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OP Amp 결과

전자기학실험실험 제목OP Amp Filters 실험담당 교수교수님담당 조교조교실험 일자2022년 월 일학 번이 름담당 교수 확인수업 시간교시6. 실험결과커패시터 C1 1.00 μ[F] Cf 1.00 μ[F]C1 0.01 μ[F] Cf 0.0107 μ[F]저항 R1 0.10000 M[OMEGA ]R _{f} 0.10024 M[OMEGA ]R1 10.000 k[OMEGA ]R _{f} 9.983 k[OMEGA ]연습2)2.3.4.5.6.7. 분석1) 오차 C1 ={1 mu F-1 mu F} over {1 mu F} TIMES 100%=0 C2 ={0.0107 mu F-0.01 mu F} over {0.01 mu F} TIMES 100%=7% R1 ={0.10024M ohm -0.10000M ohm } over {0.10000M ohm } TIMES 100%=0.24%#R2 ={10.000k ohm -9.983k ohm } over {10.000k ohm } TIMES 100%=0.17%커패시터와 저항의 측정값의 오차가 거의 없는 것으로 볼 수 있다.2-110배의 이득을 가지는 기본 반전 연산 증폭회로로, 주기를 작게 놓으면 조밀하게 진동을 하고 있어 눈으로 확인하기 어려운 형태를 보였고, 10배 정도로 크기를 증가시켰을 때 그래프를 확인할 수 있었다. 이 그래프의 경우 출력 신호와 입력 신호가 반대로 나타나는 것을 확인할 수 있고, 이를 통해 반전 증폭기를 알 수 있고, 반전 증폭기의 역할을 알 수 있었다. 반전 증폭기에 의한 결과로 이득 값은 10배가 되고 신호는 반전되어 나타나는 것을 볼 수 있다.출력실험값 1.029v 입력실험값 107.410mv (=0.107410v) / 출력이론값 1.000v 입력이론값 100.000mv (=0.1v)출력값 오차{1.029v-1.000v} over {1.000v} TIMES 100%=`2.900%입력값 오차{107.410mv-100.000mv} over {100.000mv} TIMES 100%=`7.410%전압이득 실험값 ={1.029v} over {0.107v} =9.617v // 전압이득 이론값 =10v전압이득 오차 ={10v-9.617v} over {10v} TIMES 100%=3.830%2-2그래프 상에서 수직선은 대략 일정한 값을 나타냄으로 10배의 이득에 대해 보드 진폭이 실현되었음을 알 수 있다. 특히 그래프가 계속 평탄한 모양을 보여주다가 어느 시점으로부터 감소하는 모습을 보이는데, 연산 증폭기의 고역 주파수 응답은 고역 주파수에서의 회로 이득에 의존한다는 것을 알 수 있다. 이것은 회로 이득이 0db일 경우 들어가는 것과 나오는 값이 같다는 말인데, 그래프에서는 적은 것이 들어가서 약 10배 정도의 출력값이 나온다는 것을 의미한다.2-3그래프를 통해서 이득 값이 상승한 후 계속 평탄하게 일정한 값을 유지하지만, 다시 이득 값이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다. 여기서 주의해야 할 점은 저주파수에서 이득 값이 낮다는 것이다. 고역 통과 필터의 특성을 살펴보면, 낮은 주파수의 통과를 막고 높은 주파수는 통과시키는 특성을 가지고 있는 고역 통과 필터이기 때문에 우리가 얻었떤 그래프의 특징과 유사함을 알 수 있다. 낮은 주파수에서는 주파수의 통과를 차단하고 점차 주파수가 높아짐에 따라 점차적으로 통과시키는 역할을 하는 것을 확인할 수 있다. 고역 통과 필터이기 때문에 그래프 상에서 고역 주파수의 임계점을 찾을 수 없고, 저역 주파수의 임계점을 확인 할 수 있다.2-4필터의 특성을 살펴보면 저역 통과 필터는 낮은 주파수를 통과시키고 높은 주파수를 차단 시키는 특징을 가지고 있다. 그래프에서 살펴본 바와 같이 낮은 주파수에서는 높은 이득 값을 가지지만 주파수가 상승하면서, 조금씩 감소하기 시작하여 완전히 하강 곡선을 그리는 것을 살펴 볼 수 있었다. 저역 통과 필터이기에 그래프 상에서 저역 주파수 임계점을 찾을 수 없다.2-5특정 주파수에서 필터를 통과하여 주파수를 통과시키는 역할을 하는 대역 통과 필터라는 것을 알 수 있게 해준다. 대역 통과 필터에서는 저역 주파수 임계점과 고역 주파수 임계점을 모두 확인 할 수 있다.2-62-1 실험은 반전 연산 증폭기고 2-6의 실험은 비반전 연산 증폭기로 2-1의 입력과 출력이 반대로 나타남을 2-6의 실험으로 확인할 수 있다.G= {V _{out}} over {V _{in}} =1+ {R _{f}} over {R _{1}}G=1+ {100k} over {10k} =11V/V````(이론값)#G=1+ {100.82K} over {9.983K} =11.10V/V(측정값)#G= {V _{out}} over {V _{IN }} = {1.049V} over {0.107V} =9.720V/V(측정값)8. 고찰 및 개선사항일번 실험에서는 저항과 커패시터의 연관성을 통해 주파수 필터와의 특성을 살펴보았는데, 커패시터가 작을수록 높은 주파수를 차단한다는 것을 확인 할 수 있고, 대역 통과 필터의 경우 특정 주파수만을 통과시키는 필터를 확인해 볼 수 있는데, 공진의 원리를 생각해 볼 필요가 있다. 공진이란 특정 주파수에 에너지가 집중되어, 해당 주파수만 골라내거나 걸러내는 주파수 선택 특성이 나타나는 것을 말하는데, 에너지 관점에서 볼 때 L(인덕터) 성분과 C(커패시터) 성분이 동시에 공존하면서 평형상태를 이루고 있는 지점을 의미한다. 인덕턴스와 커패시터는 서로 반대되는 주파수 특성을 갖기에 이것을 결합하면, 이것이 평형을 이루면서, 특정 주파수에 대한 선택적 특성을 갖게 되는 것이다. 주파수 대역폭에 대해서 공부하였는데, 통신이나 전지제품의 대역폭에 대해서 알아보면, 방송에 사용되는 전파의 주파수 대역 중 텔레비전방송국이 사용할 수 있는 주파수 폭을 채널이라고 한다. 채널의 수는 수요에 비해 극히 한정되어 있으므로 일정한 간격으로 사용주파수를 결정하여 각 방송국에 할당한다. 특히 텔레비전방송에서는 혼신 없는 깨끗한 음질과 화질 방송을 위해 동일 지구에서의 인접 채널의 설치나 인접 지역에서의 동일 채널의 사용을 피하고 있다.

자연과학| 2022.06.17| 6페이지| 1,000원| 조회(161)

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