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시립대_전전컴_인공지능_지표추_족보

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공학/기술| 2025.12.15| 18페이지| 7,000원| 조회(35)

인공지능, 서울시립대, 시립대, 전전컴, 서시대

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[2024/A+]서울시립대_전전설3_실험12_결과

1. 실험 목적가) BJT 트랜지스터를 사용하여 Voltage follow circuit 회로설계나) 동작 검증2. 배경이론가) 실험 이론１) BJTBJT는 Bipolar Junction Transistor의 약자로, 전자(electron)와 정공(hole)이라는 두 가지 타입의 캐리어를 사용하는 트랜지스터이다. 이 트랜지스터는 N형과 P형 반도체 재료로 구성되며, 주로 전류 증폭과 스위칭 응용에 사용된다. BJT에는 NPN형과 PNP형 두 가지가 있으며, 각각의 캐리어 이동에 따라 동작 방식이 다르다.-NPN형 BJT: N형 반도체 - P형 반도체 - N형 반도체로 구성된다. 전자는 에미터(Emitter)에서 베이스(Base)로, 그리고 컬렉터(Collector)로 이동하며, 이 과정에서 정공도 중요한 역할을 한다.- PNP형 BJT: P형 반도체 - N형 반도체 - P형 반도체로 구성된다. 정공은 에미터에서 베이스로, 그리고 컬렉터로 이동하며, 이 과정에서 전자도 중요한 역할을 한다.

공학/기술| 2025.03.10| 18페이지| 2,000원| 조회(65)

