회로망해석:Bandpass Filter;설계프로젝트

소개글

회로망해석:Bandpass Filter;설계프로젝트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.설계내용

2.설계조건

3.설계순서

4.설계

본문내용

ar frequency 가 다르기 때문에 를 구하는 수치가
다르다. 때문에 각 part 에 따른 식을 정한뒤 값을 에 대한 식으로 구한다.
(rad/s)
3) 구한 corner angular frequency 값을 이용하여 에 대한 식을 구한다.
part.1 과 part.2 에는 4개의 과 1개씩으로 구성되어 있다. 따라서 part.1 과
part.2 의 면적(도선과 opamp 의 면적은 제외) 은 다음과 같이 나타낼 수 있다.
4)part.3 의 값을 찾는다. Active bandpass filter 특성에서 bandpass gain 은
로 표현 할 수 있다. K 값과 값은 주어져 있으므로 비로써
값을 찾는다.
5)각 파트에서 주어진 식으로 면적을 최소화 하는 값들을 찾는다.
면적 S 가 최소가 될 때의 R 값을 찾으면 된다. R 값을 찾기 위해 trial & error 방식
으로 R 값을 찾는다.
R=10 일 때, S=1010.1 R=49 일 때, S=400.1020
R=100 일 때, S=500.01 R=50.5 일 때, S=400.0396
R=110 일 때, S=530.9182 R=50.1 일 때, S=400.0208
R=80 일 때, S=445.0125 R=50.01일 때, S=400.0200
R=50 일 때, S=400.02 R=49.99일 때, S=400.0200
R=51 일 때, S=400.0980
결국 R=50 일 때 part.1 과 part.2 의 면적의 합 S 가 최소값을 갖음을 알 수 있다.
이때의 면적은 400.02 이다.
part.3 에서는 앞서 구한 의 식을 보면, 의 면적은 같으므로, 식을 만족하면서 최대한 작은 값을 찾으면 된다. 따라서 설계조건에서의 의 최소값을 선택하게 되
면,
결국 part.3 에서는 가 100일 때 는 10001가 되며, 이때 최소 면적 10101
을 갖게 된다.
6)설계결과
값이 50임을 확인 하였고 그에 따른 값도 구할 수 있다.
여기에 part.3 의 값들을 이용해 총 면적를 구한다.
7)결과확인

※위 프로그램을 응용함에 있어서 다른 학우들과 정보를 공유하였음.
'Equation Grapher'를 사용하여 part.1 과 part.2 에 해당되는 R 값에 대한 면적 식을 풀어보았다. 면적을 구하는 식은 그래프의 1사분면과 3사분면에 구현되지만, 0보다 작은것을 제했을때를 고려하면 다음과 같은 그래프를 얻을 수 있다. 그래프에서 보듯이 밑에 꼭지점이 있는 2차함수와 비슷한 곡선을 얻게 되는데, 이 그래프가 최소값을 갖는 꼭지점은 (Y,X)=(면적,R)=(400.02011005,50.00000244) 이것으로써, 즉 우리가 앞에서 설계하여 얻은 수치와 정말 작은 오차(프로그램특성상 Range 를 나눔에 따라 수치가 변함) 를 고려하면, 같음을 확인할 수 있다. part.3 에 대한 R 값은 계산기로 확인 가능하기에 생략하였다.
PSpice를 이용하여 회로를 구성하고 이에 따른 파형 또한 확인하였다.

※파형구현을 위해 약간의 소자값을 변경하였다.
<설계를 마치며>
이로써 주어진 조건에 맞는 두가지의 설계를 완료하였으며, 결과값도 확인하였다. 책으로만, 설명으로만 듣던 내용을 직접 소자하나하나를 설계해나가는 과정이 공학도인 나에게 많은 흥미를 불러 일으켰으며, 눈으로만 보던 내용을 실질적사용에 맞게 배울수 있는 좋은 경험이 되었다.
한학기동안 회로망해석을 가르쳐주심에 감사드리며, 다음에도 좀 더 낳은 모습으로 찾아뵙겠습니다.

키워드

회로망해석,   회로망,   밴드패스,   필터,   bandpass,   filter,   설계,   프로젝트