Matlab simulink를 이용한 송수신기 필터 설계(LPF, BPF)

목차

1. 제목
2. 설계 목적
3. 설계 목표 및 기준 설정
4. 회로 합성
5. 회로 분석
6. 평가
7. 논의사항
8. 참고문헌

본문내용

1. 제목: 송수신기 필터 설계

2. 설계 목적
여러 신호를 전파 형태로 공중에 보낼 때에 주파수 대역을 분할하여 사용하는데 각 신호 성분을 구별할 수 있게 하려면 필터가 필요하다. 또한 공중에 날아다니는 전파 신호들에는 잡음 성분이 많이 포함되어 있는데 이를 수신할 때 잡음 성분을 적절히 걸러줘야 수신기가 제대로 동작할 수 있다. 송신기 2대에서 나오는 전파와 잡음에 의한 전파가 섞여서 수신기의 입력으로 들어온다. 이 신호에서 원하는 신호를 뽑아내기 위해 LPF와 BPF를 각각 1가지씩 설계한다. 이 때 입 력은 1kHz의 주파수를 갖는 Square wave와 Sawtooth wave 두 가지를 사용하며 각각 1MHz, 1.05MHz의 sine wave를 mixer로 사용하여 송신한다. 송신 과정에서 발생하는 잡음 은 평균 0, 분산 2V의 Gaussian noise라 가정하며, 수신단에서 mixer 주파수를 설정함으로 서 원하는 신호를 받아낼 수 있도록 한다. 이 같은 조건을 만족하는 필터를 설계하기 위해 선형 수동 소자를 이용하도록 하고, 직접 설계해봄으로써 전달함수의 개념을 명확히 이해한다.

<중 략>

파형이 90% 되는 시간이 약 0.13ms로 전체 주기에 대해 약 13%를 차지하고 있었다. 구형파의 경우 입력이 rising time과 falling time이 없는 파형이므로 filter를 거쳤을 때 삼각파보다 rising time이 약 0.22ms로 더 긴 것을 확인할 수 있었으며 이는 전체 주기의 약 22% 인 것을 확인할 수 있었다. 전체적으로 봤을 때 이는 설계조건이 요구하는 5%보다 큰 것을 확인할 수 있었는데 이는 filter를 오직 RLC 소자를 이용하여 설계해야하는 제한조건이 걸려있기 때문에 생기는 오차로 분석할 수 있다. 이를 해결하기 위해서는 low pass filter의 성능이 더 좋은 회로를 만들어야 하므로 OP-AMP를 이용한 low pass filter를 이용하는 것이 하나의 방법이 될 수 있다.

참고 자료

MATLAB 신호처리 및 이미지 처리, 아진, 김경수,김태식, 2007
Basic circuit analysis, 6th , Irwin. 2004
Microelectronic circuit, 6th , Sedra/Smith