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[전기실험,기초실험]10진카운터 예비리포트

1. 아날로그와 디지털아날로그 신호란 시간에 따라 연속적으로 변화하는 신호를 말한다. 이에 반해 디지털 신호는 시간에 따라 정해진 이산값(discrete value)만을 갖는 신호를 말한다. 아날로그와 디지털의 차이는 우리가 실생활에서 물리적인 크기나 양을 나타낼 때 사용하는 실수와 정수의 차이와 유사하다. 예를 들어 실수에서는 3과 5사이에 3.1, 3.14, 3.6, 4.3, 4.9, 4.999 등 무수히 많은 실수가 존재하지만, 정수에서는 3과 5사이에 4라는 정수만이 존재한다.아래 그림에서 아날로그 신호와 디지털 신호의 시간에 따른 변화 모양에 대한 예를 나타내었다. 그림에서 아날로그 신호는 시간이 지남에 따라 신호의 값이 연속적인 값을 가지면서 변화됨을 볼 수 있고, 디지털 신호는 정해진 이산값 0 또는 1 둘 중의 한 값만을 가지면서 변화됨을 볼 수 있다.2. 디지털 회로란?디지탈 회로란 「0 과 1」「ON 과 OFF」「0V 와 5V」와 같이 2개의 값을 이용하여 각종연산을 행하거나 기기를 제어하는 회로라고 할 수 있다．수를 표현할 때 우리는 10진수를 이용하지만 이것은 사용하기 편리하기 때문에 사용하는 것 일뿐 수학적으로 특별한 의미는 없으며 어디에서 항 오름을 할 것인가에 따라 n진수로 정하고 있는 것뿐이다.기계적인 계산을 위해 계산기를 만들려고 할 경우 가장 간단한 장치를 조합시키면 효율이 좋아지기 때문에 n진수에서 가장 간단한 2진수를 이용하는 것이다. 2진수는 0과 1밖에 이용하지 않기 때문에 그러한 숫자를 물리적으로 대응시키면, 0은 스위치의 OFF，1은 스위치의 ON에 대응 시키는 것과 같이 아주 단순하게 된다. 물론 많은 상태를 갖는 물건을 사용하고 3진수라든가 10진수를 이용한 시스템을 구성 하는 것도 가능하지만 시스템이 복잡해지는 많큼 메리트가 없다.-1-예를 들면 깃발을 올렸다 내렸다 하면서 그 높이로 상태를 나타내는 것을 생각해 보자. 2진수라면 깃발이 한가운데보다 위에 있으면 1, 한가운데보다 아래 있으면 0 으로 대응시키면 력 신호 중에 0인 입력 신호가 하나라도 있을 경우에는 출력 신호는 0이 된다.AND 게이트의 기호와 진리표는 다음과 같다.AND 게이트의 출력에 대한 불 대수식은 F=x.y 이다.RABYYABAND 게이트 회로와 논리기호AND 게이트의 동작표입 력출 력ABY=ABLow(0)Low(0)High(1)High(1)Low(0)High(1)Low(0)High(1)Low(0)Low(0)Low(0)High(1)AND 게이트 IC의 여러 종류NODescriptionPin기타7408Quad 2-Input AND14T시7409Quad 2-Input Open Collector AND147408의 O.C7411Triple 3-Input AND147415Triple 3-Input Open Collector AND147411의 O.C7421Dual 4-Input AND144073Triple 3-Input14CMOS4081Quad 2-Input14CMOS4082Dual 4-Input AND14CMOS-3-(2) OR 게이트두 개 이상의 입력 신호에 대하여 한 개의 출력 신호를 얻는 게이트로서 논리합을 나타내는데, 이 게이트의 출력은 입력 신호에 의하여 결정되는데, 입력 신호가 모두 0인 경우에만 출력 신호는 0이 되고, 입력 신호 중에 1인 신호가 하나라도 있으면, 출력 신호는 1이 된다. 즉 두 개의 입력중 하나만 "참"이어도 출력은 "참"이 되며, 만약 두 개의 입력이 모두 "거짓"이면 출력도 "거짓"이 된다.OR 게이트의 기호와 진리표는 다음과 같다.OR 게이트의 출력에 대한 불 대수식은 F=x+y 이다.ABYABRYOR 게이트 회로와 논리 기호OR 게이트의 동작표입 력출 력ABY=A+BLow(0)Low(0)High(1)High(1)Low(0)High(1)Low(0)High(1)Low(0)High(1)High(1)High(1)OR 게이트 IC의 여러 종류NODescriptionPin기타7432Quad 2-Input OR14TTL4072Dual 4-Input OR14CMOS4075410의 O.C7413Dual 4-Input Schmitt Trigger NAND14Schmitt 회로7418Dual 4-Input Schmitt Trigger NAND14Schmitt 회로7420Dual 4-Input NAND14다중입력(4) 게이트7422Dual 4-Input Open Collector NAND147420의 O.C7424Quad 2-Input Schmitt Trigger NAND14Schmitt 회로7426Quad 2-Input Open Collector NAND147403의 고내압(15V)74308-Input NAND14다중입력(8) 게이트7437Quad 2-Input NAND Buffers147400의 버퍼형7413313-Input NAND16다중입력(13) 게이트4011Dual 4-Input NAND14CMOS 다중입력4012Dual 4-Input NAND16CMOS 다중입력4023Triple 3-Input NAND14CMOS 다중입력40688-Input NAND14CMOS 다중입력4093Quad 2-Input Schmitt Trigger NAND14CMOS Schmitt 회로40107Dual 2-Input NAND Buffer/Driver8CMOS(5) NOR 게이트두 개 이상의 입력 신호에 대하여 한 개의 출력 신호를 얻는 게이트로서, 입력 신호가 모두 0인 경우에만 출력 신호는 1이 되고, 입력 신호 중에 하나라도 1이 있는 경우는 출력 신호는 0이 된다. 