(전자)미분회로

소개글

전자실험의 미분회로에 대한것입니다.
회로도와 그래프는 VISIO라는 프로그램으로 직접그렸습니다

목차

Ⅰ. 실험 목적

Ⅱ. 실험 이론
(1) 기본 회로
(2) 문제점
(3)실용적인 미분회로
(4) 가상접지 개념을 이용한 미분기 해석
(5) 각 입력 파형별 출력 특성
(6) 제한된 고주파 이득을 가지는 미분기
Ⅲ. 실험 기기 및 부품
Ⅳ.실험 방법

본문내용

Ⅰ. 실험 목적
(1) OP-AMP의 미분기의 실용회로를 구성하고 그 특성을 확인한다.

Ⅱ. 실험 이론
(1) 기본 회로


(그림. 이상적인 미분기)
회로의 동작을 이해하려면 우선 입력단자로부터 콘덴서를 통해 흘러들어오는 전류를 구합니다. 콘덴서에 흐르는 전류이기 때문에 콘덴서 전하량의 미분이 된다.

또한 콘덴서에 쌓여있는 전하는 의 관계가 있다. 여기서 말하는 V는 콘덴서 양단의 전위차이기 때문에 연산효증폭기의 -입력 단자전압(V-)과 회로의 입력 전압(Vi)의 차이로 되며 이 연산증폭기에는 부궤환이 걸려 있으므로 연산증폭기 입력 단자의 전위차는 0으로 되어있고 결국 콘덴서 양단전압은 GND로부터 측정한 회로의 입력신호전압 와 같게 된다. 이것을 이용해 콘덴서에 흐르는 전류를 구하면

과 같이 된다. 연산증폭기의 입력단자에는 전류가 흐르지 않기 때문에 이 전류는 모두 궤환저항을 통해서 연산증폭기의 출력단자로 흐른다. 따라서 연산증폭기의 출력단자 전압은

가 되어 입력전압의 시간 미분을 출력 해 준다.

(2) 문제점
이 회로는 다음과 같은 몇가지 문제점 때문에 실용적이지 못하다.

1.미분 회로는 입력신호의 주파수와 증폭도가 비례하는 회로이다. 그 때문에 높은 주파수의 신호는 매우크게 증폭된다.이상적인 연산증폭기라면 무한하게 높은 주파수에대하여 무한 대의 증폭도가 되지만 현실적으로 연산증폭기의 오픈루프이득은 한정되어 있다. 연산증폭기의 출력전압은 전자유도나 누설전류로 인하여 입력으로 돌아오는 경우가 있으며 높은 주파수에서는 증폭도가 높기 때문에 약간의 고주파 전류가 증폭되어 루프가 형성 됩니다. 이 루프의 게인이 1을 넘으면 발진하기 쉬운 위험 상태가 되고 약간의 탄력으로도 루프에서의 위상차가 360도의 정수배가 되는 주파수로 발진하게 된다.미분 회로는 이러한 이유 때문에 실용적이지 못하다.

참고 자료

전자회로 7판 / 피어슨에듀케이션 코리아/ Thomas L. Fliyd 저 / 2005.02.25
최신 전자회로 / 보문당 / 최웅세,허찬욱 공저 / 1997.8.20
OP-AMP 회로실험 / 한국 맥그로힐 / 이승주 저 / 2001.2.10