밴드 패스 필터

소개

- 주어진 규격을 만족하는 필터를 설계하는 능력을 배양한다.
- 회로분석 도구를 이용하여 회로를 분석하는 능력을 키운다.

목차

설계 과제 #1
설계 과제 보고서 #1
1. 이론
2. 차수에 따른 LPF와 HPF
3. 분석
4. 토의

본문내용

1. 저역통과필터(Low-Pass Filter)
1) 1차 필터
Low-pass filter는 입력신호의 낮은 주파수 성분만을 뽑아서 사용하고자 할 때 쓰이는데, 가장 간단한 필터는 저항과 커패시터만으로 구성된 1차 필터이다. 2차 필터는 필터의 특성을 강화하기 위하여 커패시터를 하나 더 추가하여 만들고 이 두 가지 필터의 주파수 특성은 -3dB 주파수(fH)까지는 평탄한 특성을 가진다. 이 -3dB 주파수(fH)는 통과대역과 저지대역을 구분하며 -3dB는 gain의 최대값 Amax와 0.707Amax와의 dB로 측정된 값의 차이다. 즉,

임을 나타낸다.
기울기는 dB/decade 단위로 나타내며 이는 주파수가 10배 변할 때의 dB 스케일의 전압이득 변화분을 뜻한다.
2) 2차 필터
1차 필터는 고주파에서의 감쇠 특성이 완만하기 때문에 보다 가파른 감쇠특성을 얻기 위해서는 2차 필터가 사용된다. 즉 1차 필터는 차단주파수 이상이 되면 출력전압이 주파수에 비례하여 감소하지만 2차 필터는 주파수의 제곱에 비례하여 감소한다. 2차 필터에서는 Q값이 있어서 이 Q값에 따라 감쇠특성이 여러가지로 변한다. Q값은 필터나 공진기, 발진기처럼 특정 주파수 스펙트럼에서 샤프하게 에너지가 뜨는 경우, 그 파형의 에너지 집중도를 표현할 때 사용한다. Q가 크면 주파수 선택성이 커져서 특정 주파수를 잡아낼 수 있지만 너무 크면 피크가 생긴다. 피크가 생기지 않고 가장 큰 감쇠특성을 가지도록 Q값을 정했을 때 최대 평탄특성을 가지게 된다. 이러한 최대 평탄특성을 가지는 필터를 Butterworth 필터라고 하며 이 2차 Butterworth 필터의 Q값은 0.707이 된다.

참고자료

· 없음