저항과 커패시터의 고역 통과 필터
빠른 변화를 통과시키기
RC는 Resistor Capacitor, 저항과 커패시터이며 느린 변화를 줄이고 빠른 변화를 통과시키는 고역 통과 필터를 만듭니다. 이득은 출력 사인파 진폭을 입력 진폭으로 나눈 값이고 헤르츠(Hz)는 초당 주기 수입니다. 나노패럿(nF)은 10억분의 1패럿, 밀리초(ms)는 1000분의 1초입니다.
실험대
회로 설정을 바꾸고 측정값을 예상한 뒤 과제를 확인하세요. 학습용 모델이며 각 수업에서 가정을 설명합니다.
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동작 원리
부하가 없는 이상적인 정상 사인파 모델이며 출력은 저항 양단입니다. 이득은 진폭비이지 전력비가 아니고 시작이나 일정 전압의 과도 현상은 제외합니다.
R은 저항, C는 정전 용량, f는 신호 주파수, fc는 차단 주파수입니다. fc = 1/(2πRC), 이득 = f/√(f² + fc²), 시정수 τ = RC. 차단점 이득은 약 70.7%로 0이 아닙니다.
난이도
만들기 · 회로 만들기
10 kΩ, 100 nF, 100 Hz로 전원을 켜고 약 53.2% 이득을 읽으세요.
힌트가 필요한가요?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 100 Hz → 53.2%
탐구하기 · 한 가지 바꾸기
10 Hz에서 R과 C를 조절하여 이득을 10% 이하로 하세요.
힌트가 필요한가요?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 10 Hz → 6.27%
스스로 풀기 · 문제 해결
1000 Hz에서 이득 98% 이상, 차단 주파수 150–170 Hz를 얻으세요.
힌트가 필요한가요?
R = 10 kΩ; C = 100 nF; f = 1000 Hz → 98.76%
추가 읽기와 회로 레시피
빠른 변화를 통과시키기
유용한 규칙
저역 통과 회로는 직렬 저항과 0 V로 연결한 커패시터입니다. 둘의 위치를 바꾸고 아래 부품 양단에서 출력을 얻으면 이 고역 통과 회로, 직렬 커패시터와 0 V로 연결한 저항이 됩니다.
모델 밖에서는
R이나 C를 늘리면 차단 주파수가 낮아집니다. 입력 주파수가 같으면 이 고역 통과 필터는 더 큰 진폭을 통과시킵니다.
피하면 좋은 함정
직렬 커패시터가 모든 변화 신호를 똑같이 통과시키지는 않습니다. 느린 변화는 크게 줄어들 수 있습니다.
C와 입력 주파수는 같고 R이 두 배가 됩니다. 고역 통과 이득은…
- 커진다
- 작아진다
- 정확히 100%가 된다
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차단 주파수가 절반이 되어 같은 신호는 차단점보다 더 위에 놓이고 감쇠가 줄어듭니다.