중앙대학교 전자회로설계실습 결과보고서 9 - 피드백 증폭기 (Feedback Amplifier)

문서 내 토픽

1. Series-Shunt 피드백 증폭기

실험에서 Series-Shunt 피드백 증폭기 회로를 구현하고 입력전압의 변화에 따른 출력전압의 변화를 측정하였다. 입력전압이 증가함에 따라 출력전압이 약 2의 기울기로 증가하는 것을 확인하였으며, 입력저항, 부하저항, 전원 전압의 변화에도 이득이 약 2V/V로 일정함을 확인하였다. 이를 통해 설계한 Series-Shunt 피드백 증폭기 회로의 입출력 관계식이 Av = Rf/Ri와 같음을 확인하였다.
2. Series-Series 피드백 증폭기

실험에서 Series-Series 피드백 증폭기 회로를 구현하고 LED에 흐르는 전류를 측정하였다. 입력전압이 증가함에 따라 LED에 흐르는 전류가 증가하여 LED의 빛의 세기가 커짐을 확인하였다. 또한 피드백 저항 Rf를 1/2배로 감소시켰을 때 같은 입력전압에 대해 LED의 전류값이 증가하는 것을 확인하였다. 이를 통해 Series-Series 피드백 증폭기 회로의 입출력 관계식이 Io = Vi/(Ri+Rf)와 같음을 확인하였다.
3. Op amp 이득

실험에서 사용한 Op amp는 이득이 매우 크지만 유한한 값을 가지기 때문에 측정한 전압과 전류의 값에서 약간의 오차가 발생하였다. 이상적인 Op amp와 달리 실제 Op amp는 무한대의 이득을 가지지 않아 입력전압과 출력전압이 완전히 일치하지 않았다.
4. 회로 구현 과정

회로를 구현하는 과정에서 가변저항의 미세한 변화에도 저항값이 크게 변하여 목표 저항값에 정확하게 맞추기 어려웠고, 회로 구성 과정에서 저항값이 조금씩 변하기도 하여 오차가 발생하였다. 또한 멀티미터로 전류를 측정하는 과정에서 어려움이 있었다.

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1. Series-Shunt 피드백 증폭기

Series-Shunt 피드백 증폭기는 입력 임피던스를 높이고 출력 임피던스를 낮추는 특성을 가지고 있습니다. 이를 통해 증폭기의 이득을 안정화하고 부하 변동에 강한 특성을 보입니다. 또한 피드백 루프를 통해 증폭기의 주파수 특성을 개선할 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 Series-Shunt 피드백 증폭기는 오디오 증폭기, 계측 증폭기 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 피드백 루프 설계 시 안정성 확보가 중요하며, 이득 감소와 같은 단점도 고려해야 합니다. 전반적으로 Series-Shunt 피드백 증폭기는 실용적이고 효과적인 증폭기 구조라고 볼 수 있습니다.
2. Series-Series 피드백 증폭기

Series-Series 피드백 증폭기는 입력 임피던스와 출력 임피던스를 모두 낮추는 특성을 가지고 있습니다. 이를 통해 증폭기의 이득을 안정화하고 부하 변동에 강한 특성을 보입니다. 또한 피드백 루프를 통해 증폭기의 주파수 특성을 개선할 수 있습니다. 이러한 장점으로 인해 Series-Series 피드백 증폭기는 전력 증폭기, 스위칭 모드 전원 공급기 등 다양한 분야에서 활용되고 있습니다. 다만 피드백 루프 설계 시 안정성 확보가 중요하며, 이득 감소와 같은 단점도 고려해야 합니다. 전반적으로 Series-Series 피드백 증폭기는 실용적이고 효과적인 증폭기 구조라고 볼 수 있습니다.
3. Op amp 이득

Op amp의 이득은 매우 중요한 특성입니다. 이득이 크면 신호 증폭이 잘 되지만, 과도한 이득은 불안정성을 초래할 수 있습니다. 따라서 Op amp 회로 설계 시 적절한 이득 설정이 필요합니다. 이를 위해 피드백 저항 값 조절, 부궤환 회로 구성 등의 방법을 활용할 수 있습니다. 또한 Op amp의 주파수 특성, 부하 변동 등도 이득에 영향을 미치므로 이를 고려해야 합니다. 전반적으로 Op amp 이득은 회로 성능에 큰 영향을 미치므로 신중하게 설계해야 합니다.
4. 회로 구현 과정

회로 구현 과정은 회로 설계, 시뮬레이션, 제작, 테스트 등의 단계로 이루어집니다. 먼저 회로 설계 단계에서는 회로 구조, 부품 선정, 이득 및 주파수 특성 등을 고려해야 합니다. 다음으로 시뮬레이션 단계에서는 회로 동작을 검증하고 문제점을 파악할 수 있습니다. 제작 단계에서는 회로도를 바탕으로 실제 회로를 구현하며, 테스트 단계에서는 회로 동작을 확인하고 성능을 평가합니다. 이러한 과정을 통해 최종적으로 원하는 성능의 회로를 구현할 수 있습니다. 회로 구현 과정은 체계적이고 반복적인 작업이 필요하지만, 이를 통해 안정적이고 효과적인 회로를 개발할 수 있습니다.

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