25. 공통 이미터 증폭기의 주파수 응답실험내용저주파 응답 계산트랜지스터 특성 데이터 사용해 기록, 결선 커패시턴스의 기록이전 실험에서 측정한 베타값으로 β 기록회로에 대한 직류 바이어스 전압, 전류 계산, 트랜지스터의 다이내믹 저항 계산회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다실험값VB = 4.00 VVE = 3.33 VVC = 14.0 VIE = 1.5mAre= 26 mV / IE = 26 mV / 1.5 mA = 15.29Ω부하연결 상태에서 증폭기의 중간대역 이득 크기 계산결합 커패시터에 의한 하위 차단 주파수, 바이패스 커패시터에 의한 하위 차단 주파수 계산저주파 응답 측정회로 구성 후 V_CC=20V,f=5kHz,진폭 20mV 인 V_sig인가, 출력전압 관찰.회로를 구현하여 실험값을 구해보았다.VsigVo주파수를 변경해가며 회로를 측정하였다.50Hz100Hz200Hz400Hz600Hz1KHz3KHz5KHz10KHz왜곡되지 않고 동작할 때의 신호 측정 후 기록, 중간대역 전압이득 계산, 주파수 바꿔가며 측정, 기록f50Hz100Hz200Hz400Hz600Hz800Hz1kHz2kHz3k5k10k57.007121.252230.189369.303442.316478.159498.181531.796538.672542.179543.1441.107.6613.2217.3318.9019.5819.9320.5020.61실험값F50Hz100Hz200Hz400Hz600Hz1kHz2kHz3k5k10k41.691.651.2192*************3244615.3722.2317.1828.6632.4835.5435.2535.6635.7035.98고주파 응답 계산상위차단 주파수 계산해서 기록출력이 왜곡되지 않도록 입력전압을 줄인 후 입력신호의 진폭 측정, 기록, 각 주파수마다 출력전압 측정, 기록회로를 구현하여 실험값을 구하였다50kHz100kHz300kHz500kHz900kHz1MHz2MHzf10k50k100k300k500k600k700k900k1M2M543.31550.69550.87551.53562.57562.96563.05562.60563565.337.7137.8337.8337.8438.0138.0238.0238.01실험값f50k100k300k500k600k700k900k1M2M4**************************36.0436.0935.7034.7033.8733.6032.3031.6826.85주파수 대 이득세미-로그 그래프를 사용하여 전 주파수 대역에서의 주파수 대 이득 곡선 그리기, 직선 근사 커브를 사용해 Bode 선도 구하기.실험 결과차단주파수 :471.7Hz , 411.05kHZ문제점 및 애로사항이번 실험은 공통 이미터 증폭기를 이용해서 주파수가 바뀌면서 입력전압에 대해 출력전압이 어떻게 바뀌는지, 전압이득은 어떻게 되는지 알아보는 실험이었다. 함수발생기와 오실로스코프를 사용할 때 항상 문제였던 너무 작은 입력 값으로 인해 파형이 제대로 측정되지 않았던 점이 있었다. 입력 파형의 전압이 적게 걸리면 노이즈로 간주하는 경향이 있는데 오실로스코프를 바꾸어 진행해도 노이즈가 해결되지 않아 그대로 진행하였다. 그리고 중간중간에 약간의 오차 값들이 발생하였었는데 이것으로 전압이득을 Bode plot 해보니 이론적인 값과 비슷하게 나와서 다행이었다..결과보고서 전자회로실험2 실험일
24. 전류원 및 전류 미러 회로실험회로 및 시뮬레이션 결과JFET 전류원회로 결선, 사용. 드레인-소스 전압 측정다음은 JFET 전류원을 구현한 회로도이다.부하전류 계산값을 표에 나열된 값으로 바꿔가며 실험 반복9.9559.8859.8159.7749.6612.252.2552.2562.262.2620Ω 일 때)56Ω 일 때)82Ω 일 때)100Ω 일 때)156Ω 일 때)BJT 전류원다음은 BJT 전류원을 구현한 회로도이다.회로에서 부하에 흐르는 전류 계산회로 결선, 측정계산을 표대로 바꿔가며 반복-5.661-5.6663-5.667-5.66746.29555.69514.89482.49513.6423.6431.0083.6443.6423.6431.0083.6443.6KΩ 일 때)VE = -5.575VVC = 3.7625V4.3KΩ 일 때)VE = -5.620VVC = 4.8936V5.1KΩ 일 때)VE = -5.620VVC = 5.858V7.5KΩ 일 때)VE = -5.620VVC = 7.046V전류 미러회로에서 미러전류() 계산회로 결선, 측정다음은 전류미러를 구현한 회로도이다.으로 바꿔서 실험 반복5.1KΩ 일 때)VB1 = 0.650VVC2 = 4.8936V3.6KΩ 일 때)VB1 = 0.6299VVC2 = 6.548V복수의 전류 미러회로에서 미러전류() 계산회로 결선, 측정다음은 복수의 전류미러를 구현한 회로도이다.으로 바꿔서 실험 반복측정결과는 다음과 같다VB1 = 0.6548VVC2 = 0.65VVC3 = 0.5858V문제점 및 애로사항이번 실험은 JFET과 BJT로 전류원을 만들어보고 측정하는 실험이었다. 전류원은 저항에 관계없이 전류를 보내는 회로를 말한다. 이를 이용해서 저항을 계속 바꿔보면서 전류가 일정하게 흐르는지를 측정했다. 살짝 달랐지만 거의 일정하게 전류가 흐르는 것을 확인할 수 있었다. JFET은 역시 값이 걸리는 전압 값이 조금 달랐지만 전류는 일정하게 흐르는 것을 확인했다. 오실로스코프와 함수발생기를 사용하지 않으니 실험이 잘 되어서 좋았다. 다음 실험에 두 기기를 사용하더라도 사용법을 더 정확히 알아서 정확한 값을 도출할 수 있게 하고 싶다.결과보고서 전자회로실험2 실험일
