KR20020051511A - 로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법에 관한 것이다.

종래의 로우 패스 필터에서는 원하는 주파수 대역의 신호를 로우 패스 필터링하기 위하여 여러 차수의 로우 패스 필터를 이용하여 로우 패스 필터를 구성하는 경우에 컷 오프 주파수 부근에서 오버슈트가 발생되고, 이와같은 오버슈트를 줄이기 위해서는 로우 패스 필터의 차수를 높여서 설계하여야 되므로, 로우 패스 필터의 설계를 경제성있게 할 수 없다는 문제점이 있으며, 컷 오프 주파수 부근에서 발생되는 오버 슈트에 기인하여 로우 패스 필터에 대한 주파수 차단대역의 특성이 양호하지 못하다는 문제점이 있다.

본 발명에서는 로우 패스 필터를 구성하는 경우에 로우 패스 필터와 노치 필터를 함께 사용하여 로우 패스 필터를 구성함으로써 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 현저히 감소시켜 낮은 차수의 로우 패스 필터로도 원하는 주파수 차단 특성을 얻게 됨과 아울러 로우 패스 필터에 대한 차단대역의 특성을 양호하게 확보할 수 있으므로 로우 패스 필터의 성능을 향상시킴과 아울러 로우 패스 필터의 설계를 경제성있게 하게 된다.

Description

로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법{Method for Improvement Filterng Characteristic in Low Pass Filter}

본 발명은 로우 패스 필터(Low Pass Filter)에 관한 것으로, 특히 로우 패스필터를 구성하는 경우에 로우 패스 필터와 노치 필터(Notch Filter)를 함께 사용하여 로우 패스 필터를 구성함으로써 로우 패스 필터의 필터링 특성을 개선하도록 하는 로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법에 관한 것이다.

일반적으로 신호를 처리하는 각종 전자장비에서는 낮은 주파수 대역의 신호를 필터링하여 추출하기 위하여 로우 패스 필터를 사용하고 있다.

종래의 로우 패스 필터에서는 필터의 필터링 성능을 높이기 위해서 Q(Quality) 값을 높여야만 하고, 이와 같이 Q 값을 높이다 보면 필터의 차수가 1차, 2차, 3차수,...등으로 계속 증가하게 되며, 필터의 차수를 증가시키다 보면 더 많은 차수의 필터가 요구된다.

이를 상세하게 설명하면, 소정의 주파수 대역을 로우 패스 필터링하기 위하여 도1에 도시된 바와 같이 1차 로우 패스 필터(1), 2차 로우 패스 필터(2) 및 3차 로우 패스 필터(3)를 이용하여 로우 패스 필터를 구성하는 경우에, 1차 로우 패스 필터(1)는 도2의 (A)와 같은 필터링 특성을 가지고, 2차 로우 패스 필터(2)는 도2의 (B)와 같은 필터링 특성을 가지며, 3차 로우 패스 필터(3)는 도2의 (C)와 같은 필터링 특성을 가진다. 즉, 원하는 주파수 대역의 신호를 로우 패스 필터링하기 위하여 여러 차수의 로우 패스 필터를 이용하여 로우 패스 필터를 구성하는 경우 도2의 (C)에 도시된 바와 같이 컷 오프(Cut Off) 주파수 부근에서 오버슈트(Overshoot; 7, 8)가 커지게 되는데, 이와같은 오버슈트(7. 8)를 줄이기 위해서는 로우 패스 필터의 차수를 높여서 설계하여야 된다.

이상과 같이 종래의 로우 패스 필터에서는 원하는 주파수 대역의 신호를 로우 패스 필터링하기 위하여 여러 차수의 로우 패스 필터를 이용하여 로우 패스 필터를 구성하는 경우에 컷 오프 주파수 부근에서 오버슈트가 발생되고, 이와같은 오버슈트를 줄이기 위해서는 로우 패스 필터의 차수를 높여서 설계하여야 되므로, 로우 패스 필터의 설계를 경제성있게 할 수 없다는 문제점이 있으며, 컷 오프 주파수 부근에서 발생되는 오버 슈트에 기인하여 로우 패스 필터에 대한 주파수 차단대역의 특성이 양호하지 못하다는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 그 목적은 로우 패스 필터를 구성하는 경우에 로우 패스 필터와 노치 필터를 함께 사용하여 로우 패스 필터를 구성함으로써 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 감소시켜 낮은 차수의 로우 패스 필터로도 원하는 주파수 차단 특성을 얻게 함과 아울러 로우 패스 필터에 대한 차단대역의 특성을 양호하게 확보할 수 있도록 하는 로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법을 제공하는데 있다.

도1은 종래의 로우 패스 필터 구성을 도시한 도.

