applied electronic circuit

1 차온유

Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.

APPLIEDELECTRONIC

CIRCUIT

2012101224차 온 유

2 차온유


APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT

Second order Active Filter1. Low pass Filter

= 전달 함수

3 차온유



2. High pass Fil-ter

= 전달 함수

- 제타 () 가 작을 때 Q 가 커진다 .- LPF 에서 R 과 C를 바꾸면 HPF 가 된다 .- LPF 랑 HPF 와 특성이 같고 , 대칭적으로 뒤집어진다 .

4 차온유



3. Band pass Fil-ter

= 전달 함수

=

5 차온유



4. Notch Filter (Band stop Filter)

= 전달 함수

6 차온유



5. All-pass Filter

|𝑯 ( 𝒋𝒘 )|=𝟏

∠𝐇 ( 𝐣𝐰 )=−𝟐𝒕𝒂𝒏−𝟏

𝒘𝒘𝒐

𝑸

𝟏−( 𝒘𝒘𝒐 )𝟐

좁을 대역에서 위상변화가 크면 Q 가 큰 값을 가진다 !!!!!

7 차온유



KRC Filter1. Low pass Filter

+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜𝑅1 𝑅2

𝐶1

𝐶2

𝑅𝐴

𝑅𝐵1

𝑆𝐶2

1𝑆𝐶1

𝑉 𝑜=(1+ 𝑅𝐵

𝑅𝐴)𝑉 2=𝑘𝑉 2

𝑽 𝟏𝑽 𝟐

𝐻 (𝑆 )=𝑉 𝑜(𝑆)𝑉 𝑖(𝑆)

= 𝑘𝑅1𝐶1𝑅2𝐶2𝑆

2+ [ (1−𝑘 )𝑅1𝐶1+𝑅1𝐶2+𝑅2𝐶2 ]𝑆+1

=

𝐻𝑂𝐿𝑃=𝑘 ,𝑤𝑜=1

√𝑅1𝐶1𝑅2𝐶2

𝑄=1

(1−𝑘 )√ 𝑅1𝐶1

𝑅2𝐶2+√𝑅1𝐶2


𝑅1𝐶1

8 차온유



* 설계 방법1. 조절 -> 결정2. 조정 ->

3. 의 결정

9 차온유



2. High pass Fil-ter

+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜𝐶1 𝐶2

𝑅1

𝑅2

𝑅𝐴

𝑅𝐵

=

𝐻𝑂𝐻 𝑃=𝑘 ,𝑤𝑜=1


𝑄=1

(1−𝑘 )√ 𝑅2𝐶2



𝑅2𝐶2

Q 값에 따라 조심 ! (1 차 필터랑 비슷한 값을 가지려면 Q=0.707)

10 차온유



3. Band pass Fil-ter

+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜

𝑅𝐵

𝑅 𝐴

𝑅1 𝐶1𝐶2 𝑅2

𝑅3

𝐻𝑂𝐵𝑃=𝑘

1+(1−𝑘 )𝑅1

𝑅3+(1+

𝐶1

𝐶2)𝑅1

𝑅2

,𝑤𝑜=1


𝑄=√1+ 𝑅1

𝑅3

[1+(1−𝑘 )𝑅1

𝑅3]√ 𝑅2𝐶2



𝑅2𝐶2

11 차온유



4. Notch Filter

+

-

O U T𝑉 𝑖 𝑉 𝑜

𝑅𝐵

𝑅𝐴

𝑅 𝑅2𝐶

𝐶 𝐶𝑅2

𝑉 3=( 𝑅𝐴

𝑅𝐴+𝑅𝐵)𝑉 𝑜

𝐻𝑂𝑁=𝑘=1+𝑅𝐵

𝑅𝐴𝑤𝑜=

1𝑅𝐶 𝑄=

14−2𝑘

Ex) 60Hz notch fil-ter

12 차온유



Multiple Feedback Filter1. Band pass Fil-ter

+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜𝑅1

𝑅2𝐶1

𝐶2

=

𝐻𝑂𝐵𝑃=−

𝑅2

𝑅1

1+𝐶1

𝐶2

,𝑤𝑜=1

√𝑅1𝐶1𝑅2𝐶2𝑄=

√𝑅2

𝑅1

√𝐶1

𝐶2+√𝐶2

𝐶1

- 저항이 작아지면 전력소모가 크기 때문에 전류가 많이 흐른다 .- 저항이 커지면 열잡음이 커진다 .

13 차온유



2. Low pass Fil-ter

+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜

𝑅1

𝑅2

𝑅3

𝐶1

𝐶2

𝑉 𝑜

0𝑉

=

𝐻𝑂𝐿𝑃=−𝑅3

𝑅1,𝑤𝑜=

1√𝑅2𝑅3𝐶1𝐶2 𝑄=

√𝐶1

𝐶2

√𝑅2𝑅3

𝑅12 +√𝑅3

𝑅2+√𝑅2

𝑅3

+

-

O U T

< 저주파 등가회로 >

𝑉 𝑜=−𝑅3

𝑅1𝑉 𝑖

14 차온유



3. Notch Filter

+

-

O U T+

-

O U T

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜𝑅3

𝑅4

𝑅5

−𝑉 𝐵𝑃

𝑉 𝑖

𝑉 𝑜=−𝑅5

𝑅4𝑉 𝑖+

𝑅5

𝑅3𝑉 𝐵𝑃 Notch filter 의 출력

, 의 비를 조정하면 ( 둘 중 하나 가변저항을 사용 ) 전체가 Notch filter 가 된다 !!!!( 크기를 맞춰줌 -BPF 하면 이득이 있으니까 크기가 달라진다 !!!!)

Band

pass

fil-ter

All pass

fil-ter

Notch fil-ter

15 차온유



State Variable Filter

16 차온유



Biquad Filter (Two-Thomas Filter)

17 차온유



Butterworth Filter* n 차 Butterworth 필터 함수 ( 진폭 특성 )

최대 평탄 특성 (maximally flat magnitude response) - 통과대역 (Passband) 이 편평한 반면에 , 스커트 특성은 둔함 - 위상응답은 비선형이지만 , 진폭응답은 편평 ( 균등 , 균일 )

* Butterworth 필터함수의 특징

* DC 이득

필터 차수 n 이 높을수록 , 천이대역이 좁아짐

18 차온유



Chebyshev Filter

* 통과대역에 리플이 있지만 , 천이대역에서 급경사의 차단특성을 가짐 ( 좁은 천이대역 )

* 저역 통과 특성

19 차온유



Bessel Filter

* 주파수와 무관한 균일한 시간 지연을 얻기 위해 베셀 함수로부터 구성되는 필터 - 넓은 주파수 범위에 걸쳐 선형적인 응답특성을 보임 - 만든 사람의 이름을 따서 Thomson 필터라고도 한다 - 최대로 평탄한 시간지연 필터 또는 일정한 시간지연 필터 라고도 한다 .

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