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중앙대 전자회로설계실습 예비보고서1

"중앙대 전자회로설계실습 예비보고서1"에 대한 내용입니다.
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최초등록일 2023.12.23 최종저작일 2023.03
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중앙대 전자회로설계실습 예비보고서1
상세정보 자료후기 2 자주묻는질문

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    소개

    "중앙대 전자회로설계실습 예비보고서1"에 대한 내용입니다.

    목차

    1. 목적
    2. 준비물 및 유의사항
    3. 설계실습 계획서

    본문내용

    1. 목적
    출력저항이 큰 센서의 출력신호를 증폭하는 Inverting, Non-inverting, summing Amplifier를 설계, 구현, 측정, 평가한다.

    2. 준비물 및 유의사항
    Function Generator : 1대
    Oscilloscope(2channel) : 1대
    DC Power Supply(2channel) : 1대
    Op Amp(LM741CN) : 2개
    DMM : 1대
    Resistor 1 KΩ, 10 KΩ, 100 KΩ, 1 MΩ, 5% : 1개
    Variable Resistor 가변저항 20 KΩ, 1/2 W : 4개
    점퍼선 : 다수

    3. 설계실습 계획서
    3.1 센서 측정 및 등가회로
    출력신호가 주파수 2 KHz의 정현파인 어떤 센서의 출력전압을 오실로스코프(입력임피던스 = 1 MΩ)로 직접 측정하였더니 peak to peak 전압이 200 mV이었고 센서의 부하로 10 KΩ 저항을 연결한 후 10 KΩ 저항에 걸리는 전압을 역시 오실로스코프로 측정하였더니 peak to peak 전압이 100 mV이었다.

    참고자료

    · 없음

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    • 1. Inverting Amplifier 설계
      Inverting Amplifier는 Op-Amp 기반 회로 설계에서 가장 기본적이면서도 중요한 구성입니다. 입력 신호를 반전시키면서 증폭하는 특성으로 인해 신호 처리, 필터링, 적분 회로 등 다양한 응용에 활용됩니다. 설계 시 피드백 저항의 비율로 이득을 정확히 제어할 수 있으며, 입력 임피던스가 낮다는 특성을 고려하여 신호원의 임피던스 매칭을 신중히 고려해야 합니다. 또한 Op-Amp의 대역폭, 슬루율, 오프셋 전압 등의 실제 특성을 고려한 설계가 정확한 성능 구현에 필수적입니다.
    • 2. Non-Inverting Amplifier 설계
      Non-Inverting Amplifier는 입력 신호의 위상을 유지하면서 증폭하는 회로로, 높은 입력 임피던스를 제공하여 신호원에 미치는 부하를 최소화합니다. 이러한 특성으로 인해 센서 신호 증폭, 버퍼 증폭기, 임피던스 변환 등에 광범위하게 사용됩니다. 설계 시 이득은 피드백 저항의 비율로 결정되며, 입력 임피던스가 높아 신호 손실이 적다는 장점이 있습니다. 다만 출력 임피던스가 낮아야 하므로 Op-Amp의 출력 특성과 부하 조건을 충분히 검토하여 안정적인 동작을 보장해야 합니다.
    • 3. Summing Amplifier 설계
      Summing Amplifier는 여러 입력 신호를 동시에 수신하여 가중합산한 후 증폭하는 회로로, 신호 혼합, 오디오 믹싱, 데이터 수집 시스템 등에 매우 유용합니다. 각 입력 채널에 독립적인 저항을 배치하여 각 신호의 가중치를 개별적으로 제어할 수 있으며, 이는 복잡한 신호 처리를 간단하게 구현할 수 있게 합니다. 설계 시 입력 저항들의 정확한 값 선택, 피드백 저항의 적절한 설정, 그리고 Op-Amp의 입력 오프셋 전압 보정이 중요하며, 채널 간 간섭을 최소화하기 위한 회로 배치도 신중히 고려해야 합니다.
    • 4. 센서의 Thevenin 등가회로
      Thevenin 등가회로는 복잡한 센서 회로를 간단한 전압원과 직렬 저항으로 모델링하는 강력한 도구입니다. 센서의 실제 동작 특성을 정확히 파악하고 신호 조절 회로를 설계하기 위해서는 Thevenin 등가회로의 정확한 도출이 필수적입니다. 개방 회로 전압과 단락 회로 전류를 측정하여 등가 저항을 계산하면, 센서와 후단 증폭기 간의 임피던스 매칭, 신호 손실 예측, 노이즈 특성 분석 등을 효과적으로 수행할 수 있습니다. 특히 고임피던스 센서의 경우 버퍼 증폭기 사용의 필요성을 판단하는 데 매우 유용합니다.

  • 자료후기

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