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중앙대학교 전기회로설계실습 결과보고서 3. 분압기(Voltage Divider) 설계

실험실습 2. 분압기(Voltage Divider) 설계요약:부하저항이 분압기를 설계할 때 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위하여 부하효과를 고려하였을 때와 고려하지 않았을 때의 경우로 나누어서 회로를 설계하고 실험해 보았다.등가부하를 고려하지 않았을 때 만들어진 회로로 부하를 고려하지 않았을 때의 전압 오차율은 ?1%, 부하를 고려했을 때의 전압 오차율은 ?42.36%이었다. 이후 부하효과를 고려하여 회로를 구성하여 전압 오차율을 구했을 때 이는 0.167%으로 준수한 값이 나왔으나 무부하상태에서 9V보다 큰 전압이 걸려 다른 최종회로를 구성하게 되었다.최종회로 두 개중 한 회로에선 전압오차율이 0.55%로 준수한 값이 나오고 무부하상태에서도 9V보다 작은 전압이 걸려 우리는 만족스러운 분압기 회로를 얻을 수 있었다.사용계측기:Digital Multimeter(KEYSIGHTE 34450A)1. 설계실습 결과4.1 (a) 등가부하가 없는 회로3KΩ 저항1kΩ 저항측정값2.973kΩ0.987kΩ전압 측정값8.920V2.960VVoltage Division 에 의하여 이론적으로 1kΩ에 걸리는 전압은12V TIMES {0.987} over {2.973`+`0.987} =2.990V따라서 0.03V의 오차이고 이는 오차율{2.960-2.990} over {2.990} TIMES 100%`=-1%`이므로 정확한 측정을 한 것임을 알 수 있다.4.1 (b) 등가부하가 있는 회로3KΩ 저항1KΩ 저항IC Chip측정값2.973kΩ0.987kΩ0.980kΩ전압 측정값10.234V1.706V등가부하를 고려하지않았던 이론값 2.960V와의 오차를 구해보면{1.706-2.960} over {2.960} TIMES 100`=`-42.36%` 이므로 우리의 예상과 매우 다른값이 나오는 것을 알 수 있다.4.1(b)에서 등가부하가 걸린 경우 부하효과에 의하여 IC Chip에 걸리는 전압 우리가 원하는 3V에서 1.7V로 달라졌으므로 이는 잘못된 회로이다. 이 때문에 실제 전압기를 만들땐 부하효과를 고려하여 설계해야 한다.4.2 (a)부하저항을 고려한 분압기를 생각해보면 R1에 흐르는 전류를 I 라고 한다. 그럼 R2에 흐르는 전류는 (I-3)mA 가 된다. 일반적으로 분압기 전류는 전원이 공급하는 총 전류의 총 전류의 10% 정도가 되도록 설계한다.{I-3} over {I} = {1} over {10} `` THEREFORE I`=`3.333mA그때 R1과 R2값을 구해보면 각각R1`=` {9} over {3.333m} =2.7k OMEGA ,`R2`=` {3} over {0.333m} =`9k OMEGA따라서 2.7kΩ 과 3kΩ 3개를 이용하여 회로를 구성해 볼 수 있다3KΩ 저항2.7KΩ 저항IC Chip측정값2.973kΩ2.639kΩ0.980kΩ2.970kΩ3.010kΩ전압측정값3.014VVoltage Division에 의해 이론값을 구해보면12V TIMES {{8.953 TIMES 0.980} over {8.953+0.980}} over {2.639`+` {8.953 TIMES 0.980} over {8.953+0.980}} =`3.009V측정값 3.014V와의 오차를 구해보면 오차는 ?0.005V이고 오차율은{3.009-3.014} over {3.009} TIMES 100%`=`-0.167%따라서 작은오차가 있음을 알 수 있고, 오차의 원인은1. DMM의 입력저항2. 