Filter는 주파수 관점에서 신호를 컨트롤 하며, 다양한 곳에서 사용하고 있습니다 Show
사이드 체인 필터, 멀티밴드를 나눠주는 용도(Crossover) 등으로 여러 이펙터에서 사용하고 있고 이퀄라이저는 여러 Filter를 사용할 수 있는 도구입니다
기본적인 Cutoff Frequency와 Slope, 그리고 Q-Factor(Resonance)값의 배경을 알아봅니다
1. Low-pass Filter(LPF, High Cut), Cutoff FrequencyLow(낮은), Pass(통과), Filter(필터), 낮은 주파수 대역을 통과시키는 Filter입니다 높은 주파수 대역은 통과하기 어렵고 감쇠한다라고 볼 수 있고 High Cut Filter 라고도 불립니다  - Low-pass Filter의 주파수 응답, 위상 응답 그래프. Cutoff Frequency 설정값 : 1kHz - 그래프와 같이 저음의 레벨은 유지하면서 고음이 감쇠합니다 여기서 Cutoff Frequency는 -3dB(약 0.707배)라는 기준점이며 위상 응답 관점으로 봤을 때 45도가 되는 지점이기도 합니다 때문에 Cutoff Frequency부터 주파수응답이 감쇠하기 시작하는 것이 아니라.. 보통은 더 낮은 주파수에서부터 감쇠하기 시작한다고 볼 수 있습니다 밴드를 나누는 Crossover용도의 필터는 일정한 레벨을 유지할 필요가 있어서 -6dB지점을 기준으로 합니다 [20 * Log10] 2. Slope와 One-Pole/Two-Pole/.../N-PoleSlope(기울기)는 얼마나 급격하게 Cut되는가로 -?dB/Oct와 같이 표현합니다 1옥타브, 주파수가 2배가 되는 동안 -?dB씩 감쇠한다는 뜻입니다 - Slope에 따른 차이, Cutoff Frequency 설정값 : 1kHz -
와 같은 표현으로 숫자가 늘어날수록 -6dB/Oct씩 더해지는데 실제 아날로그의 1차 필터가 -6dB/Oct이고, 여러 개 붙였을 때 -6dB/Oct씩 더해집니다 - RC LPF 1차 필터(One-Pole) 회로와 2차 필터(Two-Pole) 회로 - 주로 아날로그 모델링 Filter에서는 이렇게 -6dB/Oct 단위로 구분되는 편이며 디지털 Filter로 분류하는 EQ의 Filter에서는 이런 -6dB/Oct 단위의 구분이 없이 디테일하게 Slope를 정할 수 있는 경우가 있습니다 3. Resonant Filter(Low-pass), Q-Factor지금까지는 Cutoff Frequency와 Slope를 조작하는 필터, 저항(R, resistor)과 캐패시터(C, capacitor)로 구성된 RC Filter 회로 기준으로 설명해 드렸지만 다른 방법과 종류도 있습니다 Resonant Filter처럼 Resonance/Q Factor값을 조절할 수 있는 Low-pass Filter가 있는데요 저항(R, resistor)과 캐패시터(C, capacitor) 그리고 코일(L, inductor)로 구성된 RLC Filter회로로 만들 수 있습니다 - RLC LPF 회로 - 이 필터는 Cutoff Frequency의 기준 레벨을 직접 Q-Factor로 설정할 수 있고 아래 그래프에서 사용된 Q-Factor값을 dB로 환산을 하면 아래와 같습니다 [20 * Log10]
- Resonant Filter, Q-Factor에 따른 차이. Cutoff Frequency 설정값 : 1kHz - 위 그래프에서처럼 Q-Factor를 높게 한다면 Cutoff Frequency 부근이 증폭되는 결과를 얻을 수 있습니다 (Q-Factor를 너무 높게 설정하면 Cutoff Frequency 부근의 Sine파, 휘파람에 가까운 큰 소리가 날 수 있으니 주의 바랍니다) 4. 마치며...이렇게 두 가지 종류의 Low-pass Filter를 살펴봤는데 Cutoff Frequency의 레벨, Slope(또는 Q-Factor) 정도를 조작할 수 있지만 조작할 수 없는 범위에서 필터마다 사운드 차이가 있을 수 있습니다 또, High-pass Filter(HPF, Low Cut Filter)는 높은 주파수 대역을 통과시키는 필터로 Low-pass Filter와 주파수 관계가 반대인 차이만 있고 비슷합니다 (회로에서도 저항과 캐패시터의 위치가 다릅니다) Band-pass Filter는 특정 주파수 대역을 통과시키는 필터로 높은 주파수 대역은 Low-pass Filter로 차단하고 낮은 주파수 대역은 High-pass Filter로 차단하는 것처럼 생각하셔도 되는데 이 때 통과해야하는 대역대는 감쇠가 되지 않게 LPF/HPF의 기준 주파수를 조절되는 등의 처리가 이뤄집니다 참고
LPF의 정의 :"저역 통과 필터는 저항이 적은 저주파 신호를 전달하며 XNUMX에서 차단 주파수까지 일정한 출력 이득을 가지고 있습니다." 일반적으로 저역 통과 필터는 차단 지점 이상의 주파수를 감쇠합니다. 저역 통과 필터의 회로도:활성 필터에는 두 가지 유형이 있습니다.
