[전자공학실험] 예비보고서 02장 - 신호와 잡음, 그리고 접지 : 전기신호를 다루는 회로실험에 앞서서 회로에 영향을 주는 다양한 요인들을 검토하고, 이를 어떻게 다루어야 하는가를 이해

소개글

[전자공학실험] 예비보고서 02장 - 신호와 잡음, 그리고 접지 : 전기신호를 다루는 회로실험에 앞서서 회로에 영향을 주는 다양한 요인들을 검토하고, 이를 어떻게 다루어야 하는가를 이해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 사용기기 및 부품

3. 실험 내용 및 결과
　A. 공간에 존재하는 잡음
　B. 전원에 존재하는 잡음
　C. 잡음의 유입방지
　D. 잡음의 제거

4. 연습 문제

본문내용

이 측정되었다. 이는 마찬가지로 프로브와 접지단자 사이가 회로상으로 연결되어있다는 것을 의미한다.
(3) 전원 콘센트의 접지점과 실험실 바닥의 철판사이의 전압을 측정하고, 결과를 설명하라.
- 전원 콘센트의 접지점과 실험실 바닥사이의 전압을 측정한 결과 0V의 값이 측정되었다. 즉, 이는 접지점과 실험실 바닥(earth)사이의 전위차가 없음을 뜻하므로, 콘센트에 존재하는 접지점이 접지(earth)의 역할과 같음을 의미하는 것이다.
D. 잡음의 제거
⇒ 잡음을 제거하기 위해서는 주파수에 선택적인 특성을 갖는 필터를 사용한다.
(1) R=1㏀, C=0.1를 사용하여 <그림 1>과 같은 필터회로를 구성하라.
- <그림 1>과 같은 회로를 빵판에 구성하니 <사진 10>과 같은 결과가 나타났다.
(2) 함수발생기를 동작시켜 10Hz부터 10kHz까지의 2정현파를 만들어라. 그리고 이를 필터회로의 입력에 연결하고, 필터회로의 출력은 오실로스코프에 연결하여 주파수에 따른 진폭의 변화를 그려보라.
- <사진 11>의 결과에서 필터회로의 입력전압이 아래의 파형, 출력전압이 위의 파형이다. 주파수를 서서히 올려가면서 측정한 결과 5kHz부터 출력파형이 줄어들기 시작하더니, 10kHz에서 출력파형이 거의 0이 됨을 확인하였다.
- 이 결과를 log scale로 그래프로 나타낸 결과는 <차트 1>과 같다.
- 앞선 실험 이론에서의 RC회로의 주파수 특성 그래프는 <그림 2>와 같다. 이때 1/RC값을 구해보면
로 나타난다. 즉 10kHz를 기준으로 필터의 특성이 구분되게 된다. 이를 실험으로 한 결과 <차트 1>을 확인해보면 10kHz에서 최대로 감소되고 있다. 이론의 내용을 확인하였다.
(3) R=10㏀, C=1를 사용하여 <그림 1>과 같은 필터회로를 구성하라.
(4) 위 회로를 실험 B의 리플을 제거하는 용도로 사용하려고 한다. 이때 <그림 1>의 필터회로를 연결하고, 필터의 출력파형을 관측하여 잡음이 제거됨을 확인하라.
- 앞선 실험에서 어댑터의 출력에 리플전압이 남아 있는 것을 확인하였다. 이 전압을 필터회로를 거쳐 출력전압을 확인한 결과 <사진 12>와 같았다.
- 입력전압(아래)의 경우 약한 리플전압을 볼 수 있지만, 출력전압(위)의 경우에선 리플전압이 전혀 없는 AC가 제로의 값을 나타냄을 볼 수 있었다. 따라서, 잡음이 제거됨을 확인하였다.
4. 연습 문제
A. 실험실에서 사용하는 전자장치는 모두 전원선이 3선으로 되어있다. 이렇게 3선을 사용하는 이유를 구체적으로 설명하라.
- 전원으로 쓰이는 (+)전선과 (-)전선, 그리고 접지를 위한 접지선으로 3개로 나누게 된다. 일반적인 전자장치에는 전자회로가 구성되어있는데, 이 전자회로에는 접지가 필요하다. 이 접지를 하기 위해서 접지선이 반드시 필요한 것이다.
B. 접지선은 전기장치의 안정적인 사용을 위해서도 꼭 필요하다고 해설에 나와있는데 그 이유를 설명하라.
- 전기기계기구가 절연의 이상으로 누전이 일어나게 되면,기기외함의 금속제부분이 충전되어 사람이 접촉하게 되면 감전사고가 일어나게 된다.이와 같은 경우에 금속제 외함을 접지시켜 대부분의 누설전류를 접지선을 통하여 대지로 흘려주게 되면 기기의 외함에 나타나는 대지전압을 감소시켜 감전사고를 막을 수 있다.
C. 전자장치의 성능을 나타내는 자료집을 보면 규격이 나와있다. 이 중 전자파에 대한 규격은 무엇인지 적고 그것에 대해 설명하라.
- EMI(ElectroMagnetic interference)는 전자파 방해(간섭)의 정도를 나타내고, 이것은 EMI, EMS로 나뉜다. EMI는 전자파를 발생하여 타기기에 영향을 미치는것이고, EMS(전자파 내성)는 타기기에서 발생된 전자파에 의해서 대상기기가 영향을 얼마나 미치는가 이다.
- ESD(ElectroStatic Discharge)는 정전 방전 (정전기 방출)읜 정도로써 정전기에 의한 기기의 영향을 평가한다.
- SAR(Specific Absorption Rate)는 전자파를 얼마나 흡수하는지를 나타낸다.
D. 특정한 주파수만을 선택할 수 있는 회로 구성은 어떻게 만들 수 있는지 LPF와 HPF의 개념으로 설명해보라.
- LPF는 낮은 주파수만을 통과시키는 필터이고, HPF는 높은 주파수만을 통과시키는 필터이다. 예를 들어서 특정한 주파수 f를 기준으로 f 보다 낮은 주파수를 퉁과시키는 LPF와 f 보다 높은 주파수를 통과시키는 HPF를 동시에 쓴다면 f 주파수 주변의 주파수는 LPF와 HPF에 의해서 각각 걸러지게된다.

키워드

신호,   접지,   전자공학실험,   회로실험,   공간내 잡음,   잡음,   예비보고서,   전원내 잡음