아주대학교 전자회로실험 설계3 OP-Amp RC Filter 결과보고서

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목차

1. 실험 목적

2. 실험 과정 및 결과
1) Second-Order Band-Pass Filter(BPF) 검증
2) High-Pass Filter(HPF) 검증
3) Low-Pass Filter(LPF) 검증

3. 고찰

본문내용

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

2. 실험 과정 및 결과
설계 1) Second-Order Band-Pass Filter(BPF) 검증
- Setup:
(a) Band-pass filter회로를 구성한다.

< 중 략 >

(c) 주파수에 대한 magnitude response 측정 결과를 그래프로 그리고, 설계 시뮬레이션 결과와 비교하시오.

시뮬레이션에서 측정해본 결과와, 실제 실험결과값을 토대로 작성한 Excel 그래프의 개형이 거의 유사함을 확인 할 수 있다. 이를 통해 Low Pass Filter에서는 High Pass Filter 와는 반대로 높은 주파수에서는 낮은 gain은 가지고 주파수가 낮아짐에 따라 gain이이 커지고 그 이하의 주파수에서는 일정한 gain값을 가지는 그래프가 나타났다. 이러한 그래프 모양을 통하여 Low Pass Filter가 고주파는 거르고 저주파는 통과시키는 특성을 확인할 수 있었다.

3. 고찰
이번 설계 3은 Band-Pass, Low-Pass, High-Pass filter를 설계하고 동작을 확인하는 실험이었다. 각 회로들의 입력의 위치와 출력의 위치 변화를 통해 주파수 값에 따른 입, 출력 값을 분석하면서 각 필터의 특징과 동작을 확인 할 수 있었다.
첫 번째 설계는 Band-pass filter 회로를 설계하고 동작을 확인해 보는 실험으로 1.2, 470 3개, 520 4.4nF, 0.2uF을 가지고 설계 사양인 Center frequency를 100kHz, gain 1V/V, 3dB bandwidth 5kHz를 설계하려 했지만, 실제실험에서 이런 조건을 맞추기가 매우 어려워 Center frequency를 10kHz, gain 1V/V, 3dB bandwidth 1kHz를 설계하였다.

참고 자료

Introduction to Electric Circuits, Richard C. Dorf & James A. Svoboda, WILEY, 2014. pp. 221 ~ 241.
Microelectronics 2nd edition, Behzad Razavi, WILEY, 2012. Ch.15 Analog Filters pp. 651 ~ 667,