저항의 오차범위값이때 1. DMM의 입력저항에 의해서 생각해보면 출력전압 쪽 등가저항 계산 시 DMM의 입력저항도 병렬로 계산되므로 출력전압 쪽의 총 입력저항이 작아지는 효과가 생기므로 출력전압의 측정값이 낮아져 측정값이 이론값보다 항상 작음을 확인할 수 있다.4.2 (b)3KΩ 저항2.7KΩ 저항측정값2.973kΩ2.639kΩ2.970kΩ3.010kΩ전압측정값9.269V위에서 부하저항을 고려했을 시 출력전압은 3.014V로 3V±10%의 준수한 값이 나왔지만 IC Chip이 동작하지 않을 때의 전압값이 9.269V로 9V를 넘는값이 나와서 설계조건을 만족할 수 없었다.4.2 (c)따라서 우리는 두가지의 최종회로를 더 만들고 분석해 보았다.4.2 ⓒ 첫 번째 최종회로(a) 등가부하 고려시2.7kΩ저항6.2kΩ저항IC Chip측정값2.639kΩ6.152kΩ0.980kΩ2.712kΩ전압 측정값3.02V이론값은 Voltage Division에 의해12V TIMES {{8.864 TIMES 0.980} over {8.864+0.980}} over {2.639+ {8.864 TIMES 0.980} over {8.864+0.980}} =`3.007V따라서 오차는 0.013V이고 오차율은{3.02-3.007} over {3.007} TIMES 100%`=`0.432%(b) 무부하 상태에서 측정2.7kΩ저항6.2kΩ저항2.7k와 6.2k 총 저항측정값2.639kΩ6.152kΩ8.864kΩ2.712kΩ전압 측정값9.231V위에서 부하저항을 고려했을 시 출력전압은 3.02V로 3V±10%의 준수한 값이 나왔고 IC Chip이 동작하지 않을 때의 전압값이 9.231V로 9V를 넘는값이 나오게 되어 설계조건을 만족할 수 없었다.4.2 ⓒ 두 번째 최종회로(a) 등가부하 고려시2.7kΩ저항6.2kΩ저항IC Chip측정값2.639kΩ6.152kΩ0.980kΩ전압 측정값2.927V이론값은 Voltage Division에 의해12V TIMES {{6.152 TIMES 0.980} over {6.152+0.980}} over {2.639+ {6.152 TIMES 0.980} over {6.152+0.980}} =`2.911V따라서 오차는 0.016V이고 오차율은{2.927-2.911} over {2.911} TIMES 100%`=`0.550%(b) 무부하 상태에서 측정2.7kΩ저항6.2kΩ저항측정값2.639kΩ6.152kΩ전압 측정값8.4005V위에서 부하저항을 고려했을 시 출력전압은 2.927V로 3V±10%의 준수한 값이 나왔고 IC Chip이 동작하지 않을 때의 전압값이 8.4005V로 9V를 넘지않는 값이 나와서 설계조건을 만족할 수 있었다.2. 결론등가부하를 고려하지 않았을 때 만들어진 회로로 부하를 고려하지 않았을 때의 전압 오차율은 ?1%, 부하를 고려했을 때의 전압 오차율은 ?42.36%이었다. 이후 부하효과를 고려하여 회로를 구성하여 전압 오차율을 구했을 때 이는 -0.167%으로 준수한 값이 나왔으나 무부하상태에서 9.269V로 9V보다 큰 전압이 걸려 다른 최종회로를 구성하게 되었다.

