RC 필터

교육과정: Sek II, electronics courses

전체 버전 열기 ↗

목표

RC 저역 통과 필터와 고역 통과 필터의 주파수 응답을 측정합니다.

실험 장치

전압원: 정현파, 진폭 5 V(실효값 3.54 V), 159.15 Hz — 두 필터의 차단 주파수. 아래쪽 — 저역 통과 필터: 1 kΩ 저항 다음에 1 µF 커패시터, 출력은 커패시터 양단. 위쪽 — 고역 통과 필터: 커패시터 다음에 저항, 출력은 저항 양단. 출력에는 AC 모드 전압계.

실험 방법

1. 두 필터의 출력 전압을 기록하세요.
2. 20, 50, 100, 300, 500, 1000 Hz를 차례로 설정하고 각 주파수에서 두 출력을 기록하세요.
3. 주파수에 따른 비 \(U_{out} / U_{in}\)의 그래프를 그리세요. \(U_{in}\)으로는 전압원의 실효 전압 3.54 V를 쓰세요.

예상 결과

차단 주파수 \(f = 1 / (2\pi RC)\) ≈ 159 Hz에서 두 출력은 모두 약 2.50 V로 입력의 0.71입니다. 20 Hz에서: 저역 통과 — 약 3.5 V, 고역 통과 — 약 0.44 V. 1000 Hz에서: 저역 통과 — 약 0.56 V, 고역 통과 — 약 3.5 V.

질문

1. 센서 신호에서 고주파 잡음을 없애는 데 알맞은 필터는 어느 것입니까?
2. 0.1 µF 커패시터를 쓰면 차단 주파수는 어떻게 달라집니까?

답

1. 저역 통과 필터입니다. 이 필터는 신호의 느린 변화는 거의 그대로 통과시키고(20 Hz에서 3.54 V 가운데 약 3.5 V), 빠른 변화는 약하게 만듭니다. 1000 Hz에서는 약 0.56 V만 남습니다. 차단 주파수는 유용한 신호의 주파수보다 높고 잡음의 주파수보다 낮게 고릅니다.
2. 열 배로 높아집니다. \(f = 1 / (2\pi RC)\) = 1 / (2π · 1 kΩ · 0.1 µF) ≈ 1.59 kHz입니다.