서울시립대, 시립대, 전전컴, 전전설, 전자전기컴퓨터

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[2024/A+]서울시립대_전전설3_실험4_결과

전자전기컴퓨터공학 설계 및 실험 Ⅲ[실험4. Operational Amplifier](instrumentation amplifier Circuit)결과레포트날짜: 2024.04.04.학번:이름:목차Ⅰ. 서론실험 목적배경 이론Ⅱ. 실험 장비 및 실험 방법실험 순서실험 장비Ⅲ. 실험결과실험1실험2실험3Ⅳ. 토론데이터 분석Ⅴ. 결론Ⅵ. 참고문헌서론 (Introduction)실험 목적Instrumentation Amplifier의 원리 및 동작 이해3개의 OP amp를 이용하여 Instrumentation Amplifier 설계배경이론실험 이론Instrumentation AmplifierInstrumentation Amplifier는 Difference Amplifier에 오피앰프를 2개 추가한 것이다. Difference Amplifier를 단독 사용했을 때보다 두 가지의 장점을 가진다.High Input Resistance: 높은 입력 저항을 가진다. Difference Amplifier에서의 Vout은이다. 여기에서 높은 입력저항을 위해서R_1을 높이면, Gain을 얻기 위해 R_2도 증가하게 되지만, 한계가 있다.너무 큰 저항은 오차를 크게 하므로, 큰 저항값을 가지는 R_1을 사용할 수 없다.하지만, Instrumentation Amplifier에서는 높은 입력저항을 사용할 수 있으므로loading effect를 줄일 수 있다.High Common Mode Rejection Ratio (CMRR): CMRR이란, 공통모드 제거 비이다. 신호의 노이즈를 제거하는 데 큰 이점이 있다.Differenc Amplifier에서도 노이즈를 제거할 수 있으나, 오피앰프의 Data sheet의CMRR 값 이상을 기대하긴 힘들다.하지만, Instrumentation Amplifier는 3개의 오피앰프를 사용하여 효과적으로노이즈를 제거 가능하다.실험 장비 및 실험 방법 (Materials & Methods)실험 순서실험1Difference Amplifier의 입력 부분 2개에 각각 저항과 오피앰프를 추가하여 Instrumentation Amplifer를 설계오실로스코프로 파형을 측정동작을 검증실험2Instrumentation Amplifier 회로에서 R_gain을 가변저항으로 설계가변저항의 값을 바꿔가며 오실로스코프로 파형을 측정동작을 검증실험 장비컴퓨터Power supply함수발생기오실로스코프OP amp 회로브레드보드저항, 가변저항OP amp전선실험 결과 (Result)실험1 – OP amp : Instrumentation Amplifier3개의 operational amplifier를 사용하여 instrumentation amplifier를 설계하고 실험을 통하여 동작을 검증하시오.Power supply 설정다음과 같이 Power Supply를 설정한다.Ua741의 pin diagram에 맞게 전선으로 연결한다.회로구성동작 검증[입력 전압] : 사인파 진폭 2V, : 사인파 진폭 0.94V2 - 1 = 1.04V -> [이론 출력 전압 값][실제 출력 전압 값] = 3.04V[입력 전압] : 사인파 진폭 2V, : 사인파 진폭 1.96V2 - 1 = 0.14V -> [이론 출력 전압 값][실제 출력 전압] = 0.4V실험2가변 저항을 사용하여 [1-1]의 회로에서 gain 값을 조정할 수 있는 방법을 구현하고 실험을 통하여 동작을 검증하시오.회로구성동작 검증[입력 전압] : 사인파 진폭 2V, : 사인파 진폭 1.2V0 =>1k 근처 =>ㄴ 동영상 링크 : Hyperlink "https://1drv.ms/v/s!AtlPSdZw1WCUk2epUQrQoSrlb4fK?e=E1mTOy" KakaoTalk_20240406_182627258.mp4토론 (Discussion)데이터 분석실험1이론 값 계산Difference Amplifier의 출력은 다음과 같다.따라서 , 를 대입하면 출력 를 얻을 수 있다.모든 저항에 을 대입하자데이터 표데이터 분석입력 전압 와 의 차이에 따른 출력 전압 의 변화를 확인하였다.이론적으로 예상되는 출력 전압은 으로 계산되었다.첫번째 실험에서, 실제 측정된 출력 전압은 3.04V로 측정되었다. 