아주대학교 전자회로실험 실험3 적분회로 예비보고서

소개

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목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 부품
4. 실험과정 및 Simulation 결과
5. 회로결선도
6. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
연산 증폭기는 아날로그 신호의 적분과 미분 연산을 위한 회로에 사용 될 수 있는데, 이번 실험을 통해 적분기와 미분기 회로의 동작대 대해 분석하고 이해한다.

2. 실험 이론
1-1) 미분기
왼쪽 그림은 연산 증폭기를 이용한 미분기회로로 오른쪽 그림의 반전 증폭기 회로에서 반전 단자와 입력 전압 사이에 캐패시터가 연결된 구조이다. 연산 증폭기가 이상적이라고 가정할 때, 연산 증폭기의 반전 단자는 가상 접지되어 있으므로 입력 전압 로부터 캐패시터 C에 흐르는 전류 는 로 정의할 수 있다. 또한 연산 증폭기의 반전 단자로 흐르는 전류는 0이므로, 캐패시터 C에 흐르는 전류 는 저항 을 통해 흐르는 전류 와 같으므로 출력 전압은 이다. 즉, 위 회로의 출력 전압은 입력 전압 의 미분 값으로 표현할 수 있기 때문에 미분기의 역할을 하며 마이너스 부호를 가지고 있으므로 반전 미분기라고 한다. 위 회로의 주파수 영역 전달 함수는 다음과 같이 표현할 수 있다. 위 회로의 주파수 영역 전달 함수는 다음과 같이 표현할 수 있다.

4. 실험 순서에 따른 simulation 결과
실험1) 미분기
(1) 아래 그림의 회로를 연결하라.
(2) 입력 삼각파의 전압을 1V, 주파수를 400Hz로 고정하고 출력을 측정하여 그 파형을 그린다.
(3) 출력 파형의 를 측정하여 기록한다.
(4) 출력 파형의 전압이 –인 주기와 +인 주기를 측정하여 기록하여라.

위의 PSpice Simulation 그래프를 보면 입력전압이 삼각파 일 때, 출력 전압이 사각파로 나타났는데, 이는 출력 값이 입력의 미분형태임을 보여준다. 다시 말하면, 입력의 삼각파 기울기가 양으로 일정할 때에는 출력의 사각파가 음의 값으로 일정하고, 입력의 삼각파 기울기가 음으로 일정할 때에는 출력의 사각파가 양의 값으로 일정한 것을 확인할 수 있다.

참고자료

· Fundamentals of Microelectronics (Razavi, 2006), ch8 Operational Amplifier As a Black box
· http://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_6.html => 미분기
· www.datasheet.co.kr|
· 적분회로 강의노트 => 실험과정, 이론참조