[전자회로실험]실험4결과 능동 필터회로

소개

[전자회로실험]실험4결과 능동 필터회로입니다.
피스파이스 결과 및 비교 해석,
실험 결과사진 등 모두 포함되어있습니다.

목차

▣ 1차 저역 통과 필터
◉ 실험 결과 및 시뮬레이션 비교
◉ 실험 결과 해석
▣ 2차 저역 통과 필터
◉ 실험 결과 및 시뮬레이션 비교
◉ 실험 결과 해석
▣ 2차 고역 통과 필터
◉ 실험 결과 및 시뮬레이션 비교
◉ 실험 결과 해석
◉ 차단주파수 오차의 원인 중 하나인 군지연(Group Delay)에 대해 알아보자.

본문내용

◉ 실험 결과 해석
- 위의 회로는 1차 저역 통과 실험 회로이다. 1차 저역 통과 필터란 Low Pass Filter(LPF)라고 흔히 불리는 필터인데 간단한 개념은 낮은 주파수에서는 입력값을 통과 시키고 높은 주파수 값은 통과시키지 않는다는 것이다. 위의 실험결과나 시뮬레이션과 같이 낮은 주파수에서는 이득이 1에 가까운 값이 출력되고 고주파에서는 이득이 거의 없는 0에 가깝게 출력됨을 볼 수있다.
100Hz의 주파수에서 이론적인 전압이득은 거의 1인 값이 되어야 한다. 위의 표에서 보면 실험에서는 0.997, 시뮬레이션은 0.996 임을 볼수있는데 아주 약간의 차이가 있었다. 그 원인은 100Hz가 저주파라고 해도 주파수가 존재하여 이득이 감소됨을 확인할수 있으며 전압이득이 감소된 원인은 소자등 여러 무시된 저항의 원인데 의해서 출력 전압이 감소되었다고도 볼수있다.
위의 실험결과 사진에서 보듯이 전압이득이 0.707이 되는 시점에서의 주파수를 측정해 보았다. 실험에서는 1.55kHz가 나왔다. 시뮬레이션 결과로는 1.5877kHz가 나왔으며 계산값은 차단주파수 공식에 대입하여 보면 가 나온다. 이 3가지 값은 모두 비슷비슷하나 약간의 오차가 발생하였다. 이러한 이유로는 필터의 주요특성인 Group delay(군지연)를 들수있다. 군지연에 대해서는 1차 저역, 2차 저역, 고역 모두에 차단주파수 원인에 해당하기 때문에 마지막에 한번에 설명하도록 하겠다. 이러한 요인외에도 실험값의 측정을 눈으로 하다보니 정확한 주파수를 찾지 못한 이유를 들수도 있겠다. 여러 환경적인 요인과 소자의 이상적임의 유무와 그 외 커패시터등도 정확히 이상적인 그 값을 가지지 못하며, 회로 구성에서의 오차도 주파수 계산과 실험값 비교에 있어 오차의 원인이 되었다.
차단주파수는 위에서 보았듯이 1.55kHz이며 이보다 큰 값에서 전압이득의 감소를 알아보겠다. 이론적으로 보면 차단주파수를 넘어서면 6dB/octave로 감소함을 알수있는데 이를 쉽게 설명하면 주파수가 2배로 늘어남에 따라 6dB만큼 감소한다는 뜻이다.

참고자료

· 없음