전자공학실험2 레포트

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본문내용

정수 측정치 : 0.1ms, 이론치 : 0.1ms
[실험2 : 저항 100㏀, 커패시터 0.1㎌]
(1)회로도
(저항 100㏀, 커패시터 0.1㎌로 설계한 회로)
▶ 저항을 100㏀로 바꾼 것 이외에는 실험1과 동일하다.
(2)오실로스코프로 입력과 출력 파형
(CH1 2V/div, CH2 1V/div, 가로1ms/div)
(3)시정수 구하기
▶ 시정수 이론치 : 1s
▶ 이 파형을 보고 시정수를 쉽게 알아낼 수 없었다. 펄스파의 반주기가 5τ 보다 커야 제대로 된 파형을 관찰할 수 있으나 주기가 τ = 10ms보다 너무 짧아서 이와 같이 관찰 되는 것이다.
2.5.3 HPF의 주파수 응답 특성 측정
[실험1 : 저항 1㏀, 커패시터 0.1㎌]
(1)회로도
(저항 1㏀, 커패시터 0.1㎌로 설계한 회로)
▶ 전원은 5V와 -5V를 peak로 갖는 정현파를 사용하였고, 함수 발생기로 주파수를 변화시키면서 오실로스코프와 멀티미터로 측정하였다.
▶ CH1은 입력파형, CH2는 커패시터 양단의 출력파형이다.
(2)주파수를 조정하면서 측정한 교류전압 값과 파형
(CH1 2V/div, CH2 5V/div, 가로20ms/div) (CH1 2V/div, CH2 20mV/div, 가로10ms/div)
▶ 10㎐일 때 : 입력 2.561V, 출력 0.017V ▶ 20㎐일 때 : 입력 2.557V, 출력0.036V
(CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로2ms/div) (CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로0.5ms/div)
▶ 100㎐일 때 : 입력 2.548V, 출력 0.188V ▶ 1㎑일 때 : 입력 2.462V, 출력 1.435V
(CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로2ms/div) (CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로50s/div)
▶ 2㎑일 때 : 입력 2.336V, 출력 1.880V ▶ 10㎑일 때 : 입력 1.478V, 출력 1.453V
(CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로20s/div) (CH1 2V/div, CH2 2V/div, 가로5s/div)
▶ 20㎑일 때 : 입력 0.916V, 출력 0.906V ▶ 100㎑일 때 : 입력 0.195V, 출력 0.204
▶ Bode plot에 주파수 특성을 나타내었다.
(3)차단주파수 구하기
▶ 차단주파수 측정치 : 1581㎐, 이론치 : 1/2πRC = 1591.5㎐
▶ 상대오차 : 0.66%
[실험2 : 저항 10㏀, 커패시터 0.1㎌]
(1)회로도
(저항 10㏀, 커패시터 0.1㎌로 설계한 회로)
▶ 저항을 10㏀으로 바꾼 것 이외에는 실험1과 동일하다.
(2)주파수를 조정하면서 측정한 교류전압 값과 파형
▶ 파형사진은 생략하겠습니다. 용량이 너무 큰 관계로....................
▶ Bode plot에 주파수 특성을 나타내었다.
(3) 차단주파수 구하기
▶ 차단주파수 측정치 : 150.3㎐, 이론치 : 1/2πRC = 159.15㎐
▶ 상대오차 : 5.56%
2.5.4 HPF의 시간 응답 특성 측정
[실험1 : 저항 1㏀, 커패시터 0.1㎌]
(1)회로도
(저항 1㏀, 커패시터 0.1㎌로 설계한 회로)
▶ 전원은 5V와 0V를 갖고 주파수는 100㎐인 구형파를 사용하였다. offset을 2.5V로 하여 만들었다.
(2)오실로스코프로 입력과 출력 파형
(CH1 1V/div, CH2 2V/div, 가로2ms/div)
▶ 출력 파형이 점점 감소하는 모양으로 나와야하는데 전혀 다른 모양이 나왔다. 이는 커패시터가 저장하고 있던 전압 때문인 것으로 생각된다. 출력파형이 입력파형크기의 2배이기 때문이다. 즉 입력한 것 이상의 출력이 나왔기 때문에 내부에 저장한 에너지가 나온 것이라고 생각하였다. 교수님과 같이 실험을 해 보았지만 고칠 수 없었으므로 실험결과를 구하는 대신 이런 문제가 생긴 이유를 고찰하는 방법으로 대체하였다!
(3)시정수 구하기
▶ 시정수 이론치 : 0.1ms
▶ 파형이 이상하게 나와 시정수를 구할 수 없었다.
[실험2 : 저항 100㏀, 커패시터 0.1㎌]
(1)회로도
(저항 100㏀, 커패시터 0.1㎌로 설계한 회로)
▶ 저항을 100㏀로 바꾼 것 이외에는 실험1과 동일하다.
(2)오실로스코프로 입력과 출력 파형
(CH1 1V/div, CH2 2V/div, 가로2ms/div)
▶ 이번실험 또한 파형이 잘못되었다. 원래는 구형파가 양의 값을 가질 때에는 출력이 점점 감소하는 모양으로, 제로 값을 가질 때에는 출력이 증가하는 모양으로 나와야한다. 이것 또한 커패시터 내부의 문제 때문이다.
(3)시정수 구하기
▶ 시정수 이론치 : 1s
▶ 파형이 이상하게 나와 시정수를 구할 수 없었다.
▶ 파형이 올바르게 나왔다 하더라도 그 파형을 보고 시정수를 쉽게 알아낼 수 없을 것이다. 펄스파의 반주기가 5τ 보다 커야 제대로 된 파형을 관찰할 수 있는데 주기가 τ = 10ms보다 너무 짧기 때문이다.
2.6 연습문제
1. 실험으로 얻은 결과와 이론으로 얻은 결과 사이의 차이를 설명하라.
⇒ 오실로스코프 상으로 볼 때의 오차가 차이로 되었고, 실험할 때의 저항이나 커패시터도 오차가 있었다.
2. LPF와 HPF를 이용하여 BPF를 구현하여보라.
⇒
LPF와 HPF를 직렬로 연결하여 내가 원하는 주파수 이상의 주파수를 차단하고 그다음 내가 원하는 주파수 이하의 주파수를 차단하면 된다.
3. 2차 LPF의 특성 방정식을 유도하라.
⇒
실험 후 느낀 점
1장실 험에 비해서 난이도가 굉장히 높아졌다. 1장처럼 커패시터의 문제 때문에 실험중 하나를 또 제대로 하지 못하였다. 실험이 잘못된 이유를 정확히 알아내어 다음 실험부터는 이런 일이 없도록 해야겠다. 결과보고서를 쓰면서도 아직 잘 이해가안가는 부분이 많아서 책을 몇 번이나 다시 읽어보았다. 추석연휴동안 쭉~ 쉬어서 보고서를 쓸 때 실험사진을 보는데 이사진이 왜있지 하고 헷갈리기도 해서 시간이 굉장히 오래 걸렸다. 3장 실험부터는 확실히 어려워질 텐데 벌써부터 헤매서 걱정이 된다. 예비보고서를 충실히 써서 실험에 막힘이 없도록 하여야겠다. 이번실험이 꽤 어렵긴 했지만 보고서를 쓰고나니 뿌듯한 느낌도 배가되었다.

키워드

소스,   예비보고서,   결과보고서,   주파수,   회로,   출력,   입력