전자회로실험II - 실험 1. 능동필터 결과보고서

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전자회로실험II - 실험 1. 능동필터 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 능동 저역통과필터(LPF)

2. 능동 대역통과필터(BPF)

본문내용

① 실험 결과(1) 그림 20-2의 회로를 구성하여라.(2) 입력신호를 1Vp-p로 하고 주파수를 100Hz 로부터 서서히 증가시키면서 출력의 변화를 관찰한다.
회로 구성
일 때, 200Hz
일 때, 400Hz
일 때, 800Hz
일 때, 1600Hz
일 때, 200Hz
일 때, 400Hz
일 때, 800Hz
일 때, 1600Hz
- 실험 결과, 주파수가 증가함에 따라 전압 이득이 증가하다가 일정 주파수 이상이 되었을 때부터 이득이 점점 감소한다는 것을 확인할 수 있다. 그 이유는 실험에 사용된 회로가 대역통과필터(Band Pass Filter)이기 때문이다.
(3) 입력전압(Vi)과 출력전압(Vo)을 측정하여 표 20-1에 기록하여라.(4) 차단주파수(fc)를 측정하여 이론값과 비교하여라.(5) 출력응답이 차단주파수 이득의 0.707배로 감소하는 두 개의 주파수를 측정하여 표 20-1에 기록하여라.(6) 대역폭()과 양호도(Q)를 구하여 표 20-1에 기록하여라.(7) 주파수를 표 20-2와 같이 변화시켜 가면서 출력전압 Vo를 측정하여 표 20-2에 기록하여라.(8) 를 1.5으로 바꾸고 위의 실험을 반복하여라.
< 표 20-1 >
저항
fo
fc(측정)
fc(이론)
Q
800 ±200Hz
400~1600Hz
623.9Hz
400~800Hz
800~1600Hz
269.4Hz
-
800 ±200Hz
800~1600Hz
892.9Hz
800~1600Hz
800~1600Hz
215.1Hz
-
② 기초 이론
그림 20-1은 기본적인 대역통과필터이다. 이 회로에서 Q는 10보다 적고 반전증폭기로 구성되어 있으며 OP-AMP에 정귀환 방식으로 연결한 2차 능동 대역필터이다. 일반적으로 대역필터는 에 있어서 출력은 최대로 되고, 공진 특성으로 되어 있다. Q가 작을수록 설계가 용이하고 통과 대역 내에서 균일한 이득을 갖게 된다. Q가 큰 경우에는 통과대역이 작게 되어 실제의 회로구성에서 상당히 어려운 점이 따르게 된다.
그림 20-1의 차단주파수 fc는 다음 식으로 나타내어진다.
과 Q, fc, C 및 이득 G 사이에는 다음과 같은 관계식이 있다.
, ,
G를 구하면 이고, 이다.
참고로 저역차단주파수는 , 고역차단주파수는 , 양호도는 이다.
③ 예비 과제그림 20-1의 회로에서 fc=750Hz, G=1.32, Q=4.2, C=0.001 일 때 다음을 구하여라.(1) ⇒ (2) 저역차단주파수(), 고역차단주파수()⇒
④ PSPICE 시뮬레이션
일 때, 회로 구성
일 때, 시뮬레이션 결과
일 때 차단주파수는 596.616Hz, 922.788Hz 의 두 주파수임을 알 수 있었고 대역폭은 326.172Hz입니다.
일 때, 회로 구성
일 때, 시뮬레이션 결과
일 때 차단주파수는 843.935Hz, 1.1748kHz 의 두 주파수 임을 알 수 있었고 대역폭은 330.865Hz입니다. 시뮬레이션 결과를 종합해보면 의 값이 작아질수록 필터를 통과하는 대역의 주파수가 증가하는 것을 알 수 있고, 대역폭에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났습니다.

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