
A+ 전자회로설계실습_Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계
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2024.08.23
문서 내 토픽
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1. 센서 측정 및 등가회로센서의 출력신호가 주파수 2 KHz의 정현파이고, 오실로스코프로 직접 측정한 결과 peak to peak 전압이 200 ㎷이었다. 센서의 부하로 10 KΩ 저항을 연결한 후 10 KΩ 저항에 걸리는 전압을 측정하였더니 peak to peak 전압이 100 mV이었다. 이를 통해 센서의 Thevenin 등가회로를 구할 수 있으며, Thevenin 전압은 200mV, 내부저항은 10kΩ임을 알 수 있다. 따라서 센서의 Thevenin 등가회로를 Function generator와 저항으로 구현하려면 Function generator의 출력을 주파수 2kHz의 정현파, peak to peak 전압을 200mV로 설정하면 된다.
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2. Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션센서의 출력을 증폭하여 1 Vpp의 출력을 내는 Inverting amplifier를 설계하였다. 설계 과정에서 신호원의 전압값인 200mVpp를 5배 증폭하기 위해 저항 R1을 약 10kΩ, R2를 약 100kΩ으로 설정하였다. PSPICE 시뮬레이션 결과 목표 출력전압과 거의 같은 값을 보였으나 근소한 오차가 발생하였는데, 이는 시뮬레이션 시 시간간격이 촘촘하지 못했기 때문으로 예상된다. 주파수 특성 분석 결과 약 793.2kHz에서 입력전압과 출력전압이 같아졌으며, 이는 Op amp의 gain이 감소하여 1이 되었음을 의미한다. Op amp는 낮은 주파수에서 일정한 closed-loop-gain을 가지지만 100kHz 이상에서 gain이 점점 감소한다.
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3. Non-Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션센서의 출력을 증폭하여 1 Vpp의 출력을 내는 Non-Inverting amplifier를 설계하였다. 설계 과정에서 가변저항 R1을 2.47Ω, R2를 10kΩ으로 설정하였다. PSPICE 시뮬레이션 결과 목표 출력전압과 거의 같은 값을 보였으나 근소한 오차가 발생하였는데, 이는 시뮬레이션 시 시간간격이 촘촘하지 못했기 때문으로 예상된다. 주파수 특성 분석 결과 약 940.6kHz에서 입력전압과 출력전압이 같아졌으며, 이는 Op amp의 gain이 감소하여 1이 되었음을 의미한다. Op amp는 낮은 주파수에서 일정한 closed-loop-gain을 가지지만 100kHz 이상에서 gain이 점점 감소한다. 또한 센서의 출력전압이 6Vpp를 초과하면 Op amp의 power supply 범위를 벗어나 saturation이 발생하여 왜곡이 나타났다.
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4. Inverting Amplifier와 Non-Inverting Amplifier 비교Inverting, non-inverting 증폭기 중에서 non-inverting amplifier를 선호한다. 출력신호의 위상 반전과 입력신호의 내부저항을 고려하지 않고 원하는 증폭도를 얻는 회로를 설계할 수 있기 때문이다.
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5. Summing Amplifier 설계 및 시뮬레이션V1의 출력저항이 2 KΩ, 주파수가 2 KHz, 크기가 1 V, V2의 출력저항이 10 K Ω, 주파수가 4 KΩ, 크기가 0.5 V일 때, 출력이 10×V1-V2가 되도록 하는 Summing Amplifier 회로를 설계하였다. 이를 위해 V1을 첫 번째 inverting amplifier의 입력으로 하고, 그 amplifier의 출력을 V2와 함께 두 번째 inverting amplifier와 직렬로 연결하는 회로를 구현하였다.
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1. 센서 측정 및 등가회로센서 측정 및 등가회로는 전자공학 분야에서 매우 중요한 주제입니다. 센서는 물리량을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 등가회로는 센서의 동작 원리를 이해하고 분석하는 데 필수적입니다. 센서의 특성을 정확히 파악하고 등가회로를 통해 센서의 동작을 모델링할 수 있다면, 센서 시스템의 설계와 분석이 용이해질 것입니다. 또한 센서 신호의 처리와 보정 등에도 도움이 될 것입니다. 따라서 센서 측정 및 등가회로에 대한 깊이 있는 이해가 필요하며, 이를 통해 전자공학 분야의 발전에 기여할 수 있을 것입니다.
