(전자공학) 미분기 실험

소개글

(전자공학) 미분기 실험에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 관련 이론

3. 미분기 P-spice 시뮬레이션 수행 결과

4. 시뮬레이션 결과

본문내용

지면 전류는 줄어들게 되고 결국에는 0이되는 것입니다.
아래쪽의 파형은 -의 입력이 들어오는 것으로 위의 파형이 나오는 것을 그대로 뒤집어서 보시면 되는데 컨덴서에 충전된 전하가 그대로 있는 것이 아니고 저항을 통해서 빠지고 있다는 것을 염두에 두시면 됩니다.
결과파형에서 구형파 초기 입력시에 순간적으로 입력전압보다 높게 튀는 파형이 보일 수 있는데 그 이유는 건덴서로 결선 된 회로의 리액터 성분에 의한 역기전력이 순간 발생하게 되는데 그 전압이 입력되는 전압보다 높기 때문일 것입니다.
구형파 입력 시 저항을 통해서 제한된 전류가 컨덴서를 충전해야 됨으로 컨덴서의 초기 전하가 0 이라면 0에서부터 전압이 올라가는 것이 당연하겠고 입력의 극이 바뀌게되면 컨덴서에 충전된 전하가 역으로 빠져나오면서 0 전위를 거쳐서 역으로 충전이 되기 때문에 그런 파형이 됩니다.
미분회로는 컨덴서에 충전되는 초기 전류가 큰 점을 이용해서 어떤 신호에서 특정한, 짧게 존재하는 피크치가 높은 성분을 가려내거나 미분회로 자체가 특정 주파수에 동조될 수 있는점을 이용해서 필요한 주파의 성분만을 가려내는 역활 등으로 쓰입니다.
적분회로는 저항을 조절함에 따라서 컨덴서에 충전되는 시간이 변하게 됨으로 컨덴서의 전압이 일정이상 충전되는 것을 이용해서 타이머로 이용하는 용도가 많고 그것역시 R C 시정수를 가지고 있음으로 특정 주파를 감쇠시키고 통과시키는 필터의 용도로도 많이 쓰입니다.
충전곡선의 이해
아래그림에서... (콘덴서가 충분히 방전된 상태에서 시작 합니다)
1)아시는바와 같이 콘덴서의 초기조건은 쇼트와 같습니다(텅 비워저 있으므로) 따라서 초기전류는 I=V/R 의해서 흐름니다.(우측의 전압커브 참조)
2)시간이 지남에 따라서 충전전류에 의해서 콘덴서 전압이 올라갑니다.
따라서 회로로 흐르는 전류는 I=V/R=(전지전압-콘덴서전압)/R이 되므로 전류가 점차 줌니다.
콘덴서가 만충전(전지전압=콘덴서의 충전전압)되면 전위차가 없으므로 전류는 더이상 흐르지 않습니다.
**저항에 걸리는 전압은 V=I*R 이므로 콘덴서에 흐르는 전류에 비례해서 떨어지고 만충전이 되면 흐르는 전류도 없으므로 저항에 거리는 전압은 0V가 됩니다.

**방전곡선의 이해
위의 충전일때와 완전히 반대동작입니다.
1)초기에는 만충전된 콘덴서가 전지라고 보시면 됩니다.(우측의 우측의 전압커브 참조)
2)시간이 지남에 따라서 방전전류에 의해서 콘덴서 전압이 내려갑니다.
**물통에서 물을 빼내면 점차 수위가 내려가는 원리와 같습니다.
3)모두방전하면 정지 합니다.

연산증폭기의 미분기에서 입력 전압과 출력 전압의 위상차이가 180도차이를 가지는 이유
위상차 때문에 미분기라 하는 것입니다.
다시말해 입력 신호가 sin 신호이면 미분하였을 경우 cos가 됩니다.
이것은 싱호중 임의의 부문 sin@ ===> cos@ = sin (@-180)입니다.
< 미분기 회로 >
< 미분기 동작 파형 >
3. 미분기 P-spice 시뮬레이션 수행 결과
회로도 -
시뮬레이션 결과 값: Run to Time :5ms

키워드

미분기,   미분 회로,   적분기,   연산증폭기,   기초전자회로실험,   전자공학실험,   전자회로실험,   기초전기회로