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전자회로실험 결과보고서7 10점

실험7. 결과보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.실험7. Output stage1. 실험 결과1) Class-A output stage(1) ak} =0.306VV _{S,`peak} =2VV _{B,`peak} =1.29V실험결과V _{P-P} =1VV _{P-P} =2VV _{P-P} =4VV _{S,`peak} =0.48VV _{B,`peak} =-0.160VV _{S,`peak} =1.01VV _{B,`peak} =0.302VV _{S,`peak} =1.97VV _{B,`peak} =1.33V※ 입력의 증가에 따라V _{B,`peak}가 일정하게 증가하는 것을 확인할 수 있다.V _{P-P} =1V일 때 오차가 큰 이유는 값이 mV로 작기 때문에 변동이 심하기 때문이다.(5)V _{S} toV _{B} 그래프simulation실험결과2) Class-B output stage(1) 회로도(2) 입력노드S GND, 노드 B 부하저항 연결 X // 오차율 추가적으로 계산측정값simulation실제 측정값오차율| {s`im`ulation-실험값} over {s`im`ulation} | TIMES 100%node A20.82nVDMM에서 수십nV까지 측정하지 못하기에측정값이 0으로 나와 오차율 측정이 불가능하다.하지만 매우 낮은 전압이 node A, B에인가되는 것을 알 수 있다.node B4.937nVnode C5V1.002%node D-5V1.49%Q1I _{E} 전류5.498pADMM에서 수십nV까지 측정하지 못하기에 측정값이 0으로 나와 오차율 측정이 불가능하다. 하지만매우 낮은 전류가 Q1에 흐르는 것을 알 수 있다.※ 실험기기의 한계 때문에 제대로 된 값을 측정할 수 없었다. 하지만 입력이 0일 때 Class-B output stage는 출력이 0으로 고정되는 dead zone이기 때문에 노드 A, B에서의 전압과 Q1의 전류가 0으로 측정되는 것이 맞다.(3)V _{S} ,V _{A},V _{B} 전압 그래프V _{S} ,V _{A},V _{B} simulationV _{S} toV _{A} 실험결과V _{A} toV _{B} 실험결과(4) 입력 amplitude(V _{S,`peak}) 소자를 사용하는지 알았다면 위와 같은 그래프 모양의 차이를 없앨 수 있을 것이다.(5)V _{S} toV _{B} 그래프simulation실험결과3) Class-AB output stage(1) 회로도(2) 입력노드I GND, 노드BR _{L} =10kΩ부하저항 연결 // 오차율 추가적으로 계산측정값simulation실제 측정값오차율| {s`im`ulation-실험값} over {s`im`ulation} | TIMES 100%node A568mV1.02%node B-563mV0.48%node C52.6mV84.6%node D49mV66.9%node E4.998V1.28%node F-4.999V1.48%node H50.56mV76.4%node S2.49mV48.9%Q1I _{E} 전류20.68muA88.8%Q2I _{E} 전류-12.19muA215.5%※ 실험1에서와 같이 특정 노드에서 큰 오차율을 보인다. 왜냐하면 실험1과 마찬가지로 트렌지스터 종류가 다르기 때문이다. 더욱이 diode역시 오차에 큰 영향을 미친것으로 판단된다. 왜냐하면 pdf에서는 특성 소자를 지정하지 않기 때문에 simulation에서는 아무런 diode를 사용하였기 때문이다. 실험결과를 보아 pspice에서 사용한 D1N4148 diode는 실제 실험과는 다른 diode로 예상된다. Class-AB에서 diode에 의해 Q1과 Q2의 base 전압을 공유하지 못하게 만드는 것에 의의가 있는데 diode소자는 트렌지스터와 같이, 어느 정도의 전압이 강하되고 어느 정도의 전류를 흐르게 하는지 소자마다 차이가 있는데 이 때문에 큰 오차가 생긴 것으로 판단된다.