양주란 교수
14주차 3강. OP Amp 응용회로 설계(2)
학습내용
학습목표
1. 2차 저역필터회로 2. 2차 고역필터회로 3. 윈브리지 발진기
1. 2차 저역필터회로의 차단주파수를 설계하고 주파수 분석을 할 수 있다.
2. 2차 고역필터회로의 차단주파수를 설계하고 주파수 분석을 할 수 있다.
3. 윈브리지 발진기를이용하여 정현파 발진 회로를 설계할 수 있다.
1. 2차 저역필터회로(1)
① 회로를 구성하기 위해 교류전원, VCC, VEE, 저항 2개, 커패시터 2개, LM741, 접지단자 부품을 불러와서 연결해 주세요.
② 각 부품의 설정값을 변경해주세요.
③ 오실로스코프를 연결해주세요.
채널 A 주황색, 입력전압 파형 채널 B 파란색, 출력전압 파형
1. 2차 저역필터회로(2)
④ 시뮬레이션을 실행하여 입력 신호의 주파수가 f=60[Hz] 차단 주파수 아래의 값으로 정상적으로 출력되는지 확인해주세요.
⑤ 주파수 차단을 확인하기 위해 입력 파형의 주파수를 높게 바꿔주세요.
- 차단주파수 :
𝑓𝑓
𝑐𝑐=
2𝜋𝜋 𝑅𝑅 11𝑅𝑅2𝐶𝐶1𝐶𝐶2
[Hz]
1. 2차 저역필터회로(3)
⑥ 입력 신호의 주파수를 변경하여 시뮬레이션을 실행하여 출력 파형을 확인해주세요.
[1] 주파수 차단
- 입력 신호의 주파수 f=15[kHz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 입력 파형만 나타나고 출력파형은 나타나지 않음 [1] 주파수 차단
1. 2차 저역필터회로(4)
⑥ 입력 신호의 주파수를 변경하여 시뮬레이션을 실행하여 출력 파형을 확인해주세요.
- 입력 신호의 주파수 f=1[kHz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 입력 파형과 출력파형이 나타남 - 출력 전압의 크기가 감소함
[2] 주파수 통과
[2] 주파수 통과
1. 2차 저역필터회로(5)
⑥ 입력 신호의 주파수를 변경하여 시뮬레이션을 실행하여 출력 파형을 확인해주세요.
- 입력 신호의 주파수 f=2[kHz] , f=3[kHz], f=5[kHz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 입력 파형과 출력파형이 나타남 - 출력 전압의 크기가 감소함(고주파 차단을 점차적으로 나타내는 것임)
[3] 주파수 통과
[3] 주파수 통과
1. 2차 저역필터회로(6)
⑦ AC Analysis를 통해 주파수를 분석한 다음 AC Analysis 속성을 설정해주세요.
⑧ AC Analysis 시뮬레이션을 실행하여 주파수가 1[kHz]지점부터 출력 전압이 서서히 감소하는지 확인해주세요.
2. 2차 고역필터회로(1)
① 회로를 구성하기 위해 교류전원, VCC, VEE, 저항 2개, 커패시터 2개, LM741, 접지단자 부품을 적절하게 배치한 다음 각 부품의 설정값을 변경해주세요.
② 오실로스코프를 연결해주세요.
채널 A 주황색, 입력전압 파형 채널 B 파란색, 출력전압 파형
2. 2차 고역필터회로(2)
𝑓𝑓
𝑐𝑐=
2𝜋𝜋 𝑅𝑅 11𝑅𝑅2𝐶𝐶1𝐶𝐶2
[Hz]
③ 시뮬레이션을 실행하여 입력 신호의 주파수가 f=60[Hz] 차단 주파수 아래의 값으로 차단되어 출력이 나오지 않는지 확인해주세요.
④ 주파수 차단을 확인하기 위해 입력 파형의 주파수를 높게 바꿔주세요.
- 차단주파수 :
- 입력 신호의 주파수 f=500[Hz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 출력파형 작게 나타남(출력 전압 : Vp=20[mV]) - 출력이 서서히 증가함
2. 2차 고역필터회로(3)
⑤ 입력 신호의 주파수를 변경하여 출력 파형을 확인해주세요.
[1] 주파수 통과
[1] 주파수 통과
2. 2차 고역필터회로(4)
- 입력 신호의 주파수 f=1[kHz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 출력파형이 증가하여 나타남(출력 전압 : Vp=85[mV])
⑤ 입력 신호의 주파수를 변경하여 출력 파형을 확인해주세요.
[2] 주파수 통과
[2] 주파수 통과
- 입력 신호의 주파수 f=1.5[kHz] , f=2[kHz]
- 오실로스코프의 파형을 확인하면 출력파형이 증가하여 나타남
- 주파수가 증가할수록 출력 전압의 이득이 증가함(고주파를 통과시키는 것임)
2. 2차 고역필터회로(5)
⑤ 입력 신호의 주파수를 변경하여 출력 파형을 확인해주세요.
[3] 주파수 통과
[3] 주파수 통과
2. 2차 고역필터회로(6)
⑥ AC Analysis를 통해 주파수를 분석한 다음 AC Analysis 속성을 설정해주세요.
⑦ AC Analysis 시뮬레이션을 실행하여 주파수가 1[kHz]지점부터 출력 전압이 서서히 증가하는지 확인해주세요.
3. 윈브리지 발진기(1)
① 회로를 구성하기 위해 VCC, VEE, 저항 6개, 커패시터 2개, LM741, 다이오드 2개, 접지단자부품을 적절하게 배치한 다음, 각 부품의 설정값을 변경해주세요.
② 오실로스코프를 연결해주세요.
3. 윈브리지 발진기(2)
③ 시뮬레이션을 실행하여 정현파 출력이 서서히 진동하면서 정상 출력으로 증가하고 발진하는지 확인해주세요.
채널 A 주황색, 출력전압 파형