저역 통과 필터는 어떻게 작동합니까??저역 통과 필터는 무엇을합니까?그림 1.1에서는 일반적으로 사용되는 저역 통과 능동 필터입니다. 필터링은 일반적으로 RC 네트워크에서 수행되며 연산 증폭기는 단일 이득 증폭기로 사용됩니다. 저항 RF(= R)은 Dc 오프셋에 포함됩니다. DC에서 용량 성 리액턴스는 무한하며 두 단자의 접지에 대한 DC 저항성 경로는 동일해야합니다. 여기에서 모든 전압 Vi, Vx, Vy, V0 지면과 관련하여 측정됩니다. 연산 증폭기의 입력 임피던스는 항상 무한합니다. 입력 단자에 전류가 흐르지 않습니다. 전압 분배기 규칙에 따르면 커패시터 양단의 전압, 연산 증폭기 이득은 무한하므로 어디에, = 필터의 통과 대역 이득 f = 입력 신호의 주파수 = 신호의 차단 주파수 AcL = 주파수의 함수로서 필터의 폐 루프 이득. 게인 크기, 위상 각도 (도), 저역 통과 필터의 작동 :저역 통과 필터의 작동은 다음과 같이 이득 크기 방정식에서 확인할 수 있습니다. 매우 낮은 주파수, 즉 f >> fc, f = f에서c, |AcL| <AF 따라서 필터는 A의 일정한 이득을 갖습니다.F 0Hz에서 차단 주파수 f까지c. f에서c, 성장은 0.707A입니다F, 그리고 f 이후c, 빈도가 증가함에 따라 일정한 속도로 감소합니다. 여기서 실제 응답은 'f 근처의 선형 점선 근사에서 벗어납니다.c. ' 저역 통과 필터의 주파수 응답 :저역 통과 필터를 만드는 방법?저역 통과 필터 설계 :차단 주파수 ω의 값c 선택됩니다. 커패시턴스 C는 특정 값으로 선택됩니다. 일반적으로 값은 0.001~0.1µF입니다. 마일라 또는 탄탈 콘덴서 더 나은 성능을 위해 권장됩니다. R의 값은 관계식에서 계산됩니다. Fc = 차단 주파수 (헤르츠) Ωc = 차단 주파수는 라디안 초 단위입니다. C = 패러 드 마지막으로 R의 값1 및 RF 관계를 사용하여 원하는 통과 대역 이득에 따라 선택됩니다. 주파수 스케일링 :- 필터가 설계되면 차단 주파수를 변경해야 할 수 있습니다. 원래 차단 주파수 f를 변환하는 방법c 새로운 차단 주파수를 '주파수 스케일링'이라고합니다. 차단 주파수를 변경하려면 R 또는 C를 곱하십시오. 로우 패스 필터의 코너 주파수 및 차단 주파수 :로우 패스 필터의 전환은 항상 빠르고 매끄 럽습니다. 통과 대역 에 정지 대역. 또한 차단 주파수는 주파수 범위에서 장단점을 측정하는 매개 변수가 아닙니다. 차단 주파수는보다 정확하게 -3dB 주파수라고합니다. 즉, 크기 응답이 3Hz의 값보다 0dB 낮은 주파수입니다. 통과 대역이란 무엇입니까?"통과 대역은 필터가 내부를 통과하는 특정 주파수 범위입니다." 저역 통과 필터의 경우 통과 대역 끝으로 이동하는 주파수는 상당한 이득이나주의를 가질 수 없습니다. Stopband는 무엇입니까?“필터는 항상 주어진 대역 내에서 필터를 전달하고 주어진 범위 아래에있는 주파수는 거부합니다. 이 특정 범위를 Stopband라고합니다. 저역 통과 필터에는 한계가 있으므로 저지 대역은 차단 주파수 근처에서 0Hz에 가까운 특정 주파수에서 감쇠됩니다. 