(3)V _{I} ,V _{S},V _{H} 전압 그래프V _{I} ,V _{S},V _{H} simulationV _{I} toV _{S} 실험결과V _{S} toV _{H} 실험결과(4) 입력 amplitude(V _{I,`peak}) 증가에 따른V _{I},V _{H} peak 전압simulationV _{P-P} =1VV _{P- 인한 측정불가출력 포화시 출력4.75V※ 전반적으로 5%내의 오차를 보여주었다. 오차의 원인으로는 오실로스코프와 측정상의 문제라고 판단된다. 첫 번째로 오실로스코프의 파형발생기로 인한 오차는,V _{P-P}를 1mV로 설정하였으면 실험 결과로는 반드시 100mV가 나와야 하는데 103mV로 나왔기 때문에 오실로스코프로 인한 오차라고 생각된다. 두 번째로 측정상의 문제는 실험 결과값이 오실로스코프 화면 상에서 일정한 값으로 수렴하여 고정된 것이 아니라 계속해서 흔들리기 때문이다. 실제로 실험1에서는 100mV 이내의 값이 나온 것을 확인할 수 있었다.2) Class-B output stage(1) Simulation과 실험 결과값 비교 및 오차계산측정값simulation실험결과오차율| {s`im`ulation-실험값} over {s`im`ulation} | TIMES 100%V _{S _{p-p}}200mV200mV0%V _{A _{p-p}}199.6mV200mV0.2%V _{B _{p-p}}21.4mu V0DMM에서의 한계로 까지 측정하지 못하기에측정값이 0으로 나와 오차율 측정이 불가능하다.하지만 매우 낮은 전압이 node B에인가되는 것을 알 수 있다. 또한 전압이득이 0에 수렴하는 것을 알 수 있다.S to B 전압이득{21.4 mu V} over {200mV} =1.07e-40A to B 전압이득{21.4 mu V} over {199.6mV} =1.072e-401차 출력 포화시 입력-0.5V-입력전압 peak-to-peak 부족으로 인한 측정불가1차 출력 포화시 출력-1.9mV2차 출력 포화시 입력5.5V2차 출력 포화시 출력4.82mV※ 결과적으로 매우 낮은 오차율이 계산되었다. 실험 결과에서 초점을 맞추어야할 부분은 실험결과가 0V라는 것인데 이는 실험기기가 21.4mu V같은 매우 낮은 전압을 측정하지 못하기 때문에 0으로 표현하였기 때문이다. 실험기기가 더욱 정밀한 값을 측정할 수 있었다면 오차율을 계산할 수 있었을 것이다.3) Class-AB크게 받는다. 추가적으로 Class-AB 회로의 bias가 실험1 Class-A에서보다 불안정하기 때문에 noise의 영향이 실험1보다 컸는데 그로인해 오실로스코프의 화면상에서 전압이 심하게 변동되는 것을 확인하였다. 실제V _{H _{p-p}}의 경우 140mV~180mV 정도의 값을 화면으로 보여주었다. 이 때문에 오차율이 크게 계산된 것이라고 생각한다.3. 실험 결과 분석이번 실험은 트랜지스터를 이용하여 A, B, AB Class 별로 output stage를 구성하고 각각의 특성을 확인해보는 실험이다.실험 1에서는 Class-A output stage에 대하여 알아보았다. 일정한 bias를 걸어주기 때문에 출력에 왜곡이 없지만 효율은 낮은 output stage이다. 두 개의 BJT를 사용하지만 아랫단의 Q2 BJT는 전류원 역할을 한다. Q2의 base전압인V _{BE}로 인해 흐르는 전류가 결정되는데V _{BE}는 고정된 값이기 때문에 Q2에 흐르는 전류I _{Q2} =I _{s} exp( {V _{BE}} over {V _{T}} )인 것을 알 수 있다. 이 전류I _{Q2}는V _{O}가 연결되어 있지 않다면 그대로 Q1 BJT와 Q1의 collecter에 있는 저항에 흐를 것이다. 실험결과 입력전압을 인가하지 않고 부하저항을 연결하지 않을 때 Q1 BJT에 전류가 흐르는 것을 알 수 있었다. Q1에 흐르는 전류는 약 544muA으로 pspice결과와 약 0.59%의 작은 오차를 보였다. 그리고 입력이 1V, 2V, 4V로 일정하게 증가함에 따라 출력도 마찬가지로 왜곡 없이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. pspice에서의 입출력 그래프의 경우 선형적으로 증가하다가 입력이 일정수준보다 높아질 때 출력전압은 일정한 값을 가진다. 이는 BJT의V _{BE}가 satuation region에 다다랐기 때문이다. 하지만 실험에서는 이러한 영역을 관찰하지 못하고 입출력이 선형적일 때만 확인할 수 있었는데 이는 오실로스코프의 파형발생기가 최대 peak t 약

