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아날로그 및 디지털회로설계실습 8 래치와 플립플롭 과제

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공학/기술| 2021.09.02| 2페이지| 1,000원| 조회(191)

아날로그, 중앙대학교, 설계실습

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아날로그 및 디지털회로설계실습 1주차 초전형(Pyroelectric) 적외선 센서 예비 리포트

설계실습 1. 초전형(Pyroelectric) 적외선 센서요약: 초전형 적외선 센서를 이용하여 HPF와 2-stage로 이루어져 있는 Op-amp를 설계했다. OrCAD로 설계하여 Simulation했기 때문에 오차가 없었으며 파형을 분석했을 때 모든 문항을 적절하게 설계했음을 알 수 있었다.서론초전형 적외선 센서는 7um에서 14um의 파장 대역을 검출하기 위해 사용되는 센서이다. 복도의 출입구 등에 있는 경보기나 스위치부터 현관, 회의실 등 엄청나게 많은 곳에 사용되고 있다. 이런 초전형 적외선 센서를 포함되어 있는 HPF, Op-amp등의 회로를 설계하는 실험을 했다.실험결과초전형 적외선 센서(RE200B)와 증폭기 사이에 신호를 전달하는 High-Pass filter(DC-block, 3-dB freq.=5Hz)를 R과 C를 이용하여 설계하시오. (C 값은 10uF 고정)High-Pass filter의 전달함수는H(s) = = = 이다. 이 때 s에 jw를 대입하면H(s) = 이다. w가 주파수 이므로 w가 낮을 때는 전달함수가 0 이고 w가 높을 때는 1이므로 주파수가 고주파일 때 만 신호를 통과시키는 것을 알 수 있다.w=이고 w=2f이므로 R=이다. 3dB frequency=5Hz이고 C=10uF이니 R은 3.18kΩ이다.이를 OrCAD로 설계하면 아래 그림과 같다.이때 PSpice simulation 화면을 확인할 때 전압이득이 최대값의 0.707 배가 되는 frequency가 5Hz정도임을 확인할 수 있고 HPF의 파형을 띄고 있으므로 적절히 설계했다고 볼 수 있다.Op-amp 반전증폭기를 2-stage 로 연결하여 적외선 센서의 출력신호에 변화가 생길 경우 그 신호를 증폭시키는 회로를 설계하시오. (단, Gain 이 10000 V/V 가 되도록 설계하시오.)Op-amp 가 2-stage로 구성되어 있기 때문에 각각의 Voltage Gain이 100V/V가 되게 설계했다.첫번째 stage의 Voltage Gain은 - = -100V/V두번째 stage의 Voltage Gain은 - = -100V/V이므로 총 Voltage Gain은 두 Voltage Gain의 곱이므로 10000V/V이다.실험결과 1번의 전압과 파형이 같고 크기만 10000배가 되었으므로 적절하게 설계했다고 볼 수 있다.2. 실험결과의 2번의 Op-amp의 출력신호를 이용하여 센서의 움직임 검출 신호를 LED 점등으로 확인할 수 있는 회로를 추가하시오.3.결론초전형 적외선 센서를 이용하여 3-dB frequency가 5Hz인 HPF와 voltage gain이 10000V/V인 2-stage로 이루어져 있는 Op-amp를 설계했다. OrCAD로 설계하여 Simulation했기 때문에 오차가 없었으며 파형을 분석했을 때 모든 문항을 적절하게 설계했음을 알 수 있었다.

공학/기술| 2021.09.02| 4페이지| 1,000원| 조회(339)

예비 리포트, 중앙대학교 아날로그 설계실습, 아날로그 및 디지털회로설계실습

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아날로그 및 디지털회로설계실습 7주차 논리함수와 게이트 예비 리포트

