Basic OP-AMP Circuits

목차

1.비교기
(1)영전위검출기
(2)기준전압이 0이 아닌 검출기

2.출력제한기

3.가산기

4.적분기

5.미분기

6.발진기
※ Wien - Bridge 발진기
※ 트윈 T형 발진기
※ 삼각파 발진기
※ 전압제어 톱니파 발진기(VCO)

7. 피스파이스 회로 및 시뮬레이션

본문내용

되는 것.
위의 그림에서 알 수 있듯이 동상의 귀환전압 Vf가 증폭되어 출력이 되고 다시
귀환전압이 된다. 여기서 루프회로는 연속적인 정현파를 만들어낸다.
② 발진조건
귀환루프의 위상천이가 0°
폐루프의 전환이득 Acl이 1 (Where Acl = Av(증폭기 전압이득) × B(감쇠율))
그림 2-3 발진조건
③ 시동조건
발진이 지속적인 정현파를 만들어 내는 것을 알았다면 직류전압이 처음 인가되었을때
발진이 일어나기 위한 조건을 알아야 한다.
발진이 유지되기 위해서는 이들이 1 이어야 한다. 하지만 발진이 시작되기 위해서는
정귀환 루프의 전압이득이 1보다 커야 출력전압이 원하는 크기의 레벨로 증가 할 수 있다.
그림 2-4 시동과 시동 후의 발진 유지 위한 전압이득 조건
※ Wien - Bridge 발진기
; 정현파 발진기의 일종이며 그림 2-5와 같이 진상-지상(lead-lag) 회로로 구성된다.
그림 2-5 진상-지상 회로와 응답곡선
= , fR =
Vout = ×Vin
= =
= =
= =
= 0 ∴
= 0 에서 R = X, X= R= ∴fr =
즉, Wien-bridge 발진기는 위상천이가 0°이고 감쇠가 1/3일때 발진주파수는 fr이다.
그림 2-6 Wien-bridge 발진기의 두가지 회로 구성
좌측의 회로는 비반전 증폭기로 볼 수 있으며, 폐루프 이득 Acl은
이고,
우측의 회로는 좌측과 equivalent.
발진을 위한 정귀환 조건
; 회로가 발진을 하기 위해서는 정귀환루프의 위상천이가 0°, 루프이득이 1이어야 한다.
시동조건
; 아래 그림 2-7에 나타낸 것처럼 발진이 일어날 때까지는 증폭기의 이득이 1(Acl>3)보다
커야 하고 발진이 일정하게 유지되기 위해서는 이득이 1로 감쇠되어야 한다.
그림 2-7 발진기의 시동조건
그림 2-8 두 개의 제어다이오드를 이용한 자기시동 윈브릿지 발진기
※ 트윈 T형 발진기
; 두 개의 T형 RC 필터를 사용한 트윈 T형 발진기.
두 개의 필터중 하나는 저역통과 필터이고 다른 하나는 고역통과 필터이다.
병렬혼합된 필터는 아래 응답곡선과 같이 중심주파수가 발진 주파수 fr과 같은 대역저지 혹은
노치필터가 된다.
발진은 필터의 부귀환 때문에 fr보다 높거나 낮은 주파수에서는 일어나지 않지만 fr에서도 부귀환
은 무시할 수 있으므로 전압분배회로 R1과 R2를 통한 정귀환이 회로를 발진하게 한다.
그림 2-9 트윈 T형 발진기와 응답곡선
※ 삼각파 발진기
그림 2-10 기본 삼각파 발진기
; 삼각파 발진기의 기본으로 앞에서 살펴본 적분기가 이용되는데 기본 회로에서 입력이 -V일때
출력은 (+)의 기울기를 갖는 램프파가 되고, 입력이 +V이면 (-)의 기울기를 갖는 램프출력이
되어 입력이 일정시간 간격으로 (+) <--> (-) 로 바뀐다면 출력은 위와같이 삼각파가 된다.
※ 전압제어 톱니파 발진기(VCO)
; 전압제어 발진기(VCO)는 가변 직류전압에 따라 주파수가 변하는 발진기이다.
전압제어 발진기는 정현파 혹은 비정현파를 만들어 내는 발진기인데 전압제어 발진기의 구성은
적분기의 귀환커패시터와 병렬로 스위칭소자 PUT를 연결한다.
그림 2-11 전압제어 발진기의 동작
PUT는 애노드, 캐소드, 게이트 단자를 갖는 Programable Unijunction Transistor 이다.
게이트는 캐소드에 대해 항상 (+)로 바이어스된다. 애노드 전압이 대략 게이트 전압인 0.7V
를 넘으면 PUT가 Turn-On 되어 순방향 바이어스된 다이오드처럼 동작한다.
애노드 전압이 이보다 떨어지면 PUT는 Turn-Off된다.
실험1
10-36 비교기+적분기+미분기
출력파형
실험 2

키워드

op-amp,   연산증폭기,   비교기,   감산기,   발진기