능동 아날로그 필터(예비 레포트)

목차

1.실험 제목
2.실험 목적
3.관련 이론
4.실험 장비
5.실험 과정

본문내용

아날로그 능동 필터
실험 목적 : 입력 신호에 섞여서 들어온 간섭신호를 아날로그 필터를 이용하여 제거하는 방법을 알아본다. 또한 아날로그 필터가 어떻게 구성되어 있는지 알아본다. 이번 아날로그 능동필터에는 여러 가지가 있지만 이번 실험에서는 능동 저역통과필터(Active Low-Pass Filter)에 대해서 알아본다. 또한 필터의 응답 특성을 측정하여 대역폭, 통과대역 리플, 차단대역감쇄 특성 등을 확인한다.

관련 이론 :
입력신호의 낮은 주파수성분만을 뽑아내서 높을 주파수 영역(간섭신호)을 제거하고자 할 때 사용된다. 가장 간단한 필터는 저항과 커페시터만으로 된 1차 필터이다.필터특성을 강화하기 위해 2차 저역통과필터를 도입하며 이 두가지 필터의 주파수특성은 임계주파수(-3dB 주파수 : )까지는 평탄한 특성을 가진다.

1) 1차 능동 저역통과필터
[그림1]의 회로는 비반전 필터로서 저역통과 기능을 가진다.
저역통과필터는 저주파신호는 통과시키고 고주파신호는 차단시킨다.
-3dB 주파수()는 통과대역과 저지대역을 구분한다. 이때 는 와 0.707의 dB로 측정된 값의 차이다. 즉, 20log-20log(0.707) = 3dB임을 나타낸다.
전압이득과 주파수의 관계를 나타낸 그래프에서 기울기는 dB/decade로 나타내며 decade는 주파수가 10배 변할 때까지 변동할 경우를 의미한다. 다라서 주파수가 10배 변할 때의 dB 전압이득의 변화분을 나타낸다.

[그림1]의 회로에 대한 해석:
①증폭기의 (-)단자에 키르히호프의 전류법칙을 적용하면
②증폭기의 (+)단잔에 키르히호프의 전류법칙을 적용하면
③이므로 이를 이용하면 를 구할 수 있다.
④필터문제를 취급할 때 임계주파수란 용어 대신에 차단 주파수가 일반적으로 사용된다. 이것은 통과대역과 저지대역을 구분하는 기준이 된다. 1차 저역통과 필터의 차단 주파수는 s=jw로 바꾸면 가 된다.

2) 2차 능동 저역통과필터
1차 필터에서는 고역에서 감쇠특성이 완만하여 기능이 강화된 가파른 감쇠특성을 가진 2차 필터가 사용된다.

참고자료

· Pspice와 함께하는 연산증폭회로실험 (오상광, 김수용 공저)
· 전자회로 (한건희 저, 홍릉과학출판사)
· 단계별로 배우는 전자회로실험 (이강윤 저)