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전자공학/회로이론2018. 6. 4. 12:00
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45. 스케일링



계산의 편리성 때문에 수Ω, 수H, 수F정도의 값을 갖는 수동 소자들로 회로를 설계한다. 정편파 역시 수 rad/s정도의 주파수를 갖게 한다.(이 수치들을 사용하지 않으면 10의 몇제곱이나 되는 계산을 해야 한다.)


위의 회로에서 Y(jω)=12.5+j(2ω2ω), |Z(jω)|=1(12.5)2+4(ω1ω)2이고 최대 임피던스는 2.5Ω, 공진주파수는 1rad/s, Q0=5, B=0.2rad/s(대역폭)이다.


크기 및 주파수 스케일링: (크기: Km배, 주파수: Kf배)

참고: 직렬일 때 |Z|=R2+(ωL1ωC)2, 병렬일 때 |Y|=1R2+(ωC1ωL)2이다. 


(크기를 2000배로 스케일링: Z(s)=KmZ(s))

R:20002.5=5000Ω, L:200012, C:120002=11000F(아래그림)

(크기를 2000배로, 주파수를 5×106배로 스케일링: Z(s)=Z(sKf)[=KmZ(sKf)])

R:20002.5=5000Ω, L:20005×10612=200μF, C:120005×1062=200pF(p=1012)(아래그림)


종속전원에도 크기 및 주파수 스케일링이 적용될 수 있다. 

 

 종속 전류원

종속 전압원 

Kx 

 어드미턴스

무차원 

Ky 

무차원 

저항 

Kx: 무차원이면 그대로, 어드미턴스이면 1Km을 곱한다(Km으로 나눈다)

Ky: 무차원이면 그대로, 임피던스이면 Km을 곱한다.

이는 주파수 스케일링이 종속 전원에 영향을 주지 않음을 보여준다.


  

왼쪽 회로를 Km=20, Kf=50이 되도록 스케일링하면

Cscaled=120500.05=50μF, Lscaled=20500.5=200mH

종속전원에 대해서는 크기 스케일링만 고려하면 되며 주파수 스케일링은 종속전원에 영향을 주지 않는다.


 


여기서 이용된 종속전원은 전압제어전류원이다.

Kx는 어드미턴스(단위: s)이고 0.2Km=0.01




새로운 회로의 임피던스를 구하기 위해 입력단자에 1A의 전원을 연결한다.

스케일링 전의 회로의 입력단자에 1A의 전원을 연결하고 s영역으로 변환한다. 그러면 Vin=V1+0.5s(10.2V1), V1=20s1이므로 Zin=Vin1=s24s+402sΩ이고 Zin, scaled=KmZin(sKf)=0.2s240s+20000sΩ이다.


참고자료:

Engineering Circuit Analysis 8th edition, Hayt, Kemmerly, Durbin, McGraw-Hill   

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Posted by skywalker222