HPF에 대해 알아보자

"High Pass Filter"

 

 

 

 

 

 

HPF(High Pass Filter)

 

위 그림은 High Pass Filter를 나타낸 회로도이다.

High Pass Filter란 말 그대로 높은 것을 통과시키는 여과기라고 직역할 수 있는데, 우리는 회로를 해석하는 입장으로서 고주파만 통과하는 회로라고 이해하면 되겠다.

 

이 회로가 왜 높은 주파수만 통과하는지 이론과 실험을 통해 알아보도록 하자.

 

 

i) 이론

 

회로를 임피던스 측면에서 해석해보자.

 

R ->     R

L ->     jwL

C ->    1/jwC

 

로 나타낼 수 있다.

 

그러면, 주어진 회로에서 입력 전압Vi과 출력전압Vo간의 관계를 나타낼 수 있다.

 

 

-> Vi = Vo X  R / (R + C)           이고, 이 식을 임피던스 측면에서 해석을 하면,

    Vi = Vo X  R / (R + 1/jwC)        로 나타낼 수 있다. 식을 정리하면,

    Vi = Vo X (jwRC / jwCR + 1)             으로 나타낼 수 있다.

 

w와 f의 관계는 위 식이다.

(직류 DC는 주파수 성분이 없는 이유는 주파수 성분이 없기 때문에 0을 갖는다.)

 

Vi = Vo X (jwRC / jwCR + 1)     식에서

f가 무한히 크다고 하면 분자와 분모가 약분이 되어 1이 된다.

 

f가 크다는 의미는 주파수가 크다는 뜻이고, 처음에 가정한 HPF가 된다.

 

 

ii)실험

 

이 번엔 실험적으로 증명해보자.

 

처음 회로를 PSPICE를 이용하여 나타내보았다.

 

입력 전압으로 10V를 주었고 f는 60Hz를 주었다. 그리고 저항에 걸리는 전압을 확인해볼 것이다.

 

 

 

PSPICE를 통해 확인해본 결과, 주파수 대역이 커질 수록 잘 통과를 한다는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이론을 실험적으로 검증해보았다.

 

-> x축 값을 조절한다면 우리가 알고 있는 좀 더 sharp한 그래프를 확인할 수 있었을 것이다.

 

이러한 것 처럼 말이다.