아주대 전자회로실험 예비4 능동 필터회로

소개

전자회로실험 4. 능동 필터회로

■ 실험 목적
1. 1, 2차 저역 통과 필터와 2차 고역 통과 필터에 대해서 알아보고 실험을 통해서 이론을 확인한다.

■ 예비보고서
1. 1차 저역 통과 필터
[그림 1] 1차 저역 통과 필터 회로, f=100Hz일때 출력 그래프
[그림 2] f=200Hz,500Hz일때 출력 그래프
[그림 3] f=1kHz,2kHz일때 출력 그래프
[그림 4] f=5kHz,10kHz일때 출력 그래프
[그림 5] 1차 저역 통과 필터 회로(주파수 측정용), 차단 주파수 측정 그래프

이번 실험에 사용 될 용어와 기초적인 지식을 살펴보면, 이상적인 주파수 응답에서 저역 통과 필터(Low Pass Filter)은 입력에서 출력까지 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과사키고, 고역 통과 필터(High Pass Filter)은 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 통과시킨다. 수동 필터란 필터링 역량이 저항, 커패시터, 인턱터, 즉 수동 소자에만 종속되는 필터로서, 이 필터가 얻을 수 있는 출력의 가장 큰 진폭은 보통 1V이다. 임피던스를 전원과 직렬로 연결하거나 부하를 병렬로 연결할 경우 그 진폭이 줄어드는데 실제적인 필터에 응용되는 출력의 진폭은 증가시키는 것이 필요하므로 이 점이 수동필터의 단점이다. 연산 증폭기를 사용한 능동 필터는 인덕터를 사용하지 않고 대역통과 및 대역차단 필터를 생성할 수 있다. 인덕터는 가격도 비싸고 부피도 크고 무겁고 원하는 주파수 응답 특성을 떨어뜨리는 전자장 효과를 발생하기 때문에 인덕터를 사용하지 않고 대역 통과 필터를 만들 수 있는 능동 필터의 장점이라 할 수 있겠다. 또한 능동 필터는 수동 필터 회로에 없는 증폭에 대한 제어 기능을 제공한다. 또한 능동 필터는 연산 증폭기와 리액턴스 소자들을 사용하여 설계할 수 있다. 1차 저역 통과 필터 회로에 대해 살펴보면, 전원의 주파수가 변할 때 단지 커패시터의 임피던스만 영향을 받게 된다. 매우 낮은 주파수에서, 커패시터는 개방 회로처럼 동작하게 되고 이때의 전압 이득은 을 가진다. 하지만 매우 높은 주파수에서

목차

■ 실험 목적
■ 예비보고서
1. 1차 저역 통과 필터
2. 2차 저역 통과 필터
3. 2차 고역 통과 필터.

본문내용

이번 실험에 사용 될 용어와 기초적인 지식을 살펴보면, 이상적인 주파수 응답에서 저역 통과 필터(Low Pass Filter)은 입력에서 출력까지 차단 주파수보다 낮은 주파수의 신호를 통과사키고, 고역 통과 필터(High Pass Filter)은 차단 주파수보다 높은 주파수의 신호를 통과시킨다. 수동 필터란 필터링 역량이 저항, 커패시터, 인턱터, 즉 수동 소자에만 종속되는 필터로서, 이 필터가 얻을 수 있는 출력의 가장 큰 진폭은 보통 1V이다. 임피던스를 전원과 직렬로 연결하거나 부하를 병렬로 연결할 경우 그 진폭이 줄어드는데 실제적인 필터에 응용되는 출력의 진폭은 증가시키는 것이 필요하므로 이 점이 수동필터의 단점이다. 연산 증폭기를 사용한 능동 필터는 인덕터를 사용하지 않고 대역통과 및 대역차단 필터를 생성할 수 있다. 인덕터는 가격도 비싸고 부피도 크고 무겁고 원하는 주파수 응답 특성을 떨어뜨리는 전자장 효과를 발생하기 때문에 인덕터를 사용하지 않고 대역 통과 필터를 만들 수 있는 능동 필터의 장점이라 할 수 있겠다. 또한 능동 필터는 수동 필터 회로에 없는 증폭에 대한 제어 기능을 제공한다. 또한 능동 필터는 연산 증폭기와 리액턴스 소자들을 사용하여 설계할 수 있다. 1차 저역 통과 필터 회로에 대해 살펴보면, 전원의 주파수가 변할 때 단지 커패시터의 임피던스만 영향을 받게 된다. 매우 낮은 주파수에서, 커패시터는 개방 회로처럼 동작하게 되고 이때의 전압 이득은 을 가진다. 하지만 매우 높은 주파수에서 커패시터는 단락 회로로 동작하고 이에 1차 저역 통과 필터는 출력에 접지 되는 것이다. 이상적인 저역 통과 필터에서 주파수에 따른 필터의 이득은 저주파에서의 1이 된다. 하지만 주파수가 증가함에 따라 어느 점에 가서는 전압 이득이 감소하기 시작 하게 된다.주파수가 점점 커지면 전압 이득은 점점 감소하여 나중에 전압 이득이 0이 되게 된다. 그 과정 중에서 전압이득이 0.707이 되는 지점의 주파수를 바로 차단주파수라 하는 것이다.

참고자료

· 없음