도2는 도1에 도시된 로우 패스 필터의 필터링 특성을 도시한 도.

도3과 도4는 본 발명에 따른 로우 패스 필터 구성을 도시한 도.

도5는 도3 및 도4에 도시된 로우 패스 필터의 필터링 특성을 도시한 도.

도6는 본 발명에 따른 로우 패스 필터의 구성을 도시한 도.

도7은 도6에 도시된 로우 패스 필터의 필터링 특성을 도시한 도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

10, 22, 50 : 노치 필터 20, 21 : 로우 패스 필터

40 : 1차 로우 패스 필터 60 : 2차 로우 패스 필터

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 로우 패스 필터와 노치 필터를 함께 사용하여 필터를 구성하여서, 상기 로우 패스 필터의 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 상기 노치 필터에 의해 제거하고, 상기 로우 패스 필터에 대한 주파수 차단대역의 특성을 양호하게 유지하는데 있다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명에서는 노치 필터를 함께 사용하여 로우 패스 필터를 구성함으로써 로우 패스 필터링의 특성을 개선케 한다. 즉, 본 발명에서는 도3에 도시된 바와 같이 로우 패스 필터(20)의 전단(前段)에 노치 필터(10)를 설치하거나, 도4에 도시된 바와같이 로우 패스 필터(21)의 후단(後段)에 노치 필터(22)를 설치하여 신호를 필터링하면 로우 패스 필터링 특성을 현저히 개선한다. 노치 필터(10),(22)는 도5의 (A)에 도시된 바와 같이 컷 오프 주파수 부근에서 '31a'와 '32a'로 표시된 특성 곡선을 가지고, 로우 패스 필터(20),(21)는 도5의 (B)에 도시된 바와 같이 컷 오프 주파수 부근에서 '31b'와 '32b'로 표시된 특성 곡선을 가지는데, 해당 노치 필터와 로우 패스 필터를 함께 이용하면 로우 패스 필터 특성곡선의 '31b'와 '32b'로 표시된 부분의 오버 슈트를 노치 필터에 의해 제거하는 결과를 유발하므로 결과적으로 도5의 (C)에 도시된 바와 같이 컷 오프 주파수 부근에서 비교적 평탄한 특성 곡선을 나타내게 된다.

이와 같이 로우 패스 필터(20)의 전단에 노치 필터(10)를 배치하거나, 로우 패스 필터(21)의 후단에 노치 필터(22)를 배치하여 로우 패스 필터를 구성하는 경우 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 감소시켜 낮은 차수의 로우 패스 필터로도 원하는 주파수 차단 특성을 얻게 함과 아울러 로우 패스 필터에 대한 차단대역의 특성을 양호하게 확보할 수 있게 한다.

한편, 본 발명의 다른 실시예로서 도6과 같이 1차 로우 패스 필터(40)와 2차 로우 패스 필터(60) 사이에 노치 필터(50)를 설치하여 로우 패스 필터를 구성하는경우에, 입력신호를 1차 로우 패스 필터(40)에 의해 필터링하면 도7의 (A)와 같은 필터링 특성 곡선을 나타내고, 1차 로우 패스 필터(40)를 통과한 신호를 노치 필터(50)에 의해 필터링하면 도7의 (B)와 같은 필터링 특성 곡선을 나타내며, 노치 필터(50)를 통과한 신호를 2차 로우 패스 필터(60)에 의해 필터링하면 도7의 (C)와 같은 필터링 특성 곡선을 나타낸다.

이상과 같이, 본 발명에서는 로우 패스 필터 구성시에 노치 필터를 함께 사용하여 구성함으로써 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 현저히 감소시켜 낮은 차수의 로우 패스 필터로도 원하는 주파수 차단 특성을 얻을 수 있으며, 로우 패스 필터에 대한 차단대역의 특성을 향상시키게 된다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 로우 패스 필터를 구성하는 경우에 로우 패스 필터와 노치 필터를 함께 사용하여 로우 패스 필터를 구성함으로써 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 현저히 감소시켜 낮은 차수의 로우 패스 필터로도 원하는 주파수 차단 특성을 얻게 됨과 아울러 로우 패스 필터에 대한 차단대역의 특성을 양호하게 확보할 수 있으므로 로우 패스 필터의 성능을 향상시킴과 아울러 로우 패스 필터의 설계를 경제성있게 하게 된다.

Claims (1)

1. 로우 패스 필터와 노치 필터를 함께 사용하여 필터를 구성하여서, 상기 로우 패스 필터의 컷 오프 주파수 부근에서의 오버슈트를 상기 노치 필터에 의해 제거하고, 상기 로우 패스 필터에 대한 주파수 차단대역의 특성을 양호하게 유지하는 것을 특징으로 하는 로우 패스 필터의 필터링 특성 개선방법.