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2. Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션Inverting Amplifier는 전자공학에서 매우 중요한 회로 중 하나입니다. 이 증폭기는 입력 신호를 반전시켜 출력하는 특성을 가지고 있어, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. Inverting Amplifier의 설계 및 시뮬레이션은 회로의 동작 원리를 이해하고 성능을 최적화하는 데 필수적입니다. 회로 설계 시 이득, 입력 임피던스, 출력 임피던스 등의 특성을 고려해야 하며, 시뮬레이션을 통해 실제 동작을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 Inverting Amplifier의 성능을 향상시키고 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것입니다. 따라서 Inverting Amplifier의 설계 및 시뮬레이션에 대한 깊이 있는 이해가 필요하며, 이는 전자공학 분야의 발전에 기여할 수 있을 것입니다.
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3. Non-Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션Non-Inverting Amplifier는 Inverting Amplifier와 함께 전자공학에서 매우 중요한 회로 중 하나입니다. Non-Inverting Amplifier는 입력 신호를 반전시키지 않고 증폭하는 특성을 가지고 있어, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. Non-Inverting Amplifier의 설계 및 시뮬레이션은 회로의 동작 원리를 이해하고 성능을 최적화하는 데 필수적입니다. 회로 설계 시 이득, 입력 임피던스, 출력 임피던스 등의 특성을 고려해야 하며, 시뮬레이션을 통해 실제 동작을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 Non-Inverting Amplifier의 성능을 향상시키고 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것입니다. 따라서 Non-Inverting Amplifier의 설계 및 시뮬레이션에 대한 깊이 있는 이해가 필요하며, 이는 전자공학 분야의 발전에 기여할 수 있을 것입니다.
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4. Inverting Amplifier와 Non-Inverting Amplifier 비교Inverting Amplifier와 Non-Inverting Amplifier는 전자공학에서 매우 중요한 두 가지 증폭기 회로입니다. 이 두 증폭기는 입력 신호에 대한 출력 신호의 극성이 다르다는 점에서 차이가 있습니다. Inverting Amplifier는 입력 신호를 반전시켜 출력하는 반면, Non-Inverting Amplifier는 입력 신호를 반전시키지 않고 증폭합니다. 이러한 차이로 인해 두 증폭기는 각각 다른 응용 분야에서 활용됩니다. 따라서 Inverting Amplifier와 Non-Inverting Amplifier의 특성을 비교하고 이해하는 것은 전자공학 분야에서 매우 중요합니다. 이를 통해 회로 설계 및 분석 능력을 향상시킬 수 있으며, 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것입니다.
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5. Summing Amplifier 설계 및 시뮬레이션Summing Amplifier는 전자공학에서 매우 유용한 회로 중 하나입니다. 이 증폭기는 여러 개의 입력 신호를 합산하여 하나의 출력 신호를 생성합니다. Summing Amplifier의 설계 및 시뮬레이션은 회로의 동작 원리를 이해하고 성능을 최적화하는 데 필수적입니다. 회로 설계 시 입력 신호의 크기, 가중치, 입력 임피던스, 출력 임피던스 등의 특성을 고려해야 하며, 시뮬레이션을 통해 실제 동작을 예측할 수 있습니다. 이를 통해 Summing Amplifier의 성능을 향상시키고 다양한 응용 분야에 적용할 수 있을 것입니다. 따라서 Summing Amplifier의 설계 및 시뮬레이션에 대한 깊이 있는 이해가 필요하며, 이는 전자공학 분야의 발전에 기여할 수 있을 것입니다.