이 게이트는 OR 게이트와는 반대로 작동하는 게이트로서, NOT OR의 의미로 NOR 게이트라고 부른다. NOR 게이트는 NOT 게이트 바로 뒤에 OR 게이트가 이어지는 것 같이 동작한다. 두 개의 입력이 모두 "거짓"인 경우에만 출력이 "참"이 되고, 그렇지 않은 경우는 모두 "거짓"이다. 이 게이트의 기호와 진리표는 다음과 같다.-7-NOR 게이트의 출력에 대한 불 대수식은 F=(x+y)' 이다.ABYABGNDYNOR 게이트 회로와 논리 기호NOR 게이트의 동작표입 력출 력과 출력신호는 같은 신호를 얻는다. 즉 입력신호가 1일 경우에는 1의 출력신호를, 입력신호가 1일 경우는 0의 출력신호를 얻는다. Buffer 게이트의 출력에 대한 불 대수식은 F=x 이다.-9-Buffer gate(8) XNOR(eXclusive-NOR)XNOR(eXclusive-NOR) 게이트는 두 개 이상의 입력 신호에 대하여 한 개의 출력 신호를 얻으며, 입력 신호 중 짝수 개의 0이 입력된 경우에 출력 신호는 1이 된다. 그렇지 않은 경우에는 출력 신호는 0이 된다. 이 게이트의 기호와 진리표는 다음과 같다.XNOR 게이트의 출력에 대한 불 대수식은 F=x'y'+xy 이다.XNOR(eXclusive-NOR) 게이트는 논리의 "둘 중 하나"라는 식으로 동작한다. 즉, 두 개의 입력중 하나가 "참"이면 출력도 "참"이 된다. 그러나, 두 개의 입력 모두가 "거짓"이거나 또는 두 개의 입력 모두가 "참"이라면 출력은 "거짓"이 된다. 이러한 회로를 관찰하는 다른 방법으로는, 두 개의 입력들이 서로 다르면 출력은 1이 되고, 두 개의 입력이 서로 같으면 출력은 0이 된다고 생각해도 된다.입 력출 력ABLow(0)Low(0)High(1)High(1)Low(0)High(1)Low(0)High(1)High(1)Low(0)Low(0)High(1)ABXNOR 게이트의 동작과 기호XNOR 게이트 IC의 여러 종류NODescriptionPin기타74135Quad 2-Input XOR/XNOR16XOR/XNOR 선택형74266Quad 2-Input Open Collector XNOR14O.C 형4077Quad 2-Input XNOR14CMOS-10-※참조 - 0과 1을 역으로 하면?지금까지 설명에서는 뭔가가 있을 때를 1 로, 아무것도 없을 때 를 0으로 설명했는데 이것을「정론리」라고 말한다 . 그런데 0과 1을 역으로 하여 뭔가가 있을 때 0，아무것도 없을 때를１로 할 수도 있으며 이것을「부논리」라고 부른다．부논리로 생각하면 OR과 AND의 의미도 완전히 반대가 된다． 즈화 된 TTL 중에서 가장 오래된 타입의 것이다. 널리 사용되고 있던 DTL에 비해 동작 속도가 매우 빠르기 때문에, 이 74 시리즈의 출현에 의해서 DTL은 TTL로 전환되게 되었다.그러나 이 74 시리즈 뒤에 등장한 다른 TTL에 비하여, 소비 전력이 크고 동작 속도가 늦기 때문에, 현재에는 그다지 사용되고 있지 않다.-12-2) 74S 시리즈74S 시리즈의 TTL은 “Schottky(쇼트키)?베리어?다이오드”를 사용하고 있으므로 S라는 기호가 사용되고 있다. 기본적 동작은 74시리즈와 같으나, 쇼트 키?베리어?다이오드를 트랜지스터의 컬렉터, 베이스 간에 접속한 다이오드?클램프 회로를 구성함에 의해 고속 동작을 실현하고 있는 점이 큰 특징이다.3) 74LS 시리즈74LS 시리즈는 74S 시리즈의 소비전력을 내리는 것을 목적으로 개발되어, 저 전력 쇼트키(Low Power Schottky)에서 LS의 기호가 붙여져 현재 가장 일반적으로 많이 사용되고 있는 TTL이다.이 시리즈는 저 소비 전력으로 하기 위해 만들었으므로 74S 시리즈에 비해 다소 동작 속도는 뒤떨어진다. 74S 시리즈에 대한 구조상의 큰 차이는 입력부에 멀티 이미터형의 트랜지스터를 사용하지 않고, 쇼트 키 베리어 다이오드를 사용한 것이다.4) 74F 시리즈74F 시리즈의 F는 고속(Fast)TTL의 F이다. 74S 시리즈의 동작속도, 소비전력을 개선하는 것을 목적으로 Fairchild 사가 개발한 것으로 유일 TI(텍사스?인스트루먼츠) 사 이외의 제조업체에서 개발된 TTL이다. TI사의 74AS 시리즈와 함께 새로운 TTL로서 주목받고 있다.5) 74ALS 시리즈74ALS 시리즈는 개량된 저 전력 쇼트키(Advanced Low Power Schottky)인 것이다.이 74ALS 시리즈는 74S 시리즈의 동작 속도를 떨어뜨리지 않고, 소비전력을 개선하는 것을 목표로 개발되었다. 그 결과 74S 시리즈와 비교하여, 동작 속도는 조금 개량되고, 소비전력이 대폭적으로 작은 TTL로 되었다.6) 74다.

