Transcript (7판)15장
1 Chapter 15 능동 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 2 15-1. 기본적인 필터 응답 저역 통과 필터 응답 - 필터 : 어떤 신호는 통과시키고 그 외 다른 주파수들을 감쇠시키거나 저지시키는 회로 - 통과 대역 : 최소한의 감쇠(-3dB)로 필터를 통과하도록 허용되는 주파수 - 차단주파수(임계주파수; fc) : 통과대역의 끝으로 통과 대역의 응답으로부터 -3dB의 응답강하가 이루어지는 주파수 - 저역 통과 필터의 통과 대역 : 직류(0Hz)에서부터 차단주파수 (fc)까지의 주파수를 통과시키고 그 외의 주파수는 감쇠시키는 필터 - 필터 응답의 성능 : 극점의 수에 의존 - 필터의 대역폭 : BW=fc - 필터의 차단주파수 : fc = 1/2RC (Xc=R일 때) Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 3 저역 통과 필터 응답 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 4 고역 통과 필터 응답 - 통과 대역 : fc 이하의 신호는 감쇠시키거나 저지하고 fc 보다 높은 주파수의 신호는 모두 통과시키는 필터 - 차단주파수 : fc = 1/2RC (Xc=R일 때) 고역 통과 필터 응답 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 5 대역 통과 필터 응답 - 통과 대역 : 하한 주파수와 상한 주파수 범위내의 모든 신호를 통과시키고 그 외의 모든 신호는 저지시키는 필터 - 대역폭 : BW=fc2 – fc1 - 통과대역의 중앙 주파수 : f0 = √ fc1 - fc2 - 양호도(Q) : Q=f0/BW = 1/DF 대역 통과 필터 응답 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 6 대역 저지 필터 응답 - 노치필터, 대역 제거 필터 - 특정 주파수 대역만을 저지시키고 그 외의 다른 주파수는 통과시키는 필터 - 대역폭 : BW=fc2 – fc1 대역 저지 필터 응답 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 7 15-2. 필터 응답 특성 • 필터 응답의 종류(회로 소자값에 따라) : 버터워스, 체비쇼프, 베셀 응답 - 버터워스 특성 : 통과대역에서 매우 평탄한 특성과 극점당 20dB/decade/pole의 롤-오프율, 위상응답이 비선형 - 체비쇼프 특성 : 경사도가 버터워스보다 크므로 빠른 경사가 요구될 때 유용, 작은 극점과 간단한 회로로 구현 - 베셀 특성 : 선형 위상 특성, 오버슈트 미존재, 왜곡없이 펄스파형을 필터링할 때 유용 필터 응답 특성에 대한 세 가지 형태 비교 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 8 감쇠지수(damping factor ; DF) - 필터 응답의 형태 결정 - 감쇠지수는 부귀환 회로에 의해 결정 DF = 2 – (R1/R2) - 감쇠지수 값은 필터의 차수(극점수)에 의해 결정 능동 필터의 일반적인 블럭도 임계주파수와 필터의기울기 특성 - 임계주파수는 주파수 선택회로의 R과 C값에 의해 결정 - 극점수가 필터응답의 기울기 결정 1차(단극) 저역 통과 필터 종속 접속에 의한 필터 극점의 증가 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 9 15-3. 능동 저역 통과 필터 - 능동 필터는 수동필터에 비해 신호가 감쇠되지 않고 높은 이득을 제공하고 높은 입력 임피던스는 구동원의 과부하로 부터 보호하고, 낮은 출력 임피던스는 부하의 영향으로부터 보호가 가능하며 넓은 주파수 범위에서 조정이 용이 단극 필터 Acl(NI) = (R1/R2)+1 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 단극 능동 저역 통과 필터와 응답 곡선 10 Sallen-Key 저역 통과 필터 • 2차(쌍극) 필터 : fc = 1/2 RARBCACB 기본적인 Sallen-key 저역 통과 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 11 종속 접속된 저역 통과 필터 종속 접속된 저역 통과 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 12 15-4. 능동 고역 통과 필터 단극 필터 단극 능동 고역 통과 필터와 응답 곡선 고역 통과 필터 응답 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 13 Sallen-Key 고역 통과 필터 기본적인 Sallen-key 고역 통과 필터 종속 접속된 고역 통과 필터 6차 고역 통과 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 14 15-5. 능동 대역 통과 필터 저역 통과 필터와 고역 통과 필터를 종속 접속한 대역 통과 필터 f c1 fc2 f0 1 2 R A1 RB1C A1C B1 1 2 R A2 RB 2 C A2 C B 2 f c1 f c 2 2극 고역 통과 및 저역 통과 필터의 종속 접속에 의한 대역 통과 필터 구현 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 15 다중 귀환 대역 통과 필터 - 중심주파수 : 1 f0 2C R1 R3 R1 R2 R3 다중 귀환 대역 통과 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 16 상태 변수 필터 - 대역 통과 필터로 이용되지만 동시에 저역 및 고역 통과 필터의 응답도 출력 상태 변수 필터 일반적인 상태 변수 응답 곡선 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 17 바이쿼드 필터 - 적분기, 반전 증폭기, 적분기로 구성된다는 점만 제외하면 상태 변수 필터와 유사 바이쿼드 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15 18 15-6. 능동 대역 저지 필터 다중 귀환 대역 저지 필터 다중 귀환 대역 저지 필터 상태 변수 대역 저지 필터 상태 변수 대역 저지 필터 Electronic Device (Floyd )- Ch. 15