Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계
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A+ 2022 중앙대학교 전자회로설계실습 예비보고서 2 Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계
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2023.02.26
문서 내 토픽
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1. Offset VoltageOffset Voltage는 이상적인 Op Amp에서는 0V이지만 실제 Op Amp에서는 내부적으로 Offset Voltage가 존재하여 출력 전압이 0V가 되지 않는다. Offset Voltage를 측정하는 방법으로는 이상적인 Op Amp를 사용하여 Inverting Amplifier를 설계하고 출력 전압을 측정하는 방법이 있지만, 실제 Op Amp의 Open Loop Gain이 유한하기 때문에 이 방법으로는 정확한 Offset Voltage를 측정할 수 없다. 대신 Op Amp의 두 입력단자를 접지하고 출력 전압을 측정하여 Offset Voltage를 구할 수 있다. Op Amp의 Offset Voltage는 데이터시트에 Min, Typ, Max 값으로 제공되며, Min 값은 없는 이유는 이상적인 Op Amp에서 Offset Voltage는 0이기 때문이다.
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2. Slew RateSlew Rate는 Op Amp의 출력 전압이 변화할 수 있는 최대 속도를 의미한다. Slew Rate를 최소화하는 방법은 입력 전압의 크기를 낮추거나 주파수를 낮추는 것이다. Op Amp의 Slew Rate 값은 데이터시트에 제공되어 있다.
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3. Integrator 설계Integrator 회로는 Inverting Amplifier에서 저항 R2 대신 커패시터 C1을 연결하여 설계할 수 있다. 이상적인 Integrator 회로에서는 입력 전압이 구형파일 때 출력 전압이 삼각파가 된다. 하지만 실제 Op Amp에서는 Offset Voltage가 존재하므로 출력 전압이 시간에 따라 일정한 기울기로 변하다가 포화 전압에 도달하게 된다. 이를 해결하기 위해 DC Path인 저항 RF를 추가할 수 있는데, RF가 너무 크거나 작으면 Integrator 동작이 제대로 이루어지지 않는다. 또한 Miller Integrator 회로를 이용하면 Offset Voltage를 측정할 수 있다.
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1. Offset VoltageOffset voltage is an important parameter in analog circuit design, as it can significantly impact the performance and accuracy of the circuit. Offset voltage refers to the voltage difference between the input and output of an operational amplifier (op-amp) or other analog device when the input is theoretically zero. This voltage offset can be caused by various factors, such as manufacturing imperfections, temperature variations, and component mismatches. Minimizing offset voltage is crucial in applications where high precision and accuracy are required, such as in instrumentation, medical devices, and high-performance audio equipment. Designers can employ various techniques to reduce offset voltage, such as using input offset voltage cancellation circuits, input offset voltage trimming, and careful component selection and layout. Understanding and managing offset voltage is a key aspect of analog circuit design and can help ensure the reliable and accurate operation of electronic systems.
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2. Slew RateSlew rate is a critical parameter in analog circuit design, as it determines the maximum rate of change in the output voltage of an operational amplifier (op-amp) or other analog device. Slew rate is particularly important in applications where the circuit needs to respond quickly to changes in the input signal, such as in audio amplifiers, video circuits, and high-speed data acquisition systems. A high slew rate allows the circuit to faithfully reproduce fast-changing input signals, while a low slew rate can result in distortion and loss of fidelity. Designers can optimize the slew rate of an op-amp by carefully selecting the device's internal components, such as the input stage and output stage, and by using appropriate compensation techniques. Additionally, the layout and power supply design of the circuit can also impact the slew rate performance. Understanding and managing slew rate is a crucial aspect of analog circuit design, as it can significantly affect the overall performance and reliability of the system.
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3. Integrator 설계Integrator design is a fundamental topic in analog circuit design, as integrators are widely used in various applications, such as signal processing, control systems, and instrumentation. An integrator is a circuit that performs the mathematical operation of integration, where the output voltage is proportional to the integral of the input voltage over time. Designing an effective integrator circuit requires careful consideration of several factors, including the choice of op-amp, the selection of feedback components (resistor and capacitor), and the handling of input and output offsets. Additionally, the stability and frequency response of the integrator must be carefully analyzed to ensure the circuit's reliable and accurate operation. Designers may employ techniques such as compensation networks, input offset voltage cancellation, and careful component selection to optimize the integrator's performance. Understanding the principles of integrator design and the associated trade-offs is crucial for analog circuit engineers, as it enables them to create high-performance, reliable, and efficient analog systems.
