(서울시립대 전전설3) [종합2등(A+), 성적증명] 4주차 결과레포트+MATLAB코드+실험데이터+교수님피드백 - Op-Amp Based 1st/2nd-Order Active Filter Frequency Responses

소개

ㅂㄱㅎ교수님 분반 2021년 1학기 자료입니다!
이번 레포트에는 교수님의 디테일한 피드백 자료가 있어요!
Adobe PDF reader로 열어보면 형광펜 처리된 부분에서 코멘트를 읽으실 수 있습니다.

실험값을 적을 엑셀을 미리 MATLAB과 연동시켜 놓았으므로 실험하면서 돌려보면 이론값과 실시간으로 비교할 수 있어요!
MATLAB코드를 실행하는 것도 파일을 받은 위치만 별도로 입력해주고 실행하면 원하는 그래프가 나오도록 최대한 편리하게 썼습니다.
결과레포트에선 제가 직접 실험했던 데이터까지 정리해서 포함시켜 놓았어요!

이때 사용된 이론값은 transfer function만 입력하고 MATLAB에서 계산했거나,
또는 LTspice에서 만든 회로로 계산한 뒤 내보내기한 텍스트 파일이므로 믿을 만합니다.

교안은 다른 교수님 분반과 주제만 동일하고 내용은 아예 다릅니다... 게다가 교수님이 의욕이 크신 만큼 작년에 쓴 자료를 고쳐 쓰실 확률도 꽤 높아요.
그래서 정확히 어떤 교안에 대해 작성한 보고서인지 궁금하실 수 있는데 여기 직접 올려드릴 수는 없고 문의 남겨주시면 확인 도와드리겠습니다!

목차

I. Introduction
II. Experiment Setup
III. Experimental Results & Analysis
IV. Conclusion

본문내용

I. Introduction
I.1.Purpose
본 실험은 Op-Amp를 사용하는 Active Filter 중 1st/2nd-order LPF와 2nd-order Band-pass Filter에 대한 frequency response를 측정하고, 동 차수 Passive Filter와 specification을 비교하고자 한다.

II. Experiment Setup
다음 Figure 1,2,3은 각각 Exper. 1,2,3에서 실제로 사용한 회로 구성을 Tinkercad®를 이용하여 R_L=50 Ω으로써 모델링한 것이다. 여러 소자를 합성한 R과 C는 합성된 값을 표기하였다.
측정 시 Open voltage는 저항을 회로에서 분리한 채로 같은 node에서 재었으며, Function Generator의 output termination은 High-Z로 세팅하였다.

< 중 략 >

Diagram
Figure 4는 Exper. 1에서의 Frequency Response를 ideal Op-Amp(검정 점선) 대비 practical Op-Amp를 load resistance의 크기에 따라 각각 load=∞(빨강 실선) load=50 Ω(파랑 실선)으로 구분하여 비교하고 있다.
Figure 4에서의 비교는 다음과 같은 특징들을 나타냈다. 먼저 magnitude의 경우 ⓐ ideal Op-Amp에 비하여 high-frequency 구간에서 크다. ⓑ load=∞일 때에 비하여 load=50 Ω 일 때 high frequency 구간에서 작다.
그리고 phase의 경우 ⓒ ideal Op-Amp에 비하여 high frequency 구간에서 더욱 lagging된다. ⓓ ideal Op-Amp에 비하여 high frequency 구간에서 측정이 불가능하다. ⓔ load의 값에 따라 phase shift의 전후 관계가 역전된다.

참고자료

· Texas Instruments, “Typical Characteristics,” uA741 General-Purpose Operational Amplifiers, pp.6-11, 1970.
· Texas Instruments, “Layout Guidelines,” uA741 General-Purpose Operational Amplifiers, 14p, 1970.
· A. S. Sedra and K. C. Smith, 정원섭 외 역, “연산증폭기의 대신호 동작”, 마이크로전자회로(7th ed.), 한티미디어, 2016, 157-160쪽.
· 서시립, “4주차 예비 보고서”, 전자전기컴퓨터설계실험 III, 2021.
· 서시립, “3주차 결과 보고서”, 전자전기컴퓨터설계실험 III, 2021.
· “Slew rate,” Wikipedia [Online].
· Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Slew_rate
· “Difference Between Active and Passive Filters,” Circuit Globe [Online].
· Available: https://circuitglobe.com/difference-between-active-and-passive-filter.html