양주란 교수
12주차 3강. 연산증폭기를 이용한 기본회로 설계
학습내용
학습목표
1. 연산증폭기의 특성 2. 가산기 회로
3. 미분기 회로
1. 연산증폭기의 특성을 회로 시뮬레이션으로 측정할 수 있다.
2. 연산증폭기를 이용하여 가산기 회로를 설계할 수 있다.
3. 연산증폭기를 이용하여 미분기 회로를 설계할 수 있다.
1. 연산증폭기의 특성(1)
① 회로를 구성하기 위해 교류전원, 직류전원, VCC 단자, LM741CN 부품을 불러와 연결해주세요.
② 오실로스코프를 연결한 다음, 각 부품의 설정값을 변경해주세요.
채널 A 붉은색, 입력전압 파형 채널 B 파란색, 출력전압 파형
1. 연산증폭기의 특성(2)
③ 시뮬레이션을 실행한 다음 오실로스코프의 설정을 변경해주세요.
[TIP] 연산증폭기를 활용하여 두 입력의 차를 출력할 수 있습니다.
채널 A 입력전압 VP = 69.5[mV]
채널 B 출력전압 VP = 1.5[V]
2. 가산기회로(1)
① 회로를 구성하기 위해 교류전원, 직류전원, VCC 단자, LM741CN, 저항 3개를 불러와 적절하게 배치하고 설정값을 변경해주세요.
2. 가산기회로(2)
② 오실로스코프를 연결한 다음 시뮬레이션을 실행하여 저항(R1)의 전압 강하를 본 후 두 입력의 차를 출력해주세요.
③ 입력신호가 반전단자에 연결되어 있어 출력신호는 입력신호와 위상이 180도 차이가 나는 것을 확인해주세요.
채널 A 붉은색, 입력전압파형 입력전압 VP = 69.6[mV]
채널 B 파란색, 출력전압파형 출력전압 VP = 138.8[mV]
2. 가산기회로(3)
④ 가산기 회로를 구성하기 위해 입력 신호를 추가로 연결해주세요.
- V3 = Vrms= 50[mV]
- R4, R5 = 1[kΩ]
2. 가산기회로(4)
⑤ 시뮬레이션을 실행하여 입력 신호 V1만 있을 때의 출력에 2배가 출력되는지 확인해주세요.
채널 A 입력전압 VP = 69.6[mV]
채널 B 출력전압 VP = 276.6[mV]
2. 가산기회로(5)
⑥ 가산기 회로를 구성하기 위해 입력 신호를 추가로 연결해주세요.
- V4 = Vrms= 50[mV]
- R6, R7 = 1[kΩ]
2. 가산기회로(6)
⑦ 시뮬레이션을 실행하여 입력 신호 V1만 있을 때의 출력에 3배가 출력되는지 확인해주세요.
채널 A 입력전압 VP = 69.6[mV]
채널 B 출력전압 VP = 416.4[mV]
3. 미분기회로(1)
① 미분기 회로를 구성하기 위해 교류전원, VCC, VEE 단자, LM741CN, 저항 1개, 커패시터 1개, 부품을 불러와서 LM741CN 증폭기에 양전원 +5[V], -5[V]를 연결한 다음 각 부품의 속성창에 서 부품 속성 설정값을 변경해주세요.
② 오실로스코프를 연결해서 파형을 확인해주세요.
채널 A 붉은색, 입력전압 파형 채널 B 파란색, 출력전압 파형
3. 미분기회로(2)
③ 시뮬레이션 실행하여 전압 출력을 확인해주세요.
이때, 고역필터 회로로 작용을 하여 주파수가 낮을수록 출력이 감소합니다.
- 입력전압 Vrms= 50[mV], 출력전압 Vp= 1.5[mV]
3. 미분기회로(3)
④ 주파수를 변경하고 출력 파형을 확인해주세요.
- 주파수 f = 100[kHz]
- 입력전압 Vrms= 50[mV], 출력전압 Vp= 50[mV]
⑤ AC Analysis를 통해 주파수를 분석한 다음 AC Analysis 속성창을 설정해주세요.
- 시작 주파수 : 1[Hz], 정지 주파수 : 10[MHz], OUTPUT : V(4)
3. 미분기회로(4)
⑥ 주파수가 변화에 따른 출력 그래프가 주파수가 높을수록 증폭도가 증가하고 낮을수록 증폭도가 감소하는지 확인해주세요.