공학/기술| 2020.06.09| 10페이지| 1,000원| 조회(138)

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이곳에 제목을 써주세요 여기에 팀원들의 이름을 써주세요 ㅣ 20123456 김땡땡ㅣ 20123456 김땡땡ㅣ 20123456 김땡땡ㅣ 20123456 김땡땡ㅣ 피피티 공작소첫 번째 목차 1 두 번째 목차 2 세 번째 목차 3 네 번째 목차 4첫번째 목차 두번째 목차 세번째 목차 네번째 목차 소제목을 써주세요 이곳에 페이지의 핵심 내용을 써주세요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요제목을 써주세요 제목을 써주세요 제목을 써주세요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 소제목을 써주세요 첫번째 목차 두번째 목차 세번째 목차 네번째 목차 이곳에 페이지의 핵심 내용을 써주세요내용을 써주세요 이런이런 내용이에요 [ 제목을 써주세요 ] 내용을 써주세요 [ 제목을 써주세요 ] 이런이런 내용이에요 첫번째 목차 두번째 목차 세번째 목차 네번째 목차 이곳에 페이지의 핵심 내용을 써주세요첫번째 목차 두번째 목차 세번째 목차 네번째 목차 이곳에 페이지의 핵심 내용을 써주세요 이 표의 이름은 이거에요 표의 해석을 써주세요 2017 년 땡땡보고서 / N=100 명 60 % 77% 이 표의 이름은 이거에요 표의 해석을 써주세요 2017 년 땡땡보고서 / N=100 명발표 들어주셔서 감사합니다 ! 피피티 공작소{nameOfApplication=Show}

학교/교육| 2020.06.10| 7페이지| 1,500원| 조회(251)

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비즈니스| 2020.06.10| 41페이지| 1,500원| 조회(431)

