Filter Design   필터 설계

(2020-09-30)
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  2. 이상,실제 필터
  3. 필터 설계
  4. 주파수 변환
[필터 구분]
[필터 용어]
[필터 근사 (Butterworth,Chebyshev등)]
[디지털 필터]
[기타 필터]

1. 필터 설계 (Filter Design)통신,계측 등 각종 응용의 중요 요소인 필터설계에 대한 분야는,
     - 설계 사양으로부터 실제 회로 실현에 이르는 완벽한 설계 이론이 존재


2. 아날로그 필터 설계 (Analog Filter Design)

  ※ 원하는 주파수응답 특성과 가장 근사적으로 일치하는 진폭,위상 응답을 갖는
     필터전달함수를 찾아서 실제 회로로 구현하는 과정

  ㅇ 일반적인 아날로그 필터 설계 과정

     - ① 필터 사양(규격) 결정
        . 원하는 주파수응답(특히, 진폭 응답) 특성 결정
           .. 통과대역 경계 주파수, 저지대역 경계 주파수, 통과대역 리플, 
              저지대역 리플 등 상하한 범위구간 제시

     - ② 정규화
        . Prototype LPF 필터(차단주파수: 1[rad/s],임피던스: 1[Ω])로 특성 규격화
           .. 정규화LPF 필터 특성 곡선 및 수치표는 연구결과 문헌으로부터 획득 가능

     - ③ 필터 근사화 (Filter Approximation)
        . 물리적으로 실현가능한 필터 전달함수를 찾는 과정
           .. 극점(Pole)영점(Zero)의 위치를 결정하는 일

     - ④ 주파수 변환 (Frequency Transformation)
        . 근사법에 의해 구해진 Prototype LPF로부터 LPF/HPF/BPF 등의 실제 필터로 변환  

     - ⑤ 필터 합성 (Filter Synthesis)
        . 필터함수로부터 적당한 회로 소자필터 회로 구현
           .. 크기,가격,무게,수명 등 고려


3. 디지털 필터 설계 (Digital Filter Design)

  ㅇ 일반적인 디지털 필터 설계 과정

     - ① 필터 사양(규격) 결정 :  아날로그 필터와 거의 동일함
        . 원하는 주파수응답(특히, 진폭 응답) 특성 결정
           .. 통과대역 경계 주파수, 저지대역 경계 주파수, 통과대역 리플, 
              저지대역 리플 등 상하한 범위구간 제시

     - ② 필터 사양에 적합한 필터 종류필터 계수 결정
        . FIR 필터, IIR 필터 택일
        . 전달함수 또는 차분방정식의 계수 결정

     - ③ 적절한 필터 구조 선택
        . 선택된 필터 구조에 맞게 전달함수의 분해,변형

     - ④ 유한어장효과 분석

     - ⑤ 물리적 구현


[필터] 1. 필터/필터링 2. 이상,실제 필터 3. 필터 설계 4. 주파수 변환
[필터 구분] [필터 용어] [필터 근사 (Butterworth,Chebyshev등)] [디지털 필터] [기타 필터]

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