미분기 회로와 HPF의 차이점 노트정리

안녕하세요

오늘은 미분기회로와 HPF의 차이점을 정리해보겠습니다 :)

 

지난 포스팅에서 적분기회로와 LPF의 차이점을 정리해두었는데 참고하세요!

적분기 회로와 LPF회로의 차이점 노트정리

위 포스팅에서 보시다시피 적분기란 입력 신호 파형의 시간 적분에 비례하여 출력을 발생시키는 회로였습니다.

 

미분기 회로란

입력 신호 파형의 시간 변화율 즉 미분에 비례하여 출력을 발생시키는 회로를 말합니다.

출력전압이 입력전압의 미분에 비례!!!!

 

Inverting amp 반전증폭기 회로에서 저항 Ri 대신에 커패시터 C로 대체한 회로이며

전압의 변동율 즉 변화량을 감지한 회로라고 할 수 있습니다.

 

HPF 고역 통과필터란

입력신호의 주파수 성분중에서 차단주파수(Cut off frequency)보다 높은 주파수만을 통과시키고

저주파는 차단시키는 필터입니다.

 

그래서 미분기와 HPF가 저주파일 땐 똑같은 성질을 가진 것 처럼 볼 수 있지만

높은 주파수일 때 미분기의 경우 Gain이 무한대로 가는 차이점을 찾을 수 있습니다.

 

저주파일 때는 HPF 미분기 둘 다 적은 Gain을 가지고 있지만

미분기의 크기는 wRC를 보면 w 즉 주파수가 커질수록 끝도없이 Gain이 커지기 때문에 문제가 발생할 수 있습니다.

또한 Gain이 끝도 없이 커질수록 Noise에 민감해지고 (신호가 잡음에 묻혀버릴 수 있음..)

입력임피던스 (Input Impedence)도 고주파로 갈수록 작아지기 때문에 안좋을수밖에 없죠ㅠ_ㅠ..

 

 

따라서 위 그림을 보시면 남색 일직선의 그래프와 같이 HPF와 미분기가 같은 모양을 가지는 주파수영역에 있다가

일직선으로 간 뒤에 Pole을 하나 더 넣어 주파수가 커지더라도 Gain을 줄일 수 있도록 C2를 달아줍니다.

 

마지막으로 정리를 해보자면

HPF와 미분기회로는 저주파는 차단한다는 공통점이 있지만

미분기회로가 고주파로 갈수록 Gain이 무한대로 간다는 차이점이 있었는데

커패시터 C2를 달아줌으로써 Pole을 하나 더 넣어 주파수가 커지더라도 Gain을 줄일 수 있도록 한다.

 

적분기회로에서는 R2를 달아줬었는데 확실히 수식과 함께 보시면 더 이해가 잘되실것같아요!

 

공부하는 학생이라 틀린 부분이 있다면 말씀해주시면 감사하겠습니다

감사합니다 :)

 

 

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