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중앙대학교 전자회로설계실습 예비보고서1(분반1등)1. 센서 Thevenin 등가회로 구현 센서의 출력 전압을 오실로스코프로 측정하였을 때 200mV(peak to peak)가 측정되었다. V_th(=Vampl)의 크기는 100mV으로, peak to peak 값은 100mV*2= 200mV가 된다. 10kΩ의 부하 저항에 흐르는 전압을 측정해보니 100mV(peak to peak)가 측정되었다. 오실로스...2025.01.11 · 공학/기술
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중앙대 전자회로설계실습 결과1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 A+1. Op Amp를 이용한 Amplifier 설계 본 실험에서는 Op Amp를 이용하여 다양한 Amplifier 회로를 설계하고 분석하였다. 먼저 센서 구현을 위해 Function generator를 이용하여 정현파를 생성하고 오실로스코프로 측정하였다. 다음으로 Inverting Amplifier 회로를 설계하여 이득을 측정하고 PSPICE 시뮬레이션 결과...2025.01.27 · 공학/기술
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중앙대학교 전자회로설계실습 예비1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 A+1. Thevenin 등가회로 구현 센서의 Thevenin 등가회로를 구하는 과정을 기술하고 PSPICE로 그려서 제출하였습니다. Thevenin 등가회로를 구현하기 위해 무부하 상태에서 단자 사이의 전압을 측정하여 Vth를 구하고, 10kΩ 저항을 연결했을 때 전압이 줄어든 것을 이용하여 Rth를 계산하였습니다. 2. Inverting Amplifier ...2025.01.27 · 공학/기술
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[A+] 중앙대학교 전자회로 설계실습 예비보고서 1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계1. Op Amp를 이용한 Amplifier 설계 이 보고서는 전자회로 설계 실습 예비보고서 1에 대한 내용입니다. 주요 내용은 Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계입니다. 구체적으로는 센서의 출력신호를 증폭하기 위한 Inverting, Non-inverting, Summing Amplifier를 설계, 구현, 측정, 평가하는 것입니다. 센서...2025.04.29 · 공학/기술
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1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 예비보고서 - [2021년도 전자회로설계실습 A+ 자료] 11페이지
예비보고서설계실습 1.Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계학과 :담당 교수님 :제출일 : 2021. 00. 00. (월)조 : 0조학번 / 이름 : 2000000 / 성명1. 목적 : 출력저항이 큰 센서의 출력신호를 증폭하는 Inverting, Non-inverting, summing Amplifier를 설계, 구현, 측정, 평가한다.2. 준비물Function Generator : 1대Oscilloscope(2channel) : 1대DC Power Supply(2channel) : 1대Op Amp LM741CN : 2...2022.03.05· 11페이지 -
[A+] 중앙대학교 전자회로 설계실습 예비보고서 1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 12페이지
1. 목적 출력저항이 큰 센서의 출력신호를 증폭하는 Inverting , Non-inverting, summing Amplifier를 설계, 구현, 측정, 평가한다.2. 준비물 및 유의사항Function Generator : 1대Oscilloscope(2channel) : 1대DC Power Supply(2channel) : 1대 Op Amp(LM741CN) : 2개DMM : 1대Resistor (1 kΩ, 10 kΩ, 100kΩ, 1 MΩ, 5%) : 1개 Variable Resistor 가변저항 (20 kΩ, 1/2 W) : 4...2023.02.06· 12페이지 -
1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 예비보고서 - [전자회로설계실습 A+ 인증] 9페이지
01주차 예비보고서설계실습 01. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계**분반 2******* *** (03/16)1. 목적: 출력저항이 큰 센서의 출력신호를 증폭하는 Inverting , Non-inverting, summingAmplifier를 설계, 구현, 측정, 평가한다.2. 준비물 및 유의사항Function Generator : 1대Oscilloscope(2channel) : 1대DC Power Supply(2channel) : 1대Op Amp(LM741CN) : 2개DMM : 1대Resistor 1 kΩ, ...2022.03.12· 9페이지 -
[중앙대학교 A+] 전자회로설계실습 01 OP Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 결과보고서 4페이지
왜곡이 일어나지 않는 출력의 최대값은 3V, 입력의 최대값은 0.3V 이다. 이론 상 왜곡이 일어나지 않는 출력은 DC power supply의 전압이 5V 이므로 5V 이어야 한다. 2V 의 오차가 발생하였다는 것을 알 수 있다.본 실험에서 gain G=-10 인 Inverting Amplifier을 설계하여 입출력 파형을 확인해 보았다. 이를 통해 회로 설계자에 원하는 수치만큼 증폭 시키려면 gain 값이 저항 값에 비례한 Inverting Amplifier이 Non-Inverting Amplifier보다 더 좋은 OP Amp이...2022.03.09· 4페이지 -
중앙대 전자회로설계실습 (예비) 1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계 A+ 9페이지
전자회로설계실습 예비보고서(1. Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계)제출일 :3. 설계실습 계획서3.1 센서 측정 및 등가회로출력신호가 주파수 2 KHz의 정현파인 어떤 센서의 출력전압을 오실로스코프 (입력임피던스 = 1 MΩ)로 직접 측정하였더니 peak to peak 전압이 200 ㎷이었고 센서의 부하로 10 KΩ 저항을 연결한 후 10 KΩ 저항에 걸리는 전압을 역시 오실로스코프로 측정하였더니 peak to peak 전압이 100 mV이었다.(A) 센서의 Thevenin 등가회로를 구하는 과정을 기술하고 센서의...2021.09.10· 9페이지