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[전기전자실험]1 오실로스코프 사용법 및 정류 회로(1)

실험 4오실로스코프 사용법및 정류 회로(1)담당교수분반학과학년학번이름제출 날짜목차1. 실험 목적2. 관련 이론(1) 오실로스코프 사용법(2) 오실로스코프 교류(AC)전압(3) 직류(DC)전압 측정(4) 트랜스포머3. 설계4. 실험5. 결론1. 실험 목적(1) 오실로스코프의 내부 기능을 배우고 기본원리와 동작을 이해하며 측정을 위한 조정 단 자를 익힌다.(2) 사용법을 숙지하여 교류 신호의 전압, 주파수, 위상. 파형 등을 여러 모드에서 측정하 는 방법을 익힌다.2. 관련 이론(1) 오실로스코프 사용법 오실로스코프오실로스코프의 정식 명칭은 음극선 오실로스코프(cathode Ray Oscilloscope)로서, 시 간적으로 변화하는 전기적인 신호를 스크린 상에 파형을 나타내어 전기적인 변화를 측 정, 분석하는데 사용되는 계측기이다.또한, 오실로스코프는 일반계기로 측정할 수 없는 높은 주파수, 펄스, 충격성 전압 및 전 류 등 각종 파형을 관측할 수 있고, 증폭기의 각종 일그러짐 등을 관측할 수 있기 때문 에 응용범위가 대단히 넓다.①구성오실로스코프는 수직 및 수평축증폭기, 시간축 증폭기, 전원부 및 음극선부로 나누어진 다. 는 오실로스코프의 기본구성도이다. 기본 구성도② 동작원리오실로스코프는 시간, 전압 및 휘도의 3요소를 조합시켜 파형을 나타내며, 과 같은 정현파를 표시할 때 이 3요소가 각각 어떠한 동작을 하는지 알아야 한다. 우선 CRT의 수평방향의 편향판에는 직선적으로 변하는 전압을 가해서 전자빔을 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하도록 편향하는데 이것을 소인(Sweep)이라 한다. 정현파의 전압과 시간과의 관계그런데, CRT의 형광면은 한정되어 있기 때문에 좌측에서 우측으로 어디까지나 소인을 계속할 수 없으므로, 와 같이 적당한 구간을 정해서 CRT의 우단까지 소인했 으면 좌단으로 돌아가 다시 좌단으로 돌아가 다시 좌단에서 우단으로 소인하도록 한다 면 변화하는 전압을 CRT면에 몇 회라도 나타나게 할 수 있으나 불편한 점도 있다. 그 것은 소인이 우단에서 좌단으로 돌아올 때 우측에서 좌측으로 소인하게 되어 의 B?A 구간이 A?B 구간에 겹쳐 와 같이 보이게 된다. 따라서 B?A 구간 의 파형이 보이지 않게 하기 위해서는 소인이 우단에 도착함과 동시에 전자빔을 차단하 도록 한다. 즉, B?A 구간의 휘도를 “0” 로 한다. 유한장 CRT면에 표시하기 위한 소인구간이 실정 소인과 휘선의 관계소인이 반복하는 구간을 신호의 주기에 일치하는 것을 동기(synchronizing) 시킨다고 하고, 동기한 소인을 기동하는 것을 트리거(triggering)라 한다.③ 조절기의 기능 오실로스코프a. 