4주차 결과 전자전기컴퓨터설계실험3(2014.03.28.)

목차

1. op-amp inverting 회로와 non-inverting 회로를 저항 2개만을 사용하여 비교하고 설명하라.

2. op-amp 의 기능 6가지를 설명하라.

3. op-amp 6가지 기능별로 회로도를 그려서 제출하라. 수식과 유도식 모두 포함하라.

4. differential op-amp circuit
R, C will be applied to build a differential op-amp circuit.
(1) increase the input sine wave frequency w change of various 10 KHz, 50 KHz, 100 KZ, 200 KHz, 400 kHz and Check the output effect linearity error [%] on diffrential wave amplitude to the differential values to the various input frequency vlaues.
(2) change the RC time constant by using different R components and C components. Set input wave frequency (periode) of RC time contant tau. How much [%] does the Low RC tau change as to 1/10 makes the differential ouput siganl ?
(3) RC [Ohm] * Farad = second 임을 수식을 유도하여 증명하여라.

5. integral op-amp circuit
R, C will be applied to build a integral op-amp circuit.
(1) A specified sinusoidal wave of frequency and amplitude will be input at the integral circuit. Set the input wave frequencies of various 10 KHz, 50 KHz, 100 KZ, 200 KHz, 400 kHz and compare the measured error [%] of each input frequency values. Get the output signal will be co-sine wave of the input sine wave. please check the error in degree diffrence bwtween the theoretically calculated phase and measured phase delay of output wave.
(2) compare the error of integral value of saw / trianlgle wave _/|_/|_/|_input to the its output integral dv.dt value that was measured
by using experimental equipment (FG) and (OS) and that was calculated theortically by circuit parameters.Set the input wave frequencies of 10 KHz, 50 KHz, 100 KZ, 200 KHz, 400 kHz and compare the measured error [%] of each frequency values.
(3) compare the error [%] of integral value of input square wave _|-|_|-|_ to the its output integral dv.dt value that was measured by using experimental equipment (FG) and (OS) and that was calculated theortically by circuit parameters.

6. Noise filter op-amp circuit
(1) How much is the filtering result difference of noise filtering frequency range between a circuit with only C-R without OP-amp
and a circuit with C-R and Op-amp together by same input freqency sine wave

7.실험결론 및 토론.

본문내용

2. op-amp 의 기능 6가지를 설명하라.
(1) op-amp는 증폭하는 기능이 있다.
(2) op-amp는 사칙연산(+, *, -, /)을 할 수 있다.
(3) op-amp와 저항,캐패시터를 사용하여 미분 기능을 할 수 있다.
(4) op-amp와 저항,캐패시터를 사용하여 적분 기능을 할 수 있다.
(5) low pass filter ,high pass filter
(6) band pass filter ,band rejection filter

<중 략>

(3) RC [Ohm] * Farad = second 임을 수식을 유도하여 증명하여라.
Capacitance 가 C 인 Capacitor 양단의 전압이 v 일 때,
i = Cdv/dt
v = (1/C)∫idt
전압전원 V 와 저항 R, Capacitance C 가 직렬로 연결되어 있고 t=0 에서 switch 를 On 하여 전전류 i를 흘릴 때,
키르히호프의 전압법칙에 의해 V = Ri + (1/C)∫idt
양변 미분 dV/dt = Rdi/dt + (1/C)i V가 직류이면 Rdi/dt + (1/C)i = 0
변수분리법에 의한 미분방정식 풀이
di/i = -(1/RC)dt
∫[0,t]di/i = -(1/RC)∫[0,t]dt
ln(i) – ln(i0) = -t/RC
i/i0 = exp(-t/RC)
i = i0exp(-t/RC), t=0에서 capacitor 양단의 전압은 0 이므로 i0 = V/R
i = (V/R)exp(-t/RC)
즉, t = 0에서 i = V/R 인데 지수함수적으로 감소해 감을 알 수 있다.
저항에 걸리는 전압 vR = Ri = Vexp(-t/RC)
Cap. 에 걸리는 전압은 vC = V – vR = V{1 – exp(-t/RC)}
즉, 전류가 흐르면서 Cap. 에 충전을 시키고, Cap. 양단의 전압이 증가하면서 V에 접근해 간다. 이 때, t = RC 가 되는 시각에
vC = V(1 – e-1) ≒ 0.632V

참고자료

· 없음