공학/기술| 2020.09.06| 7페이지| 2,000원| 조회(173)

중앙대학교, 전기회로설계실습, 설계실습결과보고서

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중앙대학교 전기회로설계실습 예비보고서 11. 공진회로와 대역여파기 설계 평가A좋아요

예비 보고서설계실습 11설계 실습 11. 공진회로(Resonant Circuit)와 대역여파기 설계목적: RLC 공진 회로를 이용한 Bandpass, Bandstop filter를 설계, 제작, 실험한다.준비물*기본 장비 및 선Function generator: 1 대DC Power Supply(Regulated DC Power supply(Max 20 V 이상): 1 대Digital Oscillo오실로스코프(Probe 2 개 포함): 1 대Digital Multimeter(이하 DMM, 220V 교류전원 사용): 1 대cm 연결선: 빨간 선 4개, 검은 선 4개(한쪽은 계측기에 꼽을 수 있는 잭, 다른 쪽은 집게)Breadboard(빵판): 1 개점퍼와이어 키트: 1 개*부품리드저항(10Ω, 1/4W, 5%): 2개가변저항(20kΩ, 2W): 2개커패시터(10nF ceramic disc): 2개인덕터(10mH 5%): 2개설계실습 계획서RLC 직렬회로에서 R에 걸리는 전압을 출력이라 하였을 때 C=0.01uF, 공진주파수가 15.92kHz, Q-factor가 1인 bandpass filter를 설계하라. 또 Q-factor가 10인 bandpass filter를 설계하라. 그 결과를 이용하여 각각 전달함수의 크기와 위상차를 주파수의 함수로 EXCEL을 사용하여 linear-log그래프로 그려서 제출하라. (0~100kHz) 반전력주파수, 대역폭을 구하라. 가능한 한 실험 10에서 사용한 커패시터, 인덕터의 정확한 값을 사용하여 계산하라. 그 결과에 근거하여 측정할 주파수를 결정하여 표로 제출하라.(* 실험 10에서 커패시터와 인덕터의 정확한 수치를 기록하지 않았기에 이론적인 수치로 진행하였다.)(1) Q-factor = 1일 때 그래프:반전력 주파수(Q-factor = 1):(2) Q-factor = 10일 때 그래프:위를 바탕으로 계산한 측정할 주파수들:10Hz100Hz300Hz1kHz1.7kHz3kHz5.4kHz10kHz17kHz30kHz54kHz100kHz직렬공진회로를 그리고 전달함수를 측정하기 위한 연결 상태와 측정방법을 기술하라.이대로 연결한 후, 주파수를 변경하며 측정한다. 그 후, 전달함수는 출력전압을 입력전압으로 나눈 값이므로 ch2/ch1을 하면 된다.RLC 병렬회로에서 R에 걸리는 전압을 출력이라 C=0.01uF, 공진주파수가 15.92kHz, Q-factor가 1인 bandstop filter를 설계하라. 그 결과를 이용하여 transfer function의 크기와 위상차를 주파수의 함수로 EXCEL을 사용하여 linear-log그래프로 그려서 제출하라(0~100kHz). 반전력주파수, 대역폭을 구하라. 가능한 한 실험 10에서 사용한 커패시터, 인덕터의 정확한 값을 사용하여 계산하라. 이 결과에 근거하여 측정할 주파수를 결정하여 표로 제출하라.(* 실험 10에서 커패시터와 인덕터의 정확한 수치를 기록하지 않았기에 이론적인 수치로 진행하였다.)위를 바탕으로 계산한 측정할 주파수들:10Hz100Hz300Hz1kHz1.7kHz3kHz5.4kHz10kHz17kHz30kHz54kHz100kHz병렬공진회로를 그리고 transfer function을 측정하기 위한 연결상태와 측정방법을 기술하라.이대로 연결한 후, 주파수를 변경하며 측정한다. 그 후, 전달함수는 출력전압을 입력전압으로 나눈 값이므로 ch2/ch1을 하면 된다.

공학/기술| 2020.09.06| 7페이지| 1,000원| 조회(159)

공진회로, 중앙대학교, 대역여파기, 전기회로설계실습

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중앙대학교 전기회로설계실습 예비보고서 9. LPF와 HPF 설계

1.목적RC 및 RL filter를 설계하고 주파수응답을 실험으로 확인한다.2.실험준비물* 기본장비 및 선Function generator 1대 DC Power Supply(Regulated DC Power supply(Max 20 V 이상) 1대 Digital Oscillo오실로스코프(Probe 2개 포함) 1대 Digital Multimeter(이하 DMM, 220V 교류전원 사용) 1대 40cm 연결선: 빨간 선 4개, 검은 선 4개 (한쪽은 계측기에 꼽을 수 있는 잭, 다른 쪽은 집게)Breadboard(빵판) 1개 점퍼와이어 키트 1개 * 부품 가변저항(20KΩ, 2W): 1개인덕터(10mH 5%): 1개 커패시터(10 nF ceramic disc): 1개3.설계실습계획서3-①C = 10 nF인 커패시터와 R을 직렬연결하여 cutoff frequency가 15.92 kHz인 LPF를 설계하라. 출 력단자를 표시한 회로도를 그리고 R의 크기를 구하라.< 중 략 >3-④3.3의 결과를 실험으로 확인하려고 한다. (a)입력전압과 출력전압을 오실로스코프에서 동시에 관 찰하려면 어떻게 연결해야 하는가? 연결상태를 그리고 설명하라. (b)오실로스코프 화면에 두 파장 정도가 보이게 하려면 TIME/DIV을 얼마로 해야 하는가? [수평축은 10DIV 로 나누어져 있다.] (c) TRIGGER MODE, TRIGGER SOURCE, TRIGGER COUPLING, INPUT COUPLING (AC 또는 DC?)를 각각 어떻게 setting 해야 하는가? (d) VOLTS/DIV는 하는 것이 좋은가? (수직축은 8DIV로 나누어 져 있다.) (e) 입력과 출력전압을 XY mode로 보려면 오실로스코프를 어떻게 설정해야 하는가? (f) 입력과 출력전압을 XY mode로 보면 어떤 모양이 나오겠는가?

