실험 미분기와 적분기 회로도 와 파형

소개글

실험 미분기와 적분기 회로도 와 파형에 대한 보고서 자료입니다.

목차

미분기
-연산증폭기를 사용한 미분기의 간단한 회로-이상적인 반전연산 미분기
-입력바이어스 전류를 보상한 연산 미분기

적분기
-이상적인 반전 연산 적분기
-입력바이어스 전류를 보상한 연산 적분기

본문내용

전자회로실험
-chapter24. 미분기 (예비보고서)
-chapter25. 적분기 (예비보고서)
미분기
1. 회 로 도
2. 결 과
조건 1
주파수
1KHz
C
조건 2
주파수
1KHz
C
조건 3
주파수
1KHz
C
조건 4
주파수
2KHz
C
3. 이 론
▶연산증폭기를 사용한 미분기의 간단한 회로-이상적인 반전연산 미분기
▷미분기란?
입력신호를 시간영역에서 미분하여 출력하며, 주파수 영역에서는 일종의 고역 통과필터
▷반전증폭기에서 저항대신에 커페시터를 사용한 것과 같다. 가상접지에 의해 이므로 커페시터에 흐르는 전류 I는 이며 모두 저항 R1으로 흐른다.
따라서, 출력은 와 같이 입력의 미분에 비례한다.
▷RC: 미분시간상수, 미분기이득으로 1V/s의 입력신호 변화에 대해 출력전압이 몇 V인가를 나타낸다.
▶입력바이어스 전류를 보상한 연산 미분기
▷연산증폭기의 입력바이어스 전류를 보상하기 위하여 연산증폭기의 비반전단자와 접지사이에 저항 R3=R2를 연결하여 사용한다.
▷연산증폭기의 유한이득과 대역폭을 고려한 미분기의 전달 함수는 연산증폭기의 출력표현식과 개방차동이득의 단일극점 근사를 이용하여 해석
▷ 반전입력단자에 대해 주파수 영역에서 키르히호프 법칙을 적용하면 다음과 같다.. 연산증폭기 이득을 단일 극점 근사와 A0>>1을 사용하면,
(:연산증폭기의 단위이득 대역폭, :이득이 되는0dB가 되는 주파수 )
▷주파수가 낮은 신호에 대해서만 미분기로 동작한다.
주파수가 근처에서는 일종의 대역 통과 필터로 동작한다.
▷미분기는 고주파 성분을 잘 통과시키는 특성으로 고주파 잡음의 영향을 받기가 쉽다. 따라서, 그것의 루프이득과 주파수 특성을 잘 고려하여 고주파 잡음에 대한 민감성과 회로의 불안성을 극복해야한다. 주파수가 높을 경우 루프 이득을 1로 주면, 발진 조건을 만족시킨다. 간단한 미분기에서의 결과 이득 여유는 15dB정도이고 위상여유는 5˚정도로 발진하기 쉽다. 여기서 연산미분기의 고주파 잡음에 대한 민감성과 회로의 불안성은 높은 주파수 대역에 영점을 위치시켜 위상여유를 크게 함으로써 보완될 수 있다. 이것은 미분 커패시터 C와 직렬로 저항 R1을 연결하면 쉽게 구현이 된다.
적분기
1. 회 로 도
2. 결 과
조건 1
5V
C
조건 2
2V
C
조건 3
2V
C
조건 4
2V
C
조건 5
2V
C
3. 이 론
▶이상적인 반전 연산 적분기
▷적분기란?
입력신호를 시간영역에서 적분하여 출력하며, 주파수영역에서는 일종의 저역 통과 필터
▷이상적인 반전연산 미분기에서 저항과 커페시터의 위치를 바꾸면 적분기가 된다. 전류 I는 이며 커페시터 양단의 전압 vc는 이므로
출력전압은 로 주어지며 입력의 적분에 비레한다.
▷저항은 적분 커패시터의 전압을 방전시키므로 실효누설저항이다. 적분오차는 연산증폭기의 개방직류 이득에 반비례한다.
▷입력오프셋전압만 보상하면 충분한 정확도가 보장될 수 있다.
▶입력바이어스 전류를 보상한 연산 적분기
▷입력 오프셋 전류의 방향 : 출력전압을 크게 하는 방향으로 정하여 최악의 오차를 고려한다.
▷적분시간상수에 대하여 적분 커패시터의 크기를 크게 설계하는 것이 입력 오프셋 전류에 의한 적분 오차를 줄이는데 유용하다. 적분커패시터의 크기는 물리적인 크기와 단가를 고려하여 이내로 설계한다.
▶실험의 회로는 “연산교류적분기”의 회로로써, 입력오프셋 전압과 입력오프셋 전류의 영향으로 인해 출력전압이 포화될수 있으므로 이러한 직류 성분에 대해 이득을 제한한다.

키워드

미분기,   적분기,   파형,   orcad,   회로도,   전자회로,   예비,   결과