전자회로설계실습 2번 예비보고서

문서 내 토픽

1. Op Amp의 특성 측정

Op Amp의 offset 전압과 slew rate를 측정하는 회로, 적분기를 설계, 구현, 측정, 평가한다. 이상적인 Op Amp를 가정할 경우 출력전압은 0V가 되지만 실제 Op Amp의 경우에는 Op Amp 내부에 Offset voltage가 존재하므로 출력전압이 0V가 아니다. Offset voltage를 측정하기 위해 이상적인 Op Amp를 사용하여 Inverting Amplifier를 설계하고, 두 입력 단자를 접지하여 출력전압을 측정하여 offset voltage를 구한다. Slew rate는 Op Amp내의 여러 소자들의 특성 때문에 출력전압이 짧은 시간 안에 급격하게 바뀔 수 없으므로 출력전압에는 제한이 따른다. Op Amp의 slew를 최소화하려면 적분기의 capacitor 주위에 저항을 추가하여 DC 전류가 흐를 수 있는 경로를 만들어 줌으로써 어느 정도 해결할 수 있다.
2. Integrator 설계

입력저항이 530Ω이며, 4Vpp(-2V~2V)의 1kHz 구형파를 인가했을 때 4Vpp의 삼각파를 출력하는 이상적인 적분기를 설계한다. Offset voltage가 있을 때 적분기의 출력파형이 전체적으로 위로 올라가며 증폭 전압의 범위인 ±15V를 넘을 경우엔 파형이 왜곡될 것이다. Offset voltage에 의한 문제를 해결하기 위하여 DC path (Rf)를 추가하는데, Rf가 너무 크거나 너무 작으면 문제가 발생한다. Miller integrator circuit을 이용하여 offset voltage를 측정할 수 있다. 센서의 출력을 적분하기 위한 Integrator를 설계할 때 Rf 값에 따라 파형이 달라진다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. Op Amp의 특성 측정

Op Amp의 특성 측정은 Op Amp의 성능을 평가하고 이해하는 데 매우 중요합니다. 이를 통해 Op Amp의 이득, 입력 오프셋 전압, 입력 바이어스 전류, 공통 모드 거부비, 전원 공급 전압 거부비 등과 같은 주요 특성을 확인할 수 있습니다. 이러한 특성들은 Op Amp를 실제 회로에 적용할 때 고려해야 할 중요한 요소들입니다. 예를 들어, 입력 오프셋 전압이 크면 출력 신호에 오프셋이 발생할 수 있고, 공통 모드 거부비가 낮으면 공통 모드 신호에 의한 오류가 발생할 수 있습니다. 따라서 Op Amp의 특성을 정확히 측정하고 이해하는 것은 Op Amp 기반 회로 설계에 필수적입니다.
2. Integrator 설계

Integrator 회로는 Op Amp를 이용하여 구현할 수 있는 대표적인 아날로그 회로 중 하나입니다. Integrator 회로는 입력 신호의 적분 값을 출력으로 제공하므로, 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있습니다. 예를 들어, 가속도 센서의 속도 및 위치 측정, 전압-전류 변환기, 필터 회로 등에 사용될 수 있습니다. Integrator 회로 설계 시 고려해야 할 주요 사항으로는 입력 저항과 피드백 커패시터의 값 선정, 초기 조건 설정, 오프셋 전압 보상, 적분 시간 상수 등이 있습니다. 이러한 요소들을 적절히 설계하여 Integrator 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다. 또한 Integrator 회로는 다양한 응용 분야에서 활용될 수 있어 Op Amp 기반 회로 설계에 있어 매우 중요한 회로라고 할 수 있습니다.

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