공학/기술| 2004.11.27| 19페이지| 1,000원| 조회(939)

기계실험, 예비, 10진카운터

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[기초전자회로]op-amp 미분기적분기 결과레포트 평가A좋아요

1. 목적기계계의 물리량은 센서롤 측정하여 그에 상응하는 전압으로 나타내는데 그중 일반적인 신호유형은 아날로그 신호이다. 이러한 계측된 신호는 Op-Amp를 통해 전기적으로 사칙연산이 가능하며 이들 통해 기계를 제어 할수 있는 기본이 된다.2. 이론(1) 미분기옆그림은 은 미분기 회로이다. [그림 3-1]에서 으로 하고, A점에 전류 방정식을 적용하면 다음과 같은 입출력 관계식이 얻어진다.(식 1)(식 2)따라서 이 회로는 미분기능을 수행한다. 고주파로 갈수록 capacitor의 리액턴스는 작아지므로 고주파 대역에서의 전압이득은 점점 커진다. 이로 인해 출력이 고주파 잡음에 매우 민감하게 되므로 capacitor 옆에 직렬로 저항 를 연결하여 고주파 이득을 의 비율로 줄인다. 단, 이때 차단주파수(Cutoff frequency) 보다 낮은 주파수에서는 미분기로 작동하고 이보다 높은 주파수에서는 전압이득 인 반전 증폭기가 된다.(2) 적분기로 하면(식 3)이다. 따라서(식 4)가 된다. (식 4)를 보면 알 수 있듯이 출력 는 입력 의 적분 값으로 표현된다. 실제 적분회로는 저주파 이득을 제한하지 않으면 DC offset전압이 비록 작다하더라도 존재한다면, 적분주기동안 적분되어 결국 OP Amp를 포화시키므로 C 양단에 저항 를 달아 저주파 이득을 제한-1-한다. 이때 저항 에 의해 저주파이득이 제한을 받게 되므로 차단주파수보다 높을 때는 적분기로, 낮을 때는 전압이득이 인 반전 증폭기가 된다.3. 실험기자재 및 부품- SMPS : Switching Mode Power Supply의 약자로서 현재와 같이 소형화, 경량화, 대용량이 요구되는 민수용 및 산업용 기기에서 기존의 일반적인 전원 방식은 용량에 한계가 있고 또한 부피나 무게가 상당히 커지게 되므로 사용상 제약이 따르게 되었다. 기존 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 이용한 방식으로 효율과 무게, 용량면에서 사용상 제약이 따른다. 이러한 점을 개선하고 대체하기 위하여 새로운 기술로 발전되어진 것이 SMPS전원 방식이다. SMPS 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 DC로 변환하여 높은 주파수로 변경 (수십 ㎑~수백 ㎑)하여 사용하며 이에 따른 고난도의 기술이 필요하다. 또한 주파수를 변환 시켜주는 Pulse width modulation 방식으로 전원 이용률을 극대화함으로써 고효율과 경제성면에서 기존의 방식에 비해 높은 경쟁력을 겸비하였으며 전원의 안정성이 크게 향상되어졌다. AC / DC convertor. DC / DC convertor. 노트북용 전원장치. 휴대폰용 충전기. 각종 전원장치(SMPS). 비디오 도어폰용 전원장치등에 많이 쓰인다.- Fuction Generator : 이것은 말 그대로 함수를 만들어 오실로스코프에 보내는 기계이다.삼각파, 사인파, 펄스파 등등의 함수를 만들 수 있으며, 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)도 조절 할 수 있다.- 오실로스코프 : 오실로스코프는 복잡한 파형을 관찰하기에 가장 유용하며 많이 쓰이는 계측기이다. 오실로스코프는 시각적으로 전압 파형을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이의 형태는 시간(X축)에 대한 전압(Y축)으로 나타낸다. 정면 디스플레이 패널의 각각의 눈금을 이용하여 전압 및 주파수를 아날로그 형태로 측정 할 수 있다.- 브레드 보드: 회로의 개발 또는 원형판(prototype version)을 위하여 사용하는 기판(말 그대로 빵틀이라는 뜻으로 그 틀을 한번 쓰고 버리지 않고 여러 번 계속 쓴다는 의미에서 나옴)- Op- Amp : OP-Amp는 원래 아날로그 연산의 simulation 회로에 사용될 정도로 고성능인 증폭기를 지칭하는 것이었는데, 현재는 오히려 고성능인 범용 증폭기를 일반적으로 OP-Amp라고 한다.- 저항 : 소형탄소피막저항을 사용하였다.(75,1.5K, 10K, 15K)저항 읽는 방법 - 저항의 칼러 코드는 왼쪽의 2개의 색이 수치를 나타내고 왼쪽으로 3번째가 승수를 나타 낸다.-2-색제1숫자제2숫자제3숫자(승수)허용오차%흑001갈1110±0.1적22100±2등331000황4410000녹55100000±0.5청661000000±0.25자7710000000±0.1회88100000000백9910000000000금--0.1±5은--0.01±10무---±20저항값은 (숫자)(숫자)X(승수)허용 오차(%)- 콘덴서(102,104) : 콘덴서의 기능은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 하나는 전기를 저장하거나 방출하는 축전지로서의 기능과 또 하나는 직류를 통하지 않는 성질을 이용하는 기능이다. 축전지로서의 기능을 이용한 회로에는 전원 회로의 평활 회로나 마이크로 컴퓨터 등의 백업 회로, 콘덴서의 충방전에 필요한 시간을 이용한 타이머 회로 등이 있다. 또한 직류를 차단하는 성질을 이용한 회로에는 특정 주파수 성분만을 추출 또는 제거하는 필터 등이 있으며 주파수 특성을 고려해야 하는 회로에 반드시 필요한 것이다.4. 도면미분기-3-적분기5. 실험방법(1) 미분기1) 우선 테스터기로 저항들을 하나하나 검사한다.2) 오실로스코프 화면을 적절히 조절한다.3) OP-Amp, 저항, 콘덴서들을 도면대로 브레드보드에 꽂은 다음 접지부를 SMPS의 0V 단 자에 연결한다. 도면에서는 1.5K가 사용되었으나 실험자재 부족으로 1K를 사용하여 연 결하였다.l4) 75Ω짜리 저항이 연결된 부분에 Function Generator의 2V부분을 연결한다.5) SMPS로부터 +15V, -15V를 빼내서 +는 7번에 -는 4번에 연결한다.6) 오실로스코프의 CH1에 선을 꽂아서 output에 연결한다.7) 오실로스코프 화면을 적절히 조절하며 원하는 결과 값을 출력한다.(2) 적분기1) 오실로스코프의 화면을 적절히 조절한다.2) OP-Amp, 저항들을 도면대로 연결한 다음 접지부를 SMPS의 0V 단자에 연결한다. 저항 값을 1.5K와 15K대신에 1K와 10K를 사용하였다.3) 1.5KΩ 저항이 연결된 부분에 Function Generator의 5V부분을 연결한다.4) SMPS로부터 +15V, -15V를 빼내서 +는 7번에 -는 4번에 연결한다.5) 오실로스코프의 CH2에 선을 꽂아서 output에 연결한다.6) 오실로스코프의 화면을 적절히 조절하며 원하는 결과 값을 출력한다.-4-6. 결과미분기 입력파 미분 1K미분 20K적분 입력 적분 1K적분 100K7. 고찰이번실험은 실험 기구의 문제로 인해 초반에 많이 고생을 했다. 도면을 보고 브레드보드에 전기소자를 배치하고 전압을 넣은 다음에 주파수 변경을 했는데 오실로스코프에 아무런 변화가 없었다. 초반에는 소자 배치나 아님 다른 기구의 조작을 잘못해서 그런 줄 알았으나 나중 조교님의 도움으로 실험 도구 특히 오실로스코프의 케이블에 이상이 있다는 소식을 듣고 다른 조와 함께 측정을 하게 되었다. 처음에 미분기를 먼저 만들어 실험하였다. 저항의 부족으로 1.5K대신에 1K를 사용했다는 것을 제외하고는 도면과 같게 설치하였다. 결과값은 구분을 쉽게 하기위해 삼각파를 넣어 주파수에 따라 미분기로 사용될 때에는 사각파가 나오고 아닐 경우에는 반전 증폭되어 삼각파가 나오게 예상하여 만들었다. 결과측정은 입력전압이 2V일 때 주파수가 1KHz와 20KHz로 각각 측정하였다. 처음 미분되어 사각파로 예상되어진 1KHz의 파형은 예상대로 나와 주어 전압값은 1.1V로 측정되었으나 반전증폭 되어 나와야 하는 20KHz는 파형은 제대로 나왔으나 전압(4.2V)이 제대로 증폭되지 못했다. 조원들과 원인에 대해 상의해 봤으나 정확한 결론을 내지 못했다. 다음으로는 적분기를 만들어 측정하였다. 적분기는 미분기와 반대로 입력파형을 사각파로 하고 적분기를 통과하여 삼각파로 나오게 하였다. 다만 입력전압을 미분기와 달리 5V로 하였으며 주파수는 각각 1KHz(비반전증폭기)와 100KHz(적분기)로 하여 측정을 하였다. 적분기에서도 적분기는 6.72V의 전압을 가진 삼각파가 예상대로 나왔으나 비반전 증폭기는 증폭이 제대로 되지 못한 채 29.6V의 전압을 나타내었다. 실험을 하면서 주파수에 따라 주파수 파형이 갑자기 변하는 부분을 잡고 싶었으나 그러지는 못했다. 파형이 주파수에 따라 갑자기 바뀌기 보다는 어느 구간동안에 변화를 하여 값을 얻기도 힘들었고 중간에 애매한 부분이 많았기 때문이다. 이번실험은 어렵기도 했지만 서로 다른 두 조가 모여서 실험을 해서 많은 도움이 되었다. 많지는 않지만 이주동안 실험을 하면서 생긴 노하우를 교환 할수도 있었고 우리 조와는 다른 또다른 실험 스타일을 느낄 수 있었다.

