전자회로실험 설계 대역통과필터

소개글

전자회로실험 설계 대역통과필터에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.실험목적

2.이론적배경

3.사용장비 및 부품

4.실험방법

본문내용

00pF
저항 : 1kΩ 1.2kΩ, 7.5kΩ, 10kΩ
연산증폭기
4.실험방법
1. 가산기의 이득은 -1로 반전된 형태로 회로를 구현한다.
2. 2차 저역통과 필터의 이득은 2로 비반전된 형태로 회로를 구현한다.
차단 주파수가 60Hz가 되도록 설계한다.
3. 2차 저역통과 필터의 이득은 -1로 반전된 형태로 회로를 구현한다.
차단 주파수가 33KHz가 되도록 설계한다
4. 구현횐 각각의 회로를 합하여 연결하여 대역통과 필터의 형태로 구현한다.
전체 이득은 2이고 비반전된 형태를 오실로스코프를 통하여 출력된 파형을 확인한 다.
5. 출력신호가 입력된 두신호에서 1KHz만 통과하는 것을 확익한다.
<결과 보고서>
우리가 구현해야할 회로
(실험과정)
1차 미팅 [2011.06.03 11:00 - 13:00]
1)가산기 회로 구현 :이득 -1, 반전
2)가산기 + 2차 고역통과 필터( 이득2, 비반전)
-소자값에 따른 커패시터가 없어 저항과 커패시터의 소자값 수정
커패시터 2.65u -> 2.2u 저항 1k-> 1.2k
3)수정된 <가산기+2차고역통과 필터>회로
4)2차 고역 통과 필터 만(이득:2, 비반전)을 통한 이득과 파형형태 확인
5)차단 주파수 60Hz임을 확인한 실험
주파수(Hz)
출력 전압(V)
10
160m
20
200m
30
500m
40
900m
50
1.35
60
1.7
70
2.15
- 10Hz의 오차를 보였다. : 저항 1k -> 1.2k 로 수정하여 60Hz에서 정확한
형태의 파형을 얻을 수 있었다.
: 60Hz에서 정확히 이득이 2인 형태와 비반전 파형을 확인할 수 있다.
2차 미팅 [2011.06.08 11:00 - 13:20]
6) 밴드대역 통과필터
(가산기 + 2차 고역통과 필터+2차 저역통과필터)
3차 미팅 [2011.06.09 21:00 - 03:00]
<최종 구현한 회로 검토>
7) 밴드대역 통과필터에 인가된 두 신호
-위: 1V-pp 1KHz
-아래: 1V-pp 1MHz
8) 밴드대역 통과필터를 통한 출력된 신호
- 입력된 두신호가 1kHz만이 통과시킨 출력을 볼 수 있다.
전체 이득이 2임을 확인 할 수 있었다. 그리고 비반전 된 파형의 형태를
볼 수 있었다.
9) 만능기판을 통한 회로 구현
- 앞
-뒤
: 선을 최소화 하기 위해 접지를 둘레에 설치 하였으며 증폭기의 동작전원을
주기 위해 공통적으로 들어가기 위한 전선을 한곳으로 빼고, 증폭기를 꽂은 상태에서
가운데 두줄에 (+)극과 (-)극을 연결할 수 있는 선을 설치했다.
(처음 해본 납땜질이라 하다가 다치기도 하고 냄새에 머리도 아팠지만 긴 시간동안의 노력들인만큼 내가 원하는 결과를 얻어 매우 만족스러웠다.)
10) 구현한 회로 측정
- 브레드 보드에 구현했던 회로와 같이 만능기판에 구현한 결과와
같은 출력신호를 볼 수 있었다.
최종 이득 2와 비반전된 출력신호 1kHz만 통과하였다.
4차 미팅 [2011 06 13 11:00 - 13:00]
-추가적인 부분 측정, 최종 점검 실험과 보드선도를 위한 데이터를 구하기 위한
실험을 하였다.
11) 가산기 + 고역통과 필터의 입력신호와 출력
-가산기의 출력형태
-이득은 2로 반전된 형태
주파수 (Hz)
출력(V)
5
120m
10
120m
15
120m
20
200m
25
320m
30
480m
35
640m
40
880m
45
1
50
1.24
55
1.4
60
1.6
65
1.7
70
1.87
75
1.91
80
2
-오차 5Hz를 가지는 차단 주파수 55Hz를 나타낸다.
12) ch1: 가산기 + 고역통과 필터를 통과한 출력신호
ch2: 가산기 + 저역통과 필터를 통과한 출력신호
입력신호 한 신호를 주어지고 33KHz 일때
- 고역통과 필터에서는 그대로 통과하여 입력과 같은 파형을 보였고, 저역통과 필터에서는
33KHz의 차단주파수인 형태의 출력파형을 보였다.
주파수(KHz)
출력(V)
10
1.82
20
1.65
30
1.46
33
1.36
40
1.2
50
1.08
60
0.9
70
0.8
80
0.7
90
0.68
100
0.62
200
0.24
300
0.14
400
0.08
13)최종 입력 두 신호(1KHz, 1MHz)와 출력형태
- 이득 2를 가지고 고역통과에서 반전된 파형이 최종적으로 저역통과 필터를 거치면서
이득은 2이며 원래의 신호에서의 비반전된 형태의 신호를 볼 수 있다.
또한 1kHz만을 통과한 출력신호를 확인 할 수 있다.
가산기에서의 합쳐진 신호
아래 (출력) ch1: 가산기 + 고역통과
ch2: 가산기 + 고역통과 + 저역통과
-V2를 10KHz 주어질 때
-V2를 33KHz 주어질 때
-V2를 400KHz 주어질 때
>> 측정한 결과 밴드 대역통과필터의
차단주파수는 이기 때문에
V1=1KHz로 고정시키고, V2를 변화 시켜가며 출력을 측정하면, V2=10KHz일 때 그대 로 통과하고, V2=33KHz일 때 -3db인 값을 보였고 그 이후의 큰 주파수를 주어짐에 따라 출력신호가 계속 작아지므로 55Hz ~ 33KHz 구간을 그대로 통과하는 밴드대역통 과필터의 특징을 확인할 수 있었다.
(밴드대역통과필터) 가산기 고역통과 저역통과
주파수(Hz)
가산기+고역통과
(V)
가산기+고역통과+저역통과
(V)
5
0.24
0.24
10
0.24
0.24
15
0.24
0.24
20
0.4
0.4
25
0.64
0.64
30
0.96
0.96
35
1.28
1.28
40
1.76
1.76
45
2
2
50
2.48
2.48
55
2.84
2.84
60
3.2
3.2
65
3.4
3.4
70
3.68
3.68
75
3.68
3.68
80
3.68
3.68
:
:
:
10K
3.68
3.64
20K
3.68
3.51
30K
3.68
3.27
33K
3.68
3.2
40K
3.68
3.11
50K
3.68
2.96
60K
3.68
2.79
70K
3.68
2.72
80K
3.68
2.59
90K
3.68
2.51
100K
3.68
2.44
200K
3.68
2.03
300K
3.68
1.96
400K
3.68
1.87
7. 측정 값 정리(bode plot은 꼭 있어야한다)
8. 결론

키워드

저역통과,   밴드대역통과,   고역통과,   sellen key,   MFB,   가산기,   차단주파수