전원스위치b. TRACE ROTATION : 수평휘선을 격자선 평형에 맞춰주는 반고정 조정기c. INTENSITY : 단자가 눌려지지 않은 상태에서는 휘선 또는 휘점의 밝기를 조절 하는 단자이고, 단자가 눌려졌을때는 BEAM FIND 단자이다.d. FOCUS : 판면의 파형이 선명하게 되도록 맞춰주는 조정기e. CH1 INPUT : CH1의 수직축 입력단자, X-Y 동작 시는 X축f. CH2 INPUT : CH2의 수직축 입력단자, X-Y 동작 시는 Y축g. CH3 INPUT : 외부 동기신호를 사용하기 위한 입력단자h. Scale : 스크린의 화면 밝기를 조절하는 단자④프로브 오실로스코프 프로브진공관 전압계(VTVM)나 오실로스코프 등 입력 단자에 접속해서 피측정점에 접촉시키기 위해 사용하는 것.(2) 오실로스코프 교류(AC)전압 오실로스코프 교류접압① 피크값(최대치) :V_{ P} ② 피크-피크(첨두치) :V_{ PP}V _{PP} =`V _{max} -V _{min} =V _{P} -(-V _{P} )=2V_{ P} (식 1)③ 실효값(RMS치)V _{rms} = {V _{P}} over {sqrt {2}} =0.707V _{P} (식 2)V _{P} = sqrt {2} Vrms (식 3)V _{PP} =2V _{P} =2 sqrt {2} V _{rms} (식 4)(3) 직류(DC)전압 측정V _{dc}=수직이동거리(DIV) × 수직감쇄기 위치(V/DIV) × 프로브의 감쇄비(1또는 1/10 등) (식 5)(4)트랜스포머(변압기)유도성 전기 전도체를 통해 전기 에너지를 한 회로에서 다른 회로로 전달하는 장치를 말 한다. 처음 회로의 변화하는 전류는 변화하는 자기장을 만들어 낸다. 또, 이 자기장은 2 차 회로에서 변화하는 전압을 유도한다.3. 설계(1) Tap1~4까지 각각 3V, 6V, 9V, 12V를 연결해 DSO, DVM으로V rms.V_{ PP}를 측정하 고,V_{ P},V rms를 구한다.(2) 오실로스코프를 사용해 Tap1~4의 출력파형을 그린다.(3) 오실로스코프를 사용해 Tap1의 주기를 측정하고 이론치와 비교한다.(4)V_{ dc} =6TIMES2.7=16.2로 두고 DSO, DVM으로 DC전압을 측정하여 이론치와 비교하고 그 파형을 알아본다(5) DSO의 prove comp단자의 파형과, 첨두치, 주기, 주파수를 측정해본다.4. 실험(1) 트랜스포머 출력전압측정DVMDSO오차V rmsV_{ PP}V_{ P}V rmsTap1 3V3.072V9.04V4.52V3.20V0.128VTap2 6V6.13V18.6V9.3V6.58V0.45VTap3 9V9.21V27.4V13.7V9.69V0.58VTap4 12V12.3V36.2V18.1V12.8V0.5V오차는 DVM의V rms과 DSO의V rms을 비교했다.(2) Tap1~4의 출력파형(3) Tap1의 주기주기이론치16.7ms측정치17.5ms오차0.8(4) DC전압을 측정DVMDSO이론치16.2V16.2측정치16.21V17V오차0.010.8V_{ dc} = 6(각조)TIMES2.7=16.2V로 둔다.DSO에 의한 DC전압은 오실로스코프 화면에서 1.7칸TIMES10V/Div=17V였다.(5) (4)의 파형(6) DSO의 prove comp단자의 파형과, 첨두치, 주기, 주파수