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전자회로실험 결과보고서 설계2 10점

설계2. 결과보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.설계2. CMOS 증폭단 설계1. 설계 결과 및 오차 계산1) MOSFET 특성 측정(1)V 2)V _{GS} =1V,V _{DS} -I _{DS} ```plotV _{DS} -I _{DS} ```plot- simulation에서는 누설전류로 인해 pA단위의 전류가 흘렸지만 실제 측정값은 0A로 측정되었다. 전류가 너무 작기 때문에 DMM이 측정하지 못하기 때문이다. 오차율을 측정할 수 없지만, 두 결과 모두V _{GS}가 부족할 때 매우 작은 전류가 흐른다는 것을 보여준다.(3)V _{GS} =2V,V _{DS} -I _{DS} ```plotV _{DS} -I _{DS} ```plot-V _{DS}가 일정 전압 이상으로 올라갈 때 전류가 일정해지는 현상을 확인할 수 있다. channel length modulation 효과는 simulation보다 실험에서 더 확연히 드러난다.V _{DS}가 0.6V인 경우I _{D}는 약 1.03%의 오차율을 보여주며,V _{DS}가 1.5V인 경우I _{D}와의 오차율은 3.66%이다.2) 공통 소스 증폭단 특성 측정(1) bias 전압 전류 저항V _{DS}V _{GS}I _{DS}2.5695V2.1651V246muAsimulatino-실험값 오차율V _{DS}V _{GS}I _{DS}1.2%5.86%0.17%-V _{GS}를 simulation과는 달리 약 2.15V를(실제 측정값 2.1651V) 인가하였다. 그 이유는 사용되는 소자가 다르기 때문에V _{GS} -V _{DS} ``특성 곡선이 다르기 때문이다.(2)V _{GS} -V _{DS} ````plotV _{GS} -V _{DS} ````plot- 선형성이 좋은 구간은 1.85V에서 2.45V로 설정하였다. 중간값은 2.15V이다.- 우측 상단의 simulation 그래프에서 에서 선형성이 가장 좋은 구간의 중간값은 2.3V였지만 실험에서 얻을 수 있었던V _{GS} -V _{DS} ````plot에서 선형성이 가장 좋은 구간의 중간값은 2.15V였다.- MOSFET 특성 측정에서의 실험과 같이 좌측 아래의 그래프로부터V _{TH _{}}가 1.4V인뒤 엑셀을 사용하여 그래프를 만들어 주었다. 그 결과 훨씬 더 깔끔한 모양의V _{GS} -V _{DS} ````plot을 얻을 수 있었다.- DMM 측정을 통한V _{GS} -V _{DS} ````plot를 통해 좀 더 정확하게 선형성이 좋은 부분을 선택할 수 있다. 그 구간은 1.9V에서 2.4V이며 그 중간값인 2.15V가 아래V _{i`n} -V _{out} ````plot에서의 고정된V _{GS}가 된다.- 중간값을V _{GS}로 잡는 이유는 기울기가 Gain인 것과 관련이 있다. 기울기가 일정하다면 Gain이 일정할 것이며 출력파형에 왜곡이 일어나지 않는다. 하지만V _{GS}가 선형성이 좋은 구간을 벗어나 기울기가V _{GS}에 따라 달라지는 구간에 있다면, 각 구간에서의 Gain이 다르기 때문에 출력파형에 왜곡이 생긴다.- 앞으로 측정되는 값들은 simulation과 설계에서 사용되는 소자가 다르기 때문에 추가적인 오차율은 의미가 없기 때문에 따로 계산하지 않았다.(3)V _{i`n} -V _{out} ````plotV _{i`n,`P-P} =0.1V, 출력신호V _{out}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}0.1V2.8018-2.2616=0.5402V5.40298mV710mV7.245V/V- 입력신호가 작을수록 기울기의 변화가 작은 것을V _{GS} -V _{DS} ````plot을 통해 알 수 있다.V _{i`n,`P-P} =0.1V일 때의V _{GS}의 변화는2.15±0.05V이며 아주 작은 값이다 따라서 왜곡이 없는 그래프를 얻을 수 있었다.V _{i`n,`P-P} =0.5V, 출력신호V _{out}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}0.5V3.7093-1.0454= 