진지상회로

소개글

진지상회로에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 기본이론
3. 실험회로
4. 사용기기 및 재료
5. 실험순서 및 결과

본문내용

0.46
-12.77
40.12
1200
8000
0.34
-15.39
43.2
1.6
-1.94
47.52
1591
10000
0.42
-13.56
45.82
1.6
-1.94
54.41
4800
30000
1.6
-1.94
51.84
2.8
2.92
51.84
7958
50000
2.2
0.83
42.97
3.8
5.58
34.38
12000
80000
3
3.52
34.56
3.7
5.34
21.6
15910
100000
5.4
8.63
28.64
3.4
4.61
11.46
표 오실로스코프로 측정한 주파수 변화에 따른 크기와 위상
그림 11.6 오실로스코프와 PSpice 측정값의 보드선도 (C1= 0.01uF, C2 = 0.01uF)
그림 11.7 오실로스코프와 PSpice 측정값의 보드선도 (C1= 0.02uF, C2 = 0.47uF)
그림 11.8 전달함수를 사용하여 그린 매트랩 보드선도
파란색 그래프는 C1=0.01uF C2=0.2uF, 붉은색 그래프는 C1=0.02uF C2=0.47uF일 때의 보드선도이다.
콘덴서 로 변경할 경우 5.6항의 실험을 반복하시오. 단, 보드선도는 위의 표를 같이 사용할 것.
C의 변화에 따른 오실로스코프 측정값, PSpice 값 비교를 위해 5.6에 포함.
5.7의 실험에서 콘덴서 변화에 따른 보드선도의 변화를 설명하시오.
진상회로와 지상회로에서도 콘덴서 값이 클수록 이득곡선과 위상곡선 모두 왼쪽으로 쉬프트 되는 경향이 있듯이 지상-진상회로도 왼쪽으로 쉬프트 되는 경향을 보였다. 커패시터가 커지면 시정수가 커지는데 그렇게 되면 전달함수에서 영점과 극점의 절대값이 작아지므로 극점과 영점이 가까워진다. 따라서 커패시터값을 키우고 난 후에 좀 더 빠르게 동작 한다. 그리고 콘덴서가 커질 때 즉, =0.02㎌, =0.47㎌ 일 때 주파수가 12000Hz 이상부터는 파형이 일그러져 측정이 불가 하였는데, 이는 OP-AMP의 특성상 고주파를 버티지 못하여 이러한 결과가 나온 것을 알 수 있고, 이득과 위상 세가지 보드선도 모두 유사하게 나옴을 확인하였다.
가변저항 R4를 10kΩ까지 변화시킬 경우 보드선도의 변화를 측정하고 그 변화를 설명하시오.
그림 11.9 저항R4를 변화에 따른 보드선도
왼쪽 그래프 붉은색은 100kΩ, 파란색은 50kΩ, 초록색은 10kΩ이고, 오른쪽 그래프 붉은색은 100kΩ, 초록색은 50kΩ, 파란색은 10kΩ이다.
의 값이 작을수록 저주파수에서 이득과 최대 지연 위상각이 작아지고 있다. 또한 결국에 를 10kΩ까지 줄여보니, 지상쪽 전달함수가 영점 극점 좌표가 똑같아져, 전혀 지상의 역할을 하지 못함을 보드선도를 통해서도 확인할 수 있었다. 결국 β는 1이 되면 전달함수는 1이 되어 이득과 위상이 0에 있음을 확인 할 수 있다. 고주파에서는 진상의 역할을 하고 있는 것을 확인할 수 있다.
고찰
지상진상회로 실험은 시정수와 직류이득, 주파수, 저항()을 변경함에 따라 진지상회로의 특성을 알아보는 것이었다.
MATLAB으로 전달함수를 사용해 나이키스트 선도를 그려본 결과 실수축을 포함해서 원의 모양이 나타났다. 이유는 위상이 0˚가 되는 주파수 를 기점으로 해서 저주파수에서는 지상회로역할 고주파수에서는 진상회로 역할을 하기 때문이다. 5.4를 통해 저주파에서는 지상회로의 역할, 고주파에서는 진상회로의 역할을 한다는 것을 확인하였다.
C의 변화 즉, 시정수의 변화로 인해 이득과 위상이 어떻게 변하는지에 대한 실험에서는 시정수가 커짐에 따라 크기, 위상곡선이 왼쪽으로 움직이는 것을 확인 할 수 있었다. 그 이유는 기하 평균 절점주파수가 낮아지기 때문이다.
저항 의 변화에 따른 보드선도 변화도 측정을 해보았다. =100kΩ 일 때에는 α=1/β 가 되어서 위상이 0˚가 되는 주파수 를 기점으로 좌우 대칭이 된다. 그 이유는 최대 지연 위상각과 최대 리드 위상각의 절대값은 같기 때문이다. 하지만 저항 는 β값에 영향을 주기 때문에 가 작을수록 β값은 작아지고 최대 지연 위상각도 작아진다. 그래서 저항 가 50kΩ 일 때 최대 지연 위상은 41.8˚ 정도로 작아지고 이득도 낮아 졌다. 저항 가 10kΩ 일 때에는 β가 1이 되어서 최대지연 위상이 0˚ 이고 전달함수에서 보면 |G(s)| = || = 1 되어서 이득이 또한 0dB가 된다. 그래서 10kΩ 일 때에는 위상이 0˚가 되는 주파수 이하에서는 지상회로 역할을 하지 못하였다. 그러나 저항 가 변해도 이상에서 진상회로의 역할은 변함이 없음을 확인하였다.

키워드

부경대,   부경대학교,   제어계측공학과,   제어과,   제어계측,   제어,   진지상회로