실험(3) 결과 3-25,26,30차동 연산증폭기, 미분기 및 적분기, 무안정 멀티바이브레이터

목차

결과 3-25 차동 연산증폭기

실험 목적
․ 연산증폭기를 사용한 감산기와 차동 증폭기의 특성을 조사한다.

▣ 결과 값 및 종합 검토/논의
1. 감산기

연습문제

※ 종합 검토 및 논의




결과 3-26 적분기 및 미분기

실험 목적
․ 연산증폭기를 사용한 적분기 및 미분기 회로의 특성을 조사한다.

▣ 결과 값 및 종합 검토/논의
연습문제




결과 3-30 무안정 멀티바이브레이터

실험 목적
․ 무안정 멀티바이브레이터 회로의 특성을 조사한다.

실험순서

※ 종합 검토 및 논의

본문내용

용은 작년 전자회로 시간에 배운 내용이라 쉬웠으나, 회로 결선에 있어서 공통 그라운드를 잡아주어야 하였고, 회로를 결선을 정확히 하였음에도 불구하고 작동되지 않아 생각보다 오래걸렸다. 또한 데이터시트가 책에는 나와있지 않아 개인적으로 찾아보아야 하였다.
실험 결과 오차는 거의 발생하지 않았으며, 오차 원인으로는 결선의 부정확함과 선불량, 증폭기소자의 불량정도가 있겠다. 실험을 하면서 잘 몰랐지만 보고서를 쓰기위해 조사하면서 확실히 알게 된 사실은, 차동 연산증폭기는 두 단자에 똑같은 입력을 주어도 약간의 전압이 출력에 걸리는 것을 알았다. 이는 오프셋 전압이라고 하는데 차동증폭기 안에 있는 트랜지스터들이 아주 정밀하게 똑같이 공정될 수 없어서 생기는 오차로 아주 작은 전압의 차도 이득이 높은 연산증폭기가 증폭하게 되면 mV단위의 전압이 출력되며 정밀한 작업이 필요한 장치에는 이 오프셋 전압을 보상해야 할 것이다. 만약 오프셋 전압이 있는 증폭기를 사용해 스피커를 구동하게 된다면 잡음이 생길 것이다.
결과 3-26 적분기 및 미분기
실험 목적
연산증폭기를 사용한 적분기 및 미분기 회로의 특성을 조사한다.
▣ 결과 값 및 종합 검토/논의
연습문제
① 그림 26-7에서 단위이득 주파수 를 계산하고 출력파형을 그려보아라.
계산 결과 이 나왔으며,
이 나온다.
출력 파형은 톱니바퀴 모양으로 나올 것으로 예상된다.
결과 3-30 무안정 멀티바이브레이터
실험 목적
무안정 멀티바이브레이터 회로의 특성을 조사한다.
▣ 결과 값 및 종합 검토/논의
실험순서
① 그림 30-10의 회로를 결선하여라.
② 발진하지 않는 멀티바이브레이터 회로의 직류전압 및 전류
을 계산하여라.
ⅰ)
ⅱ)
ⅲ)
ⅳ)
ⅴ) 의 베이스 포화전류
의 베이스 포화전류
ⅵ) 의 베이스 포화전류
의 베이스 포화전류
③ 회로 내의 직류전압을 측정하여라.
④ 의 을 측정하여라.
⑤ 계산값 및 측정값을 표 30-1에 기입하여라.
계산값
측정값
0
11.5
0
0
0.14
12.12
12.09
12.09
0
12.17m
0.25m
0.25m
<표 30-1>
⑥ 그림 30-11의 무안정 멀티바이브레이터 회로를 결선하여라.
⑦ 발진주파수를 계산하여라.
, 단
⑧ 의 콜렉터에서 출력을 계산하여라.
ⅰ)
ⅱ)
ⅰ)
ⅱ)
⑨ 또는 트랜지스터의 베이스에서 톱니파의 진폭을 계산하여라.
=
※ 종합 검토 및 논의
차동 연산증폭기는 연산증폭기에 대해 충분히 이해하고 있다면 어려운 실험은 아니다. 연산증폭기의 반전, 비반전 되어 나오는 출력을 이용한다면 두 개의 입력을 가지는 연산증폭기로 두 단자의 전압차를 증폭 할 수 있다. 이때 게인은 증폭기에 달아주는 저항값을 조절하여 설정할 수 있다. 전압차를 증폭해 주기 때문에 동상신호가 들어가면 상쇄되는 것처럼 보이며 저항에 의해 설정된 게인 만큼 전압차가 증폭된다. 이번 실험은 전압발생기를 2개를 사용하여야 하기 때문에 옆의 조와 같이 실험하였으며, 실험의 전반적인 내용은 작년 전자회로 시간에 배운 내용이라 쉬웠으나, 회로 결선에 있어서 공통 그라운드를 잡아주어야 하였고, 회로를 결선을 정확히 하였음에도 불구하고 작동되지 않아 생각보다 오래걸렸다. 또한 데이터시트가 책에는 나와있지 않아 개인적으로 찾아보아야 하였다.
실험 결과 오차는 거의 발생하지 않았으며, 오차 원인으로는 결선의 부정확함과 선불량, 증폭기소자의 불량정도가 있겠다. 실험을 하면서 잘 몰랐지만 보고서를 쓰기위해 조사하면서 확실히 알게 된 사실은, 차동 연산증폭기는 두 단자에 똑같은 입력을 주어도 약간의 전압이 출력에 걸리는 것을 알았다. 이는 오프셋 전압이라고 하는데 차동증폭기 안에 있는 트랜지스터들이 아주 정밀하게 똑같이 공정될 수 없어서 생기는 오차로 아주 작은 전압의 차도 이득이 높은 연산증폭기가 증폭하게 되면 mV단위의 전압이 출력되며 정밀한 작업이 필요한 장치에는 이 오프셋 전압을 보상해야 할 것이다. 만약 오프셋 전압이 있는 증폭기를 사용해 스피커를 구동하게 된다면 잡음이 생길 것이다.
두 번째 실험은 무안정 멀티 바이브레이터로, 이 실험은 각자 조로 간단하고 빠르게 실험할 수 있었다. 저항과 트랜지스터만으로 간단히 회로를 결선할 수 있었으나, 완벽하게 결선함에도 불구하고 톱니바퀴모양이 오실로스코프에 나오지 않아 조교님께 질문을 하였다. 역시 마찬가지로 회로는 완벽했으나, 배선의 문제와, 트랜지스터 내부의 결함, 또한 저항과 트랜지스터를 제대로 꼽지 않아 발생한 문제들이 있었다.

키워드

차동 연산증폭기,   미분기 및 적분기,   무안정 멀티바이브레이터