GRAPHTEC"차단주파수"로 정확한 계측값을 얻어볼까요?😊

2022-08-23
조회수 594

더욱 정확한 계측을 위한 "차단주파수"
필터를 통해 원하는 주파수를 얻어내자!
 

안녕하세요! 여러분🙋‍♀️
코스레터 에디터 Jade입니다!

데이터 계측분야에서 가장 중요한 것은 정확한 계측 값을 얻어내는 것이겠죠?

하지만 계측할 때, 아무리 접지를 꼼꼼하게 해도

100% 노이즈를 잡기란 쉽지 않습니다..


그래서 조금 더 정확한 계측값을 위해 도입하게 된 원리가 바로

"차단주파수(cut-off frequency)" 입니다! 🙂


요즘 같은 시대에 코로나 바이러스나 미세먼지를 막아주기 위해 마스크를 작용하잖아요?

차단주파수(cut-off frequency)는 마스크와 비슷한 원리입니다.


기준이 되는 차단주파수를 설정하고 원하는 필터를 씌우면

필요한 값이 더 정확하게 도출되는 방식이죠!


필터의 두가지 종류! HPF & LPF

차단주파수를 이해하려면 HPF(High Pass Filter)와 LPF(Low Pass Filter)를 알아야 해요! 공학도분들은 한 번쯤 들어보셨을거에요 : )



LPF: 주어진 차단주파수보다 낮은 대역의 주파수는 통과시키고, 높은 주파수는 감쇠하는 필터





HPF: 주어진 차단주파수보다 높은 대역의 주파수는 통과시키고, 낮은 주파수는 감쇠하는 필터



이렇게 필요에 따라 필터를 적용하여
필요한 것은 통과시키고, 맞지 않는 것은 감쇠를 시키는데요!
LPF와 HPF는 각각 언제 사용하면 좋을까요?
그래프를 보면 LFP은 조금 더 완만하고 
HPF는 상대적으로 첨예한 그래프에요.

따라서! 
해상도 높은 결과를 얻고 싶다면 HPF 필터를,
부드러운 결과를 얻고 싶다면 LPF 필터를 이용한 제품을 사용하면 됩니다!
❓❓얼마나 감쇠 되나요❓❓

보통 Cut off(차단)가 되는 지점을 -3dB로 정의합니다. 

왜 -3dB일까요?

LPF의 회로도를 간략하게 확인하면 아래와 같습니다.

차단 주파수가 적용된 제품이 있을까??
코스테크에는 있습니다💙
GL240
GL840

GL240/GL840장비는 

비교적 샘플링 속도가 낮아 처리하는 데이터의 양이 그리 많지 않기 때문에,

측정 값을 최대한 일정하게 확인할 수 있게 하는 이동평균 필터가 있습니다.

GL980/GL2000장비는 

최대 1μs 샘플링까지측정이 가능하기 때문에 초당처리하는데이터양이현저히많고그에따라노이즈가발생하면데이터손실은어마어마것입니다.

그래서 주파수 필터기능이 탑재되어 있고, LPF를 사용합니다.

GL980
GL2000

노이즈가 발생하기 쉬운 환경 또는 급변하는 데이터 값을 측정하기에 아주 적합한 장비라고 볼 수 있습니다.👍👍

GL980/2000 (1)필터 종류와 (2)Slope 6dB/oct

GL980/GL2000장비의

필터는 Off, Line(1.5Hz), 5Hz, 50Hz, 500Hz, 5kHz, 50kHz 중 선택 할 수 있습니다.

차단주파수를 5Hz로 설정하고,

전압피크가 +/-1V인 5Hz주파수를 입력하면, 

측정 값은 -3dB만큼 감쇠되어, 약 +/-0.707V의 사인파가 측정됩니다.


Slope 6dB/oct의 특징

또 하나의 특징으로 Slope 6dB/oct 기능이 있는데요!

* -6dB는 0.5배를 의미합니다


즉, 차단주파수보다 높은 주파수가 입력될 때,

입력주파수가 설정된 차단주파수의 약 2배가 될 때마다 값이 

-6dB(0.5배)씩 감소합니다.

말이 조금 어려울 수 있는데 풀어서 설명해볼게요!


만약, 차단주파수를 5Hz로 설정한 다음, 전압피크가 +/-1V인 10Hz주파수를 입력하면 10Hz가 차단주파수(5Hz)의 두배가 되어 -6dB기울기 곡선과 만나게 됩니다.

곡선과 맞닿는 시점부터 -6dB 즉, 0.5배 감쇠되어 1 x 0.5 = 0.5 -> +/-0.5V의 사인파가 측정됩니다.


현재 출시된 데이터 계측장비는 종류가 다양하고

각각 다른 환경에서 다른 값을 측정하고 있습니다.


측정하는 환경과 측정하고자 하는 값을 정확히 알고, 그에 맞는 장비를 사용하면 보다 나은 계측생활을 할 수 있을거에요!!😊

GL980/GL2000에 대해 더 궁금하시다면?
👇GL980/GL2000의 true-RMS 값을 계측할 수 있는 기능을 확인해보세요!
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