2.6639V5.32780.56mV3.5V6.25V/V- 입력신호가 증가함에 따라V _{GS}의 변화는2.15±0.2t}V _{i`n,`P-P} =0.7V, 출력신호V _{out}-V _{i`n,`P-P} =0.5V 보다 큰 구간에서부터는 왜곡이 뚜렷하게 나타난다.V _{i`n,`P-P} =0.7V인 경우 전압이득은 5.65V/V로 많이 떨어진 것을 확인할 수 있다.3) 능동 부하(Active-Load) 증폭단 특성 측정(1) bias 전압 전류 저항V _{DS}V _{GS}I _{DS}1.8254V1.9984V109.64muAsimulatino-실험값 오차율V _{DS}V _{GS}I _{DS}19.9%15.3%60%- CS amp와 동일한 이유로 simulation과는 다른V _{GS}를 선택하였다. 선형성이 가장 좋은 구간의 중간값인 2V(측정값 1.9984V)를V _{GS}로 선택하였다.V _{GS}가 다르기 때문에 그 외의 오차율은 큰 의미가 없다.(2)V _{GS} -V _{DS} ````plotV _{GS} -V _{DS} ````plot- Active Load를 사용하였음에도 CS amp에서의 비슷한 특성 곡선을 보인다. 같은 CMOS array이기에V _{TH}가 1.4V로 위에서의 결과와 동일한 것을 알 수 있다.- 오실로스코프에서의 X-Y그래프를 통해 선형성이 좋은 구간을 1.8V에서 2.2V로 설정하였다.V _{GS} -V _{DS} ````plot- 오실로스코프를 통한 X-Y 그래프에서는 noise가 심하기 때문에 CS amp에서와 같이 DMM을 이용하여 측정한 뒤 엑셀을 사용하여 그래프를 만들어 주었다. 마찬가지로 깔끔한 그래프를 얻을 수 있었다.- DMM 측정을 통한V _{GS} -V _{DS} ````plot를 통해 선형성이 좋은 구간을 선택한 결과 X-Y 그래프에서와는 다르게 1.85V에서 2.15V 선택하였다. 그 중간값인 2V는V _{GS}이다.- DMM 측정을 통한V _{GS} -V _{DS} ````plot이 더 정확한 이유는 아래의V _{i`n} 입력신호의 변화에 따른 출력신호에서도 확인할 수 있다. 오실로스코프에서의 선형성이 좋은 구 ````plotV _{i`n,`P-P} =0.1V, 출력신호V _{out}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}0.1V2.5389-1.9701= 0.5688V5.688100mV550mV5.5V/V-V _{i`n,`P-P} =0.1V일 때의V _{GS}의 변화는2±0.05V이며 아주 작으므로 왜곡이 없는 그래프를 얻을 수 있다.V _{i`n,`P-P} =0.4V, 출력신호V _{out}V _{i`n,`P-P} =0.3V, 출력신호V _{out}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}V _{i`n,`P-P}V _{out,`P-P}A _{V}0.4V3.2846-1.0452= 2.2394V5.59850.31V1.73V5.58V/V- 우선V _{i`n,`P-P}가 다른 이유는 사용된 소자가 다르기 때문이다.- 실험에서의 최대V _{i`n,`P-P}는 0.3V였는데, 이때 입력신호가 증가함에 따라V _{GS}의 변화는2±0.15V이다. 입력신호가 최대인 지점인 2.15V와 최소인 1.85V에서V _{GS} -V _{DS} ````plot 기울기가 거의 일정하기 때문에 왜곡이 거의 일어나지 않았다.V _{i`n,`P-P} =0.4V, 출력신호V _{out}- 입력파형이 (-) 주기일 때 출력파형이 증폭이 덜 된 것을 확인할 수 있다. 이는 CS amp에서와 마찬가지로, 1.8V에서의V _{GS} -V _{DS} ````plot 기울기가 2V에서의 기울기보다 작기 때문이다. 이때 2.2V에서의 기울기는 2V와 거의 비슷하다.2. 설계 결과 분석1) MOSFET 특성 측정우선V _{DS} =0.5V로 고정시켰을 때V _{GS} -I _{DS} ```plot을 통해 대략V _{GS=} 1.4V가 넘어갈 때부터I _{DS}가 선형적으로 증가하는 것을 확인할 수 있다. 실험에서 사용한 소자는 simulation에서 사용한 CD4007과 다르지만V _{TH}는 동인한 값을 가지는 것을 확4V

