[기초회로실험] 직렬 및 병렬 공진 회로와 필터 : RLC 직렬회로 및 병렬회로의 주파수응답을 해석하여 직렬 및 병렬 공진현상을 이해, RLC 공진회로를 이용하여 대역 통과 필터와 대역 저지 필터로 사용될 수 있다

소개글

[기초회로실험] 직렬 및 병렬 공진 회로와 필터 : RLC 직렬회로 및 병렬회로의 주파수응답을 해석하여 직렬 및 병렬 공진현상을 이해, RLC 공진회로를 이용하여 대역 통과 필터와 대역 저지 필터로 사용될 수 있다에 대한 보고서 자료입니다.

목차

직렬 및 병렬 공진 회로와 필터

1. 실험 목적

2. 실험 준비물

3. 기초이론
　(1) RLC 직렬 회로
　(2) 직렬 공진

4. 실험 진행 및 예상
　[대역 통과 필터 및 대역 저지 필터 실험]

5. 실험 결과 및 분석
　[대역 통과 필터 및 대역 저지 필터 실험]

본문내용

60[㎑]
80[㎑]
100[㎑]
200[㎑]
500[㎑]
1[㎒]
그림 (b)
주파수
이론값
BW
50[㎐]
(resonance frequqency) : 공진주파수
===15915.49[㎐]
(Quality factor) : 양호도
===1
BW(Band width) : 대역폭
===
100[㎐]
1[㎑]
1.5[㎑]
2[㎑]
4[㎑]
4.5[㎑]
5[㎑]
5.5[㎑]
6[㎑]
8[㎑]
10[㎑]
20[㎑]
25[㎑]
30[㎑]
60[㎑]
80[㎑]
100[㎑]
200[㎑]
500[㎑]
1[㎒]
5. 확인 문제
위의 그림에서 전원 측으로 들여다본 Norton 등가회로를 구하며여
위 와 같은 회로와 같음을 보이시오.
5. 실험 결과 및 분석
[대역 통과 필터 및 대역 저지 필터 실험]
그림 13-3의 (a)와 같이 회로를 꾸몄다. 는 저주파 발진기의 출력 주파수를 100[㎐]에서부터 500[k㎐]로 변화 시켰다. 입력 파형의 전압 [V]와 출력파형의 전압 [V]을 측정하였다.
실험 1)
주파수
실제 측정값 및 측정에 의한 계산값
이론값
BW
BW
50[㎐]
5.02V
19.80㎷
0.0039
-89.82˚
13636.98[㎐]
0.88
15496.57[㎐]
15915.49[㎐]
1
15915.49[㎐]
100[㎐]
5.02V
39.60㎷
0.0079
-89.64˚
1[㎑]
5.00V
420.02㎷
0.084
-86.39˚
1.5[㎑]
5.00V
632.15㎷
0.126
-84.57˚
2[㎑]
4.99V
825.90㎷
0.166
-82.72˚
4[㎑]
4.97V
1.63V
0.328
-74.98˚
4.5[㎑]
4.97V
1.84V
0.370
-72.90˚
5[㎑]
4.96V
2.04V
0.411
-70.78˚
5.5[㎑]
4.95V
2.25V
0.455
-68.57˚
6[㎑]
4.95V
2.43V
0.491
-66.27˚
8[㎑]
4.95V
3.14V
0.634
-56.06˚
10[㎑]
4.94V
3.71V
0.751
-43.87˚
20[㎑]
4.90V
3.37V
0.688
24.79˚
25[㎑]
4.86V
2.49V
0.512
43.11˚
30[㎑]
4.82V
1.90V
0.394
53.62˚
60[㎑]
4.75V
1.27V
0.267
74.08˚
80[㎑]
4.70V
810.34㎷
0.172
78.30˚
100[㎑]
4.63V
541.64㎷
0.117
80.73˚
200[㎑]
4.58V
230.52㎷
0.050
85.42˚
500[㎑]
X
X
X
X
1[㎒]
X
X
X
X
이론값 >
(resonance frequqency) : 공진주파수
===15915.49[㎐]
(Quality factor) : 양호도