공학/기술| 2004.11.01| 6페이지| 1,000원| 조회(1,738)

미분기, 적분기, 결과

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[기초전자회로]Op-Amp를 이용한 적분기 미분기 제작 예비리포트 평가A좋아요

1. Practical 미분기 설계법(1) 기본 회로회로의 동작을 이해하려면 우선 입력단자로부터 콘덴서를 통해 흘러들어오는 전류를 구합니다. 콘덴서에 흐르는 전류이기 때문에 콘덴서 전하량의 미분이 된다.I = dQ / dt또한 콘덴서에 쌓여있는 전하는 Q = CV 의 관계가 있습니다. 여기서 말하는 V는 콘덴서 양단의 전위차이기 때문에 연산효증폭기의 -입력 단자전압(V-)과 회로의 입력 전압(Vi)의 차이로 되며 이 연산증폭기에는 부궤환이 걸려 있으므로 연산증폭기 입력 단자의 전위차는 0으로 되어있고 결국 콘덴서 양단전압은 GND로부터 측정한 회로의 입력신호전압 Vi와 같게 된다. 이것을 이용해 콘덴서에 흐르는 전류를 구하면I = C {dV / dt}과 같이 된다. 연산증폭기의 입력단자에는 전류가 흐르지 않기 때문에 이 전류는 모두 궤환저항을 통해서 연산증폭기의 출력단자로 흐른다. 따라서 연산증폭기의 출력단자 전압은Vo = -RC {dV / dt}가 되어 입력전압의 시간 미분을 출력 해 준다.(2) 문제점이 회로는 다음과 같은 몇가지 문제점 때문에 실용적이지 못하다.1.미분 회로는 입력신호의 주파수와 증폭도가 비례하는 회로입니다. 그 때문에 높은 주파수의 신호는 매우크게 증폭된다.이상적인 연산증폭기라면 무한하게 높은 주파수에대하여 무한 대의 증폭도가 되지만 현실적으로 연산증폭기의 오픈루프이득은 한정되어 있다. 연산증폭기의 출력전압은 전자유도나 누설전류로 인하여 입력으로 돌아오는 경우가 있으며 높은 주파수에서는 증폭도가 높기 때문에 약간의 고주파 전류가 증폭되어 루프가 형성 됩니다. 이 루프의 게인이 1을 넘으면 발진하기 쉬운 위험 상태가 되고 약간의 탄력으로도 루프에서의 위상차가 360도의 정수배가 되는 주파수로 발진하게 됩니다. 미분 회로는 이러한 이유 때문에 실용적이-1-지 못하다.2. 입력에 콘덴서가 접속되어 있는 것도 문제가 될 수 있다. 콘덴서는 직류 전류를 흘리지 않지만 연산증폭기의 입력단자는 약간의 입력 바이어스 전류가 흐른다. 이 전류가 궤환저항/ (sC1)) , 궤환저항은 R2 / (1 + sC2R2) 로되며 출력은Vo = ViR2 / {( R1 + 1 / (sC1)) × (1 + sC2 R2)}가 된다.미분 회로는 입력 주파수와 이득이 정비례 하는 특성이 있다. 그렇지만 무한하게 높은 주파수를 무한하게 증폭하는 것은 반드시 발진을 일으키게 된다. 우선 C2 = 0 의 경우를 생각하면, 이회로의 입력에 직렬로 넣은 저항 R1에 의해 최대의 이득을 R2 / R1 로 제한하고 있으므로 설정 주파수까지는 주파수와 이득이 비례하지만 그 후는 이득이 증가하지 않는다. 그 주파수는f1 = 1 / R1C1로 결정된다.-2-또한 충분히 높은 주파수에서는 이득을 내리고 싶는 경우가 있다. 그 때에는 C2의 효과에의해 적분동작을 하므로 설정 주파수 이상에서는 주파수와 이득이 반비례하는 관계가 된다. 그 주파수는,f2 = 1 / R2C2로 결정된다.f2 > f1 로 설정하면 낮은 주파수에서는 미분, 높은 주파수에서는 적분하는 안정된 미분 회로를 만들 수 있습니다. 미리 사용 주파수 범위를 정하고 나서 설계하는 것이 포인트입니다.다만 이 회로는 완전하고 정확하게 미분하는 회로가 아닙니다. 스텝 입력에 대해 완만한 꼬리가 따라 다닙니다. 유감스러운 일이지만 완전한 미분회로는 아날로그 전자회로로 만들 수 없습니다.(4) 가상접지 개념을 이용한 미분기 해석위 회로에서 C의 오른쪽은 접지된 것으로 볼 수 있으므로 C양단의 전압은 신호전압 Vs와같다. 그런데 C 양단을 통해 흐르는 전류 i 는 입력저항의 변화 가 있을 때만 흐르게 된다. 따라서 C를 흐르는 전류 i를 구하면… ①와 같이 되고 출력전압 는… ②이므로, 식 ① 과 ②에서와 같이 쓸 수 있다.(5) 각 입력 파형별 출력 특성-3-1) 정현파 입력인 경우위 그림에서‥‥‥‥①(Vm sin ωt ) = CVm cos ωt ‥‥‥‥②가 되어 출력파형은 파가 되고 입력에 대해서는 90°의 위상차를 갖는 지연된 여현파가 된다(op amp에서는 180°지연되는 것에 주의) ②식에하여 그림에서와 같이 직렬저항 를 연결해서 고주파 이득을 로 제한 했다.이때 미분기로 동작시 상한주파수는 를 기준으로 로 로 동작한다. 반전증폭기로 동작시 이득은 이 된다.(7) 실습회로도-5-2. Practical 적분기 설계법(1) 기본 회로연산 증폭기의 궤환 저항 대신 콘덴서를 넣으면 적분회로를 만들 수 있다. 이 회로는 입력 전압을 시간에 적분하고 출력하는 회로로 신호 처리 회로에서 매우 잘 쓰여진다.(2) 동작이 회로의 동작을 푸는 방법은 보통 2가지가 있으며 하나는 미분 방정식을 이용하여 푸는 방법이고, 또 하나는 라플라스 변환을 이용하고 푸는 방법이다．일반적로 라플러스 변환을 이용하는 방법이 간단하지만 한번정도는 양쪽 방법 모두 풀어보는 것이 좋을 것이다1)미분 방정식을 이용한 방법출발점은 회로의 각 부분 전압이나 전류，콘덴서의 전하량을 미분식으로 기술한 것이다．