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5. 집중정수회로와 분포정수회로의 특성 비교
마지막으로, 집중정수회로와 분포정수회로의 특성을 비교해 본다.
비교 대상으로 단순한 회로 구성의 BEF(Band Elimination Filter)를 선택해 보았다. 집중정수와 분포정수의 BEF 회로를
그림 3-11에 나타낸다.
(a)의 회로는 단순히 직렬 공진회로이기 때문에 설명은 필요하지 않을 것이다. 그런데, (b)의 분포정수회로 쪽인데,
OPEN 스터브의 길이는 중심주파수에 있어서 λ/4(λ:파장)로 설정되어 있다. 이 때문에 중심주파수(fo)에 있어서
스터브의 끝부분에서는 전압진폭이 최대가 되고, 스터브가 붙어 있는 부분에서는 전압진폭은 0으로 되고 있다. fo에
있어서 스터브가 붙어 있는 부분이 마치 GND 형태로 기능하기 때문에 BEF로 동작한다.
그러면 각 회로의 통과 특성을 살펴 보기로 한다. 집중정수회로 경우의 특성을 그림 3-12에, 분포정수회로의 특성을
그림 3-13에 나타낸다. 중심주파수 fo=500MHz로 설계했다. 집중정수 쪽은 기생성분을 고려하고 있다. 분포정수 쪽은
500MHz에서 90˚의 전기길이(λ/4)를 가지는 이상적인 open stub로 시뮬레이션하고 있다.
[주] 기생성분의 값은 앞장 4.에서 사용한 값을 적용했다.
(a) 집중정수회로
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(b) 분포정수회로
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그림 3-11 BEF 회로
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그림 3-12 집중정수 BEF 통과 특성
그림 3-13 분포정수 BEF 통과 특성
그림 3-12의 집중정수회로 쪽은 500MHz 부분에만 BEF 특성을 나타내고 있다.
한편, 그림 3-13의 분포정수회로 쪽은 2GHz까지의 범위에서 500MHz와 1500MHz에 BEF 특성이 나타나고 있다. 그림
3-13을 잘 살펴 보면 1GHz마다 같은 특성이 반복하고 있는 것처럼 보이지 않는가? 그러면 분포정수회로 쪽만 5GHz까지 살펴 보기 바란다. 시뮬레이션 결과를 그림 3-14에 나타낸다.
그림 3-14 분포정수 BEF 통과특성
깨끗하게 1GHz마다 BEF의 특성을 반복하고 있다. 무엇 때문일까?
500MHz에서 λ/4의 오픈 스터브는 1500MHz에서는 3λ/4에 상당한다. 즉, 1500MHz에서도 스터브가 붙어 있는 부분의
전압진폭은 0으로 되어 있는 것이다. 마찬가지로, 2500MHz에서나 3500MHz에서도 …….
분포정수회로를 설계하는 경우에는 사용하는 주파수의 3배 주파수 정도까지의 특성을 확인하는 것이 좋을 것이다.
계속해서, 집중정수회로 쪽도 5GHz까지 그 특성을 살펴 보기 보란다.
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