오실로스코프 [Oscilloscope] 사용법

목차

오실로스코프(Oscilloscope) 사용법

1. 실험목적
2. 실험장치
　(1)실험실용 오실로스코프 (Triggered-type Oscilloscope)
　(2)함수발생기(Function Generator)
3. 이론
4. 실험방법
5.결과


실험2) 오실로스코프(Oscilloscope)를 이용한 파형측정

1. 실험 목적
2. 실험장치
3. 이론
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 결과분석 및 고찰


실험3) 오실로스코프(Oscilloscope)를 이용한 과도응답과 주파수 응답측정

1. 실험목적
2. 실험장치
3. 이론
　(1) 주파수 응답
　(2) RC회로의 특성
　(3) CR회로의 특징
4. 실험 결과
5. 결과분석 및 고찰

본문내용

수 있다. 그렇다면 오실로스코프로 측정한 결과에 왜 전압 강하가 일어났을까? 멀티미터로 측정할 때는 각 저항의 다른 부가저항 없이 멀티미터를 연결하고 측정 했기 때문에 좀더 이론값과 가깝게 나왔다고 생각한다. 반면 오실로스코프로 측정한 전압값은 3개의 저항이 모두 연결된 상태에서 더한값을 측정했기 때문에 저항에서 기판까지의 저항 즉 기판의 저항이 영향을 미쳤을 것이라 생각한다. 그렇지만 이 오차값은 매우 적은 값인 것을 알 수있다.
두 번째로 위의 그래프를 보자. 이 그래프는 정현파의 대표적인 그래프인 사인파와 삼각파의 그래프이다. 정현파라 함은 규칙적으로 변하는 파형을 가진 교류신호를 말한다. 그래프에서 주기, 진폭, 각 주파수 등을 눈으로 쉽게 찾을 수 있다. 정현파 신호가 중요한 이유는 상업적, 공학적으로 가장 널리 쓰이는 신호이기 때문이다.
실험3) 오실로스코프(Oscilloscope)를 이용한 과도응답과
주파수 응답측정
1. 실험목적
단순주기신호에 대한 동적 시스템의 입력과 출력의 특성인 주파수응답을 주파수의 변화에 따라 측정하여 주파수응답함수(Frequency response function)의 크기(Magnitude)와 위상(Phase)을 실험을 통해 학습한다. 또한, 일반적인 입력파형에 대한 회로의 과도응답(Transient response)을 관측한다.
2. 실험장치
오실로스코프
만능기판 (Bread board, 5V, ±15V)
함수발생기
저항
멀티미터
커패시터(Capacitor)
3. 이론
(1) 주파수 응답
- 전달함수
선형 동적시스템의 입력과 출력의 Laplace변환의 비를 전달함수 라 한다.
※ R(s): 입력신호의 Laplace 변환
Y(s): 출력신호의 Laplace 변환
『 Laplace변수 s대신 로 대치시킨 를 주파수응답함수라 하며 입력신호의 주파수에 따른 동적시스템의 응답특성을 나타낸다. 는 주파수 의 sine 입력에 대한 입출력의 비를 의미하고 는 이때의 입출력 사이의 위상(Phase)을 나타낸다. 』
-RC 회로의 경우
(2) RC회로의 특성
∴ 값이 저주파에서 크고 고주파에서 작으므로 저주파에 잘 반응하는 Lowpass filter 특징을 갖는다.
(3) CR회로의 특징
∴ 값이 RC회로와는 반대로 고주파에 잘 반응하므로 Highpass filter 특성을 갖는다.
4. 실험 결과
실험 1. RC회로
1. 측정한 데이터 값과 저주파, 고주파일 때 SINE파, 삼각파의 그래프
① 사용된 저항 값 및 콘덴서
-
-
② SINE파 결과값 (100mV)
주파수
Vin (V)-CH1
Vout (V)-CH2
위상차 ( )
M = Vout / Vin
