[A+]설계실습 12. 수동소자의 고주파 특성 측정 방법의 설계 결과보고서 중앙대 전기회로설계실습

소개글

"[A+]설계실습 12. 수동소자의 고주파 특성 측정 방법의 설계 결과보고서 중앙대 전기회로설계실습"에 대한 내용입니다.

목차

1. 설계실습 결과 및 분석
1.1 RC 회로의 주파수 응답
1.2 RL 회로의 주파수 응답

2. 결론

본문내용

낮은 주파수 100Hz에서 저항은 FG보다 크기도 작고, 위상도 lagging 하였지만, 주파수가 증가함에 따라 위상차가 점점 줄어들고 전압의 크기도 커져서 1kHz에서는 함수발생기의 신호와 위상 차도 전혀 없고, Vpp=2.11V로 동일한 값을 가진다. 1MHz에서 저항의 위상이 leading하고 전압의 크기가 작아지더니, 더 주파수를 높일수록 위상차와 전압크기 차이가 커졌다.

이 실험에서 RC 회로의 전달함수를 살펴보면,
H(ω)=V_0/V_i =R/(R+1/jωC)=jωRC/(1+jωRC)
주파수에 따른 전달함수의 크기는
|H(ω)|=ωCR/√(1+(ωCR)^2 )
|H(∞)|=1
|H(0)|=0
따라서 RC 회로의 R은 ω가 높은 고주파수에서는 전달함수의 크기가 1이 되어 통과를 잘 시키고, ω가 낮은 저주파수에서는 전달함수의 크기가 0으로 신호를 잘 통과하지 않는다.
주파수에 따른 전달함수의 크기 그래프는 다음과 같다.

<중 략>

RC회로의 전달함수를 이용하여 계산하면 높은 주파수에서는 H magnitude가 1이어야 하지만, 실험에서는 매우 높은 주파수 대역에서 H magnitude가 1에서 감소하는 현상을 보였다. 결론적으로, 고주파(1MHz 이상) 영역에서 주파수 응답 양상은 전달함수와 다르며, 고주파 영역에서 커패시터가 인덕터의 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다.
고주파 영역에서 커패시터가 인덕터 특성을 갖는 이유는 실험에 사용한 커패시터 소자가 사실 purely capacitive하지 않고 RLC 성분을 모두 포함하기 때문이다. 고주파수 영역에서 커패시터의 기생 인덕터 성분이 커패시터에 미치는 영향이 커져서 전달 함수의 크기가 1보다 작아지는 인덕터의 특성을 가진 것이다.

참고 자료

없음