공학/기술| 2020.09.06| 7페이지| 1,000원| 조회(148)

중앙대학교, LPF, hpf, 전기회로설계실습

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중앙대학교 전기회로설계실습 결과보고서 12. 수동소자의 고주파특성측정방법의 설계

실험실습 12. 수동소자의 고주파특성측정방법의 설계1. 설계실습 결과4.1 RC회로의 고주파특성 파악소자측정값오차율10kΩ9.89kΩ-1.1%C115nF15%L저항27.2Ω주파수전달함수크기이론오차율전달함수위상이론오차율100Hz0.5879630.53201810.5156261.2°57.865.77%10kHz10.9998730.012702SIMEQ 0°0.912100kHz10.9999990.0001SIMEQ 0°0.091900kHz1.01851911.85190.65°0.016400%1MHz110SIMEQ 0°0.0092MHz1.03524213.5242SIMEQ 0°0.0055MHz1.246696124.6696SIMEQ 0°0.00197.5MHz1.729064172.9064SIMEQ 0°0.00128MHz2.1395351113.9535SIMEQ 0°0.00118.21MHz2.4313731143.1373SIMEQ 0°0.00118.6MHz3.1732281217.3228SIMEQ 0°0.00109MHz3.049181204.918SIMEQ 0°0.00099.34MHz3.9895831298.9583SIMEQ 0°0.0009511MHz4.8571431385.7143SIMEQ 0°0.00081예비보고서에서는 650kHz 근처에서 공진을 하고 이후에는 캐퍼시터가 인덕터의 특성을 더 크게 나타나게 되어 BPF의 전달함수 그래프를 그릴것으로 예상하였으나, 실험결과는 매우 달랐다. 실제로는 예상과는 달리 위의 그림처럼 2MHz에서부터 출력전압이 입력전압보다 커지기 시작하였으며, 11MHz까지 계속 전달함수의 크기가 증가하는 추세를 보였다.이는 고주파수에서 캐퍼시터가 인덕터의 특성을 더 크게 나타내어 고주파수에서는 LPF가 될 것이라는 예상과는 다른 결과가 측정되었다. 또한 전달함수의 크기가 증가하다가 9MHz주변에서는 잠시 감소하는 구간이 있었는데, 이 두가지 현상 모두 예비보고서의 저항, 캐퍼시터의 고주파 등가회로의 주파수에 따른 임피던스변화로는 예측할 수 없었던 결과이다.이때 Passive Filter임에도 불구하고 고주파수에서는 전달함수의 크기가 1을 훨씬 넘는값이 측정되었다는 사실이 관측되었는데 고주파수에서 RC회로는 RLC공진회로로 보일 수 있고 이때 공진상태에선LEFT | V _{L} RIGHT | `=`Q`` TIMES V _{m} ```또는` LEFT | V _{C} `` RIGHT | `=`Q`` TIMES `V _{m} 으로 입력전압보다 큰 출력전압이 측정될수 있으나, 이는 공진상황에서만 가능한 일이므로 어떤 다른 요소가 개입되어 이러한 결과가 측정되었음을 추측해 보았으나, 자세하게 어떤것인지는 알 수 없었다.