[회로이론] Low-pass RC filter

소개글

Simulation을 이용한 low passfilter 설계

목차

1. 제목
2. 디자인 목적
3. 목표와 기준설정
4. 합성
5. 분석
6. 평가
7. 논의사항
8. 참고문헌

본문내용

1. 제목
- Low-pass RC filter design

2. 디자인 목적
- 선형 전자기기의 기본 특성 하에서 간단한 필터를 설계하고, 선형 시불변 시스템 에서의 Impulse 응답과 step 응답을 이해한다.

3. 목표와 기준설정
1) Low pass RC filter의 특성
- 가장 간단한 형태로 구현되어 모든 필터의 기본형으로 쓰이며, 저항(R)은 직렬로, 캐패시터(C)는 병렬로 연결하여 구성한다. 주어진 차단 주파수 보다 낮은 주파수 대역은 통과시키고, 이보다 높은 주파수 대역은 감쇠시켜서 고주파 차단 필터로 쓰인다.

그림 1. RC 필터

2) ‘step_resp1.dat’를 Step response로 갖는 간단한 1차 저대역 RC 필터 설계

그림 2. step_resp1.dat를 이용한 step Response 그래프

- 주어진 step_resp1.dat를 이용하여 응답회로 그래프를 그려 본 결과 0~1V까지 지수함수형태로 나타난다.

3) 회로구현 위한 이론정리
① Cutoff frequency(차단 주파수)
Low-pass filter에 일정한 신호 레벨로 주파수를 천천히 올린 신호를 보내어 필터의 출력을 관찰해 보면, 어떤 주파수까지는 일정 레벨의 출력 신호를 얻을 수 있지만, 그 이상의 주파수에서는 출력 레벨이 천천히 저하된다.
이때의 주파수를 차단 주파수(Cutoff frequency)라고 한다.

② Step response(Step 응답)
입력 신호가 어떤 일정한 값에서 다른 일정한 값으로 갑자기 변화하였을 때의 응답이다. 전자공학에서는 일반적으로 매우 짧은 시간에 input이 0에서 1로 변화할 때(impulse response) 대응되는 시스템의 output을 의미한다.

참고 자료

J.David Irwin/ R.Mark Nelms Basic Engineering Circuit Analysis ninth edition John Wiley&Sons,