이에 따라 발생한 오차율은 약 2.56%이다.실험2이론 값 계산데이터 분석0 =>0 으로 가면, 로 간다. 그러나, 실험 장비 등의 한계로 인해 일정 전압 이상으로 커지긴 힘들다. 이에 따라, 은 가질 수 있는 최댓값으로 파형이 나타나게 된다. 즉, 가변 저항의 값이 매우 작을 때 일정 전압으로 고정된다.1k 근처 =>가변 저항의 값이 1K 근처에서 출력 값은 실험1에서 확인한 값과 거의 비슷하게 가짐을 확인할 수 있었다.토론결과 분석실험1-1은 다른 진폭을 갖는 두 입력전압에 대해서, 실험 1-2는 같은 진폭을 갖는 두 입력전압에 대해서 OP Amp의 출력 신호를 측정하는 것이다. 실험 1-1의 결과, 오차 2.56%가 나타나였고, 실험 1-2의 결과, 오차 4.76%가 나타나였다. 이는 이론적인 값인 과 실험 값이 매우 유사하게 나타난 것을 보여준다,실험2 는 가변저항의 값을 바꿔 Voltage Gain을 조정하는 실험이다. 실험 결과, 가변저항의 값이 작아질수록 출력 전압이 커졌으나, 일정 전압 이상으로는 더 커지지 않았다.토론실험 결과를 통해 Instrumentation Amplifier가 입력 신호의 차이를 효과적으로 증폭시키는 역할을 수행함을 확인하였다. 그러나 실제 측정된 값이 이론 값과 차이가 나는 것을 고려할 때, 회로의 안정성과 노이즈에 대한 영향을 고려해야 한다.노이즈와 오프셋 에러를 최소화하기 위해 회로의 설계와 구성을 더 신중하게 고려해야 한다. 또한 정밀한 측정 장비를 사용하여 더 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 보인다.다양한 입력 신호와 주파수를 사용하여 실험을 반복하고, 출력 값의 변화를 분석함으로써 Instrumentation Amplifier의 성능과 안정성을 더 깊이 이해할 수 있을 것이다.오차 분석측정기기나 전선 자체의 저항이 존재하는데, 이론상에서 이 값은 고려하지 않았으므로 오차가 발생할 수 있다.저항은 온도에 영향을 받기 때문에, 온도가 일정하지 않다면 온도에 저항이 영향을 받아 오차가 발생할 수 있다.측정 기기상의 오차가 존재할 수 있다. 아무리 정밀한 기기일지라도 정확한 값을 측정하는 것은 아니기 때문에 기기상의 한계로 오차가 발생할 수 있다.회로 구성 요소의 이상과 노이즈로 오차가 나타날 수 있다. 예를 들어, 이상 저항, 인덕터의 특성 변화, 회로에서의 신호 간 영향 등이 오차를 유발할 수 있다.오차를 줄이기 위한 대안정확한 구성 요소의 선택: 회로에 사용되는 저항, 콘덴서 등의 구성 요소를 정확하고 안정적인 것으로 선택하여 오차를 줄일 수 있다.회로의 보정 및 교정: 회로에서 발생하는 오차를 보정하고 교정하여 신호 처리 과정에서의 오차를 최소화할 수 있다. 이를 위해 보정 회로나 교정 알고리즘을 도입할 수 있다.노이즈 제어: 외부 노이즈를 효과적으로 제어하여 회로에서 발생하는 오차를 줄일 수 있다. 적절한 노이즈 필터링 및 저항성 회로 설계를 통해 노이즈의 영향을 최소화할 수 있다.더 정교한 모델링 및 시뮬레이션: 회로의 동작을 더 정확히 모델링하고 시뮬레이션하여 실제 회로의 동작과 더 가까운 결과를 얻을 수 있다. 이를 통해 설계된 회로의 성능을 더욱 정확하게 예측할 수 있다.결론 (Conclusion)Instrumentation Amplifier는 Non-Inverting Closed Loop의 OP Amp와 이 두 출력을 입력으로 하는 Difference Amplifier로 이루어진다. Non-Inverting Closed Loop의 출력 식은 다음과 같다.이 두 출력신호를 입력으로 하는 Difference Amplifier의 출력 식은 다음과 같다.위 식에 Non-Inverting Closed Loop의 출력을 대입하여 얻어진 Instrumentation Amplifier의 출력식은 다음과 같다.가변저항을 제외한 모든 저항은 이다. 위 식에 대입하면, 다음과 같다.Instrumentation Amplifier는 두 신호의 차를 출력으로 내보내 가변저항의 값을 바꾸면서, Voltage Gain을 조정할 수 있다.참고 문헌 (Reference)Raymond A. Serway, John W. Jewett, 『대학물리학Ⅱ』, 북스힐(2019)Irwin, 『Engineering Circuit Analysis』, WILEY(2015)실험 교안, pdf

