전기회로설계실습 예비보고서 9. LPF와 HPF 설계

목차

3. 실험계획서
3.1 C = 10 ㎋인 커패시터와 R을 직렬 연결하여 cutoff frequency가 15.92 kHz인 LPF를 설계하라. 출력단자를 표시한 회로도를 그리고 R의 크기를 구하라.
3.2 위에서 설계한 LPF의 전달함수(H)의 크기와 위상을 0 ~100 kHz까지 linear(H)-log(주파수) 그래프로 그려서 제출하라. 입력은 DC성분이 0 V인 순수한 AC이다.
3.3 위의 LPF에 주파수가 10 kHz이고 크기가 1 V인 정현파를 인가하였다.
3.4 3.3의 결과를 실험으로 확인하려고 한다.
3.5 L = 10 mH인 인덕터와 R을 직렬 연결하여 cutoff frequency가 15.92 kHz인 HPF를 설계하려한다. R의 크기를 구하라.
3.6 위에서 설계한 HPF의 전달함수의 크기와 위상을 0 ~100 kHz까지 linear(H)-log(주파수) 그래프로 그려서 제출하라. 입력은 DC성분이 0 V인 순수한 AC이다.
3.7 위의 HPF에 주파수가 10 ㎑이고 크기가 1 V인 정현파를 인가하였다.
3.8 위의 결과를 실험으로 확인하려고 한다.
3.9 위의 RC회로와 RL회로의 전달함수의 크기의 주파수 특성을 실험적으로 구할 때 측정주파수를 각각에 대해 결정하라.(3.2, 3.6 참조 예, 100, 200, 400, 600 Hz 등, 그러나 변화가 많은 부분에서는 주파수간격을 작게 해야 한다.)

본문내용

3. 실험계획서

3.1 C = 10 ㎋인 커패시터와 R을 직렬 연결하여 cutoff frequency가 15.92 kHz인 LPF를 설계하라. 출력단자를 표시한 회로도를 그리고 R의 크기를 구하라.

C = 10nF, 이므로 이다.
LPF에서 이므로 이다.
위의 값으로 회로를 구성하며 다음과 같다.

3.2 위에서 설계한 LPF의 전달함수(H)의 크기와 위상을 0 ~100 kHz까지 linear(H)-log(주파수) 그래프로 그려서 제출하라. 입력은 DC성분이 0 V인 순수한 AC이다.

위 그래프
전달함수의 위상 linear(H) - log(주파수)
아래 그래프
전달함수의 크기 linear(H) - log(주파수)

3.3 위의 LPF에 주파수가 10 kHz이고 크기가 1 V인 정현파를 인가하였다.
(a) 입력파형과 출력파형을 하나의 그래프에 그리고

(초록색 : 입력파형, 빨간색 : 출력파형)

(b) 출력의 크기와 입력에 대한 위상(각도와 시간)을 구하라.

, , ,
출력전압 :
= tan = tan = tan = tan(-1.59) =
따라서 커패시터의 전압은 전원전압에 비해 만큼의 위상차를 갖는다.
10kHz에서 만큼의 위상차를 갖는다면 주기는 이므로 이다. 즉 커패시터전압이 전원전압보다 만큼 뒤진다.

3.4 3.3의 결과를 실험으로 확인하려고 한다.
(a) 입력전압과 출력전압을 오실로스코프에서 동시에 관찰하려면 어떻게 연결해야 하는가? 연결상태를 그리고 설명하라.

(b) 오실로스코프 화면에 두 파장정도가 보이게 하려면 TIME/DIV을 얼마로 하는 것이 좋은가? (수평축은 10 DIV로 나누어져 있다.)

주파수를 10kHz로 진행하였다. 따라서 주기 이다.

참고자료

· 없음