23. 달링턴 및 캐스코드 증폭기 회로실험회로 및 시뮬레이션 결과달링턴 이미터 폴로어 회로회로의 직류 바이어스 전압과 전류 계산.VB = 약 5.75VVE = 약 5.325V이론 값을 계산하면 다음과 같다달링턴 회로를 연결. 50kΩ 전위차계(RB)를 조정하여 이미터 전압 VE=5V가 되도록 한다. VB, VE 측정시뮬레이션 결과VB (측정값) = 5.5121VVE (측정값) = 4.9689V회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.측정결과VB = 5.024VVE = 4.66V이론 값과 측정 값 사이에 약간의 오차가 있었다. 이는 가변저항을 사용하는 과정에서 발생한 거 같다. 가변저항 대신에 56K옴 저항을 사용해서 약간의 오차가 발생한 것 같다.주파수 10kHz에서 피크값 Vsig=1V 갖는 교류 입력신호 인가. Vi, Vo측정Vi (측정값) =VO (측정값) =회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.Vi = 702mVVO = 607mV이론 값과 실험값의 차이가 거의 발생하지 않았다.달링턴 회로 입출력 임피던스입력 임피던스 계산출력 임피던스 계산측정저항 을 와 직렬로 연결, 측정회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.Vi = 60mvc. 제거 후 무부하 상태의 측정회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.Vo = 1.3v부하 저항 연결 후 출력전압 측정회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.Vo = 600mV캐스코드 증폭기캐스코드 증폭기의 직류 바이어스 전압과 전류를 계산.직류 바이어스 전압 측정 후 기록회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.각 트랜지스터 증폭단의 교류 전압 이득 계산주파수 10kHz, 피크값 갖는 입력 신호 인가. 측정값으로부터 교류 전압 이득 계산회로도를 구현하여 실험값을 구해보았다.Vi 측정결과Vo1 측정결과Vo2 측정결과고찰이번 실험은 트랜지스터를 이용해 달링턴, 캐스코드 증폭기에 대해서 실험하는 것이었다. 소자도 저번 실험처럼 소자 값이 다른 JFET이 아닌 BJT로 하는 실험이어서 시뮬레이션과 측정 값과 오차가 별로 차이가 나지 않았다직류 바이어스 전압을 구하는 과정과 교류 입력의 신호가 1V인 과정에서는 계산 값과 측정값과의 차이가 크지 않아 지체없이 진행하였으나, 이전 실험들 에서와 유사하게 작은 크기를 갖는 교류 입력 신호를 이용한 실험에서는 오실로스코프를 통해서 안정적인 결과를 확인하기 힘들었으며, 일부 경우에는 전압이 계속 감소하여 장시간 이후에 안정되는 상황이 있었다. 이는 함수 발생기와 오실로스코프의 정밀한 신호 발생과 정밀한 신호 측정의 최소 단위가 일치하지 않아 한쪽의 입력 또는 출력을 다른 쪽에서 온전히 받아주지 못하는 경우가 아닌가 하는 추측을 하였다. 실험 지문 중에 입력 신호가 왜곡된다면 신호의 크기를 줄이라는 부분이 있지만, 실제 실험에서는 작은 크기의 교류 신호에서는 크기를 줄일수록 더 불안정한 결과를 확인하였기에, 다음 실험에서는 신호의 크기를 증가시키는 시도를 할 계획이다.결과보고서 전자회로실험2
실험 제목 : 33. 발진기 회로 2실험회로 및 시뮬레이션 결과윈브릿지 발진기시뮬레이션 결과발진주파수:이론값 ==회로를 구현하여 실험을 하였다.소자가 없어서 정확한 실험을 하기 어려웠다.구형파 발진기555 타이머가 없는 관계로 실험을 하지 못하였다.슈미트 트리거 발진기∴f=1/T=108kHz∴k=1.09이 또한 소자관계로 정확한 실험을 진행하지 못하였다.고찰이번 실험에는 7414 슈미트 트리거, 741 opamp, 555타이머를 사용하여 발진 회로의 특성을 분석하는 실험이었다. 하지만 실험실에 이 소자들이 없는 관계로 LM301로 실험을 진행하였다. 그 결과 정확한 실험을 진행하기 어려웠다. Pspice 시뮬레이션을 진행하였을 때는 이론값과 거의 동일한 결과값을 얻을 수 있었다.
