[기초회로실험] RC회로의 과도응답 및 정상상태응답

소개

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목차

1. RC 회로와 신호처리 시스템 및 계산 방법
가. RC 충전회로
나. RC 방전회로
다. 초기 전압이 있는 RC 충전회로
라. 적분회로(저역통과필터,커패시터를 출력으로용)

2. RC 회로의 과도 응답
3. RC 회로의 정상상태응답
4. 왜 과도응답과 정상상태응답을 왜 살펴보는 것일까?

본문내용

시간응답(Time response)은 대상시스템의 성능을 분석하거나 평가하기 위해서 사용된다. 시간응답은 크게 과도응답(Transient response)과 정상상태응답(Steady-state response)의 두 가지로 구별된다. 과도응답은 기준입력이 걸린 직후의 시간응답이며, 정상상태응답은 기준입력이 걸린 다음에 충분한 시간이 지난 후의 시간응답을 말한다. 시스템의 특성은 과도응답에 많이 나타나며, 따라서 시간영역 해석이란 주로 과도응답을 살펴보는 것이다. 정상상태응답은 기준입력과 출력과의 최종적인 오차를 보여주며 정상상태응답 역시 과도응답과 함께 시스템의 중요한 성능지표가 된다.
정상상태응답, 과도상태응답 등의 뜻은 단어에서 말하듯 회로의 응답특성을 나타낸다. 예로 C와 R이 직렬연결 되어있는 회로에 정현파 교류전압을 어느 순간 인가했다고 하자. 이때의 전류특성은 스위치를 on시키는 순간 정현파의 교류전류가 흐르지 못한다. C의 전압이 "0"이었기 때문이다. 그러나 시간이 좀 지나면 전류도 정현파가 된다.(물론 이상적으로는 무한시간이 지나야하지만...) 여기서, 전류가 초기에 정현 적이지 못할 때의 특성을 과도특성 이라하고, 전류와 전압이 정현 적이라고 가정할 때의 특성을 정상상태응답이라고 하는 것이다.
회로의 특성을 해석한다는 것은 궁극적으로 미분방정식을 푸는 문제가 된다. 여기서 미분은 대부분 시간에 대해서 미분하는 것이다. 이것이 두 가지의 응답특성을 구하는 방법이 근본적으로 다르게 하는 원인이다. 즉 과도상태는 시간 미분 항을 처리할 방법이 없다.(전압, 전류가 정현 적이라는 가정이 없기 때문이다) 반면 정상상태는 전압과 전류가 모두 정현 적이라는 가정 때문에 미분 항 처리가 매우 쉽게 된다.

참고자료

· 없음