전자공학실험 구형파발진기(비안정멀티바이브레이터) 실험보고서

소개글

전자공학실험 구형파발진기(비안정멀티바이브레이터) 실험보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

목 차


1. 목적 ……………………………………… 3P

2. 서론 ……………………………………… 3P

3. 부품 및 기기 …………………………… 3P

4. 실험순서 ……………………………… 3~5P

5. 비안정 멀티바이브레이터란? …… 5~7P

6. 실험과정 ………………………………… 8P

8. 소감 및 고찰 ……………………… 9~10P

본문내용

전하가 A점 노드를 타고 접지 쪽으로 방전되게 됨
- 방전(전압강하)이 되려면 저항에 걸려서 에너지가 소비되고 C1의 음극판으로 들어가야
함으로 C1의 음극 쪽에 붙어있는 R2에 방전전압이 걸려서 소비되게 됨
동시에 Q2 베이스로 전류가 흐르지 않아 계속 불통상태가 됨
- C2는 계속 충전 되면서 전류를 흘려 Q1은 계속 도통 상태에 있다가, C2 양단이 5V와
같아지면 개방소자가 되어 직류 전류를 흘리지 않아서 Q1이 불통됨
충전시간은 시정수로써 보통 CR로 구해지는데, 비안정 멀티바이브레이터에서는
약 0.7CR이 됨
- 위 회로에선 C2, R3이 한조가 되고 C1, R2가 한조의 CR시정수를 만들게 됨.
- Q1이 도통하면 R1을 거쳐 흐르면서 또 C1 방전 전류도 함께 흐르는 것을 볼 수 있음
<그림 1-2>C
- Q2가 도통하게 되면 이제는 반대로 충전된 C2에서 방전이 일어나서
C2 -> Q2 -> GND -> R3 -> C2 순으로 흐름
- ※ 커패시터를 건전지로 본다면 위 회로는 두 개의 전압원이 있다고 볼 수 있고, 그때
(중첩의 원리)를 적용하여, 5V 전압원을 단락시키고 커패시터 전압이 걸리는 저항을
찾아보면 R3밖에 없음을 알 수 있다. ※
- 다음에는 다시 C1이 충전완료되어 Q2가 불통되고 다시 Q1이 도통하고 C1은 방전되는
식으로 계속적으로 회로가 무안정하게 발진됨
- 출력쪽 신호를 보면 우리가 흔히 알고 있는 구형파 신호가 출력 A, B 쪽에서
C1, C2의 충방전 시간에 맞추어 서로 역위상으로 나타나게 됨
<그림 1-3>
6. 실험 과정
1) 비안정 멀티바이브레이터
<그림 1-1 비안정 멀티바이브레이터 파형> <그림 1-2 비안정 멀티바이브레이터 회로도>
- 출력 쪽 신호를 보면 구형파 신호가 출력 A, B 쪽에서 C1, C2의 충전, 방전 시간에
맞추어 서로 역위상으로 나타나게 됨
7. 소감 및 고찰
- 전 학기에 비안정 멀티바이브레이터를 실험 해봄으로써, 순조롭게 실험을 진행
할 수 있었다.
위에서 설명한 비안정 멀티바이브레이터를 기준으로 하여 총 정리를 하자면
비안정 M/V는 어느 트랜지스터가 먼저ON되면 상대 트랜지스터는 역바이아스에
의해 컷오프(CutOff)되며 시간은 해당 베이스저항*베이스콘덴서서*0.63동안 지
속되고 해당콘덴서의 방전이 완료되어 상대 트랜지스터의 역바이아스가 풀리면
순식간에 뒤집어지는 상태가 된다.
풀어서 설명하자면, C1은 방전되고 Q2는 베이스에서 Q가 동작하면 LED2가
ON(불이켜짐)이 된다. 반대로 C2가 충전되면 C2는 방전되고 Q1 베이스에서
Q1이 동작하고 LED1 ON(불이켜짐)이 된다. 처음으로 돌아가 C1이 충전됨으로
써 이 회로는 비안정 발진하게 되는 것이다.
여기서 생각해 볼 수 있는 것이 콘덴서가 없으면 과연 비안정 멀티바이브레이터
