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기본논리게이트 예비보고서

2주차 기본논리게이트 예비보고서일시 : 2013. 3. 13(수)장소 : P2041. 실험제목□ 기본논리게이트2. 실험목적□ 우리 주변의 대부분의 전자기기들은 디지털 시스템으로 이루어져 있다. “0”과“1”로 이루어져있는 디지털 시스템을 실질적으로 연산하는 과정에는 가장 기본적인 논리게이트를 바탕으로 연산이이루어진다.이번 실험에서는 기본 논리게이트인 NOT, AND, OR, NAND, NOR, XOR 게이트의 동작 특성및 응용에 대해 살펴본다.3.관련이론1)용어정리□ 아날로그 시스템 : 연속적인 정보를 입력시켜 처리하여 연속적인 정보를 출력시키는 시스템□ 디지털 시스템 : 제한된 수의 이상적인 값을 갖는 변수로서 표기되는 정보를 가지고 여러 가지계산을 수행하는 시스템3.관련이론(계속)2)기본논리게이트의 종류2주차 □ NOT 게이트NOT 게이트(인버터라고도 함)는 반전 또는 보수화라고 일컫는 연산을 수행하며 하나의논리 레벨을 반대의 레벨로 변경한다. 인버터는 한 개의 입력과 한 개의 출력을 갖는게이트로 논리적인 부정을 나타낸다. 따라서 인버터는 입력이 Low일 때 출력은 High이고입력이 High일 때 출력은 Low인 반전된 출력 펄스가 만들어진다.□ AND 게이트AND 게이트는 모든 논리 기능을 형성하기 위해 조합될 수 있는 기본 게이트 중 하나이며,두 개 또는 그 이상의 입력을 가질 수 있는 논리 곱셈을 수행한다. AND 게이트는두 개 또는 그 이상의 입력과 하나의 출력으로 구성된다. 또한 모든 입력이 High일 때만High 출력을 발생하고, 입력 중 하나라도 Low일 때는 Low 출력이 된다. 따라서 AND게이트에서 동작은 입력 A와 B가 High이면 출력 F는 High이고, A 또는 B 중 어느하나가 Low이거나 A와 B모두 Low이면 출력 F는 Low가 된다.3.관련이론(계속)□ OR 게이트OR 게이트는 모든 논리 기능이 구성될 수 있는 또 다른 기본 게이트로, 두 개 또는 그 이상의입력을 가질 수 있으며 논리 덧셈을 수행한다. OR 게이트는 입력 중 어느 하나가2주차 High이면High 출력을 발생하며, 모든 입력 신호가 Low일 때만 Low가 출력된다. 그러므로 OR 게이트에서 입력 A나 B 중 하나가 High이거나 A와 B 모두 High이면 출력 F는 High가 된다.A와 B가 모두 Low이면 출력 F는 Low이다□ NAND 게이트NAND 게이트는 만능 게이트로 사용되며, NAND 게이트 조합으로 AND, OR, NOT 등다양한 게이트를 만들어 사용할 수 있어 널리 보급되어 사용된다. NAND 게이트는 NOT게이트와 AND 게이트의 단축어이며, AND 게이트의 보수화된 출력을 갖는다. 이러한 NAND게이트는 모든 입력이 High일 때만 Low 출력을 발생하며 입력 중 하나라도 Low이면 출력은High가 된다. 일반적으로 논리 회로도에 그려진 작은 원은 NOT의 의미를 갖는 경우가 많다.NAND 게이트 회로 기호의 경우 AND 게이트 출력 쪽에 작은 원이 추가되어 있으며 따라서 NAND 게이트 출력은 AND 연산을 수행한 결과에 다시 NOT 연산을 수행한 결과와 동일하게 된다.3.관련이론(계속)□ NOR 게이트2주차 NOR 게이트는 NAND 게이트와 같이 만능 논리 소자로 사용되는 게이트로 AND, OR, NOT연산을 수행하기 위해 조합되어 사용된다. NOR는 NOT 게이트와 OR 게이트의 단축어이며보수화된 OR 출력을 갖는다. 즉 NOR 게이트는 입력 중 하나라도 High이면 Low 출력이발생하며, 모든 입력이 Low일 때 출력이 High가 된다□ XOR 게이트, XNOR 게이트XOR(배타적(Exclusive) OR) 게이트와 XNOR(배타적(Exclusive) NOR) 게이트는 앞서 설명된게이트들의 조합으로 만들 수 있지만, 많은 응용회로에서 중요하게 사용되므로 이들 게이트는자신의 유일한 기호를 갖는 기본 논리 소자로 취급된다. XOR 게이트의 출력은 두 개의 입력이반대 논리 레벨일 때만 High가 된다. 즉 XOR 게이트에서 입력 A가 Low이고 입력 B가 High이거나 또는 입력 A가 High이고 입력 B가 Low일 때 출력은 High가 되며, A와 B가 모두High 또는 Low이면 출력은 Low가 된다2주차 3.관련이론(계속)XNOR 게이트는 두 개의 입력 논리 레벨이 반대일 때 배타적 NOR 게이트의 출력은 Low가된다. 즉 입력 A가 Low이고 입력 B가 High이거나, A가 High이고 B가 Low이면 출력은Low가 되고, A와 B가 모두 High 또는 LOW이면 출력은 High가 된다.2주차 4. 실험순서□ 실험회로도4. 실험순서(계속)(1) 디지2주차 털 실험기판 위에 7408 AND 게이트를 이용하여 논리게이트 실험회로 (a)를 구성하고 데이터스위치(data switch) SW1 과 SW2를 각각 A,B에 연결하고, SW1과 SW2를 low(0), high(1)로변환시키면서 오실로스코프를 사용하여 X의 출력전압을 측정하여 표 1 에 기록하고, 이 전압이low 인지 high 이지 판독한다.(2) 7432 OR 게이트, 7400 NAND 게이트, 7402 NOR 게이트, 7486 XOR 게이트를 사용하여논리게이트 실험회로 (b), (c), (d), (e)를 구성하고 절차 (1)을 반복하여 표 1을 완성한다.

