설계 보고 설계1. C 측정회로 설계

목차

< 1. 전 략 >

< 2. 이 론 >

< 3. 실험 과정 및 실험 결과(실제 실험 결과를 시뮬레이션과 비교분석) >

< 4. 실험 결과에 대한 토의 및 고찰 >

< 5. 참 고 문 헌 >

본문내용

소자(C=0.05μF)와 거의 일치하는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.
▶ 능동 저역 통과 필터회로 구성(주파수가 3KHz일때, 전압이득 측정)
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션
PSpice를 통한 시뮬레이션 차단 주파수 측정 결과
(x축은 시간, y축은 이득 V 인 그래프)
→ 시뮬레이션 결과, 주파수가 3KHz일때, 전압이득을 측정한 결과 0.720의 값을 가지는것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
▶ 능동 저역 통과 필터회로 구성(주파수가 3.5KHz일때, 전압이득 측정)
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션
PSpice를 통한 시뮬레이션 차단 주파수 측정 결과
(x축은 시간, y축은 이득 V 인 그래프)
→ 시뮬레이션 결과, 주파수가 3.5KHz일때, 전압이득을 측정한 결과 0.662의 값을 가지는것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
→ 시뮬레이션 결과, 전압이득이 0.707값을 얻기 위해서는 주파수가 3KHz에서 3.5KHz가 된다는 것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
따라서, ⇔ 를 사용하여 C의 값의 범위를 측정하여 보면,
로서 임을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션(C=0.05μF)
▶ 능동 저역 통과 필터회로 구성(C=0.1μF)
실험 방법 : 저주파 함수 발진기를 조절해가며, 전압이득이 0.707V가 되는 주파수를 찾았다. 이때, 저주파 함수 발진기의 로 설정하여, 오실로스코프 및 DMM을 통해 전압이득 0.707을 측정하기 편리하도록 하였다.
능동 저역 통과 필터회로(C=0.1μF)
저주파 함수 발진기를 통한 주파수 측정 결과(C=0.1μF)
→ 전압이득이 0.707이 되는 지점을 저주파 함수 발진기를 조절해가며 측정
실제 오실로스코프를 통한 차단 주파수 측정 결과(C=0.1μF)
(x축은 주파수, y축은 이득 V 인 그래프)
능동 저역 통과 필터 차단 주파수 :
PSpice를 통한 시뮬레이션 차단 주파수 측정 결과(C=0.1μF)
(x축은 주파수, y축은 이득 V 인 그래프)
→ 시뮬레이션 결과, 전압이득이 0.707의 값을 가지는 주파수를 시뮬레이션 한 결과 1.588KHz임을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
→ 실험 결과 토의 : 실제 실험을 통한 측정 결과, PSpice시뮬레이션의 통한 예상된 값과 실제 실험을 통해 측정된 값이 회로의 실제 구현에 따른 오차를 감안한다면 거의 일치하였다. 실제 저주파 함수 발진기를 통해 측정된 전압이득이 0.707이 되는 지점의 주파수는 1.54KHz이며, PSpice시뮬레이션 결과 1.588KHz와 거의 일치하는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.
또한, 커패시턴스의 값도 실험에 사용한 소자(C=0.1μF)와 일치하는 것을 실험을 통해 확인할 수 있다.
▶ 능동 저역 통과 필터회로 구성(주파수가 1KHz일때, 전압이득 측정)
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션
PSpice를 통한 시뮬레이션 차단 주파수 측정 결과
(x축은 시간, y축은 이득 V 인 그래프)
→ 시뮬레이션 결과, 주파수가 1KHz일때, 전압이득을 측정한 결과 0.845의 값을 가지는것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
▶ 능동 저역 통과 필터회로 구성(주파수가 2KHz일때, 전압이득 측정)
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션
PSpice를 통한 시뮬레이션 차단 주파수 측정 결과
(x축은 시간, y축은 이득 V 인 그래프)
→ 시뮬레이션 결과, 주파수가 2KHz일때, 전압이득을 측정한 결과 0.612의 값을 가지는것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
→ 시뮬레이션 결과, 전압이득이 0.707값을 얻기 위해서는 주파수가 1KHz에서 2KHz가 된다는 것을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
따라서, ⇔ 를 사용하여 C의 값의 범위를 측정하여 보면,
로서 임을 시뮬레이션 결과를 통해 알 수 있다.
PSpice를 통한 능동 저역 통과 필터회로 시뮬레이션(C=0.05μF)
< 4. 실험 결과에 대한 토의 및 고찰 >
설계1. C 측정회로 설계를 통하여 기존 전자회로 실험을 통해 배우고 익힌 회로에 대한 이해와 응용을 설계를 통하여 알아보았다.
지난 실험5. 능동 필터 회로에서 다룬 저역통과필터를 이용하여 커패시터 값 측정을 응용하여 C 측정 호로를 설계하였다. 1차 저역 통과 필터를 구성하고 전압이득이 0.707이 되는 주파수를 측정하여, 이론값과 어떠한 차이가 있는지 알아볼 수 있도록 실험을 진행하였다. 회로 구성하는 법은 간단하여 큰 무리 없이 구성할 수 있었다.
실험을 통한 측정 결과, PSpice시뮬레이션의 통한 예상된 값과 실제 실험을 통해 측정된 값이 거의 일치하였다. 주파수를 변화시켜주면서 전압이득이 0.707되는 지점의 차단주파수를 구한다음 그 주파수를 통해 에 대입했을 때 커패시터 값을 구할 수 있었다. 측정값을 가지고 C를 계산해본 결과 실제 커패시터값과 거의 일치하며 약간의 오차가 있는 것을 확인할 수 있다. 실제 실험을 할 때엔 도선의 내부저항, 주변환경(온도, 습도등)의 원인으로 이보다 조금 더 오차가 날 것으로 예상할 수 있다.
그리고 파형발생기의 주파수를 자유롭게 조정할 수 있다는 전제하에서는 값을 바꿔줄 수 있다. 여기서 유념해야 할 점은 와이 같은 값을 가지는 저항을 사용해야 한다는 것이다. 그 이유는 값이 전압이득을 변화시키는데 사용할 수 있는데 전압이득이 바뀌어서 계산방법이 틀려지기 때문이다.
설계1. C 측정회로 설계를 통하여 기존 전자회로 실험을 통해 배우고 익힌 회로에 대한 이해와 응용을 설계를 통하여 알아보았고, 설계 및 실험을 통해 그동안 배운 회로에 대한 응용에 대한 지식과 자신감을 갖는 좋은 기회가 되었다..
< 5. 참 고 문 헌 >
- FUNDAMENTALS OF MICROELECTRONICS, RAZAVI, WILEY, 2008.
- FEEDBACK CONTROL OF DYNAMIC SYSTEMS, F.FRANKLIN, PEARSON PRENTICE HALL, 2010.
- 전자회로실험 교재, 아주대학교, 2011.

키워드

아주대,   전자회로실험,   설계,   측정회로 설계