50kHz(저주파)
2.05V
2.00V
14
0.9756
200kHz
2.05V
1.53V
41
0.7463
500kHz
2.05V
880mV
65
0.4293
1000kHz
2.05V
470mV
75
0.2293
3000kHz(고주파)
2.05V
166mV
80
0.0810
③ SINE파 결과값 그래프 (100mV)
- 저주파 SINE그래프 (50kHz)
- 고주파 SINE그래프 (3000kHz)
④ 측정된 값 (M, )과 이론식으로 계산한 값과 비교 (SINE파)
이론값
주파수 (Hz)
각 주파수 (rad/s)
()
50kHz
0.9752
12.78
200kHz
0.7404
42.23
500kHz
0.4034
66.22
1000kHz
0.2152
77.57
3000kHz
0.0733
85.80
측정값
주파수 (Hz)
각 주파수 (rad/s)
()
50kHz
0.9756
14
200kHz
0.7463
41
500kHz
0.4293
65
1000kHz
0.2293
75
3000kHz
0.0810
80
오차
주파수 (Hz)
()
50kHz
0.04102
9.54617
200kHz
0.79687
2.912621
500kHz
6.42043
1.842344
1000kHz
6.55204
3.313137
3000kHz
10.5048
6.759907
⑤ 삼각파 결과값 (100mV)
주파수
Vin (V)-CH1
Vout (V)-CH2
위상차 ( )
M = Vout / Vin
50kHz(저주파)
2.05V
1.70V
30
0.68
70kHz
2.05V
1.63V
37
0.652
100kHz
2.05V
1.52V
46
0.608
150kHz
2.05V
1.32V
60
0.528
200kHz(고주파)
1.98V
1.18V
71
0.596
⑥ 삼각파 결과값 그래프 (100mV)
- 저주파 삼각파 그래프 (50kHz)
- 고주파 삼각파 그래프 (200kHz)
⑦ SINE파의 M, 의 이론값과 실제값 비교 그래프
- M값 비교그래프
- 값 비교 그래프
⑧ 사용된 수식
-
-
-
5. 결과분석 및 고찰
- RC필터는 저주파 영역에서는 신호를 통과시키고, 고주파영역에서는 신호를 걸레내어 통과시키지 않는 특성을 가지고 있다. 이런 형태의 필터를 저역통과 필터라고 한다. 여기서 필터의 개념은 어떤 형태의 간섭 또는 전기 잡음에 의해 발생하는 원하지 않는 신호를 제거하거나 영향을 줄이는 것이다. 위의 그래프에서 보면 저주파, 고주파 모두 위상차를 보이고 있으며, 특히 고주파에서는 출력 신호가 한정된 범위 내에서 나타난다는 것을 알 수 있다. 이번 실험에서는 최대 값인 3000kHz를 고주파로 설정하였다. 전기전자공학개론의 이론에 따르면 위의 출력 신호를 한정하는 주파수의 값을 차단 주파수라고 하며 차단주파수 로 나타낼수 있다. 그러므로 적절한 R과 C의 값을 선택함으로써, 원하는 필터 특성을 가지도록 필터 응답을 조정할 수 있을 것이라 생각한다.
- 마지막의 두 그래프는 오실로스코프로 측정한 주파수에 대한 전압의 크기비[M]와 위상[]의 그래프이다. 주파수가 높아질수록 전압의 크기비는 감소하였고 위상은 증가하는 것을 알 수 있다. 표에서 오실로스코프로 측정한 값과 이론적으로 계산한 결과값을 비교해보면 감소, 증가의 형태는 같으나 그 값에서 약간의 오차가 있다는 것을 알 수 있었다. 오실로스코프로 측정할 때, 값의 변화가 있었고 측정은 평균값으로 어림잡아서 했기 때문에 약간의 오차가 생겼던 것 같다.

키워드

오실로스코프 ,   함수발생기,   SIN함수,   RC필터