본문내용
1. 실험 목적
1.1. 오실로스코프의 기본구조와 동작원리 이해
오실로스코프의 기본구조와 동작원리는 다음과 같다.
오실로스코프는 전기 및 전자 회로에서 전압 신호의 시간적 변화를 시각적으로 표시하고 측정하는 장비이다. 오실로스코프는 전원공급부, 입력증폭부, CRT(Cathod-Ray Tube)의 3개 부분으로 구성된다. 그 중 CRT 부분은 전자총(Electron Gun)과 수평 및 수직 편향관(Vertical and Horizontal Deflection Plate), 그리고 형광판(Fluorescent Screen)으로 이루어져 있다.
CRT 내부의 수평발생기에 따라 오실로스코프는 두 가지 작동 방식으로 동작한다. 첫째, 시간축 발생신호에 의한 수평 편향계 방식으로, 주로 1개의 채널을 통해 입력된 신호의 파형을 측정한다. 둘째, 수평 입력신호에 의한 수평 편향계 방식으로, 2개의 채널을 통해 입력되는 두 신호를 X, Y축으로 표시하여 파형을 관측한다.
수직입력단자를 통해 입력된 파형은 수직증폭기를 거쳐 증폭되며, 이 신호전압은 CRT 외부에 구성된 편향계 시스템의 수직편향제어전압으로 사용된다. CRT 내부의 전자총에서 방출된 고전압 저관성 전자빔은 수직편향계와 수평편향계의 제어를 받아 상하좌우로 움직이며, 형광판과 충돌하여 빛을 발산함으로써 화면에 시간축 단위로 전압의 크기를 표시하게 된다.
1.2. 오실로스코프의 여러 기능과 작동법 익히기
오실로스코프는 다양한 기능과 작동법을 가지고 있어 전기 및 전자 회로 분석에 필수적인 장비이다. 오실로스코프의 주요 기능과 작동법은 다음과 같다.
화면조정부: 오실로스코프의 전원을 켜고 끄는 Power Switch, CRT 화면의 밝기를 조절하는 Intensity, 파형의 선명도를 조절하는 Focus, 화면의 수평선과 파형을 일치시키는 Trace Rotation 등의 기능이 포함된다.
수직증폭부: 입력된 신호를 수직증폭기로 연결하는 CH 1. In Connector와 CH 2. In Connector, 입력신호에서 DC 성분을 제거하거나 통과시키는 AC, DC, GND 스위치, 수직편향감도를 조절하는 VOLTS/DIV, 연속적으로 감도를 변화시키는 Variable, CH 1, CH 2, DUAL 모드를 선택하는 Vertical Mode 등의 기능이 있다.
수평증폭부: 수평편향감도를 조절하는 VOLTS/DIV, 연속적으로 감도를 변화시키는 Variable, 파형의 수평 이동을 제어하는 Position 등의 기능이 있다.
동기(Trigger) 조정부: 자동, 수동, TV 비디오 신호 측정 모드를 선택하는 Trigger Mode, 동기 신호를 CH 1, CH 2, 외부 입력, AC 전원 라인에서 선택하는 Trigger Source, 동기 신호의 미세 조정을 위한 HOLD OFF, 상승 또는 하강 에지에서 동기되도록 조절하는 Trigger Lever, 외부 동기 신호 입력을 위한 Ext Trigger In 등의 기능이 있다.
이와 같이 오실로스코프는 다양한 기능과 조작법을 통해 전기 및 전자 회로에서 발생하는 전압 신호의 시간적 변화를 관찰하고 분석할 수 있다. 특히 CH 1과 CH 2의 두 채널을 이용하면 서로 다른 두 신호의 위상차를 측정할 수 있어 회로 분석에 매우 유용하다.
1.3. 2개의 채널(CH 1과 CH 2)에 입력되는 2개의 파형간의 위상차 측정
2개의 채널(CH 1과 CH 2)에 입력되는 2개의 파형간의 위상차 측정은 오실로스코프의 중요한 기능 중 하나이다. 오실로스코프를 이용하여 두 개의 서로 다른 채널에 입력되는 신호 파형의 위상차를 측정할 수 있다.
위상차 측정을 위해서는 먼저 두 개의 신호 파형을 오실로스코프의 CH 1과 CH 2에 각각 입력해야 한다. 이때 두 채널의 신호 주파수가 같아야 한다. 오실로스코프의 X-Y 모드를 사용하면 두 신호 파형의 위상차를 리사주(Lissajous) 도형을 통해 확인할 수 있다.
리사주 도형이란 CH 1의 신호를 X축, CH 2의 신호를 Y축으로 하여 표시된...
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