본문내용
1. 실험 개요
1.1. 실험 목적
이번 실험의 목적은 Wien bridge 신호발생기를 설계하고 제작하여 원하는 주파수와 크기의 신호를 발생시키는 것이다.
특히 gain이 2이고 발진주파수가 1.63kHz인 신호발생기를 만드는 것을 목표로 한다. 또한 다이오드를 추가하여 회로를 안정화시키고 출력 파형의 왜곡을 저감하는 방법을 실험하고자 한다.
이를 통해 신호발생기 회로의 설계 및 제작 능력을 향상시키고, 부품 변화에 따른 회로 특성의 변화를 이해하며, 출력 파형 안정화를 위한 방법을 학습하고자 한다.
1.2. 실험 개요
실험 개요는 다음과 같다. 이번 실험에서는 Wien bridge 신호발생기를 설계하고 제작하는 것이 목표이다. 구체적으로는 증폭기 부분의 gain이 2이고, 발진 주파수가 1.63kHz인 신호발생기를 만들어내는 것이다.
이를 위해 우선 Wien bridge 발진기 회로를 구현하고, 발진 조건인 R2/R1=2를 만족시키도록 저항값을 조정한다. 그리고 이때의 출력 파형과 주파수를 측정하여 설계 사양에 부합하는지 확인한다.
다음으로는 다이오드를 추가하여 출력 파형의 안정화를 꾀한다. 다이오드 추가로 인한 출력 파형과 주파수의 변화를 관찰하고, 설계 사양에 부합하는지 검토한다.
마지막으로 실험 결과를 종합적으로 분석하여 설계 사양 대비 오차 발생 원인을 파악하고, 실험 과정에서 겪었던 어려움과 개선점을 도출한다.
이번 실험을 통해 Wien bridge 신호발생기의 동작 원리와 구현 방법, 안정화 기법 등을 이해할 수 있을 것으로 기대된다.
2. 실험 준비
2.1. 회로 설계
제공된 문서들을 참고하여 실험 준비 단계 중 '2.1. 회로 설계'에 대한 내용을 작성하면 다음과 같다.
실험을 위한 회로 설계는 크게 두 단계로 진행되었다. 첫 번째는 Wien bridge 발진기를 구현하는 것이고, 두 번째는 다이오드를 추가하여 안정화 회로를 구현하는 것이다.
먼저 Wien bridge 발진기의 경우, 계획서의 4-3-1에서 그림 4-1과 같은 회로를 제작하였다. 이 회로는 Op-amp를 이용한 대표적인 신호발생기 회로로, R1과 R2, C1과 C2로 구성된다. 이때 Op-amp에는 ±15V의 전압을 공급하였다. 계획서에는 R1과 R2의 비율이 2가 되도록 설계하였지만, 실제 회로 구현 시에는 두 개의 저항을 병렬로 추가하여 좀 더 다양한 저항값을 가질 수 있도록 하였다. 이를 통해 gain 값을 변화시키며 출력 파형과 주파수 특성을 관찰할 수 있었다"
다음으로 안정화 회로 구현을 위해, 기존 Wien bridge 발진기 회로에 저항과 다이오드를 병렬로 추가하였다. 그림 4-2에 나타난 바와 같이, 10kΩ 가변저항과 두 개의 다이오드를 추가하여 출력 파형의 왜곡을 줄일 수 있도록 하였다. 이때 다이오드는 서로 반대 방향으로 연결되어 양방향으로 전류를 흐르게 함으로써 출력 파형의 안정화에 기여할 수 있다.
결과적으로 본 실험에서는 Wien bridge 발진기와 안정화 회로 두 가지 형태의 회로를 설계하고 구현하였다. 이를 통해 원하는 주파수와 진폭의 신호 발생 및 파형 안정화를 달성하고자 하였다.
2.2. 실험 장비 준비
실험 장비 준비는...
