[전자 회로] -필터란? (1) - HPF, LPF

안녕하세요. 취업한 공대누나입니다.

오늘은 필터의 기본적인 개념에 대해 알아보고, 구체적인 회로와 수식에 대해서는 다음시간에 다뤄보도록 하겠습니다.

 

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1. 필터(Filter)란?

우리가 흔히 알고 있는 필터라는 것은 무언가를 걸러주는 것을 의미합니다. 

전자공학에서 말하는 필터라는 것도 마찬가지의 의미입니다.

우리가 원하는 주파수만을 골라서 보고 싶을 때 사용합니다. (노이즈 제거 용도가 될 수 있겠지요)

특정 주파수를 차단시키거나 통과시키는 것을 전자공학에서는 필터라고 합니다.

 

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2. 필터의 종류

 

주파수 특성에 따라 일반적으로 아래 4개로 분류하게 됩니다.

 

1. 로우패스 필터 (LPF, Low Pass Filter)

말 그대로 낮은 주파수 대역만 통과시키고 높은 주파수 대역은 차단하는 필터입니다.

 

2. 하이패스 필터 (HPF, High Pass Filter)

높은 주파수 대역만 통과시키고 낮은 주파수 대역은 차단하는 필터입니다

 

3. 밴드패스 필터 (BPF, Band-Pass Filter)

특정 주파수 대역을 통과시키는 필터입니다.

 

4. 밴드스탑 필터 (BSF, Band-Stop Filter)

특정 주파수 대역을 차단하고 나머지 대역은 통과시키는 필터입니다.

 

아래 그림은 이상적인 필터를 표현한 것입니다.

 

LPF	HPF
BPF	BSF

 

그림에 대한 이해가 잘되시나요?

각각 필터의 전달 함수에 대한 그림입니다.

(전달함수란, 입력과 출력의 비를 나타내는 식이라고 생각해주시면 됩니다.)

 

LPF 같은 경우 wc (차단 주파수)보다 크게 되면 전달 함수의 값이 0이 되는 것을 알 수 있습니다.

즉 차단 주파수보다 큰 경우에는 출력이 없게 된다는 말입니다.

주로 고주파 노이즈를 걸러내고 저주파의 원하는 신호만 골라낼 때나 전원단에서 저주파 Ripple을 제거하기 위한 용도로 사용합니다.

 

HPF의 경우에는 wc보다 작게 되면 전달 함수의 값이 0이 됩니다.

LPF와 반대로 차단 주파수보다 작은 경우에 출력이 없게 되며 저주파 발진을 최소화합니다.

 

BPF는 원하는 주파수대역만 통과하는 것입니다.

따라서 우리가 정한 w1과 w2만 통과하는 것을 전달함수를 통해 알 수 있고 다양한 형태의 필터로 구현이 가능합니다.

 

BSF는 그 반대인 것을 확인할 수 있습니다.

 

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그렇다면 필터는 어떻게 구성을 할까요?

가장 기본적인 원리는 L과 C를 조합해서 하는 것입니다.

L은 주파수가 올라갈수록 통과가 잘 되지 않고, C는 주파수가 올라갈수록 통과가 잘 되기 때문입니다.

 

이에 대한 자세한 내용은 다음 포스팅에서 다뤄보도록 하겠습니다.

감사합니다.