[Semiterm Project] Butterworth 설계

목차

1. Title
2. Name
3. Abstract
4. Background
5. Simulation
6. References

본문내용

3.Abstract
Active소자를 이용하여 필터에 대해서 이해한다.
주어진 차단주파수 조건을 만족하도록 2차 Butterworth High-pass 필터를 설계하고 Bode-plot를 그린다.
설계한 내용을 바탕으로 시뮬레이션을 구현하고 이를 설계 값과 비교한다.
4.Background

◆ 복소수의 표현

복소수
z는 다음과 같이 직각좌표 형태(rectangular form)로 나타낼 수 있다.

<중 략>

이러한 이상적인 OP-AMP로의 가정과 비교했을 때, 실제 시뮬레이션에서의 OP-AMP는 입력임피던스가 무한대가 아니므로 입력단자에 흐르는 전류는 0이 아니게 되고 입력 핀 사이의 전압차 또한 0이 아니기 때문에 이 또한 이론적으로 계산한 값과는 다를 수 있는 것이다.
그리고 우리가 설계한 필터는 고역통과 필터로 주파수가 아무리 크더라도 통과할 수 있는 대역폭을 가지고 있어야 하는데, MATLAB에서의 전달함수 그래프에서는 주파수가 아무리 크더라도 일정하게 4dB값을 유지하고 있는 반면에 PSpice의 시뮬레이션에서는 4dB가 되기 전에 특정 주파수 이상이 되면 감소하게 되어 무한대의 주파수 대역폭을 가지지 못하는 것을 확인할 수 있었다.
따라서 실제 PSpice 시뮬레이션에서도 OP-AMP가 무한대의 주파수 대역폭을 갖아서 4dB까지 증가한다면 -3dB만큼 감소해서 1dB의 값이 되는 주파수가 대략 28.392kHz이므로 이론적인 가정을 바탕으로 계산한 차단주파수 28.259kHz와 거의 일치하는 값으로 나타나게 될 것으로 예상된다.

참고 자료

[Handout]Semi Term2_OP Amp응용 VLSI홈페이지
Fundamentals of microelectronics / Razavi
전기․전자․통신 회로 시뮬레이션 / 조준익 저/ 기한재 - P.345~P.365
회로이론 / William H.Hayt 저 / Mcgraw-Hill Korea - P.514~P.515
회로이론 / Alexander ․ Sadiku 저 / Mcgraw-Hill Korea - P.664~ P.674 P.985~P.986
마이크로전자회로 / Sedra ․ Smith 저 / OXFORD 한티미디어 - P.1196 ~ P.1199
데이터시트 / www.alldatasheet.com