[공학]RC 회로와 그 응용

소개

RC 회로는 저항과 축전기로 이루어진 회로 입니다. 우선 회로의 특성인 time constant에 대해서 알아본다.

그리고 RC 회로를 이용해서 입력신호를 적분하고 미분하는 회로인 integrator와 differentiator를 만들어보고 여러 frequency에 대해서 유효성을 알아본다.

위 내용을 바탕으로 High pass filter와 Low pass filter를 구성한 후 여러 frequency에서 기능을 확인한다.

* 각 실험은 function generator에서 입력신호를 발생시킨 후 RC circuit을 통과시켜 출력신호를 오실로스코프에서 관찰한 것이다.

목차

1.실험 개요 및 목적
2.실험 이론
1) Time constant of RC circuit
2) RC integrator and differentiator
3) RC filter
3.실험 방법
1) RC circuit
2) Integrator
3) Differentiator
4) Low-pass filter
5) High-pass filter
6) Filter application
4.실험 결과 및 분석
1) RC circuit
2) Integrator
3) Differentiator
4) Low-pass filter
5) High-pass filter
6) Filter application
5. 참고 서적
6. 회로 사진

본문내용

1. 실험 개요 및 목적
Resistor와 capacitor를 이용하여 유용한 몇몇의 circuit을 만들고 그 것이 어떻게 동작하는 지를 이해한다. 그리고 간단한 analog filter의 원리를 이해하고 이를 실제 상황에 적용 해본다.

2. 실험 이론
1) Time constant of RC circuit

Fig. 1 (a) (b)
RC circuit에서
τ=RC
로 표현이 된다(R=ohms, C=Farads). Time constant는 charge와 discharge의 정도를 나타낸다. Fig. 1 (b)를 보면 time constant동안 capacitor는 V_0의 63%를 charge한 것을 볼 수 있다.
2) RC integrator and differentiator

Fig. 2 (a) (b)
(1) Integrator
Integrator는 주어진 시간 동안 입력신호의 integral을 수행한다. Fig. 2 (a)가 integrator이다. 그러나 엄밀히 말해서 exact하지는 않다. 이 circuit에 흐르는 전류는


이다. 위 식을 보면 V_out이 exact한 integral은 아니라는 것을 알 수 있다. 하지만 V_out<<V_in인 조건 하에서는 위 식의 맨 오른쪽 항이 V_in/R이 된다 따라서 위 식은

참고자료

· 1) T. C. Hayes and P. Horowitz, Student Manual for The Art of Electronics, Cambridge Unv. Press, 1989