다음 회로에서 입력을 구형파로 인가하였을 때 출력 파형이 틀린 것은?
2007년 국가직 9급 전자공학개론 18번
2007년도 시행 • 18번 문항
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정답: 1번
■ 1단계: RL 고역통과필터(HPF) 회로 동작 분석 (보기 ① 검토)
• 직렬 저항 $R$과 병렬 인덕터 $L$로 구성된 회로는 고역통과필터(HPF)입니다.
• 구형파의 상승 에지 순간($t = 0^+$)에 인덕터는 개방(Open) 상태로 동작하므로 출력 전압은 즉시 입력 전압 크기($V_o = V_i$)로 도약해야 합니다.
• 이후 시간이 경과하면서 인덕터가 단락 상태로 이행함에 따라 출력 전압은 시정수 $\tau = L/R$로 지수 감소하여 0 V로 수렴해야 합니다.
• 보기 ①번의 출력 파형은 0 V에서 점진적으로 증가하는 LPF 형태의 파형으로 잘못 표시되어 있습니다. (①번 틀림)
■ 2단계: 기타 보기 검토
• ②번: RC 고역통과필터(HPF)로 구형파 에지에서의 순간 도약 및 지수 감쇄 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
• ③번: RC 저역통과필터(LPF)로 커패시터 충방전에 의한 지수 상승/감쇄 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
• ④번: RL 저역통과필터(LPF)로 인덕터 지연에 따른 점진적 지수 수렴 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
■ 최종 결과:
• 출력 파형이 틀린 것은 ①번
• 직렬 저항 $R$과 병렬 인덕터 $L$로 구성된 회로는 고역통과필터(HPF)입니다.
• 구형파의 상승 에지 순간($t = 0^+$)에 인덕터는 개방(Open) 상태로 동작하므로 출력 전압은 즉시 입력 전압 크기($V_o = V_i$)로 도약해야 합니다.
• 이후 시간이 경과하면서 인덕터가 단락 상태로 이행함에 따라 출력 전압은 시정수 $\tau = L/R$로 지수 감소하여 0 V로 수렴해야 합니다.
• 보기 ①번의 출력 파형은 0 V에서 점진적으로 증가하는 LPF 형태의 파형으로 잘못 표시되어 있습니다. (①번 틀림)
■ 2단계: 기타 보기 검토
• ②번: RC 고역통과필터(HPF)로 구형파 에지에서의 순간 도약 및 지수 감쇄 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
• ③번: RC 저역통과필터(LPF)로 커패시터 충방전에 의한 지수 상승/감쇄 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
• ④번: RL 저역통과필터(LPF)로 인덕터 지연에 따른 점진적 지수 수렴 파형이 올바르게 나타나 있습니다. (옳은 설명)
■ 최종 결과:
• 출력 파형이 틀린 것은 ①번