[공학]Op-Amp 이용 적분기 미분기 제작

소개

기계계의 물리량은 센서롤 측정하여 그에 상응하는 전압으로 나타내는데 그중 일반적인 신호유형은 아날로그 신호이다. 이러한 계측된 신호는 Op-Amp를 통해 전기적으로 사칙연산이 가능하며 이들 통해 기계를 제어 할 수 있는 기본이 된다.

목차

1. 목 적
2. 이 론
가. Practical 미분기 설계
나. Practical 적분기 설계법
다. Bandwidth란?
3. 실험기자재 및 부품
4. 도 면
5. 실험 및 실험결과
6. 고 찰

본문내용

1. 목 적
기계계의 물리량은 센서롤 측정하여 그에 상응하는 전압으로 나타내는데 그중 일반적인 신호유형은 아날로그 신호이다. 이러한 계측된 신호는 Op-Amp를 통해 전기적으로 사칙연산이 가능하며 이들 통해 기계를 제어 할 수 있는 기본이 된다.

2. 이 론
가. Practical 미분기 설계
위 그림은 적분기회로를 나타낸 것이다. 미분기의 경우 커패시터가 사용되었는데, 이 커패시터의 특징을 한번 살펴보자. 커패시터는 주파수에 따라 저항율이 변하는 소자로서 리액턴스가 로서 표시된다. 즉 주파수가 커지면 저항율이 작아지고 주파수가 작아지면 저항율이 커지는 특징을 가진다. 만약 주파수가 0(직류)이면 ∞의 저항율을 가지게 되어 개방(open)되게 된다. 커패시터의 리액턴스의 특징을 위상까지 포함해서 설명하기 위해 라플라스 연산자를 써서 표시하면
여기서 (가-1)
또한 는 시간영역에서는 미분 연산자이므로 로 표현할 수 있다.
<그림 가>의 미분기는 일종의 반전증폭기로서 반전증폭기의 이득공식을 그대로 적용시키면
(가-2)


따라서 출력전압 은 입력전압 의 시간적 도함수에 비례한다. 만약 입력신호 가 라면, 그 출력전압은
나. Practical 적분기 설계법

<그림 다> 적분기회로

위 그림은 적분기회로를 나타낸 것이다. 적분기는 미분기에서 저항과 커패시터를 바꾸어 놓은 형태의 일종의 반전증폭기로 반전증폭기의 이득공식을 그대로 적용시키면
(나-1)

은 적분연산자로서로 표현되므로 식 (나-1)은
가 되므로 적분동작을 한다는 것을 알 수 있다.

주파수 해석을 위해 를 대입하여 이득을 구하면
(나-2)

식 (나-1)로부터 적분기동작을 한다는 것을 알 수 있으며, 또한 식 (나-2)로부터 입력 주파수가 커질수록 이득이 작아진다는 것을 알 수 있다. 이것은 미분기의 동작과는 반대현상으로 적분기는 고주파잡음과는 상관없다는 것을 알 수 있다. 그러나 적분기 역시 일종의 반전증폭기이므로 출력의 위상은 입력과 반대가 되므로, <그림 다>에서 표현한 것과 같이, 만약 입력전압이 구형파라고 하면 입력 구형파가 +인 영역에서는 기울

참고자료

· 없음