공학/기술| 2024.10.04| 8페이지| 2,500원| 조회(216)

부경대, 제어계측, 전기과, 제어계측공학

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[전기전자실험1] 브릿지 정류회로(2)

실험 5브릿지 정류회로(2)담당교수분반학과학년학번이름제출 날짜목차1. 실험 목적2. 관련 이론(1) 반파 정류 회로(2) 전파 정류 회로(3) 브릿지 정류 회로(4) 전원 공급장치 필터3. 설계4. 실험1. 실험 목적(1) 반파 ?전파 정류 회로의 출력 파형을 관찰하고 측정한다.(2) 브리지 정류 회로의 출력 파형을 관찰하고 측정한다.(3) 커패시터가 포함된 회로의 파형과 리플을 알아본다.2. 관련 이론다이오드는 다이오드 양단에 순방향 바이어스에서는 도통되고 역방향 바이어스에서는 회로를 차단하는 성질을 가지고 있다. 다시 말해, 한쪽방향으로만 전류를 흘려주는 성질을 가진다. 이러한 성질을 정류(rectification)이라 한다. 즉, 정류는 교류(AC)를 직류(DC)로 바꾸는 과정이며 크게 반파정류과 전파 정류, 브리지 정류 회로로 나눌 수 있다.(1) 반파 정류 회로(Half-wave rectification circuit)반파정류는 교류전압을 인가하였을 경우 양(+)의 주기는 도통되고 음(-)의 주기는 차단 시킴으로써 양(+)의 파형을 가지는 것을 말한다. 와 같은 회로에서 교류전 압 v(t) = Vm sinωt가 주어졌을 때, 입력파형과 출력파형을 비교하면 와 같 이 나타낼 수 있다.a. 반파정류회로b. 입력 - 출력 파형출력전압의 주파수와 최대값은 입력전압의 주파수와 최대값이 같다. 정류기 중에서 입력 신호의 반주기동안만 전류를 흐르게 하고 나머지 반주기 동안은 전류를 차단하는 형태 가 반파정류기이다.정류된 신호의 평균치V _{dc} 또는v_{ av}는 에서(식 1)V _{dc} =v _{av} = {1} over {T} int _{} ^{} {vdt``=` {1} over {2 pi } int _{0} ^{pi } {(V _{m} sin theta } )d theta }#``````````````````````````````````=` {V _{m}} over {pi } `=`0.318V _{m}따라서, 반파정류의 평균 dc전압은V _{dc} =0.318V _{m} (식 2)이고, PIV(최대 역방향 전압)는V _{m}이다.(2) 전파 정류 회로(Full-wave rectification circuit)다이오드를 사용하여 교류의 +, - 어느 반 사이클에 대해서도 정류를 하고, 부하에 직 류 전류를 흘리도록 한 회로이다.은 전파 정류회로의 입력과 출력파형이다.출력신호의 기본주파수는 입력의 2배가 된다. 전파정류에서 평균전압은 아래식이다.V _{dc} =2(0.318V _{m} )=0.636V _{m} (식 3)f _{out} =2f _{IN } (식 4)(3) 브릿지 정류 회로는 Bridge 정류회로의 입출력파형이다. 입력의 (+)반주기동안은D _{1}과D _{3}는 ON되고,D _{2}와D _{4}는 OFF된다. 