전기회로 실험 및 설계 실험(2) 8주차 결과보고서

소개글

전기회로 실험 및 설계 실험(2) 8주차 결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험과정 및 실험결과
2. 실험결과 분석
3. 실험 결론

본문내용

타나게 된다. 삼각파형으로 입력파형을 바꾸어 주었을 때에도 역시 증가와 감소가 반복되는 출력파형을 나타내준다. 주파수를 변화시키면서 확인해보면 약 11~12kHz 이상 주파수를 증가시키면, 출력전압이 감소되었다.
미분기의 경우 피드백되는 Op-amp의 저항에 커패시터를 제거하고 입력단에 대하여 커패시터를 연결한 것이다. 와 같이 나타나게되고, 이때, 라플라스 변환을 이용하여 나타내면, 와 같이 나타난다. s가 주파수 성분을 갖고 있으므로 주파수가 커질수록 전압이득이 커진다. 라고 해석할 수 있다. 결국 이는 낮은 주파수에서는 전압이득이 거의 0으로 나타나고 높은 주파수에서는 어느 정도의 전압이득을 갖게 되는 것을 알 수 있다. 미분기 역시 적분기와 마찬가지로 입력파형에 대하여 출력파형이 입력파형을 미분한 형태로 나타나는 것을 확인할 수 있었다.
실험 결과보고서 OP-AMP 추가 사항
1) 아래 그림에서 VIN과 VOUT관계를 식으로 계산하고 과연 VOUT파형이 어떻게 나올지 그려오세요.
이상적인 OP-AMP라고 가정했을 때, +극과 극을 같은 node라고 했을 때 node전압은 이고, 양극에 흘러들어가는 전압이 0이므로 와 같이 나타나고, Vout과 Vin은 같은 전압을 갖게 된다.
약간의 전압강하가 나타는 것을 확인할 수 있었다. = off set 전압
2) 매뉴얼 20p에 [그림 2] 관련해서 Vin에 DC sweep을 이용하여 Vo 특성 그래프를 확인하고, Saturation이 일어나서 왜곡현상이 일어나는 지점을 찾아서 설명하시오. (DC sweep은 -Vcc에서 +Vcc까지)
Vout 은 모든지점에서 Saturation이 일어나 15V (vcc 범위)를 넘지 못한다.
3. 실험 결론
(b415039 김정섭)
이번 실험은 Op-Amp를 응용한 회로들을 실험하고 이 실험결과와 이론을 확인하는 실험이었다. 이상적인 Op-Amp에서의 특징과 실제 결과를 잘 비교하면서 실험을 진행했다. 첫 번째로 구성한 회로는 반전 연산 증폭기이다. 반전 연산 증폭기는, 에 연결된 저항들의 비의 입력전압의 곱에 따라 출력이 결정되며, 극성이 반전되는 특징을 가진다. 이때, 오차는 1%로 매우 작았다. 이는 측정기기의 작은 오차일 것이라 판단된다. 입력전압과 출력전압의 비로 전압이득을 구할 수 있고, 입력전압의 크기에 따라 출력전압의 변화를 확인해보면, Op-Amp에 연결된 DC전압보다 조금 작은 값에서 saturation이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한, 입력전압의 주파수를 변화시키면서 출력전압의 파형을 확인해보았을 때, 주파수가 어느 정도 이상으로 커지면 출력전압의 크기가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
두 번째로 실험한 회로는 비반전 연산증폭기이다. 비반전 연산증폭기는 반전 연산증폭기와는 다르게 입력전압의 극성과 출력전압의 극성이 같고, 그 크기가 출력전압의 크기가 입력전압보다 큰 값을 가지게 된다. 반전 연산증폭기와 마찬가지로, 입력전압의 크기에 따라 출력전압의 변화를 확인해보면, Op-Amp에 연결된 DC전압보다 조금 작은 값에서 saturation이 일어남을 확인할 수 있었다. 또한, 입력전압의 주파수를 변화시키면서 출력전압의 파형을 확인해보았을 때, 주파수가 어느 정도 이상으로 커지면 출력전압의 크기가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
세 번째와 네 번째로 구성한 회로는 커패시터를 사용한 적분기와 미분기이다. 적분기와 미분기는 각각 입력파형에 대하여 적분과 미분의 연산을 출력전압으로 나타내며, 파형에 따라서도 같은 연산결과를 출력해준다. 입력전압의 주파수를 변화시키면 어느 정도 이상 커질 시 출력파형의 크기가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

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