OP amp 실험 보고서

본문내용

.2
1.28
6.4
90k
0.2
0.96
4.8
100k
0.2
0.86
4.3
1000k
0.2
0.08
0.4
10000k
0.2
0
0
위의 표를 해석해보면 10KHz 정도까지는 전압이득이 10으로 유지되다가 50kHz부터 변화가 나타남을 알 수 있다. 주파수가 약 50kHz일 때 전압이득이 3만큼 감소한 7인걸 확인해보면 C=16pF일 때 주파수가 약 50kHz에서 3dB 값임을 나타냄을 알 수 있었다.
아래의 차트는 표의 결과를 그래프화 한 것이다.
●C=330pF 일때의 주파수에 따른 출력전압 및 전압이득의 변화
f
(Hz)
Vi
(V)
Vop
(V)
A=Vop/Vip
10
0.2
2
10
100
0.2
2
10
1k
0.2
1.98
9.9
3k
0.2
18.8
9.4
5k
0.2
1.72
8.6
9k
0.2
1.4
7
90k
0.2
0.96
4.8
30k
0.2
0.54
2.7
100k
0.2
0.18
0.9
1000k
0.2
0.02
0.1
위의 표를 해석해보면 100Hz 정도까지는 전압이득이 10으로 유지되다가 1kHz부터 변화가 나타남을 알 수 있다. 이후 주파수가 약 9kHz 일때 전압이득이 약 7이다.
결과적으로 C=330pF일때는 주파수가 약 9k일 때 3dB 값임을 알 수 있었다.
●도출한 결과
실험 1.2는 커패시터 값을 변화시키면서 LOW PASS FILTER 그래프의 변화를 확인하는 것이었다.
실험 결과 커패시터의 값이 커질수록 3dB 주파수 값도 작아지는 것을 확인하였고,
식 : 를 통해 3dB주파수는 커패시터값에 반비례한다는 사실을 알수 있었다.
위의 식을 통해 계산한 결과
C 값이 16pF 일때 =199,044.6Hz,
30pF일 때 =106157Hz,
330pF일 때 =9650.6Hz이다.
이 식의 결과 값을 통해서도 알수있듯이 커패시터의 값이 증가할수록 값이 감소하는 반비례관계임을 다시 한번 입증하였다.
하지만 실험하면서 측정한 3dB 주파수 값과는 많은 차이가 나타났다.
교수님께서 실험값은 OP amp내의 기생커패시터에 의해 이러한 차이가 나타난 것이라고 말씀하셨다.
실험 1.3
a. 반전 증폭기회로의 를 성분으로 교체하여 를 -15V에서 +15V까지 변화 시키면서 를 측정하여 그래프를 그려라.
Vs
Vo
-15
15
-13
15
-11
15
-9
15
-7
15
-5
15
-3
15
-1.36
14.8
-1
11.2
0
1.2
0.5
-0.8
1
-10.8
1.2
-12.2
3
-12.8
5
-12.8
7
-12.8
9
-12.8
11
-12.8
13
-12.8
15
-12.8
입력 전압에 대한 출력 전압을 확인해본 결과 위의 표의 값과 같았다.
그리고 엑셀을 통해서 그래프를 도출한 결과 이론치의 그래프보다 곧은 직선형은 되지 않았지만 약간의 오차를 제외하면 거의 유사한 그래프 값임을 확인하였다.
(입력전압이 0일때를 보면 그에 대한 출력 전압이 1.2v로 약간의 offset 전압이 걸렸음을 알수 있었다.)
b. 그래프로부터 입력신호의 범위와 출력신호의 범위를 측정하라.
위의 표를 보면 입력전압 ()의 변화에 따라 출력전압()가 일정하다가 입력전압이-1.36~1.2 부분에서 출력전압이 14.8~-12.2로 변함을 확인할 수 있다.
따라서, 입력신호의 범위 : -1.36~1.2V
출력신호의 범위 : -12.2~14.8V
c. 그래프의 기울기를 시뮬레이션 1.1에서 측정된 전압이득과 비교하라.
그래프의 기울기 = 이다.
이 식을 이용하면임일 알수있다.
그 결과 시뮬레이션 1.1에서 측정된 전압이득과 같음을 알수 있다.
(이 실험은 파워서플라이가 2개가 필요하므로 실험 파트너와 함께 실험한 결과임)

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