본문내용
1. 신호 발생기 설계
1.1. 실습 목적
Wien bridge RC 발진기를 이용하여 신호 발생기를 설계, 제작, 측정하며 그 동작을 확인하는 것이 이번 실습의 목적이다. 이를 통해 Wien bridge 회로 분석, 발진 주파수 설계, 증폭기 이득 설계, Wien bridge Oscillator 설계 등을 학습할 수 있다. 또한 발진 조건을 만족하는 회로 설계와 다이오드를 이용한 출력 신호 안정화 기법을 이해할 수 있다. 더불어 스텝 모터의 동작 원리와 구동을 위한 범용 이동 레지스터, ULN2003AN IC 활용 방법을 배울 수 있다.
1.2. 실습 준비물
실습 준비물은 Op amp. (UA741CN) 1개, 다이오드 1N4001 2개, 가변저항 10kΩ 6개, 커패시터 100nF, ceramic disk 2개로 구성된다. 오실로스코프(Oscilloscope) 1대, 브레드보드(Bread board) 1개, 파워서플라이(Power supply) 1대, 점퍼선 다수를 사용장비로 활용한다. 이를 통해 신호 발생기를 설계, 제작, 측정하며 동작을 확인할 수 있다.
1.3. 신호발생기 설계
1.3.1. Wien bridge 회로 분석
그림 4-1에 주어진 Wien bridge 회로에서 V+와 V-의 관계식은 다음과 같다.
Capacitor Impedance가 일 때, Voltage Division에 의해 V+와 V-의 관계식을 얻을 수 있다. Voltage Division에 의해 다음과 같은 관계식을 구할 수 있다.
두 식을 Vo에 대하여 정리하면 다음과 같은 관계식이 도출된다.
이 식에서 발진은 위상이 0일 때 발생하므로 을 만족하는 각주파수 에서 발진이 시작될 것이다. 저항과 커패시턴스에 반비례하는 관계를 가지고 있다.
에서 와 사이의 관계식은 더욱 간단하게 다음과 같이 구해진다.
발진 주파수에서 감쇠값(damping value) 은 이다. Negative feedback은 발진 주파수에서 3의 이득을 가져야 하므로, 이다. 따라서 가 되고, 이러한 조건을 만족하는 = 10 kΩ, = 20 kΩ으로 설계하였다.
1.3.2. 발진 주파수 설계
발진 주파수 설계는 Wien bridge 회로에서 ...
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