설계실습 7. 논리함수와 게이트요약: 이번 보고서를 통해 논리함수와 게이트에 대해 학습했다. AND 게이트와 OR 게이트 인버터를 통해 NAND, NOR, XOR, XNOR 게이트를 설계했다. 실제 실험에서 AND 게이트와 OR 게이트의 delay를 측정할 수 있는 방법에 대해 생각했다. NAND 게이트가 어느 정도의 지점부터 High와 Low로 인식하는지를 알아보았다. 2x4 Thermometer to binary 디코더의 기능을 알아보고 이를 설계해 보았다.서론: 디지털 시스템에서는 입, 출력 값을 양 논리 시스템으로 표현할 수 있는데 5V를 High로 0V를 Low로 표현하는 방법이다. 이것을 기초해서 AND, OR 게이트와 인버터를 가지고 여러 종류의 게이트를 설계하고 진리표와 확인해보고 게이트들의 동작지점과 딜레이를 측정해보았다. 마지막으로는 2x4 Thermometer to binary 디코더를 설계했다.실험결과XNOR 게이트 설계 및 특성 분석AND, OR, NOT 게이트를 사용하여 NAND, NOR, XOR 게이트의 기능을 갖는 회로도를 그리고, XNOR (Exclusive NOR)의 진리표를 사용하여 AND, OR, NOT 게이트로 XNOR의 회로도를 설계한다.NAND 게이트이를 진리표로 표현하면입력출력입력1입력2출력LOW(0V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)LOW(0V)으로 NAND 게이트의 진리표와 같다.NOR 게이트이를 진리표로 표현하면입력출력입력1입력2출력LOW(0V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)High(5V)LOW(0V)으로 NOR 게이트의 진리표와 같다.XOR 게이트이를 진리표로 표현하면입력출력입력1입력2출력LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)LOW(0V)으로 XOR 게이트의 진리표와 같다.XNOR 게이트XNOR 게이트의 진리표는 다음과 같다.입력출력입력1입력2출력LOW(0V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)이는 XOR 게이트에 출력단에 인버터를 추가한 것과 같다.파형의 결과는 위의 진리표와 같다.AND 게이트와 OR 게이트 각각의 입출력 시간 딜레이를 측정할 수 있는 방법에 대해 조사하고, 딜레이를 가장 정확하게 측정할 수 있는 방법의 실험 방법을 설계한다.위의 AND 게이트의 회로를 구성한 후에 입력단에 함수발생기로 사각파를 인가한다. (AND 게이트의 나머지 입력단에는 5V의 DC 전압이 인가되어 있다.) 사각파를 인가한 입력단과 출력단을 오실로스코프에 연결하여 cursor기능을 이용하여 사각파에 5V가 된 시간과 출력단이 0V에서 2.5V가 된 시간을 측정한다.(구체적인 예를 위해 pspice상에서 진행했지만 오실로스코프에서도 같은 방법을 사용하면 된다.)그 후 사각파에서 다시 0V가 되면 출력단이 5V에서 2.5V가 된 시간을 측정한다.(그 방법도 위와 같다.)위의 OR 게이트의 회로를 구성한 후에 입력단에 함수발생기로 사각파를 인가한다. (OR 게이트의 나머지 입력단에는 0V의 DC 전압이 인가되어 있다.) 사각파를 인가한 입력단과 출력단을 오실로스코프에 연결하여 cursor기능을 이용하여 사각파에 5V가 된 시간과 출력단이 0V에서 2.5V가 된 시간을 측정한다.그 후 사각파에서 다시 0V가 되면 출력단이 5V에서 2.5V가 된 시간을 측정한다.NAND 게이트 설계 및 특성 분석Vcc를 5V (논리값 1)에서 0V (논리값 0)로 단계적으로 변화시켜서 NAND 게이트가 동작하는 최소 정격 전압을 구하는 설계 방법을 생각하고, 그 단계적 방법을 구체적으로 서술한다.위의 NAND 게이트의 회로를 구성한 후에 두개의 입력단자 중 한 개의 입력단은 5V로 고정한다. 나머지 한 개의 입력단은 DC 전압을 가해주는데 5V에서 0V까지 단계적으로 감소, 증가시켜 출력단의 전압이 언제 동작하는지 확인한다.0.1V단위로 증감시켜 보면 3.5V에선 출력의 50%정도인 2.4V정도가 나타나지만3.6V에선 0V가 나타나는 것을 확인할 수 있었다.더 자세한 점을 찾기 위해 좀더 작은 단위로 변화시켜 보았지만3.501V도 0V가 출력되므로 NAND 게이트는 3.5V를 초과하는 범위를 High 범위로 인식했다.같은 방법으로 Low로 인식하는 범위를 찾았을 때 1V이하점을 Low 범위로 인식했다.42 디코더의 설계 및 특성 분석각 게이트들을 사용하여 만든 24 Thermometer to binary 디코더의 기능에 대해 설명하고, 그 정의에 따라 진리표를 만들고, 24 회로도를 설계한다.Thermometer code란 000, 001, 011, 111 이렇게 증가하는 코드를 말한다.그러므로 24 Thermometer to binary 디코더는 00, 01, 10, 11의 입력을 차례로 넣었을 때 000, 001, 011, 111이 결과로 나오는 디코더이다.24 Thermometer to binary 디코더의 진리표는입력1입력2출력1출력2출력3LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)High(5V)LOW(0V)LOW(0V)High(5V)High(5V)High(5V)High(5V)High(5V)High(5V)High(5V)다음과 같고 이는 회로로위의 그림과 같다.결론: 이번 보고서를 통해 논리함수와 게이트에 대해 학습했다. AND 게이트와 OR 게이트 인버터를 통해 NAND, NOR, XOR, XNOR 게이트를 설계했으며 파형을 확인했을 때 진리표와 동일하게 동작하는 것을 확인했다. 실제 실험에서 AND 게이트와 OR 게이트의 delay를 측정할 수 있는 방법에 대해 고안해 보았으며 오실로스코프를 사용할 수 없으므로 대표적으로 Pspice를 이용하여 AND 게이트의 상승시간에 delay를 측정했다. NAND 게이트의 동작 전압을 알 수 있는 회로를 설계하여 DC전압을 단계적으로 변화시켜 어느 정도의 지점부터 High와 Low로 인식하는지를 알아보았다. 2x4 Thermometer to binary 디코더의 기능을 알아보고 이를 앞에서 학습한 것들을 통해 설계해 보았다.

