[전자회로실험] 예비5 능동 필터 회로

소개

[전자회로실험] 예비5 능동 필터 회로

목차

1. 1차 저역 통과 필터
2. 2차 저역통과필터

본문내용

저역 통과 필터란 저주파 성분만 통과 시키고 고주파 성분들을 제거하는 필터를 말한다. 매우낮은 주파수에서 인덕터는 단락회로처럼 동작하고 커패시터는 개방회로처럼 동작하는 원리를 이용한 회로 이다. 이번 실험에서는 이것을 op-amp로 설계 하였다. 위와 같이 회로를 설계하여 100Hz부터 10kHz 까지 변화 시키며 파형을 얻었고 그중 100Hz, 1kHz 10kHz만 파형을 첨부 하였고 나머지는 값만 표에 기록 하였다. 이득 A를 log 취한 후 20을 곱하여 데시벨(dB)단위로 변화 시킬 수 있는데(dB = ) 이득의 값에서 하한 3dB지점의 주파수가 차단 주파수이다. 1차 저역 통과 필터에서 차단주파수 값을 수학적으로 구하면 이며 이 실험에서의 값을 대입하면 1.59kHz이다. 이는 시뮬레이션을 통해 구한 값 1.58kHz와 거의 일치한다.



1차 저역통과 필터는 차단 주파수를 넘어선 주파수 값들에서의 전압 이득이 6dB/octave로 감소하는데 반해 2차 저역 통과필터는 12dB/octave로 감소한다는 차이가 있다. 시뮬레이션 진행 과정은 첫 실험과 거의 같았으나 그 값의 차이는 존재 하였다. 우선, 2차 저역 통과필터의 차단주파수를 수학적으로 구하면 와 같다. 따라서 이 값을 대입해 이론적인 값을 계산하면 995Hz라는 것을 알 수 있다. 그러나 시뮬레이션 결과로 이득이 3dB 하강된 지점(이득 = 0.707)을 찾아보니 995Hz가 아닌 약 640Hz라는 값을 보였다. 여기서 알게 된 점이 시뮬레이션도 실제 소자에서 따온 데이터를 이용하는 것이기 때문에 꼭 이상적인 값이 나오는 것은 아니라는 점이다. 특히 커패시터의 경우 오차가 발생하기 쉬운데 그 값들을 곱하는 과정에서 오차가 더욱 커질 수 있다. 따라서 이 때문에 약 400hz의 오차가 발생한 것으로 추측 되며, 따라서 실제 실험의 경우 더 큰 오차가 발생 할 수도 있음을 예상할 수 있다.

참고자료

· 없음