Microsoft PowerPoint - ch12ysk2015x [호환 모드]

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긔순 진
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1 회로이론 h 가변주파수회로망의동작 김영석 충북대학교전자정보대학 kimy@cbu.ac.kr k h-

2 소자의주파수특성 h 가변주파수회로망 : 학습목표 회로망함수의영점 zero 과극점 pole 회로망함수의보드선도 bode plot 직병렬공진회로해석 크기와주파수스케일링개념 저역통과 PF 고역통과 HPF 대역통과 BPF 대역저지 BF 필터특성 수동및능동필터해석 h-

3 . 가변주파수응답특성 직렬회로의임피던스변화 Z Z 9 Z 9 직렬회로망 : Z eq 일반적인형태 : Z m m N a m a m... n n D bn bn... a a b b h-3

4 <f<khz o? o S S MATAB 혹은 PSPIE 사용 예제. h-4

5 G v o S in o oo in in o o π f O π f 4 π HI in in 증폭기의주파수특성 o o 4π π 4π h-5

6 회로망함수 극점과영점 회로망함수 전달함수 : 전압이득 G H 회로망함수 or 전달함수 : 전압이득 Gv or H 구동점함수 driving point function: 하나의단자쌍에서정의되는임피던스 예입력임피던스입력임피던스 극점 pole p pn 영점 zero z zm n n n n m m m m z z z b b b b a a a a D N H n m o p p p z z z h-6

7 전달어드미턴스 [I 전압이득? 예제. h-7

8 . 정현파주파수해석 - 보드선도 Bode Plot 정현파의정상상태해석: H M e jφ M H : 크기특성 magnitude characteritic φ : 위상특성 phae characteritic 보드선도 Bode plot: 회로망의크기및위상주파수응답을반대수 emilog 눈금으로그린것 수직은선형 수평은대수 log cale number of H o H 크기 : log log log db 데시벨 log ± N a b b o b ± a [ ς [ ς ]... N H log a log log 위상 : H ± N9 tan a b o b ± N log 3 3 ]... ς ς b b b tan 3 b ς tan tan ς 3 3 b b a 3 b h-8

9 상수항 : 주파수에무관한 log 위상은 o 보드선도 Bode Plot a 원점에위치하는영점[ 크기는 N log b 원점에위치하는극점[ N 크기는 N log 즉 N db decade 감소 위상은 -N 9 ]: ]: 즉 N db decade증가 위상은 N9 N h-9

보드선도 Bode Plot : 3 a 영점형태의 @ 9 @ 45 @ t @ log @ log >> << >> << decade db db 증가위상은증가증가즉즉증가크기는 : 3 @ 9 @ 45 @ tan >>

10 보드선도 Bode Plot : 3 a log >> << >> << decade db db 증가위상은증가증가즉즉증가크기는 : tan >> << b log >> << >> << decade db db - tan >> << 감소위상은 h-

11 보드선도 Bode Plot ς ς ς ς > < 극점중근단순영점실근복소근인경우감쇄비 ratio damping ς ς ς ς ς ς log 4 > < 크기는차영점형태의극점중근단순영점실근복소근인경우감쇄비 j a ratio damping ς @ 4 log >> << >> << 차극점형태의위상은즉 b decade db ς 4 - log - log 4 >> << 즉크기는차극점형태의 decade db j >> << 위상은 h-

12 예제.3 크기와위상선도? G v 5 zero 영점 : pole 극점 : z p rad rad p 5rad h-

13 크기와위상선도? G v 5 zero 영점 : pole 극점 : z p rad rad p rad 예제.4 h-3

14 예제.5 plot? Bode : ] 5.5[.5 ] 4.5[ 5 rad zero G v 영점...5 : : 3 ς rad rad pole rad zero p p z 극점영점 h-4