공학/기술| 2025.03.10| 16페이지| 2,000원| 조회(60)

서울시립대, 전자전기, 시립대, 전자전기컴퓨터설계, 전전설

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[2024/A+]서울시립대_전전설3_실험9_예비

전자전기컴퓨터공학 설계 및 실험 Ⅲ[실험9. CMOS Inverter]예비레포트날짜: 2024.05.16.학번:이름:목차Ⅰ. 서론실험 목적배경 이론Ⅱ. 실험 장비 및 실험 방법실험 순서실험 장비Ⅲ. 예비보고서예비보고서1예비보고서2예비보고서3Ⅳ. 참고문헌서론 (Introduction)실험 목적MOSFET 트랜지스터를 사용하여 CMOS Inverter 설계NMOS Bias Circuit 이해배경이론실험 이론Inverter논리 게이트 ; NOT Gate0을 받으면 1을 출력하고, 1을 받으면 0을 출력NMOSNMOS는 N형 MOSFET으로, P형 실리콘 기판에 소스와 드레인이 N+로 도핑된 구조를 가진다. 게이트에 임계 전압(Threshold Voltage)보다 높은 전압을 가하면, 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르게 된다. 반면, 게이트 전압이 임계 전압보다 낮으면 전류가 흐르지 않는다. NMOS의 임계 전압은 양수이다.PMOSPMOS는 P형 MOSFET으로, N형 실리콘 기판에 소스와 드레인이 P+로 도핑된 구조를 가진다. 게이트에 임계 전압보다 낮은 전압을 가하면, 소스와 드레인 사이에 전류가 흐르게 된다. 반대로, 게이트 전압이 임계 전압보다 높으면 전류가 흐르지 않는다. PMOS의 임계 전압은 음수이다.실험 장비 및 실험 방법 (Materials & Methods)실험 순서실험 1실험 1-1회로설계NMOS의 소스에 ground 연결, PMOS의 소스에 Power supply 5V 연결Power supply의 gate 전압을 0.25V씩 변화시켜가며 값을 정리전달 함수 그래프 그리기실험 1-2함수발생기로 0-5V의 신호를 gate에 인가오실로스코프를 통해 출력 파형을 측정실험 1-3오실로스코프의 커서기능을 이용하여 Rinsing, Falling Time 구하기입력전압 50%에서 출력전압 50%까지의 시간 구하기실험 2실험 2-1회로 설계Gate에 ground 연결, Power Supply로 Drain과 Source에 2.5V, -2.5V를 입력디지털 멀티미터를 통헤 Drain과 Source단자의 전압 측정트랜지스터에 흐르는 전류값 측정실험 2-2사전보고서의 계산값, PSPICE simulation을 수행한 값과 비교실험 2-3위의 결과를 토대로 이 되도록 하는 와 를 찾기실험 장비컴퓨터Power supply디지털 멀티미터함수발생기MOSFET 회로N-Channel MOSFET : 2N7000 2개, FU9024n 1개저항 : 2kΩ 1개, 5kΩ 1개커패시터 : 100pF 1개예비보고서예비보고서11-1.model M2n7000 NMOS(Level=3 Gamma=0 Delta=0 Eta=0 Theta=0 Kappa=0.2 Vmax=0 Xj=0+ Tox=2u Uo=600 Phi=.6 Kp=1.073u W=.12 L=2u Rs=20m Vto=1.73+ Rd=.5489 Rds=48MEG Cgso=73.61p Cgdo=6.487p Cbd=74.46p Mj=.5+ Pb=.8 Fc=.5 Rg=546.2 Is=10f N=1 Rb=1m).model FU9024 PMOS (LEVEL=1 VTO=-2.0 KP=20.0 RD=0.1 RS=0.1 IS=1E-14 N=1.0+ TOX=100E-8 NSUB=1E16 TPG=1 XJ=0.1U U0=600 LAMBDA=0.02 CJ=5E-10 MJ=0.5+ PB=0.8 CJSW=5E-10 MJSW=0.5 CGSO=1E-9 CGDO=1E-9)1-2빨간 파형 : 입력파형, 초록 파형 : 출력파형1-3빨간 파형 : 입력파형, 초록 파형 : 출력파형1-4: Inverter는 입력 신호를 반전시킨다. 따라서 5V가 입력되면 0V가 출력되고, 0V가 입력되면 5V가 출력된다. 따라서 이 회로는 Inverter 회로로 동작함을 알 수 있다.에비보고서 22-1회로에서 Source에 흐르는 전류는 이므로,이때 Gate의 전압이 0V이므로트랜지스터의 전류 식에 대입하면,그러므로 트랜지스터에 흐르는 전류는 79.5602A이다.2-2시뮬레이션 결과 78.31uA 이므로 약 1uA 차이난다.예비보고서 3실험에 필요한 장비 목록을 작성하시오.컴퓨터Power supply디지털 멀티미터함수발생기실험에 필요한 소자 목록을 작성하시오.브레드보드N-Channel MOSFET : 2N7000 2개, FU9024n 1개저항 : 2kΩ 1개, 5kΩ 1개커패시터 : 100pF 1개참고문헌Raymond A. Serway, John W. Jewett, 『대학물리학Ⅱ』, 북스힐(2019)Irwin, 『Engineering Circuit Analysis』, WILEY(2015)Sedra, 『Microelectronic Circuit 7th』, OXFORD(2016)실험 교안, pdf

공학/기술| 2025.03.10| 12페이지| 1,500원| 조회(97)