입력의 (-)반주기동안은D _{1}과D _{3}는 OFF되고,D _{2}와D _{4} 는 ON된다.V _{dc} =2(0.318V _{m} )=0.636V _{m} (식 5)f _{out} =2f _{in} (식 6)(2차``근사)`V _{P(out)} =V _{p(2)} -0.7-0.7=V _{p(2)} -1.4 (식 7)(4) 전원 공급장치 필터* 리플 전압 : 충전과 방전으로 인한 출력 전압의 변동. 리플이 적으면 적을수록 출력전압의 변동이 작다(식 1)* 리플 실효값3. 설계(1) 실험 1① 회로의V rms(2) =9V,R_{ L}=4.7K OMEGA 으로 한다.② DVM, DSO로Vrms(2)를 측정하고V _{P(2)}를 구한다.③ DVM, DSO로V _{dc}를 측정하고 이론치V _{dc}과 2차근사V _{dc}를 구한다.④ DSO에 나타난 파형을 그린다.(2) 실험 2 (커패시터 C 추가)① 회로의V rms(2) =6V,R_{ L}=4.7K OMEGA 으로C=33 muF,f=120Hz로 한다.② DVM, DSO로Vrms(2)를 측정하고V _{P(2)}를 구한다.③ DVM, DSO로V _{dc}를 측정하고 이론치V _{dc}과 2차근사V _{dc}를 구한다.④ ripple을 고려한 정확한V _{dc}를 구한다.⑤ DSO에 나타난 파형을 그린다.4. 실험(1) 실험 1VinVout오차DVMV rms(2)V _{P(2)}V _{dc}이론치V _{dc}2차근사V _{dc}0.1949.0912.867.18.1877.294DSO9.2813.127.27V _{P(2)}= sqrt {2}V rms(2), 이론치V _{dc} ={2V _{P}} over {pi }, 2차근사V _{dc}={2} over {pi } (V _{P(2)} -1.4)이다.DVM, DSO로Vrms(2)와V _{dc}를 측정하고 이론치V _{dc}과 2차근사V _{dc}를 구했다.DSO로 측정한Vrms(2)는 AC결합 실효치이며,V _{dc}는 DC결합 평균값이다.오차는 DVMV _{dc}와 2차근사V _{dc}를 비교했다. 오차는 0.194로 적었다.(2) 실험 2VinVout오차DVMV rms(2)V _{P(2)}V _{dc}이론치V _{dc}2차근사V _{dc}정확한V _{dc}0.026.048.5426.978.5427.1426.95DSO6.549.2497.48V _{P(2)}= sqrt {2}V rms(2), 2차근사V _{dc}=V _{P(2)} -1.4, 정확한V _{dc}=V _{P(2)} -1.4- {V _{rip}} over {2} 이다.DVM, DSO로Vrms(2)와V _{dc}를 측정하고 이론치V _{dc}과 2차근사V _{dc}를 구했다.DSO로 측정한Vrms(2)는 AC결합 실효치이며,V _{dc}는 DC결합 평균값이다오차는 DVMV _{dc}와 리플을 고려한 정확한V _{dc}를 비교했다. 오차는 0.02로 적었다.V rip 이론치V rip 실효치오차123.6mV97.0mV26.6I _{L} = {V _{dc}} over {R _{L}} = {6.97} over {4.7k},V rip= {I _{L}} over {{} _{f _{c}}} 의 식으로 구해보았다.