실험 제목 : 32. 발진기 회로 1 : 위상편이 발진기실험회로 및 시뮬레이션 결과Vout 결정하기이론 상의 발진주파수를 계산하라.f(이론값) =717.044Hz오실로스코프 상에 Vout이 5~6주기 나오도록 오실로스코프의 수평 눈금 스케일(timebase)을 조정하라. 수직눈금은 5V/ div로 설정하고 AC결합을 선택하라발진이 일으켜지기 위해 필요한 저항값을 가늠하여 RPot을 대강 조정해보라. 발진이 일어나려면 증폭기의 이득은 이론값인 29보다는 약간 큰 32정도가 되어야 한다.추정값 =5kΩ발진이 일어나도록 RPot의 저항을 섬세하게 조정하라 주의) RPot의 저항값을 지나치게 키우면 발진기는 클리핑(clipping, 짤린) 된 정현파를 출력하게 된다. 발진기가 발진을 유지할 때 까지만 RPot의 저항값을 조정하라. Vout의 피크간 전압을 기록하라.VP-P (결과값) =17.9vh. 수평 눈금 스케일을 바꾸어 Vout이 2주기 정도 보이도록 한 다음 출력의 주기를 측정하라.VP-P (결과값) =19.1vVout의 주기(측정값)을 이용하여 주파수(실험값)을 계산하라f(실험값)=552.12Hzj. 주파수의 이론값을 비교기준으로 사용하여 주파수의 이론값과 실험값의 %편차를 구하라오차가 살짝 크게 나왔는데 이는 실험실에 소자와 시뮬레이션 소자와 달라서 그런 것 같다.k.회로에서 RPot과 RF를 떼낸 다음 DMM으로 이들 조합의 저항값을 측정하라측정결과는 다음과 같다.RPot + RF = 6.7k + 27K= 33.7KL. 위에서 측정한 저항값을 사용하고 또 Rin이 1kohm이라고 가정하여 증폭기의 이득을 계산하라.=33.7m. 이득의 이론값인 29와 실험으로 구한 증폭기의 이득간 %편차를 구하라.n. 실험으로 구한 발진 주파수와 증폭기의 이득이 각각의 이론값과 10%이상 차이가 발생하는 경우 이들 편차가 10% 이하로 줄이려면 어떠한 설계 변경이 가능한지 제안해보라.이론값과 실험값의 차이가 10% 이내였다.고찰실험 초기에는 5Kohmm의 가변저항을 사용했었는데 이때는 발진하는 현상을 찾아보기 어려웠다. 혹시나 하여 가변저항의 값을 10kohm으로 바꾸어 실험하였더니 발진하는 지점을 찾을 수 있었다. 이유는 다름 아닌 발진하는 지점의 가변저항 값이 증폭기의 이득이 이론값보다 큰 관계로 약 7Kohm에 존재했기 때문이다. 이번 실험에서의 측정값 오차의 대부분의 원인은 이론에 사용된 소자와 다른 소자를 사용해서 생긴 것이라고 생각된다. 추가적으로 발진은 Feedback과 이득으로 생기는데 이는 원치 않은 주파수 성분으로 만들어 지면서 쓸데없는 전력이 소모될 수도 있지만 특정 주파수를 발생시켜 신호원으로 사용해야 하는 경우도 있다고 한다.