Chapter 25. Bode Plot 기능 사용하기 [오실로스코프, 리골이 알려줄게]

 

전자 회로의 특성을 이해하고 설계 검증을 수행할 때, 주파수에 따른 이득(Gain)과 위상(Phase) 변화를 확인하는 것은 필수적인 과정입니다. 이때 사용되는 대표적인 도구가 바로 Bode Plot(보드 플롯)입니다.

 

Bode Plot은 주파수(Hz)를 x축, 이득(dB)과 위상(°)을 y축으로 표현한 그래프로, 시스템의 주파수 응답을 직관적으로 확인할 수 있게 해줍니다. 특히 필터 회로, 증폭기, 제어 시스템 등에서는 Bode Plot을 통해 대역폭, 컷오프 주파수, 위상 여유를 평가할 수 있죠.

 

 

이번 글에서는 RIGOL DHO924S 오실로스코프의 Bode Plot 기능을 활용하여 RC 저역통과 필터의 특성을 측정하고, 이론적으로 계산한 값과 실제 측정값이 어떻게 비교되는지 실습해 보겠습니다.

 

 

 

RC 저역통과 필터와 컷오프 주파수 계산

 

2-1. RC 저역통과 필터의 기본 구조

저역통과 필터(Low-Pass Filter, LPF)는 낮은 주파수 신호는 통과시키고, 높은 주파수 신호는 감쇠시키는 회로입니다. 구성 회로는 다음과 같습니다.

 

• Vin : 입력 신호
• R : 저항 (220Ω 사용)
• C : 커패시터 (0.22µF 사용)
• Vout : 출력 신호

 

 

2-2. 컷오프 주파수 공식

저역통과 필터의 컷오프 주파수(fc)는 다음 식으로 계산됩니다.

R = 220Ω, C = 0.22µF를 대입하면:

즉, 약 3.3kHz를 기준으로 그 이상의 주파수에서는 출력 신호가 점점 줄어들게 됩니다.

 

 

 

 

장비 및 연결 방법

 

• 사용 장비 : RIGOL DHO924S 오실로스코프
• 신호 발생기 : 오실로스코프 내장 AFG(Arbitrary Function Generator) 사용
• 프로브 연결 :
  • CH1 → Vin 측정
  • CH2 → Vout 측정
  • 각 채널의 GND → 회로 GND 연결

 

 

내장 AFG를 Vin 입력단에 연결하고, CH1과 CH2를 각각 입력과 출력에 연결하여 Gain과 Phase를 동시에 측정할 수 있도록 구성합니다.

 

 

 

Bode Plot 측정 설정

 

 

• 오실로스코프 좌측 하단의 Bode Plot 아이콘을 선택
• ON/OFF 스위치를 켜서 기능 활성화
• Sweep Source = AFG1 (내장 함수 발생기 사용)
• Sweep Type = Log (로그 스케일로 측정, 작은 주파수 변화도 직관적으로 확인 가능)
• Start Frequency = 100Hz, Stop Frequency = 100kHz
• Amplitude = 1Vpp, Points = 100개

 

 

 

 

측정 결과 확인

측정이 시작되면, 그래프 상에 빨간색 선은 Gain, 초록색 선은 Phase로 표시됩니다.

 

 

• 컷오프 주파수 부근(3.3kHz) : Gain ≈ -7dB, Phase ≈ -61°
• 이론적 -3dB 포인트(1.45kHz 부근) : Gain ≈ -3dB, Phase ≈ -45°

 

차이가 발생한 이유는 커패시터의 ESR, 브레드보드 기생 성분, 프로브 로딩 등 실제 측정 환경에서 생기는

요소 때문입니다.

 

개선 방법:

• 세라믹 커패시터 사용
• 납땜 PCB 활용
• 프로브 로딩 값을 수식에 반영

 

 

 

데이터 활용

 

 

측정된 Bode Plot 데이터는 CSV 파일이나 HTML 파일로 저장할 수 있어, 이후 보고서 작성, 추가 분석, 시뮬레이션 비교 등에 활용하기 좋습니다.

 

 

 

Bode Plot 기능 사용하기에 대한 자세한 정보는 아래 영상을 참고해 주세요!

 

 

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Bode Plot을 활용한 필터 특성 분석

 

 

 

Bode Plot을 이용하면 회로의 주파수 특성을 직관적으로 시각화할 수 있으며,

이론 계산과 실제 측정값의 차이를 비교하면서 설계 검증과 보정 작업에 매우 유용한 도구가 됩니다.

 

이번 실습에서 살펴본 RC 저역통과 필터 측정 과정은 기초 회로 학습뿐 아니라, 전력 제어, 통신 회로, 오디오 시스템 분석 등 다양한 분야에서 응용할 수 있습니다. 실험에 사용한 리골 DHO924S에 대한 자세한 정보는 RIGOL 공식 홈페이지를 통해 확인해 주세요!

 

 

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문의사항 : 리골코리아 02-6953-4466, info.kr@rigol.com