6.1 필터 6.3 저역통과 필터 6.4 고역통과 필터 6.5 LC 공진회로

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1 6.1 필터 6.3 저역통과 필터 6.4 고역통과 필터 6.5 LC 공진회로
제 6 장 필터(Filters) 6.1 필터 6.3 저역통과 필터 6.4 고역통과 필터 6.5 LC 공진회로 Jean Baptiste Joseph Fourier 2007년 1학기 전기전자공학개론

2 정현함수의 주파수 표현 전기적 신호에는 원하는 성분(Signal)과 원하지 않는 성분(Noise)이 섞여있다.
정현파(harmonic wave)-자연계에 존재하는 진동의 기본 파형 정현파는 미분/적분을 통하여서도 기본 형태가 변하지 않는다 모든 임의의 파형들은 다양한 주기를 갖는 다수의 정현파를 합하여 만들 수 있다-Fourier Transformation 주파수/진폭선도-다수의 정현파가 섞인 복잡한 파형을 분석하기 쉽도록 각 주파수 성분별로 진폭을 분리하여 그리는 기법 수평축-주파수, 수직축-진폭 2007년 1학기 전기전자공학개론

3 필터 필터 : 원하지 않는 성분(특히 주파수 성분)을 걸러내는 회로
센서-거리, 속도, 가속도, 온도, 힘 등 다양한 물리량을 계측하여 전기적 신호로 변환 증폭-센서의 출력신호는 매우 미약하여 정량적인 계측을 위해서는 이를 특정 비율(x10, x100, x1000 등)로 증폭하여야 한다 OP 앰프를 사용한 증폭회로 (11장) 필터-증폭된 신호에는 원하는 계측량과 원하지 않는 성분인 노이즈가 섞여있으므로 이들 중에서 원하는 성분을 추출해내야 한다 시스템의 동력학적인 운동특성을 알면 작동 주파수 대역(bandwidth)을 찾을 수 있다. 시스템의 작동 주파수 대역을 벗어나는 신호성분은 필터를 사용하여 모두 걸러낸다 모니터링-오실로스코프나, 레코더 및 컴퓨터 모니터링 소프트웨어 등을 사용하여 신호를 측정, 기록한다. 2007년 1학기 전기전자공학개론

4 필터의 종류 RC/LC/RLC 회로를 사용하여 주파수에 선택적으로 작동하는 회로를 설계할 수 있다.
저역통과필터(LPF) : 저주파 신호만을 통과시킨다. 고역통과필터(HPF) : 고주파 신호만을 통과시킨다. 대역통과필터(BPF) : 특정 주파수 대역의 신호만을 통과시킨다 대역저지필터(BRF) : 특정 주파수 대역의 신호만을 걸러낸다 수동형 필터회로 : R/L/C 소자만을 사용한 필터회로 계측시스템이 필터에 영향을 끼쳐 신호가 왜곡되며 출력 안정성이 떨어진다. 연산증폭기를 사용한 능동형 필터 계측시스템이 신호에 가하는 부하를 차단하여 원하는 차단주파수에서 안정적으로 신호를 추출하여 출력한다 2007년 1학기 전기전자공학개론

5 RC 저역통과 필터 저항과 커패시터가 직렬결합-커패시터 양단의 출력전압은 입력신호에 대해 저역통과 필터로 작용한다 차단주파수
1 fc = 2pRC 시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

6 RL 저역통과 필터 인덕터와 저항의 직렬결합 시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

7 RC 고역통과 필터 RC 저역통과 필터와 연결순서가 바뀐 형태-저항 양단이 전압출력 차단주파수 1 fc = 2pRC
시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

8 RL 고역통과 필터 저항과 인덕터의 직렬결합 시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

9 대역통과 필터 특정 대역(bandwidth)의 신호를 통과시키고 여타 대역의 주파수는 차단하는 필터
RLC로 구성된 대역통과 필터 이득은 공진주파수 fo에서 1로 최대 주파수 f1과 f2는 이득이 1/R2로 감소되는 주파수로서 두 주파수 사이의 성분들이 주로 통과되므로 f1~f2를 대역폭이라 한다 시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

10 대역차단 필터 필터는 중심 주파수 fo 부근의 특정 주파수 성분만을 제거하므로 노치 필터 또는 트랩이라 한다. 시상수 추출회로
특정 대역의 주파수만을 선별적으로 걸러내는 필터 대역통과 필터와 배열순서 역전 필터는 중심 주파수 fo 부근의 특정 주파수 성분만을 제거하므로 노치 필터 또는 트랩이라 한다. 시상수 추출회로 2007년 1학기 전기전자공학개론

11 리포트 홈페이지에 게시된 6장 연습문제 풀어오세요 2007년 1학기 전기전자공학개론