연산 증폭기에 가상쇼트를 가정하면 -입력 단자 전압은 0V 이기 때문에 입력 전류는 Vi / R1 이 되며 이 전류는 콘덴서에 충전된다．전류를 I 라고 하면 콘덴서의 전하는 Q = ∫ I dt 로 되고 출력 전압은 콘덴서의 전하 Q를 콘덴서의 용량 C로 나눈값이 됩니다. 이것을 수식으로 정리하면I = Vi / R1Q = ∫IdtVout = -Q / C1이 되며 이것을 풀면Vo = -∫(1 / C1 R1) * Vi(t)dt로 됩니다2)라플라스 변환 (Laplace Transformation)을 이용한 방법라플라스 변환(Laplace Transformation)은 선형 미분방정식을 풀거나 제어회로의 전달함수를 구할 때 많이 사용되는 수학적 방법으로서 이방법을 사용하는 이유는 미분방정식이 대수방정식으로 바뀌어 쉽게 풀리며 회로의의 특성을 분수함수 형태의 전달함수로 나타낼수 있어서 수학적으로 처리하기가 쉬워지기 때문이다.반전 증폭기의 식Vo = - ( R2 / R1) Vi(t)에서 R2 대신 C1이 들어갔기 때문에 C1의 임피던스를 sC1 으로하여 R2 부분에 대입해 하면-6-Vo = - (1 / 것이다. 이 회로로 만든 발진 회로는 기생발 진이 적은 특징이 있다. 그 이유는 기생발진의 성분은 고조파인데 적분을 2회나 하고 있으므로 -40db/dec (-12 db/oct 라고도 한다)의 감쇠에 의해 고조파 성분의 기생발진 이 발생하기 어렵기 때문이다.(4) 주의사항적분기로 사용하는 경우 콘덴서의 누설 전류에 주의하지 않으면 안된다．어떤 콘덴서라도 약간의 누설전류가 있다．특히 알루미늄 전해 콘덴서등은 누설전류가 많은 콘덴서로서 유명하다．누설전류가 많으면 적분한 전류가 누설되어서 올바른 적분이 될 수 없다．그 때문에 장시간 적분은 곤란하다．누출이 적은 콘덴서로 폴리프로필렌 콘덴서가 있지만 그래도 장시간의 적분은 곤란하다．6800pF의 폴리프로필렌 콘덴서에 15V의 전압을 충전하면 콘덴서 속의 전하량은 102nC이다．이 콘덴서에 누설이나 연산 증폭기의 바이어스로 1nA의 전류가 흘렀다면 약 2분후면 전부 방전된다. 그래도 장시간의 적분을 해야겠다면 입력 바이어스 전류가 적은 CMOS 입력 타입의 연산 증폭기를 선택하는 것이 좋다. 최근에는 pA나 fA 클래스의 연산 증폭기도 입수할 수 있다．fA 클래스의 연산 증폭기를 입수할 수 있어도 프린트 기판에 부착한 이물질에 의하여 pA 정도의 전류는 쉽게 흐를 수 있다. 그 때문에 연산 증폭기의-입력 단자를 테플론 단자로 하거나 알코올로 세척하는등 미소 신호 측정 기술이 필요해진다．그러나 단시간 적분이나 적당한 적분으로 좋은 것이라면 전해 콘덴서나 일반적인 납땜으로도 충분하다. 또한 적분 시작 타이밍을 주기 위해서 콘덴서의 양단을 스위치로 쇼트하여 콘덴서의 전하를 0으로 하면 적분의 시작 타이밍이 된다．FET를 사용한 전자 스위치를 사용하는 경우도 있지만 기계적 스위치의 경우는 스위치에 직렬 저항이 들어간다. 이것은 콘덴서의 전하를 급속히 방전시-7-키면 콘덴서의 수명이 짧아지는 것을 막고 스위치 접점의 수면도 연장하기 위한 것이다. 아무리 적은 용량의 콘덴서라도 100Ω 정도의 저항을 넣는 버릇을 붙여야 한다.(결정되며 주파수 특성을 그래프로 표시하면 다음과 같이 된다.회로의 전달 특성은 CR회로로된 일차 저역필터(lowpass filter)와 같은 형태를 하고 있으며 그출력은VO = Vi / (1 + sCR)이 되나 CR필터에서는 증폭을 할 수 없지만 이 회로에서는 증폭을 할 수 있는특징이 있다.이 회로를 CR lowpass filter 대용으로 사용하는 경우도 있다. CR필터는 출력 임피던스가 높은 단점이 있지만 이 회로의 출력 impedance는 연산증폭기의 특성으로 매우 낮아진다. 또한 CR필터와는 달리 회로가 분리되기 때문에 다음단에 어떤 회로가 연결되는 적분기 이전 회로에 아무영향도 없다. 또한 보통 반전증폭회로에서 고역의 이득을 감쇄시키기 위하여 궤환저항에 콘덴서를 병렬로 넣는 예를 많이 보게 되는데 이것은 불필요한 신호의 증폭을 피하거나 발진을 억제하는데 효과가 있기 때문이다.(6) 가상접지 개념을 이용한 적분기 해석-8-위 회로에서 연산증폭기의 입력단은 가상접지된 것으로 볼 수 있으므로 신호전압 는 R 양단의 전압 강하로 주어진다. 따라서 저항 R 을 흐르는 전류 I 는… ①이고 C 양단을 흐르는 전류 I 는… ②이므로 를 구하면… ③이 되고 그림에서 출력전압 는C 양단의 전압이 되므로 식③ 을 다시 쓰면… ④이 된다. ①식과 ④식에서이 된다.(7) 각 입력 파형별 출력 특성1) 정현파 입력인 경우그림에서 입력 전압을 sinx 라 하면 그 적분 결과는 -cosx 가 되며 적분 파형이 된다. 그런데 반전증폭 회로이기 때문에 cosx 의 출력 파형이 된다.2) 구형파 입력인 경우그림에서 의 저항값은 일반적으로 R 값의 10배로 선택하고, 시정수 를 입력 신호의 주기에 거의 같은 값으로 하고 있다. 예를 들면, 그림에서 입력 구형파의 주파수 로 하면-9-오프셋 보상저항 로부터다음으로, 이들의 값을 아래 식에 대입하여 의 값을 계산하면가 된다. 또한, 그림을 참조하여 같은 방법으로 기간의 를 계산하면 -0.4[V]가 된다. 따라서 그림에서 나타난 바와 같은 다.

