오피엠프를 이용한 회로구성

소개글

오피엠프를 이용한 회로구성에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 이론
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과 분석 및 오차 해석

본문내용

적인 연산증폭기란 전제하에서는, 전압이득은 신호원의 전압파형과 주파수
에 무관하게 식 (2)로 주어진다.
그림 4는 비반전증폭기이다. 증폭기 입력에 인가된 신호원은 진폭이 50[mV]
이고 주파수가 100[Hz]인 정현파이다. 저항 R을 조정하게 되면, 이득이 변화되
기에 출력전압의 크기가 변화된다. 식 (2)에 의하여 저항 R이 각각 12[㏀] 및
27[㏀]인 경우, 이에 대응되는 이득은 각각 5 및 10이 된다. 이를 모의실험을
통하여 확인할 수 있을 것 이다.

실험도구
OP-amp, 회로판, 전선, 파워 서플라이 (입력전압 2개짜리)
실험방법
① 회로판에 OP-AMP 회로를 구성한다.
여기서 이번 실험은 반전증폭기회로와 비반전증폭기회로를 구성한 다.
② 파워서플라이에서 입력전압을 맞추고 OP-AMP 회로에 입력전압을 걸 어준다.
③ 출력값의 전압값을 측정하고 입력값과 비교분석한다.
실험결과
⑴반전회로
1) 일때
입력전압= 5V
출력전압= - 5.075 V
2) 일때
입력전압= 5V
출력전압= -14.840V
3) 비반전회로
일때
입력전압= 5V
출력전압= 10.9 V
(4) 가감산 회로
1) 입력②= 10V
입력③= 5V
출력 = 5.017V
2) 입력②= 5V
입력③= 5V
출력 = 0.0067
3) 입력①= 5V
입력②= 5V
출력 = 10.537
4) 입력③= 5V
입력④= 5V
출력 = -10.087V
결과분석 및 고찰
이번 실험은 오피엠프(Operation amplifier) 연산 증폭기로 반전 회로와 비반전 회롤를 구성하고 저항값을 변화시키면서 입력 전압과 출력 전압을 측정하는 실험을 하였다.
반전회로에서
(1) ==>
(2) ==>
으로서 ⑴의 식에서 -1.015=-1 이고 ⑵의 식에서는 -2.968=3.03이다. 따라서 이론적으로 전압비와 저항비의 관계는 으로서 우리가 측정한 값의 비는 이론적 비와 거의 일치한다는 것을 알 수 있었다.
반면, 비반전 회로를 보면
(3) ==>
으로서 ⑶의 식에서는 2.18=4.03으로서 좌변과 우변의 차이가 가장 크게 나왔다.
이것은 모든 소자에는 오차가 있고, 회로에도 연결되면서 필연적으로 가지게 되는 내부 저항이 있음으로서 오차가 발생했다. 그리고 실험 도중 연결부분의 완전한 접촉이 되지 않아 오차가 발생했고, 또한 저항을 정확한 값이 아닌 어림수로 측정을 했기 때문에 오차가 발생했다. 주변의 온도등에 의한 변수도 오차의 원인으로 생각할 수 있다.
그러나 그 근사값이 큰 오차를 낸다고 하더라도 그 값은 최적의 동작을 하기 위한 조건과 범위에 위치하고 있으므로 그 값은 정상동작에는 문제가 없다고 이야기할 수 있을 것이다.
비반전 증폭기 회로는 위상이 동일하고 반전 회로는 위상이 180도 바뀐다. 비반전 증폭기는 입력 임피던스는 매우 높지만 반전은 입력 저항이 입력 임피던스가 되므로 비교적 낮다. 그러므로 일반적인 증폭회로에서는 비반전 증폭 회로를 많이 사용하는 편이다. 하지만 가감산 회로나 필터회로에서는 반전 증폭을 많이 사용한다. 같은 저항을 사용할 경우 비반전증폭기는 증폭도 로 되고 반전증폭기는 이 된다.
증폭도 설정에 관해서는 반전 증폭기가 설계상 유리하다. 예를 들어 10배의 증폭이 필요하다면 반전은 1k, 10k 저항으로 되지만 비반전은 1k, 9k가 필요한데 9k 저항은 구하기가 힘들기 때문에 이럴때는 반전 증폭기를 사용한다. 하지만 비디오 신호처럼 반전을 시키면 안되는 곳에서는 비반전 증폭기를 사용해야 한다.
이처럼 어떤 증폭기가 더 좋다기 보다는 어떤 회로에 어떤 증폭이 필요한가에 따라 반전 증폭기를 사용할 것인지 비반전 증폭기를 사용할 것인지를 잘 결정해야 하겠다.

키워드

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