오실로스코프와 함수발생기 사용법 실험보고서

본 내용은 " Oscilloscope와 Function generator 사용법 결과보고서 " 의 원문 자료에서 일부 인용된 것입니다. 2023.09.29

문서 내 토픽

• 1. 오실로스코프 파형 측정

  오실로스코프를 이용하여 사인파, 삼각파, 사각파 등 다양한 파형을 측정하고 분석했다. VOLT/DIV와 TIME/DIV 설정을 통해 전압과 주기를 계산하였으며, 예시로 VOLT/DIV 1V, TIME/DIV 25㎲일 때 최대-최소 전압차 2V, 주기 100㎲, 주파수 10㎑를 도출했다. 함수발생기의 FUNC 버튼으로 다양한 파형을 생성하여 측정했다.

• 2. 임피던스와 전압 분배

  51Ω 저항 2개를 병렬 연결하여 25Ω 등가저항을 만들고, 함수발생기의 내부 50Ω 임피던스와의 상호작용을 분석했다. 병렬저항 25Ω일 때 약 1.33Vpp, 51Ω 단일 저항일 때 1.91Vpp가 측정되었다. 큰 저항값일수록 Vpp가 증가하는 이유는 전압이 큰 저항 쪽으로 더 많이 흐르기 때문이다.

• 3. 트리거 모드 설정 및 파형 안정화

  오실로스코프의 트리거 모드를 Normal과 Auto로 설정하여 파형 안정화를 실험했다. Normal 모드에서 트리거 레벨을 2V 이상으로 설정하면 파형이 멈추고 'Trig?' 표시가 나타나며, 2V 이하로 설정하면 'Trig'd' 표시로 파형이 고정된다. Auto 모드에서는 트리거 레벨에 따라 파형이 움직이거나 고정되는 차이가 발생한다.

• 4. 리사쥬 패턴과 위상 차이 분석

  RC 회로에서 1㏀ 저항과 10nF 커패시터를 이용하여 두 채널의 신호를 측정했다. CH1은 전체 전압, CH2는 커패시터를 제외한 저항 양단의 전압을 나타낸다. 두 신호의 크기와 위상이 다르며, 이를 리사쥬 패턴으로 표현하면 기울어진 타원 형태가 나타난다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

• 1. 오실로스코프 파형 측정

  오실로스코프를 이용한 파형 측정은 전자공학에서 가장 기본적이면서도 중요한 기술입니다. 정확한 파형 측정을 위해서는 프로브의 임피던스, 대역폭, 샘플링 레이트 등을 고려해야 합니다. 특히 고주파 신호 측정 시 프로브 보정이 필수적이며, 적절한 수직 및 수평 스케일 설정이 신호의 세부 특성을 파악하는 데 결정적입니다. 디지털 오실로스코프의 발전으로 더욱 정밀한 측정이 가능해졌으며, 자동 측정 기능을 활용하면 인적 오류를 줄일 수 있습니다. 다양한 신호 처리 기능과 저장 기능은 신호 분석의 효율성을 크게 향상시킵니다.

• 2. 임피던스와 전압 분배

  임피던스는 교류 회로에서 저항, 인덕턴스, 커패시턴스의 복합적 영향을 나타내는 중요한 개념입니다. 전압 분배는 임피던스 비율에 따라 결정되므로, 정확한 회로 분석을 위해서는 임피던스 특성을 정확히 이해해야 합니다. 특히 고주파 회로에서는 임피던스 매칭이 신호 전달 효율과 반사 손실에 직접적인 영향을 미칩니다. 오실로스코프 프로브의 입력 임피던스도 측정 대상 회로에 영향을 주므로 신중하게 선택해야 합니다. 임피던스 개념을 정확히 이해하면 회로 설계 및 문제 해결 능력이 크게 향상됩니다.

• 3. 트리거 모드 설정 및 파형 안정화

  트리거 모드는 오실로스코프에서 반복되는 신호를 안정적으로 표시하기 위한 핵심 기능입니다. 적절한 트리거 레벨과 슬로프 설정을 통해 원하는 신호 부분을 정확히 캡처할 수 있습니다. 에지 트리거, 펄스 트리거, 비디오 트리거 등 다양한 모드를 상황에 맞게 선택하면 복잡한 신호도 효과적으로 분석할 수 있습니다. 트리거 홀드오프 기능을 활용하면 특정 신호 패턴을 선택적으로 관찰할 수 있습니다. 파형 안정화는 신호 특성 파악의 첫 단계이므로, 트리거 설정에 충분한 시간을 투자하는 것이 전체 측정 효율을 높입니다.

• 4. 리사쥬 패턴과 위상 차이 분석

  리사쥬 패턴은 두 신호 간의 위상 차이와 주파수 비율을 시각적으로 표현하는 강력한 도구입니다. 오실로스코프의 X-Y 모드를 활용하여 두 채널의 신호를 동시에 표시하면 복잡한 신호 관계를 직관적으로 파악할 수 있습니다. 원형, 타원형, 직선 등의 패턴 형태로부터 위상 차이를 정량적으로 계산할 수 있으며, 이는 회로 특성 분석에 매우 유용합니다. 특히 필터 회로, 증폭기, 발진기 등의 성능 검증에 리사쥬 패턴 분석이 효과적입니다. 이 기법은 주파수 측정이나 위상 동기 회로 디버깅에도 널리 활용되는 실용적인 방법입니다.