[물리학 실험] 3-8 오실로스코프 측정

목차

3-8 오실로스코프 측정


1. 목 적

2. 이 론
A. 오실로스코프의 원리
B. 오실로스코프의 주요 구조
C. 주요 단자의 명칭 및 기능

3. 실험 방법
A. 초기 동작 설정 및 오실로스코프 측정
B. 주기 및 주파수의 측정

4. 실험 결과
A. 오실로스코프 이용 사인파 주파수 측정

5. 분석 및 토의

6. 고 찰

본문내용

시치(Sweep Time/DIV)
× 수평확대비의 역수
4. 실험 결과
A. 오실로스코프 이용 사인파 주파수 측정
① 2㎑ 측정주파수

λ = 1.2㎝ (사인파 한주기의 길이)
DIV 측정값 2㎳～2.5㎳ => T = 0.5㎳
f = 1/T = 1/0.5×10-3 = 2000㎐
② 4.31㎑ 측정주파수

λ = 2.3㎝ (사인파 한주기의 길이)
DIV 측정값 1㎳～1.23㎳ => T = 0.23㎳
f = 1/T = 1/0.23×10-3 = 4347㎐
5. 분석 및 토의
① 오실로스코프의 DC-AND-AC 스위치에서 DC, GND, AC의 신호입력의 차이를 말하여라.
Sol) 커플링은 크게 AC COUPLING, DC COUPLING이 있다. 여기서 GND는 측정에 사용하는 기능보다는 측정 전 오실로스코프의 옵셋 조정 및 기준전압조정에 사용된다.
스위치가 GND상태 일 때는 오실로스코프의 화면에 일직선의 수평선이 나온다. 그 레벨이 현재 사용하는 스코프의 GND 점이다. 즉, 입력신호는 그 선을 0V로 해서 보이게 된다. 아날로그 오실로스코프의 경우 이 상태로 놓고 0V의 기준 전압 점을 맞추면 된다.
그런데 DC COUPLING은 파형의 모든 정보를 다 보여주는데 왜 AC COUPLING을 사용할까? 그것은 신호의 크기 때문이다. 우리가 측정하고자 하는 신호의 대부분은 { DC성분+AC성분 }으로 구성되어있다. 여기서 만약 DC COUPLING만의 기능으로 측정한다면.. DC성분의 크기가 커질수록 우리가 측정하고자하는 AC성분의 정확한 측정이 점점 힘들어 질 것이다. DC 성분이 측정 범위를 벗어난다면 AC 성분의 측정은 전혀 할 수가 없는 상태가 된다.
그래서 DC성분이 불필요하거나 정보로서의 가치가 없는 신호라면 AC COUPLING만으로도 충분히 측정이 가능하기 때문데 AC COUPLING이 필요하다.
※ 참고사항
AC COUPLING
AC COUPLING은 말 그대로 AC결합이다. 오실로스코프 프로브로부터 들어오는 입력신호에서 DC성분을 뺀 신호를 보여준다.
DC COUPLING
DC DOUPLING은 말 그대로 DC결합이다. 오실로스코프 프로브로부터 들어오는 입력신호의 전체를 보여준다.
6. 고 찰
이번실험은 오실로스코프의 사용방법과 이를 이용한 주파수의 크기 측정 실험이었다. 오실로스코프는 물리적인 세계에서의 에너지 입자의 진동, 그 밖의 보이지 않는 힘들이 어디에서나 존재하며 이러한 힘들을 전기적인 신호로 바꿔주는 것이 센서이고 바뀐 전기적신호를 연구하고 관찰할 수 있는 측정기구이다. 오실로스코프는 쉽게 말해 전기적인 신호를 화면에 그려주는 장치로서 시간의 변화에 따라 신호들의 크기가 어떻게 변화하고 있는지를 나타내 준다.
오실로스코프로는 관측하는 신호가 시간에 대하여 어떻게 변화하는가를 조사하는 것이 주목적인데, 보통 브라운관의 수직축(Y)에 신호의 크기를, 수평축(X)에 시간을 나타내게 되어 있다. 오실로스코프의 사용방법은 X축을 시간축, Y축을 파형으로 한 파형관측 외에 파형이 비슷한 2개 신호의 위상차 관측, 시간의 관측(전파에 의한 거리측정, 초음파에 의한 탐상기 등), 그래프 표시에 의한 측정(트랜지스터의 특수곡선 표시 등, 예를 들면 X축에 컬렉터 전압, Y축에 컬렉터 전류를 가한다) 등이 있다. 특히 브라운관 회로의 휘도변조(Z축)를 이용, 미묘한 표시가 가능하다. 컴퓨터 입출력 장치의 하나인 디스플레이로서 도형문자의 표시에도 이용된다.
실험의 주요인 주파수 측정을 하는 방법에는 두 가지가 있다. 우선 파형의 주기를 측정하여 주파수를 나타내는 방법과 파형의 시간간격을 측정하여 주파수를 측정하는 방법이 있다.

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