본문내용
1. 아날로그 및 디지털 회로 설계실습
1.1. 실습 목적
본 실습의 목적은 Wien bridge RC 발진기를 이용하여 신호 발생기를 설계, 제작, 측정하고 그 동작을 확인하는 것이다. Wien bridge 회로는 Op-amp를 이용하여 구성되며, 정확한 저항과 커패시턴스 값 설계를 통해 원하는 주파수에서 발진하도록 한다. 또한 다이오드를 활용한 회로 설계를 통해 발진기의 출력을 안정화시킬 수 있다. 이를 통해 간단한 소자로도 정현파를 발생시킬 수 있는 신호 발생기 설계 원리를 이해할 수 있다.
1.2. 실습 준비 사항
1.2.1. 실습 준비물
실습 준비물은 Op amp. (UA741CN) 1개, 다이오드 1N4001 2개, 가변저항 10kΩ 6개, 커패시터 100nF, ceramic disk 2개로 구성된다. Op amp.는 신호 증폭을 위해, 다이오드는 발진기 출력 신호 안정화를 위해, 가변저항은 발진 주파수 조절을 위해, 커패시터는 Wien bridge 회로 구성을 위해 사용된다. 이러한 부품들을 활용하여 신호 발생기 회로를 설계하고 제작할 수 있다.
1.2.2. 사용 장비 및 소프트웨어
사용 장비 및 소프트웨어는 오실로스코프(Oscilloscope) 1대, 브레드보드(Bread board) 1대, 파워서플라이(Power supply) 1대, 점퍼선 다수로 구성되어 있다. 또한 회로 설계 및 시뮬레이션을 위해 PSpice Lite ver.와 MATLAB과 같은 소프트웨어가 사용된다.
1.3. 신호발생기 설계
1.3.1. Wien bridge 회로 분석
Wien bridge 회로에서 V+와 V-의 관계식은 다음과 같다.
Voltage division에 의해 V+와 Vo 사이의 관계는 다음과 같이 구할 수 있다.
V_+ = {RY_C / (Y_C + R)} / {R + Y_C + (RY_C / (Y_C + R))} V_o
마찬가지로 V-와 Vo 사이의 관계도 voltage division에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.
V_- = {R1 / (R1 + R2)} V_o
두 식을 Vo에 대하여 정리하면 V+와 V- 사이의 관계식을 다음과 같이 도출할 수 있다.
V_- {R1 + ...
