열유체시스템분야실험 - OP Amp를 이용한 신호의 증폭

소개글

열유체시스템분야실험 A+ 받은 실험 보고서 입니다.

목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험장비
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 고찰
7. 참고문헌

본문내용

1.실험 목적
OP Amp의 구조와 작동 원리를 이해하고 사용방법을 익힌다.
OP Amp를 이용하여 반전 증폭, 비 반전 증폭, 차동 증폭 실험을 차례로 수행하고 그 원리를 익힌다.

2.실험 이론
2.1.Kirchhoff’s Law
2.1.1.KCL (Kirchhoff’s Current Law)
회로에 있는 어떤 마디에서 모든 전류의 대수 합은 0이다.
2.1.2.KVL (Kirchhoff’s Voltage Law)
회로에 있는 어떤 폐경로 주위의 모든 전압의 대수 합은 0이다.

2.2.OP Amp
OP Amp란 Operation Amplifier의 줄임으로 연산 증폭기라고도 한다. 한 개의 차동 입력과 한 개의 단일 출력을 가지는 직류 연결형 고이득 전압증폭기이다. 하나의 연산증폭기는 그 입력 단자 간의 전압차이보다 대개 수백, 수천 배 큰 출력 전압을 생성한다.

그림 1. 단자의 전압, 전류 변수
연산 증폭기에서 모든 전압변수들은 공통 기준 마디(접지 부)로부터 측정된다. 그림1에서 기준 극성과 함께 전압변수들을 나타내고 있다. 양의 공급 전압(V_CC)은 V^+와 공통 마다 사이에 연결되고 음의 공급 전압(〖-V〗_CC)은 V^-단자에 공급된다. 반전 입력단자와 공통 마디 사이의 전압은 v_n, 출력 단자와 공통 마디 사이의 전압은 v_o으로 표시된다.
선형 회로 소자로서 OP Amp의 단자 동작은 입력 전압과 입력 전류 상에서의 관계에 의해 정해진다. 전압 전달특성은 출력 전압이 입력 전압의 변수로 정해지는지를 기술한다. 연산 증폭기에서 출력 전압은 입력 전압 사이의 차 v_p 〖-v〗_n의 함수다.
그림2에서 확인할 수 있듯이 연산증폭기는 세 가지 다른 작동 영역을 가지고 있다.

입력 전압 차의 크기(v_p-v_n)가 작을 때 연산증폭기의 출력 전압이 입력 전압에 대해 선형 함수라는 것을 알 수 있다. 이 때 증폭기의 출력 전압은 입력 전압에서의 차에서 곱셈 상수 또는 Gain (A)를 곱한 것과 같다. 또한 이상적인 증폭기이 제약 조건으로 v_n=v_p, i_p=i_n=0을 가진다.

참고 자료

이병옥, 최신기계공학실험, 인터비젼, 2005
James W. Nilsson, “Electric Circuits” 9th Edition, PEARSON, 2011
http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1584239&mobile&categoryId=2954
http://xenon87.tistory.com/58