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중앙대학교 전자회로설계실습 Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. Op Amp의 특성 측정 이번 실험을 통해 이상적인 Op-Amp의 동작원리와 실제 Op-Amp간의 차이를 알 수 있었고, Offset voltage를 측정하는 방법을 배웠습니다. Open Loop Gain 회로를 구성하여 출력 파형을 관찰하였고, 이상적인 Open Loop Gain은 무한대이지만 실제 회로에서는 매우 큰 이득을 갖게 되어 Saturat...2025.05.10 · 공학/기술
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중앙대학교 전자회로설계실습 예비2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. Op Amp의 Offset Voltage 측정 Op Amp의 Offset Voltage 측정 방법에 대해 설명합니다. 이상적인 Op Amp를 사용하여 Inverting Amplifier 회로를 설계하고, 유한한 크기의 Open Loop Gain을 고려하여 Offset Voltage를 측정하는 방법을 기술합니다. 또한 Data Sheet에서 Offset...2025.01.27 · 공학/기술
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[A+] 중앙대학교 전자회로 설계실습 예비보고서 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. Op Amp의 Offset Voltage 측정 Op Amp의 offset 전압을 측정하는 방법에 대해 설명하였습니다. 이상적인 Op Amp를 사용하여 Inverting Amplifier를 설계하고, 두 입력 단자를 접지하여 출력전압을 측정하면 Offset Voltage를 구할 수 있습니다. 또한 Op Amp의 Offset Voltage를 최소화하는 방...2025.04.29 · 공학/기술
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(22년) 중앙대학교 전자전기공학부 전자회로설계실습 예비보고서 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. Op Amp의 Offset Voltage 측정 OP Amp의 offset 전압을 측정하기 위해 두 개의 Inverting Amplifier 회로를 설계하고, 이 회로의 출력전압을 측정하여 offset 전압을 계산하는 방법을 설명하였습니다. 또한 offset 전압을 최소화하는 방법으로 offset-nulling 단자를 이용한 가변저항 조절과 출력단에 캐...2025.04.30 · 공학/기술
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(22년) 중앙대학교 전자전기공학부 전자회로설계실습 결과보고서 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. Op Amp의 특성 측정 Op Amp의 두 입력단자에 ground를 연결하고 출력파형을 관찰하였고 Offset Voltage가 증폭되어 나온 출력 -12.5V를 확인했다. Op Amp에 공급하는 전압 이상으로 증폭할 수 없으므로 출력이 Saturation되는 결과가 나타났다. 2. Integrator 설계 R = =1 kΩ, C = 0.47 F의 In...2025.04.30 · 공학/기술
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전자회로설계실습 2번 결과보고서1. Op Amp의 Offset Voltage 측정 Open loop gain 회로를 설계하여 Offset voltage를 측정한 결과, 3.2mV의 출력파형이 나왔다. Gain이 100 V/V인 Inverting Amplifier회로와 1000 V/V일 때의 출력전압을 측정하여 Offset voltage를 계산한 결과, 약 0.792 mV~0.12mV 사...2025.01.20 · 공학/기술
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(22년) 중앙대학교 전자전기공학부 전자회로설계실습 결과보고서 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계 3페이지
설계실습 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계요약: Op Amp의 두 입력단자에 ground를 연결하고 출력파형을 관찰하였고 Offset Voltage가 증폭되어 나온 출력 -12.5V를 확인했다. Op Amp에 공급하는 전압 이상으로 증폭할 수 없으므로 출력이 Saturation되는 결과가 나타났다.R = =1 kΩ, C = 0.47 F의 Integrator를 설계하고, input pulse로 2V, 250Hz의 사각파를 인가하고 2ms 뒤의 출력파형을 관찰하였다. PSPICE 시뮬레이션 결과와는 출력전압...2023.02.12· 3페이지 -
2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계 예비보고서 - [전자회로설계실습 A+ 인증] 9페이지
02주차 예비보고서 설계실습 02. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계 **분반 2******* *** (03/23) 1. 목적 : OP Amp의 offset 전압과 slew rate를 측정하는 회로, 적분기를 설계, 구현, 측정, 평가한다. 2. 준비물 및 유의사항 Function Generator : 1대 Oscilloscope(2channel) : 1대 DC Power Supply(2channel) : 1대 DMM : 1대 Op Amp: LM741CN : 3개 Resistor: 51 Ω, 100 Ω, 1 ...2022.03.12· 9페이지 -
[A+예비보고서] 설계실습 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계 10페이지
예비보고서설계실습 2. Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계1. 목적OP Amp의 offset 전압과 slew rate를 측정하는 회로, 적분기를 설계, 구현, 측정, 평가한다.2. 준비물Function Generator1대Oscilloscope(2channel)1대DC Power Supply(2channel)1대DMM1대Op Amp: LM741CN3개Resistor: 51Ω, 100Ω, 1kΩ, 10kΩ, 100kΩ,1MΩ, 5%, 1/2W2개Capacitor: 0.47uF, 4.7uF, 100uF1개Varia...2025.01.31· 10페이지 -
설계실습2op amp의 특성측정 방법 및 integrator 설계 14페이지
전자회로설계실습설계실습계획서설계실습2op amp의 특성측정 방법 및 integrator 설계3.1Offset Voltage, Slew RateOffset Voltage 개념아래의 그림과 같이 두 입력단자를 모두 접지시키면 입력단자간의 전위차가 존재하지 않으므로 이상적인 OP-Amp를 가정할 경우 출력전압은 0V가 된다. 그러나 실제 OP-Amp의 경우에는 OP-Amp내부에 그림 4.2와 같이 Offset voltage가 존재하므로 출력전압은 0V가 아니며 그 출력전압을 Open loop gain으로 나누면 Offset voltage...2021.07.29· 14페이지 -
[A+]중앙대학교 전자회로설계실습 Op Amp의 특성측정 방법 및 Integrator 설계 예비보고서 7페이지
3.1.1 Offset Voltage 개념아래의 그림 4.1과 같이 두 입력단자를 모두 접지시키면 입력단자간의 전위차가 존재하지 않으므로 이상적인 OP-Amp를 가정할 경우 출력전압은 0 V가 된다. 그러나 실제 OP-Amp의 경우에는 OP-Amp 내부에 그림 4.2와 같이 Offset voltage가 존재하므로 출력전압은 0 V가 아니며 그 출력전압을 Open loop gain으로 나누면 Offset voltage를 구할 수 있다고 생각된다. 그러나 실제로는 이런 방법을 사용할 수 없다. 그 이유가 무엇인지 기술한다.3.1.3 O...2021.03.09· 7페이지
