파형 정형 회로_예비(전자회로실험)

소개글

파형 정형 회로_예비(전자회로실험)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

전자회로실험 예비보고서
4장. 파형 정형 회로

1. 실험 목적
2. 이론
3. 사용 장비 및 부품
4. 실험 방법
5. 예비 보고 사항

본문내용

로를 양방향 정형 회로라고 한다.
위 그림에서 입력신호가 보다 큰 경우에는 왼쪽에 있는 다이오드 은 도통되고 오른쪽에 있는 다이오드 는 차단된다. 따라서 출력은 가 되고 입력신호가 보다 작을 경우에는 출력이 가 된다. 입력신호가 와 사이에 있을 때는 두 개의 다이오드가 모두 차단되므로 입력신호와 출력신호가 같은 모양을 갖는다.
입력 전압이 어떤 값을 초과할 때 입출력 전달 곡선의 기울기가 변하는 특성을 원할 때에는 위의 그림과 같이 저항을 삽입하여 구현할 수 있으며 입력과 출력 사이의 관계식은 다음과 같다.
3. 사용 장비 및 부품
직류 전원 공급 장치
함수 발생기
오실로스코프
다이오드 : 1N4001(2개)
저항 : 설계한 저항 값 다수
4. 실험 방법
4.1 양방향 리미터 회로 1) 실험 회로 4-1의 회로를 구성하라. R=560Ω, 이다.
2) 입력에 직류 옵셋 전압이 0, 피크값이 4V, 주파수가 100Hz인 정현파를 인가하고 출력 파형을 관찰하라.
3) 파형이 정확하게 잘리는지 확인하고 그렇지 않다면 그 이유를 설명하라.
4.2 파형 정형 회로
1) 실험 회로 4-2의 회로를 구성하라. 예비 보고 사항 5)에서 설계한 소자값으로 회로를 구성하라.
2) 입력에 4V (피크-피크값이 8V)인 삼각파를 인가한 후 입력 파형과 출력 파형을 관찰하라. 출력 파형의 꺾이는 점과 기울기의 변화를 관찰하여 이론적으로 예측되는 결과 및 PSPICE 시뮬레이션 결과와 비교하라.
3) 원하지 않은 결과가 나올 경우 회로를 수정하고 입력 파형과 출력 파형을 관찰하고 수정된 내용을 확인한다.
5. 예비 보고 사항
1) 그림 1의 회로에 =1V 일 때 입력에 피크값이 4V인 정현파를 인가하였을 때 예상되는 출력 파형을 그려라. =0.7V로 가정하라. 아울러 출력 파형을 그리는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하고 비교하라.
그림 1의 회로를 구성한 뒤 출력 파형과 입출력 특성 곡선을 PSPICE 시뮬레이션 한 결과 출력 파형은 약 1.65V까지만 출력되었고, 입출력 특성 곡선에서는 약 1.3V에서부터 출력이 제한되기 시작하여 입력 전압이 증가해도 출력 전압은 약 1.68V를 유지하는 그래프를 보였다. 이를 통해 출력 파형이 인 약 1.7V에서 제한되었음을 알 수 있다.
2) 그림 2의 회로에 =1V 일 때 입력에 피크값이 4V인 정현파를 인가하였을 때 예상되는 출력 파형을 그려라. =0.7V로 가정하라. 아울러 출력 파형을 그리는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하고 비교하라.
그림 2의 회로를 구성한 뒤 출력 파형과 입출력 특성 곡선을 PSPICE 시뮬레이션 한 결과 출력 파형은 약 -1.65V까지만 출력되었고, 입출력 특성 곡선에서는 약 -1.3V에서부터 출력이 제한되기 시작하여 입력 전압이 증가해도 출력 전압은 약 -1.68V를 유지하는 그래프를 보였다. 이를 통해 출력 파형이 인 약 -1.7V에서 제한되었음을 알 수 있다.
