2차 능동필터(예비보고서)

소개글

2차 능동필터(예비보고서)에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

출력하라. 위 필터의 3dB 차단주파수와 3dB 대역폭을 구하라. 차단 영역에서 기울기를 구하라.
- 시뮬레이션 결과 출력 전압의 dB magnitude 는 약 220Hz 까지는 증가하다가 그 이후 부터 감소하기 시작해 600Hz 이상에서는 거의 0으로써 일정하다. 220Hz 까지 증가하는 과정에서 -3dB 에 해당하는 주파수가 차단주파수이다. 여기서는 차단주파수 = 140Hz 이고, 따라서 대역폭은 140Hz ~ 10MHz 이다. 기울기는 Domain 값이 log 의 형태이기 때문에 log 를 취하여 구한다. 기울기 = ≒ 41.15dB/dec 이 다.
(5) 그림 7.2 의 회로를 수정하여 다음의 회로를 구성하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(6) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. 이 때, Sweep 주파수는 1Hz부터 10MHz 로 하고, points 는 1000으로 하라. U1 의 출력전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프로 출력하라. 위 필터의 3dB 차단주파수와 3dB 대역폭을 구하라. Q 를 계산하라. 차단 영역에서 기울기를 구하라.
- 시뮬레이션 결과 출력 전압의 dB magnitude 는 처음에 점점 증가하다가 약 1kHz 근방 에서 갑자기 증가한다. 그 후 급격히 감소하다가 감소하는 비율이 거의 일정해진다. 이 때, 1kHz 을 기준으로 왼쪽 & 오른쪽 각각 -3dB 에 해당하는 주파수가 차단주파수이 다. 여기서는 차단주파수 = 948Hz, 1.0568kHz 이고, 따라서 대역폭은 948Hz ~ 1.0568kHz 이다. 이 회로에서 Q = = ≒ 0.76 이다. 기울기는 Domain 값이 log 의 형태이기 때문에 log 를 취하여 구한다.
기울기 = ≒ 25.53dB/dec,
= ≒ -22.10dB/dec 이다.
(7) 그림 7.2 의 회로를 수정하여 다음의 회로를 구성하라.
- Orcad 프로그램을 이용하여 그린다.
(8) AC Sweep Analysis 를 수행하여 이득의 주파수 특성을 구하라. U1 의 출력전압의 dB magnitude 와 phase 를 각각 별개의 그래프로 출력하라. 위 필터의 3dB 차단주파수와 3dB 노치 대역폭을 구하라. Q 를 계산하라.
- 시뮬레이션 결과 출력 전압의 dB magnitude 는 처음부터 계속 일정하다가 약 60Hz 근 방에서 갑자기 큰 폭으로 감소한다. 그 후 다시 증가하여 처음의 값으로 계속 일정하게 된다. 이 때, 60Hz 을 기준으로 왼쪽 & 오른쪽 각각 -3dB 에 해당하는 주파수가 차단 주파수이다. 여기서는 차단주파수 = 57.148Hz, 63.01Hz 이고, 따라서 노치 대역폭은 57.148Hz ~ 63.01kHz 이다. 이 회로에서 Q = = ≒ 0.48 이다.
5. 분석 및 토의
아직 실제 실험이 아닌 시뮬레이션만을 돌려본 것이지만, 2차 능동 필터는 한마디로 업그레이드된 1차 능동 필터라는 생각이 든다. 1차 능동필터는 차단주파수에서 변화하는 슬로프가 매우 완만하여 원하지 않는 주파수 대역의 정보들 까지 받아 들어야만 했다.
하지만 2차 능동 필터에서는 1차 능동 필터의 장점인 이득 변환 까지 가능 하면서 변화하는 슬로프를 매우 샤프하게 만들어 이상적인 필터의 특성에 가깝게 만들어지는 것을 확인 할 수 있었다.
아직 의용전자2 시간에 능동 필터를 배우지 않아 세부적인 수식에 대한 이해는 다소 부족한 점이 있었으나 2차 능동필터의 특징을 이해하기에는 부족함이 없는 실험이었다고 생각된다. 실제로 실험을 하면서도 아마 2차 능동필터의 특징을 확실하게 확인 해볼 수 있을 것이라 생각한다.

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