15 Z.3 공진회로 - 직렬공진 j 공진주파수 reonant frequency : Z 에서허수항이 zero 즉 Z 최소가됨 양호도 quality factor 혹은 인자 h-5

16 예제.7 :?? A : h-6

17 :.H f 예제.8 Hz3 정격의커패시터사용 설계문제점? A : h-7

18 직렬 Bandidth 어드미턴스 ] [ ] [ v M j Y I G j j Y 어드미턴스 φ tan ] [ M j φ ] [ ] [ 3 : HI O O HI db M BW bandidth BW 정의 * ] [ ] [ O HI HI O or BW h-8

19 공진주파수에서 i t I m co t m 9 v 인덕터에저장된에너지 커패시터에저장된에너지: v m i t 회로에너지 m co t 9 m co t : m [ J ] in t in t m 총에너지 : WS 일정 즉상수 즉 총에너지는일정하고 의에너지는왔다갔다함 그래프참조 m in t m in t[ J ] h-9

20 회로에너지 의의미 m T T m D m S T dt t dt t i W W co : : 한주기에흡수된에너지총에너지 D S D T W W π π π 한주기에흡수된에너지 D S W W π : 5.9 : An BW F mh μ Ω 예제 h-

21 : rad BW rad BPF 설계 : 예제. BPF 설계 An : h-

22 ? max max o S S S o max o S o d d >> > 4 max max S S o d h-

23 : 5mH 5μF 5 or Ω max? A : 예제. h-3

24 Y G.3 공진회로 - 병렬공진 G j 공진주파수 reonant frequency : 양호도 quality factor 혹은 인자 Y 에서허수항이 zero 즉 Y 최소가됨 I I S I I S h-4

25 예제.3 : G. S 6 μ F mh S Branch urrent? A: h-5

26 예제.4 h-6

27 예제.5 방송국 MHz 방송국 98MHz 단동조증폭기선택성나쁨. 여러단동조증폭기직렬연결 > 향상 PSPIE 이용 h-7

28 일반적인병렬공진회로 인덕터의저항은무시못함 > 그림 Y j 허수항 공진주파수 r 예제.6 5 or 5 Ω r? h-8

29 와관계 ζ 직렬공진회로 Y 직렬공진회로 ζ j ζ ratio damping 또한감쇄비 ζ 또한 h-9

30 .4 스케일링 크기스케일링 it d li 임피던스스케일링 크기스케일링 magnitude caling or 임피던스스케일링 M M M 지수는영향받지않음 : 공진주파수 * M M M 주파수스케일링 M j F F F F F * BW BW j F F F F F F 지수는영향받지않음공진주파수변화 : F F h-3

31 .5 필터회로망 수동필터 저역통과필터 G v 시상수 time con tant 크기M 위상 φ tan : 차단주파수 반전력주파수 half poer frequency h-3

32 수동필터 고역통과필터 G v 시상수 time con tant 크기M 위상 φ π tan : 차단주파수 반전력주파수 half poer frequency h-3

33 수동필터 대역통과필터대역통과필터 G v G v G G v v G v HI O O 4 4 BW O HI HI 4 h-33 O HI

34 예제.8 h-34

35 능동필터 수동필터 : 이득 이상불가능 부피차지 고가 능동필터 : 이득 이상가능 을능동소자 예 OPAMP 만으로구현가능 연산증폭회로 h-35

36 예제. 예제 예제. h-36

37 예제 : PSPIE 사용 예제. 예제.33 h-37

38 O H in H c ζ c c 차 PF 3 3 c : 차단주파수 ζ : 감쇠비 damping ratio 예제 h-38

39 차 BPF 3 H S O H 3 BW O HI H S O 예제 h-39

Microsoft PowerPoint - Ch15-1

Microsoft PowerPoint - Ch15-1 h. 5 ctive Filters 기본적인필터응답 (asic filter response) 저역통과필터응답 (low-pass filter (LPF) response) v( db) log when X out s log > πf X f X log π X log ( πf) asic LPF response LPF with different roll-off rates