결과레포트 - OP-Amp회로

소개글

OP-Amp회로

목차

Ⅰ. 실험 목적
Ⅱ. 실험 결과
Ⅲ. Discussion
Ⅳ. 참고자료

본문내용

실험 목적
Op-Amp의 특성 및 741 Op-Amp를 이용한 몇 가지 회로의 동작원리를 이해하고 그 회로를 직접 구성하여 동작을 확인한다.

Ⅱ. 실험 결과
1) Adder
위의 결과를 보았을 때,

의 관계가 성립함을 알 수 있다. 오차율도 10%이내로써 신뢰할 수 있는 값을 얻었다. 위의 회로에서 저항 를 통해 negative feedback이 형성되므로 Virtual Ground(Virtual Earth)가 형성된다. 따라서 과 는 서로 independent하게 된다. 같은 원리로써 아래의 그림과 같이 여러 개의 전원을 입력하여도 Virtual Ground로 인해 서로간의 상호작용이 없이 Adder로 작동하게 될 것이다.
<Fig.4> General From of Adder

* Op-Amp를 이용하여 Subtractor를 구현하는 방법

** Subtractor
.include "uA741.cir"
Vcc 1 0 dc 15
Vee 2 0 dc -15
Vin1 3 0 sin(0 5 1k)
Vin2 4 0 sin(0 3 1k)
R1 3 5 10k
R2 4 7 10k
Rf 5 6 10k
R4 7 0 10k
X1 7 5 1 2 6 uA741
.op
.tran 0 10ms
.probe
.end

<Fig.5> Op-Amp로 구현한 Subtractor와 간단한 PSpice 소스 코드

Op-Amp의 특징을 이용하여 분석해보면,

(+)node :

로 나타낼 수 있는데, 이값은 과 같으므로,

(-)node :

로 나타낼 수 있으며, (-)node에서 KCL을 적용해보면,

이며, 에 대해 정리하면 다음과 같다.

여기서 모든 저항이 같다고 가정하면(),

임을 알 수 있다. 따라서, 두 단자의 차를 구하는 Subtractor를 구현할 수 있다.
또, Op-Amp의 (+)node와 (-)node에 각각 전원과 저항 을 병렬로 연결하면, General Form의 Subtractor를 얻을 수 있다.

다음은 위의 소스 코드를 이용하여 Simulation을 실행한 결과이다.

<Fig.6> Subtractor의 PSpice Simulation결과
(초록색 그래프가 Output으로, 다른 두색깔의 차이만큼의 Magnitude를 가지는 것을 눈으로도 확인할 수 있다.)

참고 자료

>> High Order LPF
http://www.seas.upenn.edu/~ese206/labs/LabButterworth/ButterworthFilter.pdf
>> Op-Amp tutorial
http://www.eas.asu.edu/~holbert/ece201/opamp.html
>> Square Wave/Triangular Wave
http://www.play-hookey.com/analog/triangle_waveform_generator.html
>> Op-Amp에 관한 배경지식
http://en.wikipedia.org/wiki/Op-amp