공학/기술| 2021.09.02| 10페이지| 1,000원| 조회(315)

논리함수와 게이트, 중앙대학교 아날로그 설계실습, 아날로그 및 디지털회로설계..

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아날로그 및 디지털회로설계실습 10 조합논리 회로의 예 (7-segmentDecoder 회로 설계) 예비 리포트

설계실습 10. 조합논리 회로의 예(7-segmemt/Decoder 회로 설계)요약: 이번 보고서에서는 조합논리회로를 학습했다. 7-segment/Decoder 진리표를 완성했으며 진리표를 통해 Karnaugh과 간소화 된 형태의 불리언 식을 구했다. 그 후에 Decoder와 7-segment를 이용한 7-segment 구동 회로를 설계했다.서론: 7-segment LED는 7개의 LED와 소수점을 나타내는 1개의 LED로 구성되어 숫자를 표시한다. 이번 보고서에서는 7-segment/Decoder의 진리표를 학습하고 불리언 식을 구해 7-segment/Decoder회로를 설계하는 실험을 했다.실험결과:7-segment/Decoder 진리표아래 7-segment/Decoder 진리표를 작성한다.입력출력ABCDabcdefgdisplay0000***************************************0*************00*************01101*************011*************081*************0**************************11***************************************111111blank불리언식 구하기Karnaugh 맵을 이용하여 간소화 된 Sum of product 또는 Product of sum 형태의 불리언 식을 구한다.aCD AB*************1*************01100a=C+BC+AbCD AB*************0*************00101b=BD+BC+ACcCD AB*************0*************00000c=B+CDdCD AB**************************101010d=A+C+ABCeCD AB**************************101011e=A+CfCD AB*************1*************00010f=AB+B+AgCD AB*************1*************00010g=+ABC7-Segment 구동 회로 설계Decoder와 7-segment를 이용한 7-segment 구동 회로를 설계한다.결론: 이번 보고서에서는 7-segment/Decoder를 통해 조합논리회로를 학습했다. 이론부를 통해 7-segment/Decoder 진리표를 완성했으며 진리표를 통해 Karnaugh맵을 만들었으며 그 맵을 보고 간소화 된 Sum of product 또는 Product of sum 형태의 불리언 식을 구했다. 그 후에 Decoder와 7-segment를 이용한 7-segment 구동 회로를 설계했다.

공학/기술| 2021.09.02| 4페이지| 1,000원| 조회(201)

중앙대학교 아날로그 설계실습, 디지털회로설계실습, 조합논리 회로

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아날로그 및 디지털회로설계실습 1주차 초전형(Pyroelectric) 적외선 센서 과제

초전형 적외선 센서 과제UA741CP의 datasheet를 참고해서 아래 문제에 답하시오.Datasheet에서 Typical, =25 일 때 gain을 찾으시오. (찾아서 사진도 첨부하시오.) 에서 open-loop gain=A 라는 유한한 값을 가질 때의 gain을 A, R1, R2로 표현하시오.(1)에서 찾은 값, (2)에서 구한 식을 이용하여 R1=1k, R2=100k 일 때 gain의 값을 구하시오.Open-loop gain이 무한대일 때, 의 gain을 구하고 (3)과 비교하여 오차를 %로 표현하시오. (R1=1k, R2=100k)의 low-pass filter 회 이고, 일 때 R 값을 구하고 Bode Plot (Magnitude Response와 Phase Response) 을 직선으로 근사화 시켜서 그리시오.

공학/기술| 2021.09.02| 4페이지| 1,000원| 조회(253)

초전형 적외선 센서, 중앙대학교 아날로그 설계실습, 디지털회로설계실습

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