[A+] op-amp 응용 실험 레포트

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목차

1. 실험목적
2. 사용 계기 및 부품
3. 실험 방법

본문내용

REPORT
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op-amp 응용 실험 레포트
1.실험목적
(1) Op-amp 자체의 주파수 특성과 미분기, 적분기 등의 회로의 동작을 이해하고 실험으로 확인한다.
(2) 필터 회로, 정류 회로 등에 Op-amp를 함께 사용하여 성능을 향상시킨 회로들의 동작을 이해하고 실험으로 확인한다.
2. 사용 계기 및 부품
DC power supply, 디지털 멀티미터, 오실로스코프, 함수발생기
Op-amp: LM741 1개
다이오드: 1N4001 1개
저항: 1kΩ 1개, 10kΩ 6개, 100kΩ 1개
capacitor: 0.0022uF 2개, 0.22uF 1개
브레드 보드, 전선 및 리드선
3. 실험 방법
3.1 Op-amp 적분기와 미분기
그림 5.8의 적분기 회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력파형을 측정하고 비교한다.
100kΩ 저항을 연결하지 않은 상태에서 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다. 단계 (1)에서의 결과와 비교 분석한다.
적분기에서는 적분기로서의 출력파형을 출력하기 위해 피드백 부분의 커패시터에 저항을 병렬로 연결해주는데, 이 값이 커패시터의 임피던스와 비슷하거나 작아지게되면 적분기로서의 출력이 나오지 않게된다. 따라서 위의 회로에서는 병렬로 연결된 저항을 연결하지 않았으므로 적분기의 출력이 아니라 출력파형이 +Vcc 근처에서 오르내리는 파형이 관찰된다.
그림 5.8의 적분기 회로에서 입력으로 sine파 대신에 10kHz, Vp=1V 구형파를 인가하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
100kΩ 저항을 연결하지 않은 상태에서 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
그림 5.10의 미분기 회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력파형을 측정하고 비교한다.
그림 5.10의 미분기 회로에서 입력을 sine파 대신에 10kHz, Vp=1V, 구형파를 인가하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
3.2 Op-amp 능동 필터 회로
그림 5.12의 저역통과 능동필터 회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 입력파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
단계 (1)에서 입력 파형의 frequency를 변경하면서 출력파형의 변화를 관찰한다. (cut-off frequency보다 낮은 frequency로 2point 이상, cut-off frequency보다 높은 frequency로 2point 이상 관찰할 것)
Cut-off frequency op-amp 능동필터 회로에서 구하는 공식은
와 같다. 따라서
Cut-off frequency = 4.55kHz이다.
100Hz일 때
1kHz일 때
5kHz일 때
10kHz일 때
고주파에선 출력파형이 filtering 되고, 저주파에서 출력파형이 그대로 나오는 것을 확인 할 수 있었다.
아래 그림 5.15의 고역통과 능동필터 회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
단계 (3)에서 입력 파형의 frequency를 변경하면서 출력파형의 변화를 관찰한다. (cut-off frequency보다 낮은 frequency로 2point 이상, cut-off frequency보다 높은 frequency로 2point 이상 관찰할 것)
HPF에서 cut-off frequency는
로 구할수 있으므로,
cut-off frequency= 4.55kHz이다.
100Hz 일때
1kHz 일때
5kHz 일때
10kHz 일때
저주파에선 출력이 filtering되고, 고주파에서 출력파형이 그대로 나오는 것을 확인할 수 있었다.
Op-amp 능동 다이오드 회로
아래 그림 5.18의 능동 다이오드 정류회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 입력 파형과 출력 파형을 측정하고 비교한다.
단계 (1)에서 입력 파형의 amplitude를 변경하면서 출력파형의 변화를 관찰한다. (amplitude 변경 4가지 수행)
Vp=5V일때
Vp=7V 일때
Vp=8V 일때
Vp=9V 일때
Vp=10V 일때
Op-amp를 사용하지 않은 일반 반파정류회로를 결선하고, 단계 (2)에서 실험했던 4가지 amplitude의 입력 파형에 대해 출력 파형을 측정하고, 단계 (2)의 결과와 비교한다.
Vp=5V일 때
Vp=7V 일때
Vp=8V 일때
Vp=9V 일때
Vp=10V 일때
출력파형이 같음을 확인할 수 있었다. (음의 영역이 반전됨)
3.4 OP-amp 발진기
그림 5.20의 op-amp를 이용한 발진회로를 결선하고 오실로스코프를 이용하여 출력 파형을 관찰한다.
단계 (1)로부터 출력 파형의 frequency를 증가시킬 수 있도록 조건을 변경해 본다.
커패시터 값을 줄인경우 (0.22uF -> 0.0022uF)
단계 (2)로부터 출력 파형의 frequency를 감소시킬 수 있도록 조건을 변경해 본다.
커패시터 값을 증가시킨 경우 (0.22uF->2.2uF)

키워드

opamp,   전자회로실험,   주파수 특성,   미분기,   적분기