공학/기술| 2024.10.04| 8페이지| 2,500원| 조회(204)

전기전자, 부경대, 전기전자실험

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가산증폭기 - 전기전자실험2

실험 4가산증폭기담당교수분반, 조조장조원조원제출 날짜목차1. 실험 목적2. 관련 이론(1) 연산증폭기(2) 가산증폭기3. 설계4. 실험1. 실험 목적(1) 가산기 회로를 구성하고, 전압이득을 구해본다.(2) 정현파와 삼각파를 인가해 출력파형의 변화를 확인한다.2. 관련 이론(1) 연산 증폭기(Op Amp) 연산 증폭기연산증폭기(operational amplifier)은 연산을 위해서 사용할 수 있는 일종의 차동증폭기이다. 연산증폭기(operational amplifier)란, 바이폴러 트랜지스터나 FET를 사용하여 이상적 증폭기를 실현 시킬 목적으로 만든 아날로그 IC(integrated circuit)로서 원래 아날로그 컴퓨터에서 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등을 수행하는 기본 소자로 높은 이득을 가지는 증폭기를 말한다.이것은 (+) 및 (-) 2개의 입력 단자를 가지며, 외부 되먹임 회로를 첨가하여 사용한다. 저항, 커패시터, 다이오드 등 연산증폭기의 외부회로에 붙은 몇 가지 소자를 바꿈으로써 여러 가지 선형 또는 비선형 동작을 안정되게 행할 수 있다. 연산증폭기는 증폭율이 매우 크게 트랜지스터 등을 미리 연결하여 놓은 직결식 차동 증폭기로서 거꾸로 되먹임 (negative feedback)을 함으로서 증폭율을 조정할 수 있고 또, 증폭율의 안정도를 높일 수 있는 이점이 있다.? 이상적인 연산 증폭기의 특징 연산 증폭기① 이득이 무한대이다. (개루프)��Av��= INF ② 입력 임피던스가 무한대이다. (개루프)��Av��= INF ③ 대역폭이 무한대이다.R _{0} =0 ④ 출력 임피던스가 0이다.⑤ 낮은 전력 소비⑥ 온도 및 전원 전압변동에 따른 무영향 (zero drift)⑦ 오프셋(offset)이 0이다. (zero offset)⑧ CMRR이 무한대 이다.(차동 증폭회로)(2) 가산 증폭기(Summing Amplifier) 가산 증폭기이 회로는 각 입력신호를 증폭하며 각각의 입력에 대한 이득은 귀환저항에 입력저항을 나눈 것이다.V _{out} =A _{v1(CL)} v _{1} +A _{v2(CL)} v _{2} (식 1)i _{IN} =i _{1} +i _{2} = {v _{1}} over {R _{1}} + {v _{2}} over {R _{2}} (식 2)반전 입력이 가상 접지이므로 총 입력전류는 (식 2)와 같고 가장접지이므로 모든 전류는 귀환저항을 흐른다.V _{out} =(i _{1} +i _{2} )R _{f} =-( {R _{f}} over {R _{1}} v _{1} + {R _{f}} over {R _{2}} v _{2} ) (식 3)V _{out} =-(v _{1} +v _{2} + BULLET BULLET BULLET +v _{n} ) (식 4)?두 입력측에 대한 가산 연산 증폭기의 두 입력 측을 사용하는 가산 증폭기은 비반전과 반전입력을가진 가산기 회로이다. 증폭기의 반전 측에 두 개의 입 력 채널이 있고, 비반전 측에도 두 개의 입력 채널이 있다. 전체이득은 각 채널이득의 중 첩이다. 각 반전채널의 이득은 귀환저항R _{f} 와`````R _{1} 또는``````R _{2}인 입력채널 저항과의 비이다. 각 비반전 채널의 이득은 다음과 같다.{R _{f}} over {R _{1} ||R _{2}} +1 (식 5)이것은 다음 식 중 어느 하나인 각 채널의 전압분배율에 따라 감소한다.{R _{4} ||R _{5}} over {R _{3} +R _{4} ||R _{5}} 또는{R _{3} ||R _{5}} over {R _{4} +R _{3} ||R _{5}} (식 6)각 채널에 대한 이득을 구하는 식이다.?평균치 회로 평균치 회로는 평균치 회로이다. 이 회로의 출력은 입력전압의 평균치이다. 각 채널은 다음 과 같은 전압이득을 가진다.A _{v} = {R} over {3R} = {1} over {3} (식 7)모든 증폭된 출력을 더한 후 상기 전압이득을 곱하면 모든 입력전압의 평균치 출력을 얻 을 수가 있다. 에 나타낸 회로에는 세 개의 입력이 있다. 각 채널의 입력저항 nR(n : 채널의 수)이 변하지 않는 한 무수한 입력을 사용할 수 있다.?D/A 변환기 2진 가중 D/A 변환기디지털 전자회로에서 디지털-아날로그(D/A) 변환기(Digital to Analog Converter)는 2 진수로 표현된 값을 전압 또는 전류로 변환한다. 이 전압 또는 전류는 2진값에 비례할 것이다. D/A 변환으로 흔히 사용되는 방식으로는 두 가지가 있는데, 2중 가중 D/A 변환 기와 R/2R 사다리형 D/A 변환기이다.는 2진 가중 D/A 변환기이다. 이 회로는 입력의 가중 합과 같은 출력전압을 발생한다. 가중은 채널의 이득과 같다.3. 설계(1)V _{cc} =+12V,`````````````V _{EE} =-12V _{}(2)R _{1} =R _{2} =R _{f} =R=12k OMEGA (3)V _{1} 에` 정현파 12KHz, 1V _{PP}를 인가한다.V _{2} 에` 정현파 1.2KHz, 3V _{PP}를 인가한다.그 때V _{out} 파형을 측정하고, 그 파형을 그린다. 또 이론치와 측정치를 비교한다.(4)V _{1} 에` 정현파 12KHz, 1V _{PP}를 인가한다.V _{2} 에` 삼각파 1.2KHz, 3V _{PP}를 인가한다.그 때V _{out} 파형을 측정하고, 그 파형을 그린다. 또 이론치와 측정치를 비교한다.4. 실험(1)V _{2} 에` 정현파 1.2KHz, 3V _{PP}를 인가이론치실험치오차V _{out}-4-4.480.48(2)V _{2} 에` 삼각파 1.2KHz, 3V _{PP}를 인가이론치실험치오차V _{out}-4

