[A+] 중앙대학교 전기회로 설계실습 예비보고서 12. 수동소자의 고주파특성측정방법의 설계

문서 내 토픽

1. 저항의 고주파 특성 측정

저항의 고주파 특성을 측정하기 위한 회로는 Digital MultiMeter를 저항의 양단에 연결하여 저항의 값을 측정하고, Function Generator에서 정현파를 입력한 후 주파수를 증가시키며 저항의 값의 변화를 측정한다. 주파수를 증가시키다 보면 저항의 값이 감소하는 주파수를 측정할 수 있다. 이는 실제 저항이 구조상 원치 않는 커패시터와 인덕터 성분을 가지고 있기 때문에 기생 커패시터에 흐르는 전류가 증가하여 저항의 값이 감소하는 것이다.
2. 커패시터의 고주파 특성 측정

커패시터의 고주파 특성을 측정하기 위한 회로는 Oscilloscope의 CH1에는 Function Generator의 입력 전압 파형이, CH2에는 저항 전압 파형이 관측되도록 회로를 설계한다. 입력 전압의 주파수를 증가시키면 저항의 전압이 증가하다가 감소하게 된다. 저항의 전압이 감소하기 시작하는 주파수가 커패시터가 인덕터와 같이 행동하는 주파수이며, 이것이 커패시터의 고주파 특성이다.
3. 인덕터의 고주파 특성 측정

인덕터의 고주파 특성을 측정하기 위한 회로는 커패시터의 고주파 특성을 측정하는 회로에서 커패시터를 인덕터로 바꾸고, Oscilloscope의 CH1에는 Function Generator의 입력 전압 파형이, CH2에는 저항 전압 파형이 관측되도록 회로를 설계한다. 입력 전압의 주파수를 증가시키면 저항의 전압이 감소하다가 증가하게 된다. 이는 기생 커패시터가 주파수가 낮을 때에는 끊어진 것처럼 작동하지만, 주파수가 증가하면 커패시터의 임피던스가 매우 작아져 흐르는 전류가 증가하기 때문이다.
4. RC 직렬회로의 주파수 응답 분석

R = 10 kΩ, C = 0.1 μF가 직렬로 연결된 회로에 3 cm 전선 4개가 사용되었다면 parasitic 인덕터의 영향으로 고주파에서는 커패시터가 인덕터로 작동할 것이다. 이 영향을 관찰할 수 있는 주파수는 649.747 kHz부터이다.
5. RC 직렬회로의 Transfer Function 분석

R = 10 kΩ, C = 0.1 μF가 직렬로 연결된 회로에 교류신호가 입력될 때, 입력전압에 대한 저항에 걸리는 전압의 크기의 비(Transfer Function)와 위상차를 주파수의 함수로 그래프로 나타내었다. 주파수가 증가해도 Transfer Function의 크기는 감소함수가 될 수 없으며, 위상차의 부호도 바뀌지 않는다.
6. RL 직렬회로의 Transfer Function 분석

R = 10 kΩ, L = 10 mH가 직렬로 연결된 회로에 교류신호가 입력될 때, 입력전압에 대한 저항에 걸리는 전압의 크기의 비(Transfer Function)와 위상차를 주파수의 함수로 그래프로 나타내었다. 주파수가 증가해도 Transfer Function의 크기는 증가함수가 될 수 없으며, 위상차의 부호도 바뀌지 않는다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 주제2: 커패시터의 고주파 특성 측정

커패시터는 전자 회로에서 매우 중요한 소자로, 특히 고주파 회로에서 필수적인 역할을 합니다. 커패시터의 고주파 특성을 정확히 측정하는 것은 회로 설계 및 성능 향상에 매우 중요합니다. 커패시터의 고주파 특성에는 주파수에 따른 커패시턴스 변화, 등가 직렬 저항(ESR), 등가 직렬 인덕턴스(ESL) 등이 포함됩니다. 이러한 특성을 네트워크 분석기와 같은 고주파 측정 장비를 사용하여 측정할 수 있습니다. 측정 결과를 바탕으로 커패시터의 동작을 정확히 예측하고, 회로 설계 시 적절한 커패시터를 선택할 수 있습니다. 이를 통해 고주파 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다.
2. 주제4: RC 직렬회로의 주파수 응답 분석

RC 직렬회로는 전자 회로에서 매우 중요한 기본 회로 중 하나입니다. 이 회로의 주파수 응답 분석은 회로 설계 및 성능 향상에 필수적입니다. RC 직렬회로의 주파수 응답에는 차단 주파수, 게인, 위상 등이 포함됩니다. 이러한 특성을 네트워크 분석기와 같은 고주파 측정 장비를 사용하여 측정할 수 있습니다. 측정 결과를 바탕으로 RC 직렬회로의 동작을 정확히 예측하고, 회로 설계 시 적절한 RC 값을 선택할 수 있습니다. 이를 통해 고주파 회로의 성능을 최적화할 수 있습니다.
3. 주제6: RL 직렬회로의 Transfer Function 분석

RL 직렬회로는 전자 회로에서 중요한 기본 회로 중 하나입니다. RL 직렬회로의 Transfer Function 분석은 회로의 동적 특성을 이해하고 설계하는 데 매우 중요합니다. Transfer Function은 입력 신호와 출력 신호 간의 관계를 나타내는 수학적 표현으로, 회로의 주파수 응답, 과도 응답, 안정성 등을 분석할 수 있습니다. RL 직렬회로의 Transfer Function을 분석하면 차단 주파수, 시정수, 극점 등의 특성을 파악할 수 있습니다. 이를 통해 회로 설계 시 적절한 RL 값을 선택하고, 회로의 동작을 정확히 예측할 수 있습니다. 또한 Transfer Function 분석은 제어 시스템 설계, 신호 처리 등 다양한 분야에서 활용될 수 있습니다.

주제 연관 토픽을 확인해 보세요!

주제 연관 리포트도 확인해 보세요!