공학/기술| 2013.11.19| 7페이지| 1,000원| 조회(289)

기본논리게이트, 전자통신기초실험, 기본논리게이트 예비보고서

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기본 논리 게이트 결과보고서

2주차 기본논리게이트 결과보고서일시 : 2013. 3. 13(수)장소 : P2041. 실험결과(1) 2입력 AND, OR, NAND, NOR, XOR 게이트표 1 논리게이트 진리표입력ANDORNANDNORXORAB전압(V)논리전압(V)논리전압(V)논리전압(V)논리전압(V)논리000.01TIMES 10{} ^{-3}0004.4313.9510.01TIMES 10{} ^{-3}0010.04TIMES 10{} ^{-3}04.9614.4210.41TIMES 10{} ^{-3}04.971100.03TIMES 10{} ^{-3}04.9614.4310.42TIMES 10{} ^{-3}04.961114.8714.9610.17TIMES 10{} ^{-3}00.11TIMES 10{} ^{-3}00.05TIMES 10{} ^{-3}0(2) NAND 및 NOR 게이트의 응용표 2 NAND 및 NOR 게이트의 응용입력출력AB회로 (f)회로 (g)전압(V)논리전압(V)논리000.2100.1720013.5010.1720103.5010.1750113.5213.7512주차 1. 실험결과 (계속)(3) 다른 소자에 의한 XOR 게이트의 구성표 3 다른 소자에 의한 XOR 게이트의 구성입력출력AB회로 (h)회로 (i)회로 (j)전압(V)논리전압(V)논리전압(V)논리000.1100.1300.120014.3114.2114.271104.2914.2014.281110.1200.1200.200(4) 패리티 확인회로표 4 패리티 확인회로입력X1의 개수입력X1의 개수ABCDABCD*************00*************1*************1*************0*************1*************011113111104(5) NOT 게이트의 반전 및 지연 시간표 5 NOT 게이트의 반전AX{} _{1}X{} _{2}X{} _{3}X{} _{4}X{} _{5}X{} _{6}0*************2주차 1. 실험결과 (계속)그림 1 A, X{} _{6}의 출력 파형 및 지연 시간2. 실험고찰□ 오차원인논리 값이 1인 결과값을 살펴보면 입력 전압 5V보다 낮은 결과값이 나왔음을 알 수 있다.즉, 전압강하가 일어났고 어디론가 누실이 생겼다는 뜻인데, 의심해 볼 수 있는 곳은 전압발생기,bread board 위에서의 chip과 전선, 계측기(oscilloscope)의 수신과정을 의심해 볼 수있다.각각의 실험들은 같은 계측기를 사용하였고, 같은 전압발생기로 5V를 발생시켰다. 다른점은chip들과 전선들만이 바뀌어서 진행되었다는 사실을 바탕으로, 최대 4.96V라는 data 값을보자면 계측기와 전압발생기의 오차는 그렇게 크지 않다는 것을 알 수 있다.따라서 우리조는 나머지 오차를 증가시킨 요인은 소자내부 문제와 전선의 개수 및 위치가 큰영향을 주었다고 결론 내렸다.2주차 2. 실험고찰 (계속)□ 총평우리 주변을 조금만 둘러보면 형광등 스위치의 on/off, 계산기, 컴퓨터, 스마트폰 등등 모든주변기기들이 불연속적인 디지털 시스템(Digital system)이라는 사실을 알 수 있다. 비록 이러한제품들 속에는 엄청나게 복잡한 논리 시스템이 있겠지만 이것들의 가장 기본인 논리시스템은우리가 배운 기본논리게이트를 근간으로 만들어져 있을 것이다.전자전기에서의 가장 기본적인 시스템운용은 논리시스템인데, 논리(Logic,論理)란 사고나 추론따위를 이끌어가는 과정인 인간의 추론 영역을 의미한다. 우리 주변에 사용되고 있는 모든 디지털시스템의 설계와 해석 과정은 “0”,“1”로 이루어져있다고 하지만 논리 선언문을 공식화 하는수학적 시스템, 즉 부울 대수(Boolean algebra)를 통하여 제품(Product,製品)에 인간의 추론영역을 확장시켰다고 할 수 있다.사실 우리조는 “디지털” 개념을 느끼기에는 조금 어려움이 있었다. 그 이유는 우리조의 구성은 기계, 토목과 학부생이었기 때문이다. 주로 거시적인 역학을 다루기 때문에 미시적인 전자시스템에 대해 익숙하지 못하다. 이번 실험을 통하여 디지털 시스템의 메카니즘(Mechanism)을처음 접하였고(“0”과 “1”로 이루어져 있는 불연속적인 시스템이며, 이것들을 운용하는데에는논리연산이 필요하다는 것) 새로운 영역을 접해봤다는 점에서 유익한 실험 이였다.

