전자물리 전치증폭기

목차

Inverting (반전)
Non-Inverting (비반전)
Differential Amplifier (차동증폭기)
Preamplifier (전치증폭기)

본문내용

트랜지스터의 작용하고 에미터가 내부적으로 공통으로 연결되어 있기 때문에 한쪽단자를 접지시키더라도 두 출력단자에는 증폭되서 크기가 거의 같고 위상이 반전된 신호가 나타난다.
② 차동모드 : 크기는 같으나 극성이 서로 반대인 두 개의 입력신호를 동시에 인가시키는 것을 차동모드라 한다. 한 개씩 입력신호를 인가 했을 때 2개의 출력단자에서 크기와 위상이 같은 출력신호가 나왔었기 때문에 차동모드에선 단일 입력동작에서 발생한 출력의 2배의 결과를 얻을수 있다.
③공통모드 : 동일위상과 동일주파수, 동일진폭의 입력신호를 차동증폭기의 각각의 입력단자에 인가시키는 경우를 말한다. 2개의 입력신호가 같은 극성이기 때문에 출력은 서로 반대의 극성으로 띤다. 서로 상쇄하여 이상적인 경우 거의 0V의 결과를 얻을수 있다. (noise제거로 이용된다.)
4) Preamplifier
신호원의 레벨이 낮아서 그대로 주증폭기의 입력으로 할 수가 없을 때 그 출력을 적당한 수준까지 올리기 위한 증폭기. 전치증폭기는 안테나와 수신기부 또는 마이크로폰과 증폭기를 접속하는 경우 신호 대 잡음비(S/N)를 저하시키지 않고 적당한 입출력 임피던스를 제공하면서 후단에서 신호 처리하기 쉬울 정도까지 신호 레벨을 높이는데, 신호의 등화나 혼합 등을 겸하는 경우도 있다.
※ Thermocouple
→열전대, 열전쌍, 열전기쌍
두 개의 서로 다른 금속을 고리모양으로 붙여놓은 것으로, 제베크효과( 두 종류의 금속을 고리 모양으로 연결하고, 한쪽 접점을 고온, 다른 쪽을 저온으로 했을 때 그 회로에 전류가 생기는 현상 )에 의한 열기전력을 얻기 위해 2종류의 금속이나 반도체의 양끝을 연결하여 만든 폐회로를 의미한다. 2개의 접합점이 같은 온도일 때는 전류가 흐르지 않지만, 온도가 다르면 열전기 현상에 의해 회로에 전류가 흐른다.
결과
○ 실험에 쓰여진 분압기 와 op-amp
R1
Vin
Vout
R2
Vin = Vout
분압기(입력전압)
8
7
6
5
-
+
○
1
2
3
4
IC회로(op-amp)
(1) inverting (반전증폭기)
RR
RF
+
-
Vout
+
-
1-1) AC ; inverting
Vin
RR
RF
Vout
계산값
1.2㎷
1 ㏀
2 ㏀
2.4㎷
측정값
1.2㎷
〃
〃
11㎷
1-2) DC ; inverting
Vin
RR
RF
Vout
계산값
0.95㎷
1 ㏀
2 ㏀
1.9 ㎷
측정값
0.95 ㎷
〃
〃
1.38㎷
(2) non-inverting (비반전증폭기)
RR
RF
+
-
Vout
+
-
2-1) AC ; non-inverting
Vin
RR
RF
Vout
계산값
1.2 ㎷
1 ㏀
2 ㏀
3.6㎷
측정값
1.2 ㎷
〃
〃
10 ㎷
2-2) DC ; non-inverting
Vin
RR
RF
Vout
계산값
0.99 ㎷
1 ㏀
2 ㏀
2.97㎷
측정값
0.99 ㎷
〃
〃
9 ㎷
(3) Differential Amplifier (차동증폭기)
Rk
Ri
+
-
Vout
+
Ri
-
Rk
V1 - V2
(위상차)
Ri
Rk
Vout
계산값
0.93 ㎷
1 ㏀
2 ㏀
1.86㎷
측정값
0.93 ㎷
〃
〃
29 ㎷
토론 및 토의 : 실험은 시작하면서부터 분압기까지 추가된 복잡한 회로를 구성하는 것이 매우 힘들었다. 처음 실험한 교류전압을 사용한 반전증폭기의 출력전압을 측정하면서 실험이 늦춰지기 시작했는데 입력전압의 10배나 증폭되어서 출력된 것이다. 1㏀, 2㏀인 저항을 써서 2배정도의 전압을 구해야 했기에 반전증폭기회로를 10번 넘게 다시 구성해서 측정해봤다. 분압기의 저항을 바꿔주며 입력전압을 낮춰보기도 하고, op-amp를 다른걸로 교체도 해보고, 저항도 수십번은 확인해봤던 것 같다. 오차값이 줄어들 생각을 하지 않아서 우선 다음 실험으로 넘어가기로 했다. 그러나 비반전증폭기마저도 엄청난 증폭값이 측정되었다. 차동증폭기도 10배정도의 증폭된 값을 보였다. 그래서 실험을 끝낸 후에 다시한번 증폭기를 새로 짜고 여러번 측정을 해보았으나 조금씩 밖에 줄어 들지를 않았다.
전자회로서적을 찾아보았으나 이런식의 예는 찾지 못했다. 브레드보드나 오실로스코프엔 문제가 없었던걸로 알고 있다. 결국 두 개의 저항의 차이로 증폭되는 것이기에 생각하지 못했던 외부저항이 생겼을 거라고 생각하였다.
실험외적으로 작은 사고가 생겼었다. 책상위에 있던 팔꿈치에 op-amp가 박혀 버렸다. 그다지 큰일이 아니었기에 뽑아서 혈흔을 닦은 후에 박스에 넣었다. 실험후 정리정돈의 중요함을 다시한번 생각하게 되었다.

키워드

전치증폭기,   반전,   비반전,   차동증폭기