능동 여파기 (Active Filter) 실험 보고서

목차

능동 여파기
[ Active Filter ]

1. 실험 목적


- 실험1. 저역통과 여파기 (Low-Pass Filter) -

2. 실험 관련 이론
3. 실험 과정
4. 실험 결과

- 실험2. 고역통과 여파기 (High-Pass Filter) -

2. 실험 관련 이론
3. 실험 과정
4. 실험 결과
5. 고 찰

본문내용

144
2.210
2.252
[X축 : Input Frequency , Y축 : Output Current]
At
입력 주파수
200
400
600
800
1k
1.2k
1.4k
1.6k
1.8k
2.0k
출력
0.105
0.325
1.373
1.530
1.550
1.560
1.562
1.564
1.564
1.564
[X축 : Input Frequency , Y축 : Output Current]
5. 고 찰
이번에 실시한 실험은 Active Filter 실험이다. 이 실험은 Low-pass, High-pass 그리고 Band-pass 3가지로 분류 할 수 있는데, 이번 실험에서는 Band-pass를 제외한 두 가지 Filter 에 대해서만 실험을 실시하였다.
Filter의 이름에서도 알 수 있듯이 특정 주파수 이하를 통과시키거나 특정 주파수 이상을 통과 시키는 Filter(여과기)임을 한 눈에 알 수 있었다.
실험은 조교님의 설명과 함께 시작이 되었다. 여태 실시한 실험과는 달리 회로기판에 선을 꽂아서 값을 측정하는 방식이 아닌 Docking station을 이용해서 컴퓨터로 실험값을 출력 시키는 방식이었다. 그래서 그런지 좀 더 간편하게 실험값을 측정하고 정확한 실험을 실시 할 수 있었던 것 같다.
여파기는 또한 능동여파기와 수동여파기로 나뉘어 진다. 그렇다면 능동여파기와 수동 여파기의 차이점은 무엇일까? 조사 해 보았다. RC회로나 RL회로, 그리고 RLC회로는 수동 여파기라고 한다. 이는 각 소자의 주파수 의존성이 특정 주파수를 출력시키기는 하지만, 이러한 필터링 효과만이 가능하기 때문이다. 능동여파기는 능동 소자 즉, op-amp를 이용하면 필터링 기능과 이를 증폭하는 기능을 얻을 수 있다. 수동소자가 전적으로 소자의 특성에 의존한다면, 능동 필터는 이를 우리가 원하는 전압 범위로 증폭할 수 있다
보고서를 작성하다가 (Cut off frequency)에 대해 알아보았다. (Cut off frequency) 는 주파수 통과와 정지간의 변화가 일어나는 주파수를 의미하며, 이 값은을 이용해서 구할 수 있다. 이상적인 경우에만 여과기가 Cut off frequency에서 주파수 통과 시 변화 할 수 있지만 실제로는 차이가 난다는 것이다. 직접 실험한 실험값을 위의 식에 대입하여 비교를 해 보았다.
<고역통과 여과기>
=
=
<저역통과 여과기>
=
=
위를 보면 알 수 있듯이 실제 실험값이 이론적인 값들과 거의 같기는 하나, 생각한대로 약간의 오차가 난다는 것을 알 수 있다. 이러한 오차를 발생시키는 이유는 여러 가지가 존재하겠지만, 가장 큰 오차의 원인은 순간순간 변화하는 측정값을 정확한 데이터로 출력하지 않고 육안으로 대중해 측정하였기 때문이다. 측정자의 실수가 가장 큰 원인일 것이다.
이번 실험을 통해서 Active Filter의 사용 용도에 대해 다시 한 번 생각 하게 되는 계기가 되었다. 그리고 무엇보다도 다른 실험과는 달리 쉽게 결과를 측정할 수 있었고, 만족할 결과를 얻을 수 있는 실험이었다.

키워드

능동 여파기,   Active Filter,   실험 보고서,   저역통과 여파기 ,   고역통과 여파기,   여파기