저역 통과 필터의 전달 함수 :전달 함수 란 무엇입니까?"전달 함수는 크기와 위상이 모두있는 복소수입니다. 필터의 경우 전달 함수는 입력과 출력 사이에 위상차를 도입하는 데 도움이됩니다.. " 저역 통과 필터는 저주파 AC 신호가 통과하도록 허용하므로 출력이 감쇠됩니다. 우리는 다른 특성을 가진 필터를 만들기 위해 다른 능동 및 수동 구성 요소를 사용합니다. 전달 함수는 구성 요소의 특성에 따라 하나의 입력이 출력과 어떻게 관련되어 있는지 알려줍니다. 전달 함수는 다양한 주파수에서 출력 신호의 그래프에서 쉽게 결정할 수 있습니다. 필터의 미분 방정식을 유도하기 위해 Kirchoff의 법칙을 사용하여 전달 함수를 계산할 수도 있습니다. 더 많은 신호가 통과하면 필터는 입력 신호에 대한 출력 신호에 위상 편이를 적용합니다. 따라서 필터의 전달 함수는 주파수의 복잡한 함수입니다. 또한 출력 신호의 크기와 위상을 결정하는 데 필요한 모든 중요한 정보가 포함되어 있습니다. 이상적인 필터 및 실제 필터 :때로는 단순화의 이유로 우리는 종종 대략적인 방법으로 활성 필터를 사용합니다. 이를 이상적이고 이론적 인 모델 인 '이상적인 필터'로 업그레이드합니다. 이러한 표준의 사용이 불충분하여 오류가 발생합니다. 그런 다음 필터는 정확한 실제 동작, 즉 '실제 필터'로 처리되어야합니다. 이상적인 필터의 주요 핵심 용어는 다음과 같습니다.
저역 통과 필터와 고역 통과 필터의 차이점은 무엇입니까?저역 통과 필터의 장점은 무엇입니까?
저역 통과 필터의 응용 :
패시브 로우 패스 필터 란 무엇입니까?패시브 로우 패스 필터는 커패시터, 저항기 등과 같은 모든 패시브 구성 요소로 구성된 필터입니다. 입력 레벨에 비해 출력 레벨이 낮아집니다. RC 저역 통과 회로는 무엇입니까?RC 로우 패스 회로는 이름에서 알 수 있듯이 저항과 커패시터로만 구성됩니다. 필수 수동 필터이기도합니다. 이 필터에서 커패시터의 리액턴스는 주파수에 따라 역으로 변하고 저항의 값은 주파수가 변해도 일정하게 유지됩니다. 버터 워스 저역 통과 필터 란 무엇입니까?A 버터 워스 필터 주파수 응답이 통과 대역 영역에서 평탄한 필터 유형입니다. 저역 통과 버터 워스 필터는 DC 소스에서 특정 차단 주파수까지 일정한 출력을 제공하고 더 높은 레벨의 주파수를 거부합니다. XNUMX 차 저역 통과 필터는 어떻게 구성 할 수 있습니까?우리는 단일 극이 -20dB / decade의 롤오프 슬로프를 제공 할 수있는 단일 저항과 커패시터를 연결하여 XNUMX 차 저역 통과 필터를 만들 수 있다는 것을 알고 있습니다. XNUMX 차 패시브 로우 패스 필터를 만들기 위해 두 개의 패시브 필터 (XNUMX 차)를 연결하거나 캐스케이드합니다. 또한 XNUMX 극 네트워크입니다. XNUMX 차 필터의 코너 주파수를 기록합니다.3 차 저역 통과 필터에서는 -XNUMXdB 코너 주파수 지점을 관찰하므로 통과 대역 주파수는 다음 방정식에서 계산 된 원래 값에서 변경됩니다. 전자 제품에 대해 자세히 알아 보려면 여기를 클릭하셔서 |
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