위상의 경우는 거의 이론값과 비슷한 결과를 도출해 낼 수 있었다.4.2 RL회로의 고주파특성 파악주파수전달함수크기이론오차율전달함수위상이론오차율100Hz1.01818211.82%-0.03624.6kHz1.0185190.993.06%-8.79120kHz1.1620370.79845.53%-77.76-37110.2400kHz0.0777250.37-78%-152.64-68.3123.5500kHz0.0257940.303-91.5%-133.2-72.384.23560kHz0.0118180.273-95.7%-92.736-74.125.151MHz0.0482140.157-69.3%-8110.7MHz0.0654550.0145340.1%-89.114MHz0.0653390.0113474.8%-89.315MHz0.06250.0106489.1%-89.4예비보고서에서는 주파수가 100kHz보다 커지면 인덕터가 캐퍼시터의 특성을 더 크게 나타내게 되어 BSF를 나타낼것이라는 예상과는 달리, 120kHz 주변에서 입력전압보다 출력전압이 커지는 현상이 발생하였고, 예상보다 큰 560kHz 주변에서 전달함수크기가 최저가 된 후에 다시 상승하는 추세를 보이다가, 11MHz근처에서 최대값을 찍고 다시 감소하는 형상을 보였다.앞에서 실험한 RC회로와는 달리 RL회로에는 주파수에 영향으로 인하여 생기는 기생 소자들 말고도 코일 자체의 저항 27.2Ω가 있으므로 이것이 영향을 주게 되어 예비보고서에서 예상한 100kHz가 아닌 560kHz주변에서 전달함수 크기의 최저값을 기록하게 되었고, 예비보고서의 예측과 같게 이후에는 다시 증가하는 모습을 보여 전달함수가 BSF의 모습을 나타내는 것을 관측할 수 있었다.2. 결론실험결과를 통하여 고주파수일 때 캐퍼시터와 인덕터의 등가회로와 주파수 응답에 대하여 알아보았다. 예비보고서에서는 고주파수일 때 인덕터는 캐퍼시터의 특성을 띄고, 캐퍼시터는 인덕터의 특성을 띄어 RC회로는 BPF를, RL회로는 BSF를 그릴것으로 예상하고 실험에 돌입하였으나, 실제 실험에서는 RC회로에서는 1MHz를 넘어가는 주파수를 입력하자 전달함수가 1보다 커지는 추세를 보였고, RL회로에서는 120kHz 에서는 전달함수가 1보다 커지는 구간이 존재하였고 그 이후에 예비보고서의 예상처럼 BSF의 형태를 띄는 부분을 측정으로 찾아낼 수 있었다.또한 두 회로 모두 Passive Filter임에도 불구하고 1MHz를 넘어가는 주파수를 입력하자 전달함수의 크기가 1이 넘는 현상이 나타났다. 이는 회로및시스템에서 다루는 내용으로는 이해하기 힘든 현상으로 생각되고, 전자장이나 다른과목에서 주파수가 회로에 끼치는 영향에 대해 좀 더 공부하고 난 후에야 이유를 확실히 추측할 수 있을것으로 생각된다.