===1
BW(Band width) : 대역폭
===15915.49[㎐]
θ=이다.
θ값이 0일 때, 즉 위상차가 없을 때 최대 출력을 얻음을 알 수 있다.
주기가 73.33㎲에서 입력에 대한 최대 출력 4.34V가 출력이 되었다.
따라서 주기가 73.33㎲이므로 주파수는 =13636.98[㎐]이 된다.
(resonance frequency) : 공진주파수
==13636.98[㎐]
(Quality factor) : 양호도
==0.88
BW(Band width) : 대역폭
===15496.57[㎐]
직렬 RLC 회로가 주파수에 따라 출력 전압이 달라짐을 확인했고, 최대출력이 나오는 곳에서의 공진 주파수를 측정할 수 있었다. 그리고 이 회로는 일종의 대역 통과필터로 작동함을 알 수 있었다.
실험 2)
그림 13-3의 (b)와 같이 회로를 꾸몄다. 는 저주파 발진기의 출력 주파수를 100[㎐]에서부터 500[k㎐]로 변화 시켰다. 입력 파형의 전압 [V]와 출력파형의 전압 [V]을 측정하였다.
주파수
실제 측정값 및 측정에 의한 계산값
이론값
BW
BW
50[㎐]
5.02V
4.90V
0.976
-89.82˚
13678.01[㎐]
0.94
14551.07[㎐]
15915.49[㎐]
1
15915.49[㎐]
100[㎐]
5.02V
4.90V
0.976
-89.64˚
1[㎑]
5.00V
4.94V
0.988
-86.39˚
1.5[㎑]
5.00V
4.95V
0.996
-84.57˚
2[㎑]
4.99V
4.96V
0.994
-82.72˚
4[㎑]
4.97V
4.89V
0.984
-74.98˚
4.5[㎑]
4.97V
4.85V
0.976
-72.90˚
5[㎑]
4.96V
4.81V
0.970
-70.78˚
5.5[㎑]
4.95V
4.74V
0.958
-68.57˚
6[㎑]
4.95V
4.67V
0.943
-66.27˚
8[㎑]
4.95V
4.16V
0.840
-56.06˚
10[㎑]
4.94V
2.49V
0.504
-43.87˚
20[㎑]
4.90V
3.95V
0.806
24.79˚
25[㎑]
4.86V
4.57V
0.940
43.11˚
30[㎑]
4.82V
4.61V
0.956
53.62˚
60[㎑]
4.75V
4.64V
0.977
74.08˚
80[㎑]
4.70V
4.63V
0.985
78.30˚
100[㎑]
4.63V
4.58V
0.989
80.73˚
200[㎑]
4.58V
4.53V
0.989
85.42˚
500[㎑]
X
X
X
X
1[㎒]
X
X
X
X
이론값 >
(resonance frequqency) : 공진주파수
===15915.49[㎐]
(Quality factor) : 양호도
===1
BW(Band width) : 대역폭
===15915.49[㎐]
θ=이다.
θ가 0일 때, 즉 위상차가 없을 때 최소 출력을 얻음을 알 수 있다.
주기가 71.11㎲에서 입력에 대한 최소 출력 0.285V가 출력이 되었다.
따라서 주기가 71.11㎲이므로 주파수는 =13678.01[㎐]이 된다.
(resonance frequency) : 공진주파수
==13678.01[㎐]
(Quality factor) : 양호도
==0.94
BW(Band width) : 대역폭
===14551.07[㎐]
병렬 RLC 회로가 주파수에 따라 출력 전압이 달라짐을 확인했고, 최소출력이 나오는 곳에서의 공진 주파수를 측정할 수 있었다. 그리고 이 회로는 일정의 대역 저지필터로 작동함을 알 수 있었다.

키워드

기초회로실험,   회로,   필터,   직렬,   병렬,   RLC 직렬 회로,   회로와 필터