기초실험2 능동필터회로 결과보고서

목차

1.실험 내용
2.실험 결과 종합

본문내용

1) 저역 통과 필터(LPF)
첫번째로 진행한 실험은 저역통과 필터 실험이다. 여기서 저항 R_1과 R_2의 크기는 22kΩ으로 하였으며 커패시터 C_1의 크기는 4.7nF, C_2의 크기는 10nF로 설정해놓고 실험을 진행했다. 이 때 차단주파수는 f_c=1/(2πR√(C_1 C_2 ))라는 식을 통해 값들을 대입해보면 약 1.05kHz가 나옴을 알 수 있다.
위의 회로도를 브레드보드 상으로 실제 구현한 사진이며 이 회로에서 입력 전압 v_s의 주파수를 2kHz로 입력시켜 출력 전압 v_o의 피크투피크 전압이 1V_pp가 나올 때 v_o이 몇 V_pp가 나오는지, 그리고 -3dB에 해당하는 차단주파수가 어느 정도의 값을 가지는지 측정해보았다.
V_pp를 조정해가며 출력 전압의 피크-피크가 1.01V가 나오는 순간을 찾아본 결과 입력 전압의 V_pp는 2.310V_pp라는 값을 얻을 수 있었다.
그 후 차단주파수를 구하기 위해 현재 입력전압의 2.310V_pp의 0.707배에 해당하는 1.633V_pp가 출력으로 나올 때까지 주파수를 조정하여 그 값을 찾아보았다. 여기서 0.707배의 값을 구하는 이유를 먼저 알아보면, 차단주파수는 신호가 통과하는 주파수 대역과 통과하지 못하는 주파수 대역의 경계점을 나타내는데, 이상적인 필터의 경우엔 차단 주파수를 정하는 것이 쉽지만 실제로는 그 기준이 애매하다.
실제 필터에서는 차단주파수를 정할 때 로그 스케일 그래프에서 세로축이 dB라 하면 -3dB점을 기준으로 잡아서 차단 주파수를 결정한다. 그 이유로는 입력 에너지가 출력에 의해 전달될 때 50%이상 감소하였다면 그 신호는 차단되었다 정의하고 입력의 파워(P=VI)가 출력으로 전달되었을 때 절반으로 줄어든 지점 즉, P=1/2 VI가 된 순간을 차단 시점으로 정한다.

참고 자료

없음