아주대학교 전자회로실험 설계3 OP-Amp RC Filter 예비보고서

소개글

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목차

1. 설계목적
2. 설계에 필요한 이론
3. 실험 부품
4. 실험과정 및 Simulation 결과 값
5. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- OP-AMP를 이용하여 Second-order Nand pass filter(BPF), High pass filter(혤), Low pass filter(LPF)를 설계, 동작원리를 확인하고 이해한다.

2. 실험이론
1) 각각의 Filter
-Low Pass Filter(저역통과 필터)
LPF는 저주파는 통과시키고 고주파는 거른다. DC부터 임의의 주파수까지만 통과시키기 때문에 DC전원단을 타고 들어오는 ripple이나 noise제거용으로도 사용되며, 고주파 spurious를 제거하거나 간단한 매칭 회로와 같이 결합되어 사용하기도 한다.

-Band Pass Filter(대역통과 필터)
BPF는 원하는 주파수만 통과시키며 나머지는 걸러준다. 여러 주파수를 아주 세밀하게 나눠서 사용하는 최근의 통신 시스템에는 원하는 주파수만 걸러내는 BPF가 매우 중요하다. BPF는 송신단, 수신단에서 모두 사용되며 어떤 통신시스템이든지 반드시 들어가는 필터중의 필터라고 할 수 있다.

-High Pass Filter(고역통과 필터)
High Pass Filter는 LPF와 정반대로 저주파를 거르고 고주파만 통과시킨다. HPF는 의외로 그렇게 많이 사용되지 않는다. Passive 제품 자체가 주파수가 높아질수록 loss가 커지는데 저주파를 억제하면서 고주파만 살려서 걸러낸다는 것이 쉽지 않다.

2-1) 데시벨 : 전력의 기준점에 대한 전력의 비를 전압이득 라고 했을 때 로 계산한다. 필터에서 흔히 사용하는 단위이며 는 데시벨의 생략형이다. 위에서 구한 차단주파수에서의 전압이득인 0.707 을 위의 식에 대입하면 가 나오는 것을 볼 수 있다.

2-2) 옥타브(Octave) : 주파수 간격을 나타내는 하나의 척도이다. 2개의 주파수비가 1:2 일 때 양 주파수 간의 간격인데, 필터의 감쇠 특성을 나타내기 위해 차단 주파수를 기준으로 하여 옥타브 당 감쇠량으로 나타내는 경우가 많다.

참고 자료

대역폭에 관한 설명도 : http://www.sengpielaudio.com/calculator-bandwidth.htm
MC1458( general purpose OP-amp ) pin configuration : http://www.datasheet.co.kr
Microelectronics 2nd edition, Behzad Razavi, WILEY, 2012. Analog Filters