공학/기술| 2020.09.06| 4페이지| 2,000원| 조회(129)

중앙대학교, 실험결과보고서, 전기회로설계실습

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중앙대학교 전기회로설계실습 결과보고서 11. 공진회로와 대역여파기 설계

실험실습 11. 공진회로와 대역여파기 설계요약:실험결과를 통해 BPF와 BSF의 주파수 응답을 알 수 있었다.RLC 직렬 회로를 이용하여 BPF를 구성하고 Q=1일 때와 Q=10 일때의 경우로 나누어 다양한 주파수에 따라서 Trasfer Function 의 크기를 측정하고, 공진주파수, 반전력주파수, 대역폭, Q-factor을 구해보았다.RLC 병렬 회로를 이용하여 LPF를 구성하고 Q=1일 때 다양한 주파수에 따라서 Trasfer Function 의 크기를 측정하고, 공진주파수, 반전력주파수, 대역폭, Q-factor을 구해보았다.사용계측기:Digital Multimeter(KEYSIGHTE 34450A)1. 설계실습 결과4.1.1 RLC직렬 BPF구성 및 주파수에 따른 측정 (Q = 1)Q=1일때는R` _{Q`=`1} `=` {1} over {Q} ` TIMES ` sqrt {{L} over {C} `} `=`1k OMEGA 이다.값오차율R(가변저항)1.015kΩ1.5%C(축전기)11.3nF13%R _{L}(코일의 저항)27.539Ω(a) BPF의 출력전압의 최대값과 소자의 값으로 계산한 값Trasnfer`Function의`크기`=` LEFT | {R _{1}} over {R _{2} `+`jwL`+` {1} over {jwC}} RIGHT | ```= {wR _{1} C} over {sqrt {(1-w ^{2} LC) ^{2} +`(R _{2} wC) ^{eqalign{2#{}^{`}}}}}##L의`기생저항`27 OMEGA ``은`RLC``전체전압에는`기여하지만``출력전압에는``기여하지`않으므로##R _{1} `=`1000 OMEGA `,`R _{2} `=`1027 OMEGA ,`L`=`10mH`,`C`=`10nF```을`이용하여``##각```주파수`별로``엑셀을``이용하여``구하였다.주파수BPF출력전압(V _{out})단위: mVTransfer Function크기 (실험)Transfer Function크기 (이론)오차율(%)10hz800.0380950.3khz4800.2285710.19161819.284825.4khz8400.40.35676712.117878.3khz13300.6333330.967373-6.9645616.1khz18900.90.973465-7.5467218khz18600.8857140.946761-6.4479423.5khz13400.6380950.768413-16.959430khz12900.6142860.5883134.41476154khz7200.3428570.30637511.90748100khz4000.1904760.16104218.27695실험값이론값오차율공진주파수w _{0} ``=`16.1khzw _{0} ``=`15.92khz1.13%반전력주파수w _{1} ``=`8.3khz`,`w _{2} `=`23.5khzw _{1} ``=`7.962khz`,`w _{2} `=`23.878khz4.25%,-1.58%대역폭B _{f} ``=`15.2khzB _{f} ``=`15.916khz-4.50%Q-factorQ`=`1.06Q`=`16%(b) 매트랩을 이용하여 그래프로 나타낸 결과(c) 오차의원인1khz 미만의 부분에선 출력전압의 크기에 오실로스코프의 노이즈가 크게 기여하므로 오차율이 비정상으로 높게 측정된 것을 알 수 있다.나머지 주파수 부분에선 실험값과 이론값이 유사하게 측정되었음을 알 수 있다. 5%이내의 오차의 원인으로는 오실로스코프와 FG가 회로에 병렬연결 됨으로써 회로 구성에 영향을 주었기 때문으로 해석할 수 있다.4.1.2 주파수에 따른 BPF의 출력전압 변화 (Q=10)Q=10일때는R` _{Q`=`10} `=` {1} over {Q} ` TIMES ` sqrt {{L} over {C} `} `=`100 OMEGA 이므로L의 저항을 고려하여 가변저항을 설정하였다.값오차율R(가변저항)69ΩC(축전기)11.3nF13%R _{L}(코일의 저항)27.539Ω(a) BPF의 출력전압의 최대값과 소자의 값으로 계산한 값Trasnfer`Function의`크기`=` LEFT | {R _{1}} o압에는``기여하지만``출력전압에는``기여하지``않으므로##R _{1} `=`69 OMEGA `,``R _{2} =96 OMEGA ,`L`=`10mH`,`C`=`10nF```을`이용하여``각```주파수`별로``엑셀을``이용하여``구하였다.주파수BPF출력전압(V _{out})단위: mVTransfer Function크기 (실험)Transfer Function크기 (이론)오차율(%)10hz160.0074074.3354E-0516984.93100hz160.0075830.