실험 5 : Filter
Circuit
【 이론
】
Inductor(L)와 Capacitor(C)는 정상상태에서 직류와 교류에 대하여 다음과 같은 특성이 있다.
DC에서 L은 short되고 C는 open된다. AC에서는 반대로 L은 open, C는 short된다. 이상은 극단적인 예이지만 이러한 특성을
이용하여 필터회로를 구현할 수 있다. 다음은 Capacitor와 Inductor를 이용한 LPF(Low Pass Filter), HPF(High
Pass Filter), BPF(Band Pass Filter)의 회로와 주파수에 따른 전압변화를 보여준다.
LPF
그림 3-17 (a)에서
와
의 관계는 다음과 같다.
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위 식에서
즉,
가 증가하여 일정한 값
보다 크게 되면
는 점차로 작아져서 "0"에 가깝게 되는 것을 그림 3-17(b)를 보면 알 수 있다. 따라서
의 관계로부터
의 주파수가
보다 커질수록
는 "0"에 가까워 지고
에서 낮은 주파수 성분만이
에 나타나는 것을 알 수 있다. 이와 같이 그림 3-17(a)의
회로는 저주파 성분만을 통과시키는 저역통과필터(LPF)의 역할을 한다.
HPF
그림 3-18(a)는 R과 L을 사용한 고역통과필터(HPF) 회로인데 여기서
와
의 관계는 다음과 같다.
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위 식에서
즉,
가 감소하여 일정한 값
보다 작게 되면
는 점차로 작아져서 "0"에 가깝게 되는 것을 그림 3-18(b)에서 알 수 있다. 따라서
의 관계로부터
의 주파수가
보다 작아질수록
는 "0"에 가까워 지고
에서 높은 주파수 성분만이
에 나타날 수 있게 된다. 이러한 특성을 이용하여 그림
3-18(a)의 회로는 고역통과필터(HPF)로 사용할 수 있다.
BPF
그림 3-19(a)는 대역통과필터(BPF) 회로이며 여기서
와
는 다음과 같은 관계를 갖는다.
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위 식에서
즉,
가 증가하여 일정한 값
보다 크게 되면
는 점차로 커지고
보다 크게 되면
는 다시 작아져서 "0"에 가깝게 되는 것을 그림 3-19(b)에서
알 수 있다. 따라서
의 주파수가
보다 크고
보다 작은 범위의 주파수 성분만이
에 나타날 수 있게 된다. 이러한 특성을 이용하여 그림
3-19(a)의 회로는 대역통과필터(BPF)로 사용할 수 있다.
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