중앙대 전자회로 설계 실습 예비보고서 1_Op Amp를 이용한 다양한 Amplifier 설계

문서 내 토픽

1. 센서 측정 및 등가회로

센서의 출력전압을 오실로스코프로 직접 측정하여 peak to peak 전압이 200㎷이었고, 센서의 부하로 10㏀ 저항을 연결한 후 10㏀ 저항에 걸리는 전압을 측정하여 peak to peak 전압이 100㎷이었다. 이를 바탕으로 센서의 Thevenin 등가회로를 구하는 과정을 기술하고 PSPICE로 그려서 제출하였다. 또한 Function generator와 저항으로 Thevenin 등가회로를 구현하기 위해 Function generator의 출력을 설정하는 방법을 제시하였다.
2. Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션

센서의 출력을 증폭하여 출력이 1인 Inverting amplifier를 설계하였다. 설계과정, 회로, PSPICE 출력파형을 제출하였다. 목표 출력 전압과 시뮬레이션 출력 전압이 다른 이유를 이상적인 op amp 가정과 실제 op amp 특성의 차이로 설명하였다. 또한 PSPICE를 이용하여 이득의 주파수 특성을 시뮬레이션하고, 입력전압과 출력전압이 같아지는 주파수를 구하여 op amp의 lowpass filter 특성을 기술하였다.
3. Inverting Amplifier 측정

Thevenin 등가회로를 Function generator와 저항으로 구현하여 센서 대신 사용하고, Inverting amplifier의 입력파형과 출력파형을 오실로스코프로 동시에 관찰할 수 있도록 장치 연결도를 그려서 제출하였다. 또한 입력파형과 출력파형을 관찰하기 위한 오실로스코프의 V/Div와 Time/Div 설정값을 제시하였다.
4. Non-Inverting Amplifier 설계

센서의 출력을 증폭하여 출력이 1인 Non-Inverting amplifier를 설계하였다. 설계과정, 회로, PSPICE 출력파형을 제출하였다. 목표 출력 전압과 시뮬레이션 출력 전압이 다른 이유를 Inverting amplifier와 마찬가지로 이상적인 op amp 가정과 실제 op amp 특성의 차이로 설명하였다. PSPICE를 이용한 이득의 주파수 특성 시뮬레이션과 입력전압과 출력전압이 같아지는 주파수 분석을 통해 op amp의 lowpass filter 특성을 기술하였다. 또한 Non-Inverting amplifier의 출력이 왜곡되지 않는 최대 입력전압을 제시하고, 그 이유를 op amp의 공급 전압 제한으로 설명하였다.
5. Inverting 및 Non-Inverting Amplifier 비교

Inverting 증폭기와 Non-inverting 증폭기 중 Inverting 증폭기를 더 선호하는 이유를 오차가 적어 구현하기 수월할 것 같기 때문이라고 기술하였다.
6. Summing Amplifier 설계

V1과 V2의 출력 조건을 만족하는 Summing amplifier 회로를 설계하고 PSPICE로 시뮬레이션하여 제출하였다. Summing amplifier는 Inverting amplifier 두 개를 직렬로 연결하여 구현할 수 있다.

Easy AI와 토픽 톺아보기

1. 센서 측정 및 등가회로

센서 측정 및 등가회로는 전자공학 분야에서 매우 중요한 주제입니다. 센서는 물리적 현상을 전기적 신호로 변환하는 장치로, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. 등가회로는 센서의 동작 원리를 이해하고 분석하는 데 필수적입니다. 센서의 특성을 정확히 파악하고 등가회로를 통해 센서의 동작을 모델링할 수 있다면, 센서 시스템의 설계와 분석이 보다 용이해질 것입니다. 이 주제에 대한 깊이 있는 이해는 전자공학 분야에서 필수적인 역량이라고 할 수 있습니다.
2. Inverting Amplifier 설계 및 시뮬레이션

Inverting Amplifier는 전자공학에서 매우 중요한 회로 중 하나입니다. 이 증폭기는 입력 신호를 반전시켜 출력하는 특성을 가지고 있어, 다양한 응용 분야에서 활용됩니다. Inverting Amplifier의 설계 및 시뮬레이션은 회로의 동작을 이해하고 최적의 성능을 달성하는 데 필수적입니다. 이 주제를 통해 학생들은 증폭기 설계의 기본 원리를 배우고, 시뮬레이션을 통해 실제 회로 동작을 예측할 수 있습니다. 이는 전자공학 설계 능력 향상에 큰 도움이 될 것입니다.
3. Inverting Amplifier 측정

Inverting Amplifier 측정은 실제 회로의 동작을 확인하고 설계 결과를 검증하는 데 매우 중요합니다. 이를 통해 학생들은 이론적인 지식을 실제 구현으로 연결할 수 있습니다. 측정 과정에서 발생할 수 있는 오차와 문제점을 파악하고 해결하는 능력은 전자공학 실험 및 설계 역량 향상에 도움이 될 것입니다. 또한 측정 결과를 분석하고 설계 과정을 개선하는 능력도 함께 배양할 수 있습니다. 이 주제는 이론과 실습을 연계하여 전자공학 교육의 완성도를 높일 수 있는 중요한 기회가 될 것입니다.
4. Non-Inverting Amplifier 설계

Non-Inverting Amplifier는 입력 신호를 반전시키지 않고 증폭하는 회로로, Inverting Amplifier와 함께 전자공학에서 매우 중요한 증폭기 회로입니다. Non-Inverting Amplifier 설계는 증폭기 회로 설계의 기본 원리를 이해하고 적용하는 데 도움이 됩니다. 이 주제를 통해 학생들은 증폭기 설계의 기본 개념을 배우고, 실제 회로 구현을 통해 설계 능력을 향상시킬 수 있습니다. 또한 Inverting Amplifier와의 비교를 통해 증폭기 회로의 특성과 장단점을 이해할 수 있습니다. 이는 전자공학 설계 역량 향상에 크게 기여할 것입니다.
5. Inverting 및 Non-Inverting Amplifier 비교

Inverting Amplifier와 Non-Inverting Amplifier는 전자공학에서 매우 중요한 증폭기 회로입니다. 이 두 증폭기의 특성과 동작 원리를 비교하는 것은 증폭기 회로 설계 및 분석 능력 향상에 도움이 됩니다. 학생들은 이 주제를 통해 각 증폭기의 장단점을 이해하고, 응용 분야에 따라 적절한 증폭기를 선택할 수 있는 능력을 기를 수 있습니다. 또한 이론적인 지식을 바탕으로 실제 회로 구현과 측정을 수행함으로써 실무 능력도 향상시킬 수 있습니다. 이는 전자공학 교육의 완성도를 높이는 데 기여할 것입니다.
6. Summing Amplifier 설계

Summing Amplifier는 여러 개의 입력 신호를 합산하여 하나의 출력 신호를 생성하는 회로입니다. 이 회로는 신호 처리, 제어 시스템, 아날로그 컴퓨팅 등 다양한 분야에서 활용됩니다. Summing Amplifier 설계는 증폭기 회로 설계의 심화 주제로, 학생들에게 전자공학 설계 능력 향상의 기회를 제공합니다. 이 주제를 통해 학생들은 회로 분석 및 설계 기술을 향상시킬 수 있으며, 실제 회로 구현과 측정을 통해 실무 능력도 기를 수 있습니다. 이는 전자공학 교육의 완성도를 높이는 데 기여할 것입니다.

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