공학/기술| 2004.11.01| 15페이지| 1,000원| 조회(2,004)

미분기, OP-Amp, 적분기

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[기초전자회로]OP-Amp결과레포트

1. 목적기계계의 물리량은 센서롤 측정하여 그에 상응하는 전압으로 나타내는데 그중 일반적인 신호유형은 아날로그 신호이다. 이러한 계측된 신호는 Op-Amp를 통해 전기적으로 사칙연산이 가능하며 이들 통해 기계를 제어 할수 있는 기본이 된다.2. 이론(1) Ideal & Practical OP-Amp1) Ideal OP-Amp① 전압 이득(개방루프 이득)은 무한대.② 입력 임피던스는 무한대.③ 출력 임피던스는 zero.④ 대역폭은 무한대.⑤ 두 입력 전압이 같을 때 출력 전압은 0.⑥ 특성은 온도에 따라 드리프트하지 않는다.2) Practical OP-Amp①약 6Hz에서부터는 -6dB/Octave의 비율로 이득이 감소된다.②대역폭도 이득과 마찬가지로 감소한다.③OP-Amp마다 규정된 범위 내에서 동작하는 데 대한 주위온도 범위가 있다.(2) 비반전 & 반전증폭기의 증폭비 변환1) 비반전 증폭기[그림 ] 비반전 증폭기2) 반전 증폭기[그림 ] 반전증폭기(3) Function Generator 역할 및 사용법1) 역할Function Generator는 넓은 범위 이상으로 조절할 수 있는 다른 파형들의 선택 주파수들을 유도하는 유용한 계기이다. 가장 일반적인 출력 파형은 정현파, 삼각파, 구형파 및 톱니파이다. 이 파형들의 주파수들은 1Hz～수백 kHz까지 조정된다. 발생기의 여러 출력들은 동시에 사용될 수 있다.2) 사용법① 개폐스위치(on-off switch) : 비록 몇몇 휴대용 모델은 배터리로 동작하지만 대부분의 함수 발생기의 전원은 120V, 60Hz이다. 개폐 스위치는 함수 발생기의 회로에 전력을 공급한다.② 파형 조절기(waveform control) : 함수발생기는 2개 이상의 파형을 발생할 수 있다. 가장 보편적인 파형은 사인파, 구형파 및 톱니파이다. 이 조절기는 함수 조절기(function control)라고 표시되어 있다.③ 출력레벨 조절기(output control) : 출력 전압 파형의 진폭을 조절한다.④ 주파수 범위 조절기(range conrol) : 가청 주파수 신호 발생기와 같이 이 함수 발생기의 전체 주파수 범위는 하나의 스위치 또는 일련의 스위치에 의해 선택된 주파수 대역으로 나누어져 있다.⑤ 주파수 조절기(frequency control) : 이 조절기는 주파수범위 조절기에 의해 설정된 주 파수 대역 내에서 정확한 주파수를 선택할 수 있도록 한다.3. 실험 기자재 및 부품- SMPS : Switching Mode Power Supply의 약자로서 현재와 같이 소형화, 경량화, 대용량이 요구되는 민수용 및 산업용 기기에서 기존의 일반적인 전원 방식은 용량에 한계가 있고 또한 부피나 무게가 상당히 커지게 되므로 사용상 제약이 따르게 되었다. 기존 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 이용한 방식으로 효율과 무게, 용량면에서 사용상 제약이 따른다. 이러한 점을 개선하고 대체하기 위하여 새로운 기술로 발전되어진 것이 SMPS전원 방식이다. SMPS 전원 방식은 AC Line 주파수(50㎐~60㎐)를 DC로 변환하여 높은 주파수로 변경 (수십 ㎑~수백 ㎑)하여 사용하며 이에 따른 고난도의 기술이 필요하다. 또한 주파수를 변환 시켜주는 Pulse width modulation 방식으로 전원 이용률을 극대화함으로써 고효율과 경제성면에서 기존의 방식에 비해 높은 경쟁력을 겸비하였으며 전원의 안정성이 크게 향상되어졌다. AC / DC convertor. DC / DC convertor. 노트북용 전원장치. 휴대폰용 충전기. 각종 전원장치(SMPS). 비디오 도어폰용 전원장치등에 많이 쓰인다.- Fuction Generator : 이것은 말 그대로 함수를 만들어 오실로스코프에 보내는 기계이다.삼각파, 사인파, 펄스파 등등의 함수를 만들 수 있으며, 주파수(frequency)와 진폭(amplitude)도 조절 할 수 있다.- 오실로스코프 : 오실로스코프는 복잡한 파형을 관찰하기에 가장 유용하며 많이 쓰이는 계측기이다. 오실로스코프는 시각적으로 전압 파형을 디스플레이 할 수 있다. 디스플레이의 형태는 시간(X축)에 대한 전압(Y축)으로 나타낸다. 정면 디스플레이 패널의 각각의 눈금을 이용하여 전압 및 주파수를 아날로그 형태로 측정 할 수 있다.