공학/기술| 2013.11.19| 4페이지| 1,000원| 조회(179)

전자통신기초실험, 상학당, 기본 논리 게이트 결과보고서

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플립플롭 결과보고서

3주차 플립플롭 결과보고서일시 : 2013. 3. 30(수)장소 : P2041. 실험결과(1) PR/CLR RS 플립플롭표 3 PR/CLR RS 플립플롭CLRPRSSRCLKQQ***************************************000001**************************1**************************100000000000003주차 1. 실험결과 (계속)(2) D 플립플롭표 4 D플립플롭입력(a)DCLKQbar{Q}0*************0111101010(3) T 플립플롭표 6 T 플립플롭TQbar{Q}0101000011002. 실험고찰□ 오차가장 많은 게이트를 사용한 PR/CLR RS 플립플롭의 결과 값을 살펴보면 예상치랑 실제 실험 수치랑 어마어마한 차이를 보이는 것을 볼 수 있다. 실제로 실험과정에서도 회로 연결 시 불이 잘 들어오지 않는 경우가 잦았고 계속해서 다시 재연결해서 어찌어찌 불이 들어왔지만 이는 곧 이렇게 예상치랑 다른 결과값으로 나타나게 되었다.이에 우리 조는 왜 그런지 생각해 보니 다음과 같은 계산이 나왔다.① 우리조의 회로 연결 과정이 잘못되었다.② 많은 게이트를 사용하다보니 그중 불량품인 게이트가 있었다.비록 우리조원의 구성이 토목공학과 / 기계공학과 학부생으로 구성되어서 회로 연결이 서툴다고는 2. 실험고찰 (계속)하나 모든 실험이 실패한 것이 아니므로 이에 우리는 6개나 사용한 게이트 중 불량품이 많이 존재 한 것으로 생각된다.3주차 □ 총평집적회로 레지스터의 근간을 이루는 플립플롭, 그 만큼 플립플롭에 대한 이해도는 전자전기공학부 학부생으로써 매우 중요한 것이다. 집적회로가 사용되지 않는 전자기기는 단 하나도 없고 그만큼 우리 생활에서 사용되지 않는 분야가 없다.그런데 이 실험을 통해서 플립플롭에 대한 것을 조금이나마 알게 되어서 꽤나 신기했다. 모든 플립플롭의 근간이 되는 RS 플립플롭! 그것에다가 약간의 수정을 가해 만들어진 D 플립플롭 그리고 입력이 들어 올 때마다 출력이 바뀌는 T 플립플롭 등 처음 전자전기공학부 학생으로 들어와 실험을 하는 것이라 매우 생소하고 낯선 용어가 많고 또한 회로도 처음 접하는 것이라서 실험 과정상 매우 어려운 점이 많았다. 그리고 지금까지 배워오던 역학과는 다른 눈에 보이지 않는 전자회로를 구성하려고 하니 더더욱 어려움이 많았다. 이러한 어려움이 앞으로도 계속 될 듯해서 조금 두려워지기도 한다.

