1.2 신호와 주파수 영역 -Spectrun Analysis
AC와 DC
- AC(교류) : cos과 같이 주기를 갖는 신호
- DC(직류) : 주파수를 갖지 않고(주파수 = 0Hz) 쭉 이어진 신호
Fourier Transform
- 모든 신호는 무한개의 cos, sin 의 합으로 나타낼 수 있음
- fourier transform 하면 시간 축에서 신호를 주파수 별로 분리해줌
1.3 Anlog 신호와 Digital 신호, Ground
Analog, Digital
- Digital 신호는 Analog 신호의 일종
- Analog 신호는 보통 AC와 DC 성분으로 이루어져있음
- 극성이 바뀌는 신호를 교류신호(AC), steady한 상태의 신호를 DC
DC
- DC 신호는 임계값(threshold)이상이면 High, 아니면 Low로 봄
- DC 신호는 0 -> 1 , 1-> 0 으로 바뀔 때 그냥 변하는게 아니고
Bounce라는 것을 하면서 요동을 치며 변하게 됨!
- 이런 의미에서 디지털 신호는 DC성분 뿐 아니라 AC성분까지도 여전히 포함하고 있음- 최초 Bounce 되는 시점에서는 원하는 전압이나 전류보다 더 적은 양이 흘러 회로는 전력문제에 직면할 수도 있음
- Bouncing이 있으면 Digital 신호의 Level 인식 문제가 발생할 수도 있음 (0인데 1로, 1인데 0으로)
GND
- 모든 전기, 전자 회로에서 다른 모든 전위에 대하여 기준이 되는 0V를 의미
- 일반적으로 전지릐 -극을 의미하기도 함
- GND는 system내부에서 모든 current가 몰려드는 곳
Bouncing을 해결하는 방법
- C(캐패시터)를 한쪽은 Power선에, 다른 한 쪽은 GND에 달아(병렬) Capacitor을 마치 건전지 처럼 사용하여 Power line의 전압, 전류가 순간적으로 낮아질 때 Capacitor가 저장하고 있던 전기 에너지를 다시 방출하려 Power line의 전압을 원래대로 유지하는 용도로 문제를 해결하기도 함
- 이런 Capacitor을
Decoupling condenser또는By-Pass condenser라고 부름 - 보통 전원선의 주변에 병렬로 길게 깔아놓기도 함
1.4 R(저항), L(인덕터), C(캐패시터)
R : 저항
-
저항의 양단에 전압이 V로 걸렸을 때 저항 R에 흐르는 전류 I의 양은,
I = V/R -
저항의 크기가 작으면 큰 전류가 흐를 수 있음
-
저항은 특정 회로의 특정 부분에 흐르는 전류의 양을 제한할 수 있음
-
전류는 저항이 가장 낮은 경로를 찾아가는 성질이 있음
-
전류가 저항을 지나고 나면 그만큼의 전압이 원래 전압에서 빠지게 됨
- 이것이 전압을 potential이라 부르는 이유임
-
저항의 직렬연결 : 전체 저항의 크기는 커짐
저항의 병렬연결 : 전류가 갈 수 있는 길이 많아져 전체 저항의 크기는 작아짐
캐패시터(C)의 경우 높은 주파수의 전압 일수록 저항을 못느끼고❌,
인덕터(L)의 경우에는 높은 주파수의 전류일수록 저항을 더 크게 느낌⭕
C: 캐패시터
-
교류(AC)성분은 통과⭕,직류(DC)성분은 통과❌ -
캐패시터는 교류와 직류를 분리해내는 능력을 가짐
-
전압의 시간에 따른 변화율이 클수록 전류를 더 잘 통과시키며 저항이 작음
dV/dt = I / C- 정해진 주파수에서 보면 C값이 클 수록 저항이 적게 느껴짐
- 정해진 전압(V)는 변화량에 대해서 C가 클수록 전류가 많이 흐름
-
교류전압만 통과시키는 역할을 해서
DC Block,Bypass cap이라고도 부름
-cap은 전류를 충전했다가 방전하는 성질도 있는데 이는 급격한 전압의 변화를 막는다는 의미
L : 인덕터
- 전류가 변화하지 못하도록 함
- 낮은 주파수의 전류일 수록 저항을 못느낌
V = L dI/dt- 결국 저주파의 전류만 통과할 수 있음
- 급격한 신호의 흐름을 막음
- 정해진 주파수에서 L이 크면 클수록 전류가 작아지며 전류의 시간에 대한 변동을 전압이라는 형태로 품고있음
- 캐패시터와 반대로
AC Blocking,choke라고도 함 - L값이 커지면 전류가 더 못 흐름
- 작은 크기의 고주파 흡수용으로 사용되는 인덕터는
Bead라고도 불림
Summary
(정해진 전압에 대해 전류랑을 보았을 때)
R이 클수록 전류를 더 조금 흐르게 할 수 있고C가 클수록 저항이 작아져서 전류가 더 많이 흐름L이 클수록 저항이 커져서 전류는 더 조금 흐르게 함
(주파수 측면에서, 정해진 RLC값에서)
R은 주파수를 타지 않고C는 높은 주파수 일수록 저항이 작고(전류 더 많이 흐름)L은 높은 주파수 일수록 저항이 큼(전류가 흐르기 어려움)
L은 저주파 통과, C는 고주파 통과라는 사실 덕분에
Noise를 제거할 때filter로 많이 쓰임
Open과 Short
- Open : 연결되어 있지 않다는 의미
- Short : 연결되어있다는 말
Condenser(콘덴서)와 Capacitor(캐패시터)
- Capacitor : 학술적으로 순수하게 정전용량(Capacitance)만을 가지는 이상적인 소자
- Condenser: 등가 저항이나 등가 인스턴스까지 고려한 실제의 소재를 콘덴서라 부름
- 대부분의 회로 해석 시에 Capacitor라는 용어를 사용함(이상적인 소자로 해석)
임베디드 레시피(히언 저)를 기반으로 작성되었습니다.