공학/기술| 2020.06.09| 11페이지| 1,000원| 조회(136)

결과보고서, 전자회로실험, 아주대학교

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전자회로실험 결과보고서 설계3 10점

설계3. 결과보고서전자공학도의 윤리 강령 (IEEE Code of Ethics)(출처: http://www.ieee.org)나는 전자공학도로서, 전자공학이 전 세계 인류의 삶에 끼치는 심대한 영향을 인식하여 우리의 직업, 동료와 사회에 대한 나의 의무를 짐에 있어 최고의 윤리적, 전문적 행위를 수행할 것을 다짐하면서, 다음에 동의한다.1. 공중의 안전, 건강 복리에 대한 책임: 공중의 안전, 건강, 복리에 부합하는 결정을 할 책임을 질 것이며, 공중 또는 환경을 위협할 수 있는 요인을 신속히 공개한다.2. 지위 남용 배제: 실존하거나 예기되는 이해 상충을 가능한 한 피하며, 실제로 이해가 상충할 때에는 이를 이해 관련 당사자에게 알린다. (이해 상충: conflicts of interest, 공적인 지위를 사적 이익에 남용할 가능성)3. 정직성: 청구 또는 견적을 함에 있어 입수 가능한 자료에 근거하여 정직하고 현실적으로 한다.4. 뇌물 수수 금지: 어떠한 형태의 뇌물도 거절한다.5. 기술의 영향력 이해: 기술과 기술의 적절한 응용 및 잠재적 영향에 대한 이해를 높인다.6. 자기계발 및 책무성: 기술적 능력을 유지, 증진하며, 훈련 또는 경험을 통하여 자격이 있는 경우이거나 관련 한계를 전부 밝힌 뒤에만 타인을 위한 기술 업무를 수행한다.7. 엔지니어로서의 자세: 기술상의 업무에 대한 솔직한 비평을 구하고, 수용하고, 제공하며, 오류를 인정하고 수정하며, 타인의 기여를 적절히 인정한다.8. 차별 안하기: 인종, 종교, 성별, 장애, 연령, 출신국 등의 요인에 관계없이 모든 사람을 공평하게 대한다.9. 도덕성: 허위 또는 악의적인 행위로 타인, 타인의 재산, 명예, 또는 취업에 해를 끼치지 않는다.10. 동료애: 동료와 협력자가 전문분야에서 발전하도록 도우며, 이 윤리 헌장을 준수하도록 지원한다.위 IEEE 윤리헌장 정신에 입각하여 report를 작성하였음을 서약합니다.설계3. OP-AMP_RC FILTER 설계1. 설계 결과 및 simulation 결과 비교1은 증가하는 곡선을 보이는 건을 확인할 수 있었다. 설계 결과로는 주파수가 7.1kHz, 11kHz, 20kHz, 39kHz에서의 peak값을 측정한 결과 각 20.1mV, 40mV, 141mV, 205mV가 측정되었다. 최대 출력전압은 205mV이며, 그 때의 주파수는 39kHz로 측정되었다.(b) -3dB일 때의 주파수는 20kHZ, -20dB일 때의 주파수는 7.1kHz로 측정되었으며 phase는 각각-160.4 DEG ,-42.4 DEG 로 측정되었다. 여러 위치에서의 phase를 측정한 결과 아래 표의 우측과 같은 결과를 얻을 수 있었다.f _{p}를 통과한 이후 출력에 위상변화가 거의 없는 것을 확인할 수 있었다.phase(c) 각 주파수에서의 측정값을 이용하여 frequency ? V(dB) 그래프의 우측 그림을 얻을 수 있었다. 약간의 오버슛이 있는 것과f _{s}를 통과한 이후 출력이 일정하게 되는 것이 설계 simulation과 동일하였다. x축의 scale이 다르기 때문에 낮은 주파수에서 이득이 매우 낮은 값으로 수렴하는 것을 알 수 있다.(d) 입력으로 square wave를 넣고 주파수를 변경시킨 결과 아래와 같은 결과를 얻을 수 있었다. 출력파형은 simulation과 동일하게 주파수가 증가함에 따라 사각파에 가까워지는 모습을 보여준다. 주파수가 100kHz를 지나고 나서부터 뚜렷하게 사각파의 모습을 확인할 수 있다. 아래와 같은 결과는 frequency ? phase 그래프를 통해서도 분석할 수 있는데 주파수가 올라갈수록 phase shift가 줄어드는 것을 확인할 수 있으며 왜곡이 줄어들기 때문이다.f _{p}를 충분히 넘은 1MHz에서는 phase shift가 거의 없기 때문에 왜곡이 거의 없었으며 출력파형에서 사각파의 모습이 나타난다.f출력파형1kHz10kHz100kHz1MHz3) Second-Order Low-pass Filter (LPF) 검증frequency ? Vfrequency ? V(dB)9.8kHz26.9kHz10.dth49.605kHz68.75kHz38.594%Q20.02419.960.32%BPF에서는 center frequency gain와 20dB BandWidth를 제외하고는 오차율기 0.4%미만으로, 낮게 계산되었다. center frequency gain의 경우 흉내 낸 인덕터의 값이 설계한 그대로 제대로 정해지지 않아, 끝단 저항을 더 낮추는 과정에서 발생한 것이라고 판단된다. 흉내 낸 인덕터의 값이 simulation과 다른 이유로는 소자들의 자체 오차율과 op-amp의 오차율 때문이라고 생각한다. simulation을 수 백 차례 돌리면서 알게 된 사실은 아주 약간의 저항 변화라도, 출력에 큰 영향을 끼치는 것 이다. 따라서 설계한 흉내 낸 인덕터의 값을 수정하는 과정에서 gain 특성이 바뀐 것이라고 생각한다. 