filter) 설계

  HPF(High-Pass Filter)는 주파수 영역에서 높은 주파수 성분만을 통과시키고 낮은 주파수 성분은 감쇄시키는 필터입니다. HPF 설계 시 고려해야 할 주요 요소는 차단 주파수, 감쇄 특성, 위상 특성 등입니다. 차단 주파수는 신호의 주파수 대역폭을 결정하며, 감쇄 특성은 통과 대역과 차단 대역 사이의 신호 감쇄 정도를 나타냅니다. 위상 특성은 신호의 지연 시간을 결정합니다. HPF 설계 시 이러한 요소들을 적절히 조절하여 원하는 주파수 특성을 얻을 수 있습니다. 또한 능동 필터와 수동 필터 등 다양한 구현 방식이 있으며, 각각의 장단점을 고려하여 적용 환경에 맞는 HPF를 설계해야 합니다.