대역저지(노치) 필터: 설계, 트윈-T 구현 및 노치 주파수 분석

대역저지(노치) 필터 구축 방법

대역저지 필터(또는 노치 필터)는 지정된 주파수 대역 내의 신호를 억제하면서, 그보다 낮거나 높은 모든 주파수는 통과시킵니다. 가장 일반적인 토폴로지는 로우패스와 하이패스 섹션을 병렬로 연결하는 것으로, 대역통과 회로에서 사용된 직렬 연결을 미러링합니다.

아래는 병렬 배치를 보여주는 시스템 레벨 블록 다이어그램입니다:

대역저지 필터의 시스템 레벨 블록 다이어그램

트윈-T 대역저지 필터

가장 널리 사용되는 수동 설계 중 하나는 트윈-T 필터로, 두 개의 "T" 네트워크를 사용합니다:

• 로우패스 다리: 저항 R₁, R₂와 커패시터 C₁로 구성
• 하이패스 다리: 커패시터 C₂, C₃와 저항 R₃로 구성

부품 비율이 다음 관계를 만족하면, 필터는 날카롭고 대칭적인 차단 대역을 제공합니다:

노치 주파수

위 비율을 만족할 때, 최대 감쇠가 발생하는 주파수인 노치 주파수는 다음과 같이 주어집니다:

아래 SPICE 시뮬레이션은 필터의 응답을 보여줍니다. AC 스윕에서 계산된 노치 주파수에서 깊은 감쇠 딥이 나타납니다.

twin-t bandstop filter
v1 1 0 ac 1 sin
r1 1 2 200
c1 2 0 2u
r2 2 3 200
c2 1 4 1u
r3 4 0 100
c3 4 3 1u
rload 3 0 1k
.ac lin 20 200 1.5k
.plot ac v(3)
.end

트윈-T 대역저지 필터의 응답

핵심 요약

• 대역저지 필터는 정의된 대역 내의 주파수를 차단하고, 나머지는 통과시킵니다.
• 병렬 로우패스와 하이패스 "T" 네트워크가 고전적인 트윈-T 토폴로지를 만듭니다.
• 가장 깊은 감쇠 지점을 노치 주파수라 하며, 부품 비율로부터 계산할 수 있습니다.

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