FilterShop메뉴얼에 설명된 FilterShop 프로그램의 기본설명은 끝났기 때문에 지금부터는 FilterShop을 응용하는 단계로

진입토록 하겠습니다. 제자신이 FilterShop 프로그램을 직접 구동시킨 결과를 기록할 것이기 때문에 제가 작업한 내용들을

그때 그때 올리도록 하겠습니다. 독자들도 주어진 문제를 직접 풀어 보시면 FilterShop 프로그램의 묘미를 느끼실수 있을

것으로 생각됩니다.처음에는 스피커 크로스오버 설계에 관해서는 FilterShop 프로그램을 사용하였다 할지라도 LEAP의

설명부분에 위치시킬 예정이었지만 마음을 바꿔서 FilterShop을 이용하여 스피커 크로스오버를 설계하는 경우에는 이곳

FilterShop을 설명하는 곳에 위치시키도록 하겠습니다. FilterShop의 묘미를 느끼는 즐거움이 있기를 바랍니다.

설계 요청사항

다음과 같은 특성을 만족하는 저역통과 필터를 설계하시오.

 1. Cutoff Frequency : 10KHz

 2. 통과대역내에서 ±0.1 dB의 평탄도를 가져야 한다.

 3. 정지대역의 경우 15KHz이상에서 최소 80dB의 감쇠가 가능해야 한다.

 4. 통과대역내에서 선형위상 응답(Linear Phase Response)을 가져야 한다.

설계 과정

1. File → New를 선택한다.

2. Graph → Notes를 선택하여 설계자의 이름과 속해있는 회사명을 기록한다.

3. Projects 폴더아래 Application1 폴더를 만든다.

4. Application1 폴더안에 Design1 파일을 저장한다. 물론 현싯점에서 Design1 파일안에는 아무런 데이터도 없다.

5. Scale → Parameters를 선택한다.

     컷오프 주파수가 10KHz이므로 2 decade아래인 100Hz와 1 decade위인 100KHz를 주파수 영역으로 잡고, Log 스케일에

     체크하고, Vertical Graph 스케일은 5 dB/Div로 정하기로 하자. Frequency Scale Labels 필드아래 Auto 버튼을 클릭한후

     OK버튼을 누른다.

6. 설계착안사항

    컷오프 주파수인 10KHz에서 15KHz까지 이르는 동안에 80dB 감쇠가 이루어져야 한다는 상당히 높은 감쇠율을

    의미하고, 선형위상 응답요구사항이 있기 때문에 Linear Phase, Bessel, Gaussian과 같은 Allpole 필터들을

    이용했을때 설계 요구사항이 충족되는지를 조사해 보아야 한다. 첫번째 시행착오 과정으로서 16차 Linear Phase

    , Bessel, Gaussian 필터중 어느하나라도 80dB 감쇠를 가지는지를 조사해 보기로 하자.

7. Graph → Data Curves를 선택한다.

     Data Points값으로서 500을 입력한다.

8. Target → Analog Filters → Allpole Filters를 클릭한다.

     위의 그림처럼 입력하고(Transition Attenuation Level필드에서 Custom dB를 선택한것에 주의하기 바란다.)

     OK를 클릭한다.

9. Magnitude 버튼을 누르면 다음과 같은 Linear Phase 필터 그래프를 얻을수 있다.

     비교를 위해 이 그래프를 Guide Curve에 저장하기로 하자.

10. Graph → Guide Curves를 선택한다.

       Guide #1을 마우스로 클릭하여 선택하고, Data Curves필드에 1:Target을 선택한후 Create Guide버튼을

       누른다. 그러면 엔트리 1의 Name에 Target이라는 글자가 생성되는데, 이것을 클릭하여 선택한후 Linear

       Phase로 이름을 바꾸어 넣도록 하자. 또한 Color필드를 클릭하여 색상을 핑크색으로 바꾸기로 하자.

       그후에 OK버튼을 누른다.

11. Target → Analog Filters → Allpole Filters를 클릭한다. 이번에는 Bessel 필터를 선택하기로 하자.

       OK버튼을 누르면 다음과 같은 Magnitude 그래프를 얻을수 있다.

       위 그림에서 핑크색은 Guide Curve내의 Linear Phase 필터의 응답결과이고, 검정색은 Data Curve내의

       Bessel 필터에 대한 응답결과이다. Bessel 필터의 응답결과를 Guide Curve내에 저장하기로 하자.

12. Graph → Guide Curves를 선택한다.

      ① Guide 엔트리 #2를 선택한다.

      ② Create Guide 버튼을 클릭한다.

      ③ Name 필드내의 Taget이라는 글자를 Bessel로 바꾼다.

      ④ OK버튼을 클릭한다. 이번에는 Gaussian 필터의 응답결과를 알아보기로 하자.

13. Target → Analog Filters → Allpole Filters를 클릭한다.

       위와같이 선택하고 OK버튼을 누르면 다음과 같은 Magnitude 그래프를 얻을수 있다.

       위의 그래프에서 핑크색은 Linear Phase, 푸른색은 Bessel, 검정색은 Gaussian 필터의 응답결과이다.

       위 그래프를 통해 알수있는 것은 어느 필터응답도 15KHz에서 "80dB감쇠"라는 요구조건을 충족하지 못한다는

       것이다.

14. 요구조건을 만족하는 필터형태 찾기

      이상에서 살펴 본바와 같이 표준형 평탄 군지연 Allpole 필터를 이용해서는 요구조건을 충족시킬수 없기

      때문에 Allpole 필터중 높은 감쇠율을 가지는 Chebyshev 필터를 사용해 보기로 하였다. 하지만 Chebyshev

      필터를 사용하는 경우 높은 정밀도의 소자를 필요로 하기 때문에 MCP형태의 필터를 사용하는것이 실용적이다.

      몇차례의 시행착오를 거쳐 다음과 같은 0.1dB 13차 Chebyshev 필터가 요구조건을 만족하는것을 확인할수

      있었다.

15. Target → Analog Filters → Allpole Filters를 클릭한다.

      위와같이 입력하고 OK버튼을 누르면 다음과 같은 Magnitude 그래프와 Group Delay 그래프를 얻을수 있다.

       위 그림에서 볼수있는 바와같이 15KHz에서 80dB감쇠조건이 충족된다.

       Target → Parameters를 선택하면 다음과 같이 Target Parameters 화면이 뜨는데 Qp값이 11.6426과 같이

       큰값을 가지는 것을 볼수있다.