*************.021300hz160.0074070.001301079469.29661khz200.0092590.0043525112.72833khz400.0185190.01348295937.3511510khz1600.0740740.0712807393.91867613.8khz6000.3389830.22856144348.3115414.81khz6800.4250.3984880536.65313516.05khz6000.3428570.707951491-51.570617khz4600.2408380.422883469-43.048630khz1040.0481480.050816133-5.2505654khz480.0222220.022260399-0.1725100khz280.0129630.01126570815.066실험값이론값오차율공진주파수w _{0} ``=`14.81khzw _{0} ``=`15.92khz-6.972%반전력주파수w _{1} ``=`13.8khz`,`w _{2} `=`16.05khzw _{1} ``=`15.124khz`,`w _{2} `=`16.72khz-8.75%,-4%대역폭B _{f} ``=`2.25khzB _{f} ``=`1.596khz40.977%Q-factorQ`=`6.582Q`=`10-34.2%(b) 매트랩을 이용하여 그래프로 나타낸결과(c) 오차의원인1khz 미만의 부분에선 출력전압의 크기에 오실로스코프의 노이즈가 크게 기여하므로 오차율이 비정상으로 높게 측정된 것을 알 수 있다.전체적인 향을 주어 오차율이 크게 나타났음을 알 수 있다.연결에 의한 오차의 원인으로는 오실로스코프와 FG가 회로에 병렬연결 됨으로써 회로 구성에 영향을 주었기 때문으로 해석할 수 있다.4.2 주파수에 따른 BSF의 출력전압 변화 (Q=1)Q=1일때는R` _{Q`=`1} `=` {1} over {Q} ` TIMES ` sqrt {{L} over {C} `} `=`1k OMEGA 이다.값오차율R(가변저항)1.015kΩ1.5%C(축전기)11.3nF13%R _{L}(코일의 저항)27.539Ω(a) BSF의 출력전압의 최대값과 소자의 값으로 계산한 값 (Q=1)Trasnfer`Function의`크기`=` LEFT | {R} over {R`+`(RwL`�菹�` {1} over {jwC} )} RIGHT | ```= {LEFT | R(1-w ^{2} LC) RIGHT |} over {sqrt {w ^{2} L ^{2} +`R(1-w ^{2} LC) ^{2}}}##R _{1} `=`1000 OMEGA `L`=`10mH`,`C`=`10nF```을`이용하여##``각```주파수`별로``엑셀을``이용하여``구하였다.BSF Q=1일 때 위상측정 오실로스코프 사진주파수BPF출력전압(V _{out})단위: mVTransfer Function크기 (실험)Transfer Function크기 (이론)오차율(%)위상(CH1대비CH2 위상)10hz20000.9523810.97371-2.19046100hz19400.923810.973692-5.12299300hz19800.9428570.973546-3.152251khz19800.9428570.971878-2.986085.4khz18400.876190.912206-3.94821-19.44°8.14khz14000.6666670.807274-17.417610khz12000.5714290.684782-16.5532-64.8°15.84khz200.0095240.0095090.15084717khz4000.1904760.13074145.6899280.78°24.12k차율공진주파수w _{0} ``=`15.84khzw _{0} ``=`15.92khz-0.503%반전력주파수w _{1} ``=`8.14khz`,`w _{2} `=`24.12khzw _{1} ``=`7.962khz`,`w _{2} `=`23.878khz2.24%,1.013%대역폭B _{f} ``=`15.98khzB _{f} ``=`15.916khz-0.402%Q-factorQ`=`0.99Q`=`11%(b) 매트랩을 이용하여 그래프로 나타낸 결과낮은 주파수의 경우에서 L은 short, C는 open으로 작용하기에 공진회로는 R하나가 연결된 회로로 생각할 수 있다. 이때 L의 기생저항이 전체 입력전압을 나눠갖기 때문에 낮은 주파수에서 전달함수의 크기가 1이 나오지 않는 것을 확인할 수 있다.위상을 측정하는데 시간이 오래걸려 각각 주파수마다 모든 위상을 측정하지는 못했지만 이론값의 경향성을 띄는 것을 확인하였다.(c) 오차의원인나머지 주파수 부분에선 실험값과 이론값이 유사하게 측정되었음을 알 수 있다. 5%이내의 오차의 원인으로는 오실로스코프와 FG가 회로에 병렬연결 됨으로써 회로 구성에 영향을 주었기 때문으로 해석할 수 있다.2. 결론실험결과를 통해 BPF와 BSF의 주파수 응답을 알 수 있었다.RLC 직렬 회로를 이용하여 BPF를 구성하고 Q=1일 때와 Q=10 일때의 경우로 나누어 다양한 주파수에 따라서 Trasfer Function 의 크기를 측정하고, 공진주파수, 반전력주파수, 대역폭, Q-factor을 구해보았다. Q=1일 때는 오차율이 5% 이내로 실험이 비교적 잘 되었으나 Q=10일 때는 최대오차율이 40% 가까이 나왔다. 또한 공진주파수 근처에서 값이 예상값보다 훨씬 작은값이 검출되었는데, 이는 도선의 저항, scope의 오차, stray capacity등 많은 이유가 있고 Q=10일때에는 전체저항이 100Ω 이므로 앞에서 나열한 오차가 큰 영향을 주어 오차율이 크게 나타났음을 알 수 있다.RLC 병렬 회로를 이용하여 LPF를 구성하고 Q=1일 때 다양한다.

공학/기술| 2020.09.06| 9페이지| 2,000원| 조회(173)

중앙대학교, 실험결과보고서, 전기회로설계실습

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