전자공학기초실험2 - 실험 14. 연산 증폭기 적분기 실험5. 제 6조 조원 :실험 1. 연산증폭기 적분기 실험표 14-1 연산증폭기 적분기 실험데이터실험단계실험내용실험결과참고사항절점주파수f _{c}(이론값)7,200 [Hz]식 (14.18)적분기 동작을 하는 주파수 영역f > 7.2kHz절점주파수보다 낮은 주파수인지 높은 주파수인지의 여부반전증폭기 동작을 하는 주파수 영역f < 7.2kHz적분기 동작출력전압v _{o}의 양의 기울기(실험값)400mV/us삼각파 모양의 출력전압v _{o}에서 양(+)의 기울기와 음(-) 의 기울기의 실험값과 이론값을 구하여 서로 비교 · 분석출력전압v _{o}의 음의 기울기(실험값)400mV/us출력전압v _{o}의 양의 기울기(이론값)454mV/us출력전압v _{o}의 음의 기울기(이론값)-454mV/us적분기 동작의 이론값과 실험값의 일치 여부대략 일치한다반전 증폭기 동작전압이득A _{CL}(실험값)-10전압이득A _{CL}의 이론값과 실험값을 구하여 서로 비교 · 분석전압이득A _{CL}(이론값)-10반전증폭기 동작의 이론값과 실험값의 일치 여부일치한다표 14-2 연산증폭기 적분기 실험파형 (적분기 동작)● 전압스케일 1 V/div ● 시간스케일 5mu s/div(a) 실험단계 의 실험파형 (Vp-p = 2 V, 50 kHz 구형파 입력)● 전압스케일 1 V/div ● 시간스케일 5mu s/div(b) 실험단계 의 실험파형 (Vp-p = 2 V, 50 kHz 삼각파 입력)표 14-3 연산증폭기 적분기 실험파형 (반전증폭기 동작)● CH1 전압스케일 1 V/div ● 시간스케일 0.5 ms/div● CH2 전압스케일 5 V/div(a) 실험단계 의 실험파형 (Vp-p = 2 V, 500 Hz 구형파 입력)● CH1 전압스케일 1 V/div ● 시간스케일 0.5 ms/div● CH2 전압스케일 5 V/div(b) 실험단계 의 실험파형 (Vp-p = 2 V, 500 Hz 삼각파 입력)★ 실험에 대한 논의이번 실험에서는 적분기 회로를 구성하고 주파수를 올렸을 때와 내렸을 때 적분기 회로로 동작하는지 반전 증폭기 회로로 동작하는지 알아보는 실험이었다. 실험을 한 결과 절점 주파수 이상에서는 적분기로 동작하였고 절점 주파수 이하에서는 반전 증폭기로 동작하였다. 이러한 결과가 나온 이유는 주로 저주파에서 동작하는 적분기의 특성에 따라 주파수가 낮을수록 적분기에서 입력 신호가 누적되어 큰 출력을 생성하며 반전 증폭기는 일종의 고주파 통과 필터로 작용해 고주파를 차단하는 원리 때문이라고 생각한다. 주파수가 낮아지면 직류 회로와 비슷하게 동작하고 따라서 op-amp가 개방 루프로 동작하고, 커패시터가 개방 되기 때문에 반전 증폭기로 동작하게 됨을 알 수 있다. 실험 결과를 분석해보면 출력 전압의 기울기의 실험값이 각각 400mV/us, -400mV/us로 측정되었다. 이론 값은 각각 454mV/us, -454mV/us으로 계산되었다. 실험값과 이론값의 오차는 실험 장비의 노이즈와 측정 오차에서 비롯된 것으로 보인다. 반전 증폭기 동작 실험에서는 이론값과 실험값이 일치하였기 때문에 실험 과정에서 발생한 노이즈는 커패시터와 op-amp에서 비롯되었다고 생각한다.
