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(서울시립대 전전설3) [종합2등(A+), 성적증명] 4주차 예비레포트+MATLAB코드+LTSpice회로+교수님피드백 - Op-Amp Based 1st/2nd-Order Active Filter Frequency Responses

정신좀
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최초 등록일
2021.12.31
최종 저작일
2021.03
7페이지/ 압축파일
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소개글

ㅂㄱㅎ교수님 분반 2021년 1학기 자료입니다!
이번 레포트에는 교수님의 디테일한 피드백 자료가 있어요!
Adobe PDF reader로 열어보면 형광펜 처리된 부분에서 코멘트를 읽으실 수 있습니다.

예비레포트에선 작성에 필요한 모든 LTSpice 회로+필요한 component까지 포함하고 있습니다.
그리고 실험값을 적을 엑셀을 미리 MATLAB과 연동시켜 놓았으므로 실험하면서 돌려보면 이론값과 실시간으로 비교할 수 있어요!
MATLAB코드를 실행하는 것도 파일을 받은 위치만 별도로 입력해주고 실행하면 원하는 그래프가 나오도록 최대한 편리하게 썼습니다.

이때 사용된 이론값은 transfer function만 입력하고 MATLAB에서 계산했거나,
또는 LTspice에서 만든 회로로 계산한 뒤 내보내기한 텍스트 파일이므로 믿을 만합니다.

교안은 다른 교수님 분반과 주제만 동일하고 내용은 아예 다릅니다... 게다가 교수님이 의욕이 크신 만큼 작년에 쓴 자료를 고쳐 쓰실 확률도 꽤 높아요.
그래서 정확히 어떤 교안에 대해 작성한 보고서인지 궁금하실 수 있는데 여기 직접 올려드릴 수는 없고 문의 남겨주시면 확인 도와드리겠습니다!

목차

I. Introduction
II. Summary of Theories
III. Pre-lab Report
IV. Concluding Remarks

본문내용

I.Introduction
I.1.Goals
1st/2nd order active filter를 설계하고 그 frequency response를 측정하여 이론적으로 계산한 값과 비교한다.
I.2.Purposes of documentation
실험에 앞서 MATLAB과 LTspice tool을 이용하여 필요한 이론적인 값을 점검할 수 있다.

II.Summary of Theories
II.1.Practical Op-Amp
Ideal Op-Amp에 비하여 practical Op-Amp는 다음과 같은 parameter variable을 가진다: ⓐ Finite gain, ⓑ Offset voltage, ⓒ Input bias current, ⓓ Bandwidth, ⓔ Slew rate. (참고문헌 [pp.140-144, 2])

< 중 략 >

II.3.Decoupling capacitor (Bypass capacitor)
다른 소자에 의해 생긴 noise를 줄이기 위해 GND와 source 사이에 연결(shunt)하는 capacitor이다. (참고문헌 [6])

< 중 략 >

Pre-lab. 1) – b)
주어진 조건은 다음 Equation (5)와 같다.
(C=10[nF],f_c=15[kHz]#(5) )
Figure 3의 active low-pass filter는 single-pole transfer function을 가지고 있으므로, 참고문헌 [4]와 참고문헌 [5]의 수식을 바탕으로 R의 값을 결정하면
ω_c=1/α=1/(C_1 R_1 )=2πf_c=30000π
(R_1=1/(30000πC_1 )=(10^4)/3π=1061.03∼1000[Ω]#(6) )
이때 R_L → ∞로 설정하더라도 원래부터 voltage drop이 없었으므로 transfer function이 변하지 않는다.
따라서 Equation (3)의 R_L =Inf로 설정하여 Bode plot을 그리면 다음 Figure 4와 같다.

참고 자료

J. David Erwin and R. Mark Nelms, Engineering Circuit Analysis (11th ed.), Wiley, 2015.
A. S. Sedra and K. C. Smith, 정원섭 외 역, 마이크로전자회로(7th ed.), 한티미디어, 2016, 140-144쪽.
서시립, “4주차 예비 보고서”, 전자전기컴퓨터설계실험 III, 2021.
“Cutoff frequency,” Wikipedia [Online].
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Cutoff_frequency#:~:text=In%20physics%20and%20electrical%20engineering,reflected)%20rather%20than%20passing%20through.
“Angular frequency,” Wikipedia [Online].
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Cutoff_frequency#:~:text=In%20physics%20and%20electrical%20engineering,reflected)%20rather%20than%20passing%20through.
“Decoupling capacitor,” Wikipedia [Online].
Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Decoupling_capacitor
“Passive Low Pass Filter,” Electronics Tutorials [Online].
Available: https://www.electronics-tutorials.ws/filter/filter_2.html

압축파일 내 파일목록

BodePlotting_Wk4_pre.m
HappyCampus_JungSinJom_ECELab3_Wk4_pre.m
LTSpice/ECELab3_Wk4_1st_active_lowpass.asc
LTSpice/ECELab3_Wk4_1st_passive_lowpass.asc
LTSpice/UA741.sub
MATLABdata/4주차_실험값_MATLAB호환.xlsx
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