(전자공학) 미분기 실험

소개

(전자공학) 미분기 실험 및 시뮬레이션 결과를 포함 하였습니다.

목차

1. 실험 목적
2. 관련 이론
3. 미분기 P-spice 시뮬레이션 수행 결과
4. 시뮬레이션 결과

본문내용

1. 실험 목적
미분기의 개념을 이해하고 입출력 특성과 주파수 특성을 관찰한다.
2. 관련 이론
RC 미분기에 펄스를 인가한다고 했을 때, rising edge일때는 커패시터가 충전합니다.
이때 R 양단의 전압은 순간적으로 펄스 전압 가까이 올라 갔다가 커패시터의 충전으로 인하여 서서히 떨어집니다. 충전이 다 되고 나면 커패시터는 전원 전압만큼
충전이 되어 있습니다. 이때 펄스의 falling edge가 되는 순간 커패시터의 전압(전원과 연결되어 있는 노드)은 순간적으로 0으로 떨어집니다.
그럼 커패시터의 반대쪽 단자의 전압(R과 연결되어 있는 노드의 전압)은 0에서 -쪽으로 떨어집니다.
즉, 커패시터의 양단 전압 중 높은쪽 노드의 전압이 0으로 떨어지니까 낮은쪽 전위는 0보다 더 낮은 쪽으로 떨어지는 것입니다.(전위차가 형성되기 위해서)
그 뒤로 커패시터는 서서히 방전하면서 R양단의 전위가 0쪽으로 올라가는 것입니다.
1. 미분회로


2. 적분회로
구형파의 +가 입력될 때 컨덴서의 전하는 0 이라고 한다면 초기에 최대 전류가 흐르게 되는데 이 전류는 R을 통해서 구형파를 공급하고있는 전원쪽으로 갑니다.
시간이 지나면서 충전량이 많아지면 전류는 줄어들게 되고 결국에는 0이되는 것입니다.
아래쪽의 파형은 -의 입력이 들어오는 것으로 위의 파형이 나오는 것을 그대로 뒤집어서 보시면 되는데 컨덴서에 충전된 전하가 그대로 있는 것이 아니고 저항을 통해서 빠지고 있다는 것을 염두에 두시면 됩니다.
결과파형에서 구형파 초기 입력시에 순간적으로 입력전압보다 높게 튀는 파형이 보일 수 있는데 그 이유는 건덴서로 결선 된 회로의 리액터 성분에 의한 역기전력이 순간 발생하게 되는데 그 전압이 입력되는 전압보다 높기 때문일 것입니다.
구형파 입력 시 저항을 통해서 제한된 전류가 컨덴서를 충전해야 됨으로 컨덴서의 초기 전하가 0 이라면 0에서부터 전압이 올라가는 것이 당연하겠고 입력의 극이 바뀌게되면 컨덴서에 충전된 전하가 역으로 빠져나오면서 0 전위를 거쳐서 역으로 충전이 되기 때문에 그런 파형이 됩니다.
미분회로는 컨덴서에 충전되는 초기 전류가 큰 점을 이용해서 어떤 신호에서 특정한, 짧게 존재하는 피크치가 높은 성분을 가려내거나 미분회로 자체가 특정 주파수에 동조될 수 있는점을 이용해서 필요한 주파의 성분만을 가려내는 역활 등으로 쓰입니다.
적분회로는 저항을 조절함에 따라서 컨덴서에 충전되는 시간이 변하게 됨으로 컨덴서의 전압이 일정이상 충전되는 것을 이용해서 타이머로 이용하는 용도가 많고 그것역시 R C 시정수를 가지고 있음으로 특정 주파를 감쇠시키고 통과시키는 필터의 용도로도 많이 쓰입니다.
충전곡선의 이해

참고자료

· 없음