전자공학실험 - 오실로스코프와 신호발생기

소개글

전자공학실험 - 오실로스코프와 신호발생기에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

50%의 10Vpp를 같는 구형파가 있다. 서로 다른 주파수를 갖는 정현파를 합해서 이 구형파와 가장 비슷한 파형을 만들고자 한다. 가장 중요한 세 개의 정현파를 구하라.
구형파는 사인함수의 합으로 표현이 가능한데 이를 식으로 표현하면,
여기서, 3개의 정현파는
이 된다.
3) 첨두치 전압이 10V인 삼각파의 실효전압은 얼마인지 계산하라. 또, 직류 성분이 +10V가 있는 경우는 실효값 전압이 얼마인지 구하라.
첨두치 전압이 10V인 삼각파는 결국 최대 +5V, 최소 -5V이므로 삼각파의 실효값은 이므로 실효전압은 2.89V가 된다.
또, 직류 성분이 +10V가 있는 경우의 실효전압은 교류+직류=2.89+10=12.89V가 된다.
4) 일반적으로 자연계의 신호는 음성이나 영상 등과 같이 주기적이지 않다. 그럼에도 불구하고 실험실에서는 주로 주기적인 신호를 측정하는 이유는 무엇인가?
주기적이지 않고 불규칙적인 경우, 계속 등가신호를 변경하여야 하기 때문에 번거로운 점이 많다. 이러한 이유로 주기적인 신호를 발생시켜 측정하고, 또 이론적으로 주기신호의 해석만으로도 임의신호를 해석할 수 있기 때문이다. (어떠한 불규칙적인 신호라도 임의의 주기신호들의 합으로 표현가능하다.)
5) 오실로스코프의 프로브가 가져야 할 조건을 부하효과, noise, 밴드폭과 관련하여 설명하라. 사각파를 인가한 후 프로브를 X1, X10로 변화시킴에 따라 파형의 rise time이나 fall time이 변하는 이유를 프로브 구조를 통해 설명하라.
프로브가 가져야 할 조건은 시그널 소스에 대한 부하가 0에 가깝도록 즉 신호전류를 끌어내지 않도록 만들어야 하며, 모든 노이즈 소스에 대하여 완전히 면역이 되어야 한다. 그리고 충분한 밴드폭을 가지고 오실로스코스 입력에서 완전히 재현되어야 한다.
X10프로브는 이것은 보통 신호입력 단자에 신호가 들어감으로써 원래 회로에 영향을 적게 주기 위해 10배 임피던스를 높인 것이므로 X1을 선택하면 신호는 10배 커지게 된다. 따라서 거기에 따라 파형의 진폭이 커지므로 rise time과 fall time에 변화가 생긴다.
6) 열잡음(thermal noise)을 비롯한 잡음의 종류를 조사하고, 각각 그 주파수 특성을 간략히 설명하라.
열잡음이란 전도전자의 열교란운동에 의해 생기는 잡음으로, 주파수 f와 f＋Δf 사이의 평균제곱값은 4kTRΔf라는 나이퀴스트식으로 표시된다(k는 볼츠만 상수, T 는 절대온도, R 는 저항값). 이식에서 알 수 있듯이 잡음전압 의 제곱평균값은 절대온도와 저항값에 비례하여 증감하며, 주파수와는 관계가 없다
산탄잡음은 전자의 특수한 현상 때문에 전류에 불규칙한 요동이 생겨 발생하는 잡음. 산탄 잡음은 주파수 범위가 넓게 분포되어 있으며 발생 원인을 세분하면, 전자관에서 전자 방출이 불규칙하게 일어나거나, 하전 입자나 광입자에 요동이 발생하거나, 입자의 방출 및 흡수가 불규칙하게 발생하기 때문에 발광 소자나 광검출기에서 주파수에 무관한 잡음으로 발생한다.
7) 아날로스 오실로스코프에 둥근원을 나타내려면 수직 편향판과 수평 편향판에 어떤 파형을 인가하면 되겠는가?
파형을 각각 그려 보라.
주파수가 거의 같거나 동일한 정현파 두 개를 입력하고 X-Y모드에서 관측시 원이 관측된다.
4. 소감
2학년 복학을 하고 처음으로 듣는 실험 수업이라 오실로스코프에 대한 정보를 조금 주위에 물어보고 들어갔다. 그런데 기계가 바뀌어 있었다. 조금 많이 당황했으나 오실로스코프를 작동시키고 만지는 작업에서 많은 흥미를 느꼈다. 그리고 앞으로의 실험에 대비하여서 배경지식을 많이 쌓아야겠다는 생각도 들게 되었다. 앞으로의 실험이 기대된다.

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