(서울시립대 전전설3) [종합2등(A+), 성적증명] 7주차 결과레포트+실험자료 - Rectifier Circuit Time-domain Analysis

소개

2021년 1학기 자료입니다!

결과레포트에선 제가 직접 실험했던 데이터까지 정리해서 포함시켜 놓았어요!

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
I.1. Purpose
I.2. Exper. 2) Full-Wave
I.3. Exper. 3) Precision Half-Wave
I.4. Exper. 4) Precision Full-Wave Rectifier

II. Experimental Results & Analysis
II.1. Exper. 1) Half-Wave
II.2. Exper. 2) Full-Wave
II.3. Exper. 3) Precision Half-Wave
II.4. Exper. 4) Precision Full-Wave Rectifier

III. Conclusion
III.1. Summary
III.2. Outcome
III.3. General review

IV. Conclusion
IV.1. Summary
IV.2. Outcome
IV.3. General review

본문내용

I. Introduction
I.1. Purpose
본 실험에서는 여러 종류의 rectifier circuit – half-wave/full-wave rectifier, peak detector, precision rectifier – 의 출력을 time-domain에서 측정해보고 그 특성을 분석하고자 한다.

<중 략>

Measuring parameter values
Half-wave rectifier의 ripple voltage는 다음과 같은 식에 의해 표현된다.
█(V_r≈V_p/(ω_S \/2π)RC#(1) )
실험에서 측정된 ripple voltage를 Equation (1)을 이용해 참고문헌 [6]에서 계산한 이론값과 비교하면 다음과 같다.

<중 략>

Load resistance가 1k일 때 가장 정확하고, 이를 벗어날수록 오차가 급격히 증가하는 것을 관찰할 수 있다.

Analysis
Analysis of the measured parameters
위와 같이 load resistance에 따라 error rate가 급격한 차이를 보이는 이유는 다음과 같다.
첫째로, ripple voltage estimation이 특정 값 이상의 load resistance를 필요로 한다. 참고문헌 [2]에 따르면 peak detector circuit output voltage를 exponential에서 linear form으로 근사하는 과정은 다음과 같다.
█(∵RC≫T#(2) )
█(e^(-T/(R_L C))≈1-T/(R_L C)#(3) )
따라서 Equation (2)의 조건을 만족하지 못하는 100Ω의 load resistance는 오차율이 크다.
둘째로, Oscilloscope의 DC offset을 잘못 다루어 ripple의 측정 정확성이 낮아졌기 때문이다. 참고문헌 [3]에 따르면 우리가 측정하려는 ripple voltage가 매우 작은 경우 상대적으로 DC offset에 비하여 전압 값이 작아진다.

참고자료

· “Ripple (electrical),” Wikipedia [Online].
· Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Ripple_(electrical)
· “Ripple Voltage Derivation (Full-Wave Rectifier),” Physics Forums [Online].
· Available: https://www.physicsforums.com/threads/ripple-voltage-derivation-full-wave-rectifier.662403/
· Keysight Labs, “Mishandling DC Offset during Ripple and Noise Measurements”, 7 Common Oscilloscope Probing Pitfalls to Avoid, p.18.
· “Operational amplifier,” Wikipedia [Online].
· Available: https://en.wikipedia.org/wiki/Operational_amplifier
· “Reverse Recovery Time,”, ScienceDirect [Online].
· Available: https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/reverse-recovery-time#:~:text=Typical%20recovery%20times%20are%20150,times%20down%20to%2020%20ns.
· 서시립, “7주차 예비 보고서”, 전자전기컴퓨터설계실험 III, 2021.