아주대학교 A+전자회로실험 실험1 예비보고서

문서 내 토픽

1. 연산 증폭기(OP Amp)

연산 증폭기(OP Amp)는 두 개의 입력단(-IN, +IN)과 한 개의 출력단(OUT)을 갖는 단위 소자다. 입력과 출력은 V_out = A_v(V_+in - V_-in)의 관계를 가지고 두 입력 신호의 전압차를 증폭하는 차동 선형 증폭기이다. 연산 증폭기라고 불리는 이유는 이를 이용해 여러 가지 연산이 가능하도록 회로를 구성할 수 있기 때문이다.
2. 부궤환 증폭기(Negative Feedback Amplifier)

출력을 입력으로 되돌리는 것을 궤환(feedback)이라고 한다. 출력이 입력에 영향을 미치므로 closed loop이다. 궤환은 정(positive)궤환, 부(negative)궤환으로 구분할 수 있다. 출력이 입력의 (+) 단자에 들어가면 정궤환, (-) 단자에 들어가면 부궤환이다. 이번 실험은 부궤환 회로이므로 출력 값의 위상과 180도 떨어진 값이 입력으로 들어가게 된다.
3. 반전 증폭기

반전 증폭기의 (-) 입력 단자에 대한 노드를 X라 할 때, (+) 입력 단자의 전압이 0이므로 V_X = 0이다.(virtual ground) 따라서 노드 X에 대한 KCL은 {V_in}/R_R + {V_out}/R_F = 0이므로 정리하면 V_out = -(R_F/R_R)V_in이다.
4. 비반전 증폭기

비반전 증폭기의 (-) 입력 단자에 대한 노드를 X라 할 때, (+) 입력 단자의 전압이 V_in이므로 V_X = V_in이다. 따라서 노드 X에 대한 KCL은 {V_in}/R_R + {V_in - V_out}/R_F = 0이므로 정리하면 V_out = (1 + R_F/R_R)V_in이다.
5. 가산기(Adder)

가산기의 (-) 입력 단자에 대한 노드를 X라 할 때, (+) 입력 단자의 전압이 0이므로 V_X = 0이다. 따라서 노드 X에 대한 KCL은 {V_1}/R_1 + {V_2}/R_2 + {V_out}/R_F = 0이므로 정리하면 V_out = -(R_F/R_1)V_1 - (R_F/R_2)V_2이다. 여기서 R_F = R_1 = R_2로 두면 V_o = -(V_1 + V_2)로 출력 전압이 입력 전압의 합이다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 연산 증폭기(OP Amp)

연산 증폭기(OP Amp)는 전자 회로에서 매우 중요한 역할을 합니다. 이는 매우 높은 입력 임피던스와 매우 낮은 출력 임피던스를 가지고 있어 다양한 회로에 사용될 수 있습니다. 연산 증폭기는 신호 증폭, 신호 처리, 비교기, 적분기, 미분기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 특히 부궤환 회로를 구성하여 안정적이고 정밀한 증폭기를 만들 수 있습니다. 연산 증폭기는 아날로그 회로 설계에 필수적인 요소이며, 전자 공학 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.
2. 부궤환 증폭기(Negative Feedback Amplifier)

부궤환 증폭기는 입력 신호의 일부를 출력 신호에 역위상으로 피드백하여 증폭기의 특성을 개선하는 회로입니다. 부궤환을 통해 증폭기의 이득, 주파수 특성, 입출력 임피던스, 왜곡 등을 개선할 수 있습니다. 특히 부궤환은 증폭기의 안정성을 높이고 온도 변화나 부품 특성 변화에 강한 특성을 가지게 합니다. 부궤환 증폭기는 정밀한 계측기, 오디오 증폭기, 전력 증폭기 등 다양한 분야에 활용되며, 전자 회로 설계에 필수적인 기술입니다.
3. 반전 증폭기

반전 증폭기는 입력 신호와 출력 신호가 180도 위상 차이를 가지는 증폭기입니다. 이는 연산 증폭기의 대표적인 회로 구성 중 하나로, 입력 신호를 반전시켜 출력하는 특성을 가집니다. 반전 증폭기는 신호 처리, 필터링, 적분기, 미분기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 특히 부궤환 회로와 결합하여 정밀한 증폭기를 구현할 수 있습니다. 반전 증폭기는 전자 회로 설계에 필수적인 기본 회로 중 하나이며, 아날로그 신호 처리 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.
4. 비반전 증폭기

비반전 증폭기는 입력 신호와 출력 신호가 동상인 증폭기입니다. 이는 연산 증폭기의 대표적인 회로 구성 중 하나로, 입력 신호를 그대로 증폭하여 출력하는 특성을 가집니다. 비반전 증폭기는 버퍼, 전압 팔로워, 전압 증폭기 등 다양한 용도로 사용됩니다. 특히 부궤환 회로와 결합하여 정밀한 증폭기를 구현할 수 있습니다. 비반전 증폭기는 전자 회로 설계에 필수적인 기본 회로 중 하나이며, 아날로그 신호 처리 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.
5. 가산기(Adder)

가산기는 두 개 이상의 입력 신호를 합산하여 출력하는 회로입니다. 이는 연산 증폭기를 이용하여 구현할 수 있으며, 다양한 신호 처리 및 제어 응용 분야에 활용됩니다. 가산기는 아날로그 신호 처리, 디지털 신호 처리, 제어 시스템 등 다양한 분야에서 사용됩니다. 특히 센서 신호 처리, 필터링, 데이터 통합 등의 용도로 활용됩니다. 가산기는 전자 회로 설계에 필수적인 기본 회로 중 하나이며, 아날로그 및 디지털 신호 처리 분야에서 매우 중요한 역할을 합니다.

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