능동 아날로그 필터(예비 레포트)

목차

1.실험 제목
2.실험 목적
3.관련 이론
4.실험 장비
5.실험 과정

본문내용

아날로그 능동 필터
실험 목적 : 입력 신호에 섞여서 들어온 간섭신호를 아날로그 필터를 이용하여 제거하는 방법을 알아본다. 또한 아날로그 필터가 어떻게 구성되어 있는지 알아본다. 이번 아날로그 능동필터에는 여러 가지가 있지만 이번 실험에서는 능동 저역통과필터(Active Low-Pass Filter)에 대해서 알아본다. 또한 필터의 응답 특성을 측정하여 대역폭, 통과대역 리플, 차단대역감쇄 특성 등을 확인한다.

관련 이론 :
입력신호의 낮은 주파수성분만을 뽑아내서 높을 주파수 영역(간섭신호)을 제거하고자 할 때 사용된다. 가장 간단한 필터는 저항과 커페시터만으로 된 1차 필터이다.필터특성을 강화하기 위해 2차 저역통과필터를 도입하며 이 두가지 필터의 주파수특성은 임계주파수(-3dB 주파수 : )까지는 평탄한 특성을 가진다.

1) 1차 능동 저역통과필터
[그림1]의 회로는 비반전 필터로서 저역통과 기능을 가진다.
저역통과필터는 저주파신호는 통과시키고 고주파신호는 차단시킨다.
-3dB 주파수()는 통과대역과 저지대역을 구분한다. 이때 는 와 0.707의 dB로 측정된 값의 차이다. 즉, 20log-20log(0.707) = 3dB임을 나타낸다.
전압이득과 주파수의 관계를 나타낸 그래프에서 기울기는 dB/decade로 나타내며 decade는 주파수가 10배 변할 때까지 변동할 경우를 의미한다. 다라서 주파수가 10배 변할 때의 dB 전압이득의 변화분을 나타낸다.

[그림1]의 회로에 대한 해석:
①증폭기의 (-)단자에 키르히호프의 전류법칙을 적용하면
②증폭기의 (+)단잔에 키르히호프의 전류법칙을 적용하면
③이므로 이를 이용하면 를 구할 수 있다.
④필터문제를 취급할 때 임계주파수란 용어 대신에 차단 주파수가 일반적으로 사용된다. 이것은 통과대역과 저지대역을 구분하는 기준이 된다. 1차 저역통과 필터의 차단 주파수는 s=jw로 바꾸면 가 된다.

2) 2차 능동 저역통과필터
1차 필터에서는 고역에서 감쇠특성이 완만하여 기능이 강화된 가파른 감쇠특성을 가진 2차 필터가 사용된다.

참고 자료

Pspice와 함께하는 연산증폭회로실험 (오상광, 김수용 공저)
전자회로 (한건희 저, 홍릉과학출판사)
단계별로 배우는 전자회로실험 (이강윤 저)