서강대학교 21년도 기초전자공학실험 9주차(A+자료) - RC 회로 설계 보고서

소개글

서강대학교 전자공학과 4점대 학점 공돌이입니다.

A+를 받은 양질의 자료를 올립니다.

목차

1. 제목
2. 설계결과
3. 참고문헌

본문내용

1.제목 : 09주차 설계보고서

2.설계결과
a.시정수가 다음과 같은 RC 직렬회로를 설계하여라. 단 캐패시터는 2개 이상을 사용하고 가변저항을 사용할 수 있다. 전압원은 DC 3 [V]인 펄스 전압을 인가하시오.

먼저0.9ms 인 RC 직렬회로를 설계하겠다.
먼저 캐패시터를 0.1μF와 1μF 캐패시터 2개를 직렬로 연결하겠다. 이론에 따르면, 캐패시터를 직렬로 연결하였을 때, 등가 캐패시턴스는 전류가 일정하기에, 1/Ceq = 1/C1 + 1/C2 로 계산할 수 있고, 이론에 따른 등가 캐패시턴스는 90.91nF 이다.
RC회로에서 캐패시터 양단의 전압을 ec(t)라 할 때, KVL을 사용해 미분방정식을 세워보면RCe’c(t) + ec(t) = 0 이고, 과도응답을 구하기 위해 homogeneous ODE의 해를 구해보면 ec(t) = K1e-t/RC 가 된다. 이때 K1은 ec(0)이다. 시정수란, ec(t)가 초기값에서 36.8%(1/e)로 감소하는 크기이자. 초기값이 0일 때, 63.2%(1-1/e)만큼 증가하는 시간을 의미하고, 이는 지수함수의 지수에 포함되어 있는 RC값이 된다.
따라서 내가 정한 캐패시터의 조합에서, 시정수는 90.91n * R [s] 가 되고, 이를 0.9ms로 맞추기 위해서는 R=9900Ω이 필요함을 이론적으로 알 수 있다. 이를 시뮬레이션해보기 위해 PSpice에 회로를 구성해보았다.

< 중 략 >

c.주파수 100 [Hz]의 구형파를 전원으로 사용하여 1번과 유사한 회로를 꾸미고 오실로스코프로 관찰하려고 한다. 오실로스코프에서 관찰이 가능하도록 시정수 값을 결정하여 회로를 꾸미고 입력파형 (구형파)과 출력파형의 결과를 오실로스코프로 보여라.
먼저 펄스의 전압을 1V로 정했다. 주파수가 100Hz 이면 주기가 10ms가 되고 이는 5ms 1V, 5ms 0V 로 나뉘어지기에 시정수를 5ms 이하로 잡아야 제대로 된 설계가 가능할 것이라 생각했다

참고 자료

J.David Irwin and Robert M. Nelms. 2015. Basic Engineering Circuit Analysis. 11th ed. New Jersey: Wiley. pp. 219-288