공학/기술| 2022.09.18| 7페이지| 2,000원| 조회(142)

전기공학, 제어계측, 가산증폭기, 전전실, 전전실2, 전기전자실험2

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Voitage follower 회로 및 주파수 특성 측정 - 전기전자실험2

실험 3Voitage follower 회로및 주파수 특성 측정담당교수분반, 조조장조원조원제출 날짜목차1. 실험 목적2. 관련 이론(1) 연산증폭기(OP-AMP)(2) Voltage Follower3. 설계4. 실험1. 실험 목적(1) IC회로를 구성하고, OP-AMP의 전압이득을 구해본다.(2) 주파수를 변화시켜 출력값을 확인하고f _{c}를 구한다.2. 관련 이론(1) 연산 증폭기(Op Amp) 연산증폭기연산 증폭기(op-amp, Operational amplifier)는 한 개의 차동 입력과, 대개 한 개의 단 일 출력을 가지는 직류연결형(DC-coupled) 고이득 전압 증폭기이다. 하나의 연산 증 폭기는 그 입력 단자 간의 전압 차이보다 대개 백배에서 수 천배 큰 출력 전압을 생성 한다.연산증폭기는 다양한 종류의 전자 회로에서 중요한 구성 요소(building block)이다. 연 산증폭기는 그 기원이 선형, 비선형, 주파수 의존 회로에 쓰이던 아날로그 컴퓨터에 있 다. 이득과 같은 최종 요소의 특성이, 온도 변화와 op-amp 자체의 불균일한 제조상태 에 거의 의존하지 않고, 외부 부품(component)에 의해서 설정되기 때문에 회로 설계에 서 인기가 있다.연산증폭기는 오늘날 가장 널리 쓰이는 전자 부품 중의 하나이며, 소비자 디바이스, 산 업용 디바이스, 공학용 디바이스로 다양하게 쓰이고 있다.연산증폭기는 차동 증폭기의 한 종류이다. 다른 종류의 차동증폭기는 Fully differential amplifier, Instrumentation amplifier, 절연 증폭기, negative feedback amplifier가 있 다.? 연산증폭기 회로기호와 등가모델(2) Voltage Follower Voltage Follower 회로입력 전압의 크기 및 위상이 그대로 출력 전압에 전달되는 회로이다.? 전압이득(A _{v}) : 1?Z _{IN} : 상당히 크다.?Z _{out} : 상당히 낮다.? 버퍼(완충증폭) : 임피던스 정합을 위한 완충증폭기로 사용? Op Amp에 의한 전압폴로워 회로구현 例)ㅇ 부귀환전부가 반전입력단자(-)에 걸리게하는 구조- 귀환저항 = 0 으로, 출력 전부를 입력에 그대로 전달시킴? 전압폴로워 용도높은 임피던스전원및 낮은 임피던스부하사이에 `완충 증폭기` 역할- 다소 높은 임피던스를 갖는 전원을, 낮은 임피던스전원으로 변환시키는 임피던스 변 환을 위한 인터페이스회로로 많이 사용?OP Amp의 기본 응용 회로▶ Voltage Follower/Impedance Buffer위의 OP amp 회로에서 출력 전압 신호는 입력 전압 신호와 항상 같으므로, voltage follower라고 불린다. 이 회로는 어떤 기능을 가지는 회로에 부하 저항을 연결하였을 때, 부하 저항이 미치는 영향을 최소화하기 위해서 사용될 수 있다. 예를 들면 low-pass filter 회로에 부하 저항이 연결된 다음과 같은 회로를 고려해 본다.이 필터 회로에 부하 저항R _{L} 이 연결되지 않을 경우의 전달 함수는G(s)= {1} over {RCs+1}이지만, 위의 그림과 같이 부하 저항이 연결되면 전달 함수가 달라지게 되어, 원래 의도한필터의 기능을 수행할 수 없게 된다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 OP amp를 이용 한 voltage follower 회로를 이용할 수 있다.즉, 아래의 그림과 같이 low-pass filer와 부하 저항 사이에 voltage follower를 넣으면, low pass filter의 출력과 부하 저항 양단의 전압은 항상 같게 되며, OP amp의 입력 단자 로는 전류가 거의 흐르지 않으므로, 부하 저항이 low pass filter에 미치는 영향이 거의 없 게 된다. 이와 같은 용도로 사용되었을 때, 위의 회로는 impedance buffer라고 부르기도 한다.3. 설계(1)V _{cc} =+12V,`````````````V _{EE} =-12V _{}(2)V _{IN} 에` 정현파 1KHz, 1V _{PP}를 인가한다.(3)V _{IN} `````및````V _{out}을 DSO로 측정하여 파형을 그린다.(4)실험치 전압이득과 이론치와 비교한다.(5) 주파수 100Hz~2MHz까지 측정하고f _{c}를 구한다.4. 실험①V _{IN} 에` 정현파 1KHz, 1V _{PP}를 인가 후,V _{IN} `````및````V _{out}을 DSO로 측정한 파형②실험치 전압이득과 이론치 전압이득이론치 전압이득

공학/기술| 2022.09.18| 6페이지| 2,000원| 조회(145)

부경대, 전기공학, 제어계측, 전전실, 전전실2, 전기전자실험2, Voitage f..

