op amp 증폭실험에 대한 예비레포트

소개글

op amp 증폭실험에 대한 예비레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 준비물

3. 기초 이론

4. 실험 미리보기

5. 실험을 앞에 두고

6. 참고

본문내용

사용할 수 있게 된 때부터 증폭기 뿐만 아니라 Active Filter,선형, 비선형의 신호처리에 넓게 응용되고 있다. 직류 증폭, 광대역 증폭, 발진 등에 많이 이용되며, 계산기 외에 측 정기, 통신기, 오디오 등 넓은 방면에 이용되고 있다. 높은 직류 안정도, 고이득 고입력 임피던스, 저출력 임피던스의 특성을 가진다.
수백 종류 이상의 종류가 있으며 고성능 범용 증폭기라고도 한다.
2. 특성에 따른 분류
1) 일반형
특정 용도가 지정되어 있지 않고 거의 모든 회로에 적용할 수 있는 op-amp로 안정성을 크게 하기 위해 대역폭이 낮아져 있다. Dual type MC1458, JFET 입력의 LF351, TL081, 단일전원형으로 LM358(2904) 등이 주로 쓰인다. 가격은 싸지만 성능은 나쁘다.
2) 고정밀형
주로 미소 신호 계측 용으로 사용한다. noise, offset, bias 전류가 매우 작으며 특성 변동 (drift)가 매우 작다. 그러나 주파수 대역은 낮아서 GBP가 500kHz 부근이다.
OP-07등 OP series가 이 계열이다. Mic 또는 sensor 신호 증폭과 같이 low level 신호를 low noise없이 증폭해야 하는 경우 적합하다.
3) 고속형
주파수 대역폭이 매우 넓은 광대역 증폭기로 GBP가 수십 MHz ~ 1GHz까지 된다. 속도는 빠른 대신 다른 특성이 나쁘다. 또 video 신호 증폭용과 같이 특정 용도가 지정된 것이 많다. GBP가 커도 안정성을 보장하는 최소 gain이 정해져 있는 op-amp들이 많아 선택에 (LM6365의 GBP = 750 MHz이나 최소 gain은 25이므로 사용가능 주파수는 30 MHz이다.) 주의해야 한다. 또 주파수 대역을 넓히기 위해 주파수 보상이 작게 되어 있어 안정성이 떨어지고 발진하기 쉽다.
4) audio power amp
audio 신호를 speaker로 출력하기 위한 amp로 주로 단일 전원으로 작동한다. 출력은 0.2W ~ 100W 정도까지 있다. 1W 미만으로 주로 쓰이는 것이 LM380, LM386 등이 있다.
3. 연산증폭기 기호
4. 연산증폭기의 특성
이상적인 연산증폭기의 특성은 다음과 같다.
① 전압이득이 무한대(∞)
② 입력임피던스 Zi가 무한대(∞)
③ 출력임피던스 Zo가 0
④ 통과 주파수 대역폭이 무한대(∞)
⑤ 차동증폭 회로 구성으로 되어 있다. (반전 ,비반전의 두 개의 입력핀을 가지고 있다.)
차동이득은 무한대(증폭기 그 자신이 가지고 있는 증폭도는 대단히 커서 평균적으로 10의 5승배(=100 [db] ;데시벨)이상 증폭된다.)
⑥ 동상이득은 0
⑦ offset은 0(실제에는 직류를 포함하는 신호를 증폭하는 회로에 대해서 무신호시의 출력전압을 정확히 제로로 하기 때문에 내부 회로의 언밸런스에 의해 발생되는 부정전압(=offset)을 보정할 수 있도록 회로를 구성하는 것이 많다.)
■ OP-AMP off-set
1. 입력 오프셋(offset) 전압
입력 차동단의 두 transistor의 특성 mismatch 때문에 발생하며 일반적으로 mV order를 가진다. (op amp에 따라 수십 에서 수십 mV까지 있다.)
Offset voltage가 문제되는 경우는 gain이 100이 넘을 경우, input voltage가 수십 mV이내의 DC인 경우, 적분기(밀러 적분기)로 사용한 경우이다.
특히 적분기는 응용에 따라서는 아예 사용이 불가능한 경우도 있다.
이상적인 연산증폭기은 두 입력전압이 모두 0V일 때, 출력전압은 0V이다. 그러나 실제의 연산증폭기는 입력이 0V일 때, 수 mV정도의 출력이 나타난다.
입력오프셋 전압이란 차동출력을 0V로 만들기 위해 두입력 단자 사이에 요구되는 차동 직류전압을 말한다.
2. 입력 오프셋 전류
입력단 transistor의 bias를 유지시키기 위해 입력 단자로 유입 또는 유출되는 전류로, 보통 이내이며 JFET 입력인 경우 수십 pA까지도 내려간다. 신호원 출력 임피던스가 매우 큰 경우 문제가 생긴다.
●입력 바이어스 전류간의 차
■ CMRR의 의미
동상제거비(CMRR) :
동상신호를 제거하는 척도를 말하며 연산증폭기의 성능척도의 중요한 요소이다.
보통 DC에서 90dB 이상을 보이는데 고주파에서는 급격히 감소된다.
차동 증폭기, 계측 amp(instrumentation amp) 등에서 중요한 값이다.
이상적인 연산증폭기의 CMRR은 무한대(∞)값을 갖는다.

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