A+ 2021 중앙대학교 전기회로설계실습 예비보고서 12 수동소자의 고주파 특성 측정방법의 설계

소개

"A+ 2021 중앙대학교 전기회로설계실습 예비보고서 12 수동소자의 고주파 특성 측정방법의 설계"에 대한 내용입니다.

목차

1. 저항, 커패시터, 인덕터의 고주파 특성을 측정하는 회로를 설계하라. 기준을 무엇으로 하고 무엇을 측정해야 고주파 특성을 알 수 있을 것인가?
2. R = 10 ㏀, C = 0.1 ㎌가 직렬로 연결된 회로의 주파수 응답을 보려한다. R, C의 연결에 3 cm 전선 4개가 사용되었다면 parasitic 인덕터의 영향으로 고주파에서는 커패시터가 인덕터로 작동할 것이다. 어느 주파수에서부터 이 영향을 관찰할 수 있을 것인가?
3. 커패시터가 인덕터로 작동하는 것을 확인하려면 scope를 사용하여 무엇을 측정해야 하는가?
4. R = 10 ㏀, C = 0.1 ㎌가 직렬로 연결된 회로에 교류신호가 입력될 때 입력전압에 대한 저항에 걸리는 전압의 크기의 비(amplitude of transfer function)를 R, C만 고려하여 주파수의 함수로 그려 제출하라. 주파수가 커지면서 감소함수가 될 수 있는가? 또 위상차를 주파수의 함수로 그려 제출하라. (주파수의 범위 0 Hz - 10 MHz, EXCEL 사용) 주파수가 커지면서 위상차의 부호가 바뀔 수 있는가?
5. R = 10 ㏀, L = 10 mH가 직렬로 연결된 회로에 교류신호가 입력될 때 입력전압에 대한 저항에 걸리는 전압의 크기의 비(amplitude of transfer function)를 R, L만 고려하여 주파수의 함수로 그려 제출하라. 주파수가 커지면서 증가함수가 될 수 있는가? 또 위상차를 주파수의 함수로 그려 제출하라. (주파수의 범위 0 Hz - 10 MHz, EXCEL 사용). 주파수가 커지면서 위상차의 부호가 바뀔 수 있는가?

본문내용

3.0
저항, 커패시터, 인덕터의 고주파 특성을 측정하는 회로를 설계하라. 기준을 무엇으로 하고 무엇을 측정해야 고주파 특성을 알 수 있을 것인가?

각각 커패시터와 저항, 인덕터와 저항을 직렬로 연결하고 오실로스코프를 연결한다.
(CH1 : 입력전압, CH2 : 저항 전압, 출력전압)

이상적인 RC 회로와 RL 회로의 입력전압에 대한 저항 전압의 비와 위상차를 기준으로 하여
실제 회로에서의 입력전압에 대한 저항 전압의 비와 위상차를 비교하면 커패시터와 인덕터의 고주파 특성을 확인할 수 있을 것이다.

<중 략>

3.2
커패시터가 인덕터로 작동하는 것을 확인하려면 scope를 사용하여 무엇을 측정해야 하는가?

위와 같이 커패시터와 저항을 직렬로 연결하고 오실로스코프를 연결한다.
(CH1 : 입력전압, CH2 : 저항 전압, 출력전압)

오실로스코프의 CH2를 통해 저항의 전압을 관찰해보면,
낮은 주파수에서는 커패시터가 커패시터의 특성을 그대로 가지기 때문에 회로는 HPF가 되어 저항에 걸리는 전압은 점점 증가한다.
하지만 점점 주파수를 높이다 보면 어느 순간 커패시터가 인덕터의 특성을 가지면서 회로는 LPF가 되어 저항에 걸리는 전압은 점점 감소하게 된다.
즉 저항에 걸리는 전압이 최대가 되는 주파수부터 커패시터는 커패시터가 아닌 인덕터로 동작하게 된다.
따라서 저항의 전압이 감소하는 구간을 측정하면 커패시터가 인덕터로 작동하는 것을 확인할 수 있다.

참고자료

· 없음