- 브레드 보드: 회로의 개발 또는 원형판(prototype version)을 위하여 사용하는 기판(말 그대로 빵틀이라는 뜻으로 그 틀을 한번 쓰고 버리지 않고 여러 번 계속 쓴다는 의미에서 나옴)- Op- Amp : OP-Amp는 원래 아날로그 연산의 simulation 회로에 사용될 정도로 고성능인 증폭기를 지칭하는 것이었는데, 현재는 오히려 고성능인 범용 증폭기를 일반적으로 OP-Amp라고 한다.- 저항 : 소형탄소피막저항으로 10k 와 1k가 필요하다. 여기서 10k는 갈색, 검은색, 주황색 순서로 되어있으며 1k는 갈색, 검은색, 빨간색 순서로 되어있다.4. 도면비반전 증폭기반전 증폭기5. 실험 방법(1) 비반전 증폭기1) 우선 Function Generator를 5V로 설정해서 오실로스코프 CH1과 접지선에 연결한다.2) 오실로스코프의 화면을 적절히 조절한다.3) OP-Amp, 저항들을 도면대로 연결한 다음 접지부를 SMPS의 0V 단자에 연결한다.4) SMPS로부터 +15V, -15V를 빼내서 +는 7번에 -는 4번에 연결한다.5) 오실로스코프의 CH2에 선을 꽂아서 output에 연결한다.(2) 반전 증폭기1) 우선 Function Generator를 5V로 설정해서 오실로스코프 CH1에 연결한다.2) 오실로스코프의 화면을 적절히 조절한다.3) OP-Amp, 저항들을 도면대로 연결한 다음 접지부를 SMPS의 0V 단자에 연결한다.4) OP-Amp와 1K 저항이 연결된 부분에 Function Generator의 5V부분을 연결한다.5) SMPS로부터 +15V, -15V를 빼내서 +는 7번에 -는 4번에 연결한다.6) 오실로스코프의 CH2에 선을 꽂아서 output에 연결한다.6. 실험 및 실험결과1) 도면을 참조하여 회로를 구성하라.2) Function Generator를 이용하여 발생 입력전압으로 1KHz, 0.5Vpp의 정형파를 발생시킨다.3) Function Generator에서 발생된 신호를 비반전 증폭기의 입력신호로 사용하여 비반전증폭기에서 나오는 신호와 입력신호를 비교하라RF입력전압Vo(pp)전압이득10K515mV5.72V11.130K518mV11.9V22.97① 입력파형10K일때30K일때② 출력파형10K일때30K일때4) Function Generator에서 발생된 신호를 반전 증폭기의 입력신호로 사용하여 반전증폭기에서 나오는 신호와 입력신호를 비교하라.RF입력전압Vo(pp)전압이득10K495mV4.89V9.8830K503mV11.6V23.1① 입력파형10K일때30K일때② 출력파형10K일때30K일때5) 주파수에 따라 출력전압의 진폭의 크기(최대치)를 측정하여 적어라.(입력 Vpp = 0.5V , RF = 10K)주 파 수반전증폭기 Vpp비반전증폭기 Vpp10 Hz4.96V5.74V100 Hz4.92V5.72V1 KHz4.98V5.68V10 KHz4.96V5.70V100 KHz1.49V1.61V7. 고찰이번 실험은 Op-Amp를 이용해 증폭기를 만드는 실험이었습니다. 지난주에 브레드보드와 여러 전기 소자를 이용한 회로를 만들어본 경험이 있어서 저번처럼 어렵지는 않은 실험이었습니다. 하지만 의외로 실험 결과 값은 쉽게 나오지 않았습니다. 여러 번의 실험 오차가 있었는데 가장 큰 원인은 오실로스코프의 사용법을 제대로 익히지 못한 것이 가장 컸습니다.지난 주 실험 때에 실험 결과를 Vpp의 값이 아닌 실효값 등을 이용하여 결과값을 내었었는데 이번에도 이 값을 중심으로 측정을 하려고 해서 계속 오차가 생겼습니다. 또한 사용법이 익숙치 못해 측정 시 단순히 measure를 이용하여 오차가 발생했으며, Op-Amp에 맞지 않게 초기값을 설정하여 나중에 증폭을 하였을 때 제대로 파형이 아닌 위와 아래 부분이 잘려서 그래프가 나타나기도 했습니다. 이 부분을 제대로 조정하여 측정을 하였더니 결과가 제대로 나왔습니다.하지만 정확히 10배 11배는 나오지 않았습니다. 이유는 저항이 정확한 10k, 1k가 아니었으며 오실포스코프와 함수 발생기에서 매우 정확한 값을 내보내고 받는 것이 아니어서 어느 정도의 오차가 있기 때문이라는 결론을 냈습니다. 그리고 실험이 끝나고 결과값에 대해 궁금한 점이 한 가지 생겼다. 결과값에서 입력 주파수의 변동이 10Hz에서 10kHz까지는 출력 주파수만 변할 뿐 증폭의 Vpp의 값에 영향을 미치지 못했으나, 100kHz가 되자 약 3V이상 값이 줄어들었습니다. 실험이 잘못되었나 싶어 여러번의 반복 실험을 해보았으나 결과는 변함이 없었습니다.이유를 알 수가 없었습니다. 책이랑 인터넷을 뒤져 본 결과 이유를 알아냈습니다.Bandwidth라는 개념에서 이해할 수 있었습니다. 여기서 Bandwidth란 한 신호의 상당한 진폭의 모든 주파수 성분이 충분한 대역폭 사이의 범위 내에 있으면, 그 신호는 지나친 왜곡 없이 증폭단을 통과할 것이 예기되어진다. 그러나 이득의 크기가 비록 일정하게 유지된다해도 위상 변이라는 왜곡을 가져온다. 그럼 먼저 Bandwidth의 개념을 이해하기 위해서 주파수 특성을 보겠습니다.