3) 그림 3의 회로에 =1V, =2V 일 때 입력에 피크값이 4V인 정현파를 인가하였을 때 출력 파형을 그려라. =0.7V로 가정하라. 아울러 출력 파형을 그리는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하고 비교하라.
그림 3의 회로를 구성한 뒤 출력 파형과 입출력 특성 곡선을 PSPICE 시뮬레이션 한 결과 입력이 +인 구간에서는 약 1.65V까지만 출력 되었고 -인 구간에서는 약 -2.62V까지만 출력되었다. 입출력 특성 곡선에서는 출력 전압이 -2.68V을 유지하다가 -2.3V에서 +1.3V까지 입력과 출력 전압이 같고 +1.3V 이후로는 출력전압이 1.68V를 유지했다. 이를 통해 이상인 약 1.7V와 이하인 약 -2.7V 입력 전압은 제한되어 출력되었음을 알 수 있다.
4) 실험 방법 4.1을 PSPICE로 시뮬레이션을 실시하라.
앞서 했던 예비 보고 사항 3)과 같은 회로로 V1=V2=2V를 인가한 회로이다. 출력 파형은 약 -2.62V와 +2.62V 까지만 출력 되었고 입출력 특성 곡선에서는 출력 전압이 -2.68V을 유지하다가 -2.3V에서 +2.3V까지 입력과 출력 전압이 같고 +2.3V 이후로는 출력전압이 2.68V를 유지했다. 이를 통해 이상인 약 2.7V와 이하인 약 -2.7V 입력 전압은 제한되어 출력되었음을 알 수 있다.
5) 입력 전압과 출력 전압의 관계가 그림 4-5와 같은 파형 정형 회로를 설계하라. 이 회로의 입력에 직류 옵셋 전압이 0, 피크-피크값이 8V, 주파수가 100Hz인 삼각파를 인가하였을 때 출력 파형을 그려라. R=560Ω, =0.7V로 가정하라.
그림 4-5와 같은 입출력 관계를 얻기 위해서는 =2V와 =-2V가 되어야 한다. =0.7V라 가정하면 ==1.3V가 되어야 하고 인 구간과 인 구간에서 그래프의 기울기가 1/2이므로 ==이 되어야 한다. R=560Ω이므로 ==560Ω이 되어야 한다. 이와 같은 소자 값으로 PSPICE 시뮬레이션 결과 출력 파형은 최대 2.9V, 최소 -2.9V 까지 출력 되었고 입출력 특성 곡선에서 -2V~2V인 구간에서는 입력과 출력 전압이 같았고 그 외의 구간에서는 기울기 약 1/2의 출력 전압을 얻었다.
6) 설계한 파형 정형 회로에 입력에 피크값이 4V인 정현파와 피크-피크값이 8V인 삼각파를 각각 인가하였을 때 출력 파형과 입출력 특성 곡선을 그리는 PSPICE 시뮬레이션을 실시하라.(모두 직류 옵셋 전압은0, 주파수는 100Hz이다.) 그림 4-5와 같은 특성 곡선이 얻어지지 않을 경우 그림 4-5와 같은 특성 곡선이 얻어지도록 회로를 수정하고 PSPICE 시뮬레이션을 실시하라. (직류 옵셋 전압이 0V, 피크-피크값이 8V이고 주파수가 100Hz인 삼각파는 PSPICE에서 VPULSE를 이용하고 V1=-4, V2=4, TD=0, TR=5m, TF=5m, PW=0, PER=10m으로 놓아라.)
예비 보고사항 5)에서 실험한 회로에서 같은 주기와 같은 피크값을 갖는 삼각파를 인가했을 때와 비교해보면 출력 파형은 -2V~2V인 구간은 입력과 출력이 같았고 그 외의 구간에서는 R1과 R2로 인해 약 1/2 기울기를 유지하며 출력 전압이 증가했다. 피크값은 2.9V로 비슷하였다.

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