단파 대역 여파기 설계 및 제작

소개

단파 대역은 3MHz에서 30MHz 사이의 대역으로, 이번 여파기의 cut-off-frequency인 fc 를 4.1MHz에 맞춰 설계 하였다. 또한 통과 대역 내의 ripple 특성이 있고, 가장 많이 사용하는 Chebyshev 여파기 이면서 5단인 형인 Low-Pass-Filter를 설계 하였다.
단수 n과 리플 특성인 Gr값을 이용하여 여파기의 이론적인 소자 값을 구 할 수 있고, 이론값들을 CAD 회로 해석 프로그램인 P-SPICE를 사용하여 모의실험을 통한 검증을 할 수 있었다. 그리고 실제로 이론값과 가까운 값 의 소자를 사용하여 회로를 만들고 단파 대역에서 사용하는 인덕터를 직 접 권선수 등을 계산해 만들어 사용하였다.
만든 회로를 고주파 신호 발생기와 스펙트럼 분석기를 이용하여 fc 를 측 정하는 법을 배울 수 있고, 최종적으로 network analyzer를 사용하여 S 파라미터인 S11과 S21을 측정하여 fc 를 구하였다.
최종적으로 처음 구한 소자의 이론값과 실제로 사용한 소자 값의 모의실 험 결과와 network analyzer의 측정값을 비교 분석 하였다.

목차

(1) 서론 (개요)
(2) 적용 이론
(3) 설계 및 결과
(4) 모의실험 (simulation) 및 결과

본문내용

단파 대역은 3MHz에서 30MHz 사이의 대역으로, 이번 여파기의 cut-off-frequency인 fc 를 4.1MHz에 맞춰 설계 하였다. 또한 통과 대역 내의 ripple 특성이 있고, 가장 많이 사용하는 Chebyshev 여파기 이면서 5단인 형인 Low-Pass-Filter를 설계 하였다.
단수 n과 리플 특성인 Gr값을 이용하여 여파기의 이론적인 소자 값을 구 할 수 있고, 이론값들을 CAD 회로 해석 프로그램인 P-SPICE를 사용하여 모의실험을 통한 검증을 할 수 있었다. 그리고 실제로 이론값과 가까운 값 의 소자를 사용하여 회로를 만들고 단파 대역에서 사용하는 인덕터를 직 접 권선수 등을 계산해 만들어 사용하였다.
만든 회로를 고주파 신호 발생기와 스펙트럼 분석기를 이용하여 fc 를 측 정하는 법을 배울 수 있고, 최종적으로 network analyzer를 사용하여 S 파라미터인 S11과 S21을 측정하여 fc 를 구하였다.
최종적으로 처음 구한 소자의 이론값과 실제로 사용한 소자 값의 모의실 험 결과와 network analyzer의 측정값을 비교 분석 하였다.

RL 값을 보면 앞에서 구한 정확한 이론값이 -16.4dB이다. 이론치와 측정치는 거의 비슷하지만 모의실험치는 많은 오차가 있는 것을 확인 할 수 있다. 이유는 실제로 4.1MHz라는 차단주파수를 만드는 필터의 특성이 외부의 잡음을 많이 받아서, 계산을 통한 정확한 이론치와, 실제로 특성에 맞게 실험을 통해 만든 측정치가 많은 차이가 난다는 것을 모의실험치가 보여주고 있다.

실제로 network analyzer로 측정한 값의 S21파라메터를 보면 4GHz 대부터 차단이 되지만 다시 8GHz 대 정도부터 차단특성이 나빠지는 것을 볼 수 있다. 이는 실제 부품을 사용 했을 때, 완전한 차단과 완전한 통과는 없는 것을 의미한다.

참고자료

· 없음