공학/기술| 2004.11.01| 11페이지| 1,000원| 조회(1,007)

OP, OP-Amp, 반전증폭기, 결과레포트

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[기초전자회로]파워서플라이 결과 레포트

1. 실험 목적어떤 전자 회로라도 그것을 동작시키려면 반드시 전원이 필요하다. 이번 수업에서의 모든 실험들이 이 POWER SUPPLY 사용을 기본으로 하고 있다. 이런 POWER SUPPLY 를 직접 제작 함으로서 전기의 가장 기본적 소자들의 원리와 사용법을 익힌다.2. 이론- 전압과 전류와 저항 이해- 직류와 교류의 이해 (교류에서 직류로 전환 방법)- 전기 소자 (트랜스, 다이오드, 콘덴서, 저항) 사용법- 오실로스코프 및 테스터기 사용법- 브레드보드 사용법3. 실험기자재 및 부품- 오실로스코프 - 실험 결과값 즉, 전압의 파형이나 실효값 등을 측정하는 장치.- 테스터 - 전기소자의 이상 유무를 확인하는데 사용.- 트랜스 - 전압을 낮춰주는 역할을 하는 장치. AC110V --> AC 5, 9, 12V- 브레드보드 - 전기 소자를 쉽게 배치하고 실험 할 수 있는 보드.- 다이오드(4개) - 1개만 사용할 경우 반파 정류를 만들어내나 이 실험에서는 4개를 사 용하여 전파 정류를 만들어 내는데 사용.- 전해콘덴서(16V 2200μF, 25V 22μF), 세라믹콘덴서(104) - 두개의 콘덴서를 이용해 평활 회로를 만들어 거의 직선의 파형을 출력하게 함. 전해 콘덴서는 극 성이 존재하고, 세라믹 콘덴서는 극성이 없음.- 레귤레이터(7805) - DC 전압을 일정하게 만들어 내보냄.- 전선 - 브레드 보드를 꾸밀때 사용.- 스위치- 저항(330) - LED에 들어가기 전에 전류를 약하게 하여 과부하가 걸리지 않게 해줌.- LED - 불빛을 내는 소자.4. 도면ⓓⓐ ⓒⓑ-1-5. 실험 절차(1) 테스터로 각 소자들이 정상적으로 작동하는지 확인한다.(2) 브레드보드에 다이오드의 극성에 주의해서 정류회로를 만든다. 화살표 방향(▷?)이 다이오드 앞에 줄무늬가 있는 방향으로 가도록 한다.(3) 2200μF(16V) 전해 콘덴서와 104pF(25V) 세라믹 콘덴서를 병렬로 연결한다.(평활회 로를 만든다.) 이때 전해 콘덴서의 극성을 잘 확인하여 연결한다. 다리가 긴부분이 + 극이며 짧은부분이 -극, 또는 띠가 있는 쪽이 -극이다.(4) 레귤레이터를 입출력에 주의해서 연결한다. 필요에 따라서 전선으로 연결한다. 7805 에서 마지막 5는 전압크기를 말한다. 즉 5V를 출력값으로 한다.(5) 300Ω 저항과 LED 다이오드를 설치한다. LED설치시에는 극성에 주의하여 설치한다. 전해 콘덴서와 마찬가지로 긴다리 부분이 +극이다.(6) 마지막으로 트랜스를 정류회로에 연결한 후 스위치를 연결한다. 이 실험에서는 110V를 받아 12v로 출력하도록 한다.(7) 트랜스 양단에 오실로스코프를 연결해 테스트해 본다.(8) 저항과 LED 양쪽에 전선을 연결해 오실로스코프로 테스트해 본다.6. 실험 세부 모습과 결과 값(1) 브레드 보드의 전체 조감도-2-(2) ⓐ측정 장면과 파형(3) ⓑ측정 장면과 파형(4) ⓒ측정 장면과 파형(16V 2200μF 전해 콘덴서 사용)-①(5) ⓒ측정 장면과 파형(25V 22μF 전해 콘덴서 사용)-②-3-(6) ⓓ측정 장면과 파형(7) 각 부분의 결과값측정장소실효값(V)첨두치(V)주파수(㎐)ⓐ9.1426.660.2ⓑ8.1812.8119.6ⓒ-111.5600㎷12.5㎑ⓒ-29.453.6245.1ⓓ5.12801㎷28㎑7. 고찰첫 전기전자분야 실험이라 어려움이 많았다. 낯선 여러 소자들과 장비들을 사용하는데익숙치 않아 많은 시간을 허비하였고 정확한 지식이 없어 잘못된 결과가 나와도 원인을 찾는데도 고생을 많이 하였다. 시험을 시작하면서 도면을 보고 브레드보드에 전기 소자들을 차례로 연결하기 시작하였다. 전선을 되도록 사용하지 않아 저항을 최소로 줄이기 위해 처음 전기소자를 배치할 때에는 좀 과도할 정도로 밀집하게 전기 소자를 배치하여 실험을 하였다. 다행히 LED에 불은 들어왔으나 ⓐ,ⓑ,ⓒ,ⓓ의 결과 값 측정에 있어서 ⓐ,ⓓ의 값은 원했던 결과가 나왔으나 ⓑ,ⓒ의 결과가 이상하게 출력되어 원인을 알아보려했으나 밀집한 전기 소자들로 인해 원인을 찾기 힘들어 다시 배치하도록 했다. 되도록 전선을 적게 쓰지만 회로의 흐름을 쉽게 알아볼 수 있도록 조정하였다. 그러나 역시 ⓐ,ⓓ 값은 제대로 나왔으나 ⓑ,ⓒ는 예상치 못한 주파수가 나왔다. 원래 실험이 제대로 되었다면 ⓐ에는 10V의 AC전압이 나와야 하고 ⓑ에서는 정류 정파가 ⓒ에는 직선에 가까운 전압이 ⓓ에서는 5V의 DC전류가 나와야 한다. 그러나 ⓑ에서는 23V정도의 DC전압이 나왔으며 ⓒ에서도 마찬가지 전압이 나왔다. 여러 번의 제 배치 후 도저히 안 되어 도움을 받으니 결국 처음 배치된 네 개의 다이오드 중 한 개가 고장이 나서 그런 것 이라는 결과를 얻게 되었다. 그래서 새로운 재료를 사용하여 재 측정하였다. 그러나 역시-4-ⓑ에서의 결과값에서 전압량은 예상과 비슷해졌으나 파형이 정류전파가 아니라 그냥 DC형의 전류가 나왔다. 원인은 측정 시 모든 전기소자들을 연결한 채 측정을 하여 다이오드에서 나온 즉시의 전압이 아닌 뒤의 여러 소자의 영향을 받은 상태인 전압이었기 때문이었다. 그래서 뒤에 콘덴서를 제거하고 다이오드에서 나온 전압을 측정하니 바른 결과가 나왔다. ⓒ에서는 거의 직선인 하지만 직선과는 조금 차이가 있는 결과가 나와야 했으니 직선인 결과 값이 나왔다. 원인을 찾아보니 콘덴서의 용량에 문제가 있었다. 실험 시 2200μF의 전해 콘덴서를 사용하여 DC전압을 만들기 위한 중간단계가 아닌 DC전압을 만들어버리는 버리는 결과가 나왔다. 그래서 22μF용량의 전해 콘덴서를 사용하여 측정을 하여보니 예상했던 올바른 결과가 나왔다. 처음 시작 시에는 간단해보였으나 당장 눈에 보이는 것이 아닌 눈에 보이지 않는 전류, 전압을 이용하여 측정하는 거라 그런지 상당히 실수가 많았다. 하지만 여러 전기소자의 특성과 역할을 알게 되었고, 특히 보통 공급되는 AC전압이 어떠한 방법으로 DC전압으로 바뀌어 일반 전기 제품에 사용하게 되는지 기본적인 개념을 잡게 되었다. 이번 실험에서 가장 크게 느낀 것은 실험하기 전에 각 전기 소자가 정상적인 역할을 할 수 있는지를 테스터를 사용해 꼭 확인하자는 것이다. 이번 실험에서 테스터를 제대로 사용했었다면 빠른 시간내에 정확한 결과를 낼 수 있었을 것이다.

공학/기술| 2004.11.01| 5페이지| 1,000원| 조회(1,683)

기계실험, 파워, 파워서플라이, 서플라이

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