이와 비슷한 이유로 20dB에서의 BW도 큰 오차율이 발생한 것이라고 생각한다.2) HPFsimulation설계 측정값오차율최대 전압(Vpp)205.14mV205mV0.0682%최대 전압 주파수38.905kHz39kHz0.244%최대 전압 gain1.0267V/V1.062V/V3.44%-3dB 주파수20.001kHz20kHz0.005%-3dB 주파수 위상101.667DEG 42.4DEG 58.3%-20dB 주파수7.2362kHz7.1kHz1.88%-20dB 주파수 위상157.481DEG 160.4DEG 1.85%pass frequency20.014kHz20kHz0.07%stop frequency10.145kHz11kHz8.43%HPF에서는 ?3dB 주파수에서의 위상만 큰 오차율을 보였으며 나머지는 작은 오차율이 관찰되었다. exel로 작성한 phase그래프의 경우f _{p}를 통과 후 작아지는 phase shift를 관찰할 수 있었는데, 통과대역에서 phase shift가 줄어드는 것을 확인하였기 때문에 phase의 오차율은 큰 의미가 없다고 생각한다. 또한 ?3dB 주파수 측정값은 0.005%의 아주 작은 오차를 가지기 때문에f _{p}가 20213-40.711.059701490.5*************.21930.141-97.50.64295486-3.8*************.1930.038-150.10.19689119-14.1154742270000.1970.02-160.70.10152284-19.86872464. 설계 결과 분석1) Second-Order Band-pass Filter (BPF)Band-pass filterCenter frequency100kHz3dB-bandwidth5kHzCenter-frequency gain1 V/V요구 설계 사항은 Center frequency를 100kHz로 맞추고 그때의 gain을 1V/V로 만들어 주며 3dB-bandwidth는 5kHz로 하는 것이다. BPF의 전달함수는H(s)= {a _{1} s} over {s ^{2} + {w _{0}} over {Q} s+w _{0} ^{2}} ={{1} over {RC} s} over {s ^{2} + {1} over {RC} s+ {1} over {LC}}인데, 주파수의 성질만 확인하기 위해 s에jw를 대입한 뒤 그 제곱의 절댓값을 구한다. 즉|H(jw)| ^{2}를 구하는 것이며 이는 전달함수의 크기를 나타낸다. 여기서 gain이gain=1V/V인 것을 이용하면{a _{0} Q} over {w _{0}}=1w _{n} = sqrt {{1} over {LC}} =2 pi (100k)이고C=10nF로 설정했기 때문에 L값은 0.2533mH가 되며 Antoniou Inductance Simulation circuit을 통해 L소자를 흉내 낼 수 있었다. L값은{R _{1} R _{3} R _{5} C _{4}} over {R _{2}}식으로 맞추었는데 마지막R _{5}의 경우 253.3Ω이 계산된 결과지만 149Ω으로 저항을 줄여준 결과 정확한 Center frequency를 맞출 수 있었다. 저항을 낮춘 이유로는 L소자가 아닌, 흉내 낸 인덕터이기 때문에 정확한 값이 아니기 때문이다. 실제 실험에서도 149은 저항값을 구할 수 있었으며 그 값은 590Ω이였다. HPF는 BPF와는 다르게 설계한 그대로 값을 넣어준 결과 L값의 조정을 약간 걸친 이후로 바로 제대로 된 결과값을 얻을 수 있었다. Pass-band frequency의 경우 측정값이 정확이 20kHz로, simulation값과 0.005%의 오차율이 계산되었으며 Stop-band frequency의 경우 11kHz로 측정되었으며, pass-band frequency보다는 상대적으로 큰 8.43%의 오차율을 보였다. 또한 최대 전압의 경우 205mV로 측정되었으며 이 값은 입력전압 200mV와 비교하여 DC voltage gain이 1.062V/V인 것을 알 수 있다. 이때 설계 요구조건인 1V/V와는 6.2%의 오차율이 생기지만, 오버슛이 생기고 난 이후의 값들에서 비교하면 더 낮은 오차율을 얻을 수 있을 것이다. 또한20log1.062=0.522dB이기 때문에 설계 요구 조건인 1dB를 초과하지 않았다. 또한f _{s}는 11kHz이기 때문에 그때의 전압이득을 dB단위로 구해보았는데 14.194dB가 감소한 것으로 계산되었다. 이는 설계 요구 조건인 15dB를 초과하지 않았으며 약 5.37%의 작은 오차율을 보인다. 따라서 설계 요구 조건을 모두 만족하였다고 볼 수 있다.3) Second-Order Low-pass Filter (LPF) 검증Low-pass filterPass-band frequency10 kHzMaximum attenuation1 dBStop-band frequency20 kHzMinimum attenuation15dBDC voltage gain1 V/V요구 설계 사항은 pass band frequency를 10kHz, stop band frequency를 20kHz, Max, min attenuation를 1dB, 15dB로 만족시키고, DC voltage gain을 1V/V로 만들어주는 것이다. LPF의 전달함수는H(s)= {a _{2} s ^{2}} over {s ^{2} + 정된

공학/기술| 2020.06.09| 13페이지| 1,000원| 조회(149)

결과보고서, 전자회로실험, 아주대학교

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