미분기

소개

미분 (D-제어요소)제어요소에서 회로 해석과 시간 및 주파수 응답특성을 관측한다.
특징 : 입력전압을 시간 t에 대해서 미분한 신호를 얻는다.
용도 : Edge검출, 파형 변환(삼각파-구형파, 정현파-여현파), 아날로그 연산(미분)
주의 : 고주파 이득이 크기 때문에 잡음이나 고조파를 증폭하기 쉽다.

목차

1. 실험 목적
2. 기본 이론
3. 실험 순서
4. 실험예상(PSpice)및 결과(Oscilloscope)

본문내용

1. 실험 목적
미분 (D-제어요소)제어요소에서 회로 해석과 시간 및 주파수 응답특성을 관측한다.
특징 : 입력전압을 시간 t에 대해서 미분한 신호를 얻는다.
용도 : Edge검출, 파형 변환(삼각파-구형파, 정현파-여현파), 아날로그 연산(미분)
주의 : 고주파 이득이 크기 때문에 잡음이나 고조파를 증폭하기 쉽다.

2. 기본 이론
미분제어요소는 비례제어요소의 입력저항 R1대신에 콘덴서를 연결한 회로이다. 미분회로(그림 5.1)는
입력을 시간으로 미분한 결과를 출력 한다 미분회로에 비해 적분회로의 이용가치가 높은 것은 정지
입력을 일정증가 출력으로 변환할 수 있기 때문이다. 미분회로에서는 반대로 입력의 변화율을 출력으로
나타내지만 이것은 별로 사용 용도가 적으며 입력신호의 에지를 검출한 정도에 이용된다.
미분의 원리도 역시 콘덴서의 충방전이다. 콘덴서 충방전 관련 식은
(5.1)
위 식의 양변을 시간으로 미분하면
(5.2)
가 얻어진다. 그림에서 미분회로는 적분회로의 C와 R을 서로 교환한 것으로
(5.3)
즉
(5.4)
가 얻어진다. 식(5. 4)로부터 출력전압VO는 입력전압의 미분으로 얻어지는 것을 알 수 있다. 여기서 를 미분상수라고 한다.
미분회로는 적분회로와 반대로 고주파에서 높은 이득을 가진다. 그러나 이득은 실제로 OPAMP의 주파수특성 때문에 제한되어 어느 정도 이상의 고주파수에서는 작동하지 않지만 입력에 잡음이나 고조파의 외곡성분이 있으면 크게 증폭되는 경향이 있다. 이것을 피하기 위해 일반적으로 입력저항을 부가해서고주파 이득을 억제한다. 이것을 불완전 미분이라고 한다.(그림5. 2)

참고자료

· 없음