공학/기술| 2013.11.19| 3페이지| 1,000원| 조회(158)

실험(1), 전자통신기초실험, 상학당

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기주공명 수정

☞실험 방법지름이 약 3cm, 길이가 약 1.5m인 유리관에 물이 들어 있고, 그 수위는 용기를 손으로 올렸다 내렸다 하여 조절한다.(1)유리관 내의 수위가 열린 쪽 입구에 거의 차도록 조절한다.(2)오실로스코프 전원을 넣는다. VOLT/DIV는 5mV, TIME/DIV은 0.5ms로 돌린 후 파형을 확인하고, POSITION 스위치를 이용하여 파형이 중앙에 위치하도록 조절한다.(3)오실로스코프의 CH1 버튼을 누르고 AC-GND-DC 단자는 AC로 놓는다.(4)SOUND ADAPTER를 켜고, BNC 케이블로 오실로스코프와 연결한다.(5)소리굽쇠를 진동시켜 마이크에 대보고 파형이 나타나는지 확인한다.(6)소리굽쇠 F를 고무망치로 두들겨 진동시킨 후 관 입구 A에 가까이 함과 동시에 수위를 천천히 내린다. 기주의 길이가 적당할 때 소리굽쇠와 기주가 공명하여 큰 소리를 낸다.(7)공명하는 위치를 찾을 때, 음파 수신기에 연결된 오실로스코프의 파형을 직접관측하여 파형이 최대로 증폭될 때를 찾아낸다. 이때가 공명이 가장 크게 발생하는 위치이다.(8)가장 크게 공명하는 위치를 찾아내면, 이 점이 N이며 기주관에 새겨있는 눈금 S로 위치를 읽어 y으로 표 1-1에 기록한다. 이렇게 하여 다른 공명 마디 점 N, N, N의 위치를 읽고 y, y, y로 한다.(9)소리굽쇠는 고무망치로만 두들기도록 한다.(10)이번에는 진동수를 모르는 소리굽쇠를 이용하여 앞에서와 같은 방법으로 실험을 하고, 그 측정 결과를 표 2-1 에 기록한다.☞실험결과1. 주변 환경 측정값온도26기압1025hPa습도52%표1-1진동수를 알고 있을 경우 (f=650Hz)회yyyy116.5cm39cm63cm87cm216.2cm38.5cm63.0cm86.4cm315cm38.7cm62.8cm87.9cm평균15.9cm38.7cm63cm87.1cm온도 t = 26,압력 p=769mmHg, 수증기분압 e= 13mmHg표2-1진동수를 모르는 경우 (f= Hz)회yyyy110.4cm34.2cm50.5cm81.2cm210.7cm34.3cm50.4cm80.7cm310.7cm34.2cm50.4cm81cm평균10.6cm34.23cm50.43cm80.96cm온도 t = 26,압력 p=769mmHg, 수증기분압 e= 13mmHg☞2.실험값 계산이 실험에서 공명 시, 기주 안에는 소리굽쇠의 진동수 f와 같은 진동수의 정상파가 생긴 것이다.?인접한 공명 마디 사이의 거리는 음파의 반 파장이므로, 그 파장는 y-y=과 y-y=를 평균하여=로 정한다.앞의 실험에서 얻은(표1-1) y의 평균값을 이용하여 다음을 계산한다.?u=f=65047.7510=310.375m/s?공기 중의 소리 속력은 Laplae의 이론에 의하면 0, 1기압 하에서 u==331.4(m/s)이다.여기서 B는 음파가 진행하는 공기의 부피탄성률이고,는 공기의 밀도이다.하지만 실험은 온도 t = 26,압력 p=769mmHg, 수증기분압 e= 13mmHg 이므로 다시 u를보정해야할 필요가 있다. 이를 u' 라고 하면u'= u(1+0.00183T)(1+)u(1+0.00183T+) =331.4(1+0.0018326+)=348.22m/s?상대 오차 === 10.86%표1-2f=y-y=y-y=u=fu'=u(1+0.00183t+)상대오차(%)650Hz47.1cm48.4cm47.75cm310.37m/s348.22m/s10.86%(2) 앞의 실험에서 얻은(표 2-1) y의 평균값을 이용하여 다음을 계산한다.?(u은 표 1-2에서 구한 값으로 기록한다.)?f=u/=310.37/(46.2910)=670.5Hz?f=u'/=348.22/(46.2910)=752.26Hz?상대오차 === 10.86%표2-2=y-y=y-y=uf=u/f상대오차(%)45.83cm46.74cm46.29cm310.37m/s670.5Hz752.26Hz10.86%(1) 소리굽쇠의 진동수는 온도가 올라가면 약간 감소한다. 0때의 진동을 f라 하고 t때의 진동수를f라 하면, f=f(1-0.0000112t)가 된다.(2) 관 안에서 음속은 관 벽의 마찰 등으로 대기 중에서 보다 미소하게 감소한다.☞결과 및 토의●온도에 따라 음속이 달라지는 이유는??u==331.4(m/s)이다. 여기서 B는 음파가 진행하는 공기의 부피탄성률이고,는 공기의 밀도인데 온도가 증가함에 따라 공기의 부피탄성률이 증가하고 밀도가 줄어듦으로써 온도가 증가함에 따라 음속이 증가한다.●기주 공명 장치에서 뚫린 윗부분이 파의 배가 되는 이유는??파동이 밀한 매질에서 소한 매질의 경계면에서 반사할 때에는 반사파의 위상이 변하지 않는다.이를 자유단 반사라 하는데, 관의 뚫린 윗부분이 바로 자유단 반사를 하므로 배를 이룬다.●그렇다면 실생활에 쓰이는 예가 어디에 있겠는가??색소폰이나 플롯 등 악기들 역시 이러한 원리에 의해 서로 다른 음을 낼 수 있다.●오차요인은 무엇이 있겠는가??실험간에 사람이 듣고 보고 인지하는 것에 의해 실험결과 값을 구했기 때문에 약간의 오차가 생겼다.