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반전 증폭회로 - 전기전자실험2

실험 2반전 증폭 회로담당교수분반, 조조장조원조원제출 날짜목차1. 실험 목적2. 관련 이론(1) 연산 증폭기(2) 반전 증폭회로3. 설계4. 실험1. 실험 목적(1) 연산증폭기에 대해 알고 다른 소자들과 회로를 구성할 수 있다.(2) 비반전 증폭회로를 통해 전압이득을 구할 수 있다.2. 관련 이론(1) 연산 증폭기(Op Amp) 연산 증폭기연산증폭기(operational amplifier)은 연산을 위해서 사용할 수 있는 일종의 차동증폭기이다. 연산증폭기(operational amplifier)란, 바이폴러 트랜지스터나 FET를 사용하여 이상적 증폭기를 실현 시킬 목적으로 만든 아날로그 IC(integrated circuit)로서 원래 아날로그 컴퓨터에서 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등을 수행하는 기본 소자로 높은 이득을 가지는 증폭기를 말한다.이것은 (+) 및 (-) 2개의 입력 단자를 가지며, 외부 되먹임 회로를 첨가하여 사용한다. 저항, 커패시터, 다이오드 등 연산증폭기의 외부회로에 붙은 몇 가지 소자를 바꿈으로써 여러 가지 선형 또는 비선형 동작을 안정되게 행할 수 있다. 연산증폭기는 증폭율이 매우 크게 트랜지스터 등을 미리 연결하여 놓은 직결식 차동 증폭기로서 거꾸로 되먹임 (negative feedback)을 함으로서 증폭율을 조정할 수 있고 또, 증폭율의 안정도를 높일 수 있는 이점이 있다.? 이상적인 연산 증폭기의 특징 연산 증폭기① 이득이 무한대이다. (개루프)��Av��= INF ② 입력 임피던스가 무한대이다. (개루프)��Av��= INF ③ 대역폭이 무한대이다.R _{0} =0 ④ 출력 임피던스가 0이다.⑤ 낮은 전력 소비⑥ 온도 및 전원 전압변동에 따른 무영향 (zero drift)⑦ 오프셋(offset)이 0이다. (zero offset)⑧ CMRR이 무한대 이다.(차동 증폭회로)(2) 반전 증폭기(Inverting Amplifier)반전 증폭기는 입력된 신호에 대해 정해진 증폭도로 신호가 반전되어 출력되는 증폭기 이다. 음전압은 양전압으로, 양전압은 음전압으로 신호의 모양은 유지하면서 증폭된다.반전증폭기, 가상접지가 고려된 반전 증폭기① 폐루프이득Vin단자와 (-)단자 자이의 전압은V _{IN} -V _{s} (식 1)i _{1} =i _{2} `( BECAUSE Op-Amp`input`inpedunce= INF ) (식 2){V _{IN} -V _{s}} over {R _{1}} = {V _{out} -V _{s}} over {R _{2}} (식 3)Op-Amp의 자체이득을A _{0}라 한다면V _{out} =-A _{0} V _{IN} `````````````V _{s} = {-V _{out}} over {A _{0}} (식 4)A _{0} -> INF ``,````V _{s} image 0 (식 5){V _{IN}} over {R _{1}} =- {V _{out}} over {R _{1}} (식 6)THEREFORE V _{out} =- {R _{2}} over {R _{1}} V _{IN} (식 7)A _{v} = {V _{out}} over {V _{IN}} =- {R _{2}} over {R _{1}} (식 8)폐루프 이득의 부호가 마이너스(-)인 것은 입력신호v _{I}와 출력신호v _{o}의 위상이 반전 관계임을 의미한다.② 입력 bias 전류의 영향에 대한 보정bais 전류 및 온도 드리프트에 의한 영향이 출력에 나타난다.→ 보상저항으로 보상(R _{c} =R _{1} //R _{2} )3. 설계(1)V _{cc} =+12V,`````````````V _{EE} =-12V _{}(2)A _{v} =`2 TIMES 0.5+1=2 (3)R _{1} =1K OMEGA ,```````R _{2} =2K OMEGA (4)V _{IN} 에` 정현파 500KHz, 500mV _{PP}를 인가한다.(5)V _{IN} `````및````V _{out}을 DSO로 측정하여 파형을 그린다.(6) 이 증폭회로의 실험치 전압이득을 구하고 이론치와 비교한다.4. 실험R _{1} =1K OMEGA ,```````R _{2} =2K OMEGACH1CH2이론A _{v} 실험A _{v} 오차값0.5521.12(-)2(-)2.030.03이득의 부호가 마이너스(-)인 것은 입력신호와 출력신호의 위상이 반전관계임을 의미.

공학/기술| 2022.09.18| 6페이지| 2,000원| 조회(138)

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