로 동작할 수 있을까? 라는 생각을 갖게 되었는데 실험을 하면서 콘덴서가 없
어서는 안 될 이유를 알게 되었다. 그 이유는 멀티바이브레이터의 발진 시정수
가 R,C의 조합으로 이루어지는데 이것은 저항을 통해 콘덴서에 충전, 방전되는
시간을 이용하는 것이므로 이중에 콘덴서가 없으면 충전에 따른 시간 시정수가
형성되지 않아서 발진을 할 수 없다는 것을 알게 되었다.
- 안정된 상태가 없는 소자이며 외부의 트리거 없이 스스로 두 비안정 상태를 왔다 갔다 하며, 지속적인 파형을 만들어 내는 장치이고 펄스 오실레이터라고 도 한다. 시정수에 의해 주기가 결정되고 TR형 비안정 멀티바이브레이터 회 로는 트랜지스터의 증폭회로 2단을 콘덴서로 결합하여 출력신호를 입력으로 정궤환시켜 발진시키는데 이 회로는 TR의 포화영역과 차단영역을 이용하여 클록인 직사각형과 출력을 발생한다. 전반적인 특징은 안정상태를 유 지하지 못하여 세트상태와 리셋상태가 교번하여 스스로 발진하기에 자주 발진 기라고도 한다. 멀티바이브레이터의 발진 시정수가 RC의 조합으로 이루어 지 는데 저항을 통해 콘덴서에 충전 방전되는 시간을 이용하는 것으로 콘덴서가 없으면 출전에 따른 시간 시정수가 형성되지 않아 발진을 할 수 없다.
- 비안정 멀티 바이브레이터란 시작점과 끝점이 스스로 정해진 길이만큼 주기적 인 파형을 발생하는 두개 이상의 공진회로로 이루어진 펄스 발진기라고 할 수 있다. 더 쉽게 말하면 '0'과'1'의 어떤 신호상태가 안정되지 못하여 외부로부터 의 어떤 영향이 없음에도 불구하고 시간에 대하여 0과 1신호가 계속하여 변하 는 것을 말합니다. 예를 든다면 전구의 깜빡임의 반복이라고 할 수 있습니다. 주기는 시정수에 의해 결정이 된다. 그리고 주기적으로 동작점이 바뀌게 되어 결국 발진형태가 되며 구형파 발진기로 이용된다.
.
- 이번 실험은 비안정 멀티바이브레이터이다. 먼저 바이브레이터는 펄스회로에 쓰 여진다. 펄스회로는 동기식으로 작동하는 대부분의 디지털회로에서 클럭을 발생 하는 회로를 말한다. 펄스회로에는 종류가 많은데 그 중 바이브레이터는 파형 을 생성해준다. 파형을 생성하는 방법에 따라 안정, 비안정으로 나뉘는데 파형 을 생성하기 위해선 외부에서 신호를 주어야하는데 그 신호를 트리거라 하고 트 리거 신호가 필요한 것을 안정이라 한다. 비안정 바이브레이터는 안정과 반대로 트리거 신호 없이 바이브레이터에 전원만 주어지는 한 주기적인 파형을 발생시 키는 것이다. 정리하자면 비안정 멀티바이브레이터는 시작점과 끝마치는 점의 트리거가 필요 없이 스스로 정해진 길이만큼 주기적인 파형을 발생시켜 두 개 이상의 공진회로로 이루어진 펄스발진기이다. 이 회로의 특징은 안정적인 상태 를 유지하지 못하기 때문에 세트상태와 리셋상태가 교번하여 스스로 발진한다. 그래서 자주 발진기라고도 한다. 또 멀티바이브레이터의 발진 시정수가 RC의 조합으로 이루어지는데 저항을 통해 콘덴서에 충전 방전되는 시간을 이용하는 것으로 콘덴서가 없으면 출전에 따른 시간 시정수가 형성되지 않아 발진을 할 수 없다.
길은 R1과 R3이나 이때도 전류배분법칙에 의해 대부분의 전류는 R1에 흐르게 되고
Q1은 불통이므로방전이 다된 C1을 충전하면서 C1을 거쳐 Q2의 베이스 단자에
이르게 되면, Q2가 도통하게 됩니다.

키워드

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