서울시립대, 전자전기, 시립대, 전자전기컴퓨터설계, 전전설

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[2024/A+] 서울시립대_전전설3_실험1_예비

전자전기컴퓨터공학 설계 및 실험 Ⅲ[실험1. RC 회로]예비레포트날짜: 2024.03.15.학번:이름:목차Ⅰ. 서론실험 목적배경 이론Ⅱ. 실험 장비 및 실험 방법실험 순서실험 장비Ⅲ. 예비보고서예비보고서1예비보고서2예비보고서3Ⅳ. 참고문헌서론 (Introduction)실험 목적Transient Response 이해Frequency Response 이해전달 함수 이해원하는 대역폭의 RC회로 구현배경이론실험 이론RC회로 - Transient ResponseKCL을 이용하면, 다음과 같다.미분장정식으로, 풀면 다음과 같이 정리된다.RC회로의 시간상수시간상수 : system에서 63.2%()만큼 감소하는데 걸리는 시간RC회로 - Frequency ResponseTransfer function : excitation에 의한 응답의 함수적 관계Frequency Response : frequency에 따른 magnitude, phase의 response 의 변화Magnitude :Phase :3dB bandwidth : Pass band와 stop band를 구분 짓는 경계 주파수최대 이득으로부터 -3dB(70.7%,) 떨어지는 점Transfer function의 값이 배가 되려면따라서,실험 장비 및 실험 방법 (Materials & Methods)실험 순서실험1, 가 되도록 하는 RC회로 구현출력 파형을 측정하고 이론 값과 측정 값을 비교미분방정식을 이용하여 PSpice를 통해 가 되는 시간 상수 찾기RC 회로 구현 후, 오실로스코프를 통해 출력 파형을 측정실험2, 일 때의 주파수 및 위상을 측정이론 값과 측정 값을 비교함수발생기로 사인파를 발생시키고 오실로스코프를 통해 과, 을 측정,이를 토대로 크기 특성 찾기 :주파수를 변화하면서 크기 특성을 측정한 뒤 이론 값과 측정 값을 비교오실로스코프의 커서기능으로 두 그래프의 최대치 시간차, 를 측정이를 토대로, 위상차 찾기 :주파수를 변화하면서 위상 특성을 측정한 뒤 이론값과 측정 값을 비교실험 장비컴퓨터함수발생기오실로스코프RC 회로만능기판저항커패시터인두기예비보고서예비보고서1가 되는 회로의 조건을 구하고, 이에 대한 출력 파형을 구하시오.저항과 커패시터 값을 정한다.,-3dB bandwidth 는 다음과 같이 구할 수 있다.시간 상수는 다음과 같다.PSpice를 통해 출력 파형을 구한다.회로를 다음과 같이 설계한다.Simulate를 통해 출력 파형을 확인한다.초록색이 , 빨간색이 전압을 의미한다.Simulation의 Time Range를 조절 후, 커서 기능을 이용하여 시간상수를 측정한다.Cursor를 통해 후의 전압을 측정해보면 1V의 약 62.6%인 626.295mV가 나오는 것을 확인할 수 있다.이 값은 이론 값인 63.2%와 근접하다.ω_(-3dB)=10K가 되는 회로의 조건을 구하고, 이에 대한 출력 파형을 구하시오.저항과 커패시터 값을 정한다.,-3dB bandwidth 는 다음과 같이 구할 수 있다.시간 상수는 다음과 같다.PSpice를 통해 출력 파형을 구한다.회로를 다음과 같이 설계한다.Simulate를 통해 출력 파형을 확인한다.초록색이 , 빨간색이 전압을 의미한다.Simulation의 Time Range를 조절하여 시간상수를 측정한다.Cursor를 통해 후의 전압을 측정해보면 1V의 약 629.6%인 629.582mV가 나오는 것을 확인할 수 있다.이 값은 이론 값인 63.2%와 근접하다.예비보고서2RC 회로에 대해서 전달함수를 구하시오.에서 -3dB bandwidth 의 식을 구하시오.Transfer function의 값이 배가 되려면전달함수에서 주파수 크기 및 위상 특성을 구하는 방법에 대해 고려하시오.주파수 크기 측정 : 함수발생기로 사인파를 발생시키고 오실로스코프로 과, 을 측정한다.위상 특성 : 오실로스코프의 커서로 두 그래프의 최대치의 시간 차 를 측정하여 위상 차를 계산= 1M 일 때 H(s)의 주파수 크기 및 위상 특성을 그리시오.주파수 크기 특성 :계산을 통해 알아보면, 다음과 같다.이므로 주파수로 바꾸면,PSpice를 이용하면, 다음과 같다.Simulation 상, 얻어진 159.416K와 이론값은 매우 유사함을 알 수 있다.주파수 위상 특성 :계산을 통해 알아보면, 다음과 같다.에서 일 때 를 계산하면,PSpice를 이용하면, 다음과 같다.Simulation 상, 얻어진 159.446K와 이론값은 매우 유사함을 알 수 있다.일 때 의 주파수 크기 및 위상 특성을 그리시오.주파수 크기 특성 :계산을 통해 알아보면, 다음과 같다.이므로 주파수로 바꾸면,PSpice를 이용하면, 다음과 같다.Simulation 상, 얻어진 1.5849K와 이론값은 매우 유사함을 알 수 있다.주파수 위상 특성 :계산을 통해 알아보면, 다음과 같다.에서 일 때 를 계산하면PSpice를 이용하면, 다음과 같다.Simulation 상, 얻어진 1.5849K와 이론값은 매우 유사함을 알 수 있다.예비보고서3실험에 필요한 장비 목록을 작성하시오.컴퓨터오실로스코프함수발생기인두기실험에 필요한 소자 목록을 작성하시오.만능기판저항 : 1k 2개커패시터 : 1nF 1개, 0.1F 1개참고문헌Raymond A. Serway, John W. Jewett, 『대학물리학Ⅱ』, 북스힐(2019)Irwin, 『Engineering Circuit Analysis』, WILEY(2015)실험 교안, pdf

공학/기술| 2025.03.10| 10페이지| 1,500원| 조회(101)

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