공학/기술| 2011.12.18| 5페이지| 1,500원| 조회(117)

오실로스코프, 기주공명, 기주공명 보고서, 기주공명 수정, 소리굽쇠의 진동수

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자기장

대학물리실험결과보고서5-7 자기장(암페어의 법칙과 비오-사바르 법칙)날짜2011/10/5수업요일/시간수 56조7조학번A817020이름김동찬실험 결과1. 측정값실험 1. 직선 도선에서의 자기장I = 3 A*표 1거리 r(cm)자기장 B(mT)0.350.1600.500.1560.700.1180.900.0961.100.0791.300.073실험 2. 원형 도선에서의 자기장I=3AR=2.95cm*표2거리 x(cm)자기장 B (mT)0.000.0591.000.0542.000.0423.000.0314.000.022실험 3. 솔레노이드 코일에서의 자기장솔레노이드 반지름 R = 1.74cm솔레노이드 길이 l = 13.3cmV= 10VI=0.95An= 7576 turn/m거리 y(cm)자기장 B (mT)0.007.321.007.212.007.023.006.594.005.665.003.766.001.917.000.952. 실험값 계산실험 1. 직선 도선에서의 자기장이론값 : 1.2610실험값 : 0.9410상대오차 :% = 23.39%실험2. 원형도선에서의 자기장이론값 : 1.2610실험값 : 0.9110상대오차 := 27.78이론값 : 1.2610실험값 : 0.8310상대오차 : 34.1410결과직선도선, 원형 도선 및 솔레노이드에 전류가 흐를 때 생성되는 자기장을 측정하여 자기장 분포를 실험적으로 확인이 가능하였으며, 암페어의 법칙 및 비오-사바르의 법칙이 실험적으로 성립함을 볼 수 있다.오차 원인직선 도선, 원형도선, 솔레노이드의 원인보다는 테슬라메타가 오래되서 그런지 리셋을 눌러도 자꾸만 증가되어서 측정하는데 애를 먹었다.때문에 오차범위도 20% 밖으로 넘어갔다. 만약 좀더 정밀히 고정된 값으로 측정이 가능하였다면 낮은 오차 범위로 실험값을 구할 수 있었을 것이다. 그래도 눈에 보이지 않는 자기장을 수치로 볼 수 있는 디지털 테슬라메타를 조금이나마 다루게 되어서 유익한 실험 이였다.

공학/기술| 2011.12.18| 5페이지| 1,000원| 조회(143)

자기장 결과 보고서, 직선 도선에서의 자기장, 원형 도선에서의 자기장, 솔레노..

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