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gps 에대한 자료입니다. 평가A+최고예요

GPS (Global positioning System)1 . GPS 란 ? ◈ GPS 는 미국방성에서 개발한 위성을 이용한 범 세계적인 무선 항법 시스템이다 . 이는 GPS 의 위치 및 속도를 제공 함으로써 사용자가 위치 , 속도 및 시간을 정확하게 계산할 수 있도록 해준다 . GPS 는 93 년도에 초도 운용 시작하여 , 95 년도부터 정식 운용시작 . ◈ GPS 의 특성 - 3 차원위치 , 고도 및 시간의 정확한 측정 - 전세계적으로 24 시간 연속적인 서비스 제공 - 기상조건 , 간섭 및 방해에 강함 - 수동적이며 무제한 사용 가능 - 전세계적인 공통 좌표계 사용 : WGS – 84(World Geodetic System of 1984)◈ GPS 의 역사 - 50-60 년대 미 해군 , 공군에서 각자 위성기반 항법장치 개발 - 1973 DNSS(Defense Navigation Satellite System) 으로 통합 , 이후 Navstar (Navigation System with T iming and Ranging) - 1978 ~ 1985 Navstar GPS 용 BLOCK 위성 발사 - 1984 KAL 기 격추 사건을 계기로 GPS 신호의 민간수신 하용 - 1993 24 개 위성 군 완성 , GPS 서비스 시작 - 1994 향후 10 년 이내 GPS 서비스 무료 제공 선언 - 1996 향후 10 년 이내 SA 중단 선언 (2000 년에 중단 ) SA : 민간 부문의 사용을 제한하기 위하여 의도적으로 오차를 발생시키는 방법위성항법장치 (GPS )2 . GPS 구성 ▶관제부분 (Control Segment) - 주관제국 - 부관제국 - 지상안테나 ▶ 사용자 부분 (User Segment) - 항공 , 항해 , 육상 ▶ 위성 부분 (Space Segment)(1) . 관제 부분 (Control Segment) ◈ 구성 - 주 관제국 (1 개 ) : 미국 콜로라도 스프링의 팰콘 공군기지에 배치 - 부 관제국 (5 개 ) : 전세계 5 개소에 나뉘어져 배치 - 지상 안테나 (3 개 ) : 적도 면을 따라 일정한 간격으로 위치 ◈ 역할 무인으로 운영되는 부 관제국들은 주어진 시간에 관측할 수 있는 모든 GPS 위성의 신호를 추적 , 저장한 다음 주 관제국으로 전송 . 여러 부 관제국에서 보내욘 자료를 주 관제국에서는 방송 궤도력과 위성에 있는 원자시계 오차를 추정하는데 사용(2) . 사용자 부분 (User Segment) ◈ 구성 - GPS 수신기 , 안테나 , 자료처리 소프트웨어 ◈ 역할 - GPS 위성으로부터 신호를 수신하여 안테나의 위차와 속도 및 시각을 알 수 있음 - 2 개 이상의 수신기로 동시에 관측할 경우에는 두 안테나 사이의 상대거리와 기선의 방위각 및 고도각은 물론 거리차이의 3 차원 성분까지도 정밀하게 측정 가능 - 수신기의 위치와 속도 , 시각을 계산하려면 4 개 이상의 위성을 동시에 관측 필요 . ( 3 차원 좌표와 시간을 합쳐 4 개의 미지수를 결정 해야함 )(3) . 위성 부분 (Space Segment) 고도 20,183km 개수 24 개 궤도수 6 개 주기 12 시간 속도 3.8km/s(3) . 위성 부분 (Space Segment) ◈ 구성 - 24 개의 위성 : 항법에 이용 (21 개 ) + 예비용 위성 (3 개 ) - 고도 20,000km 상공에서 12 시간 주기로 지구주위 회전 - 궤도면은 지구의 적도 면과 55 도 각을 이룸 - 6 개의 궤도는 60 도씩 떨어지고 한 궤도면에 4 개의 위성을 배치함 - GPS 위성을 지구 궤도상에 배치하는 것은 지구상 어느 지점에나 동시에 여러 개의 위성을 볼 수 있게 하기 위함3 . GPS 원리 : 삼변측량법 목표의 위치를 알기 위해 두 개 이상의 기준점과 , 물체와 각 기준점과의 거리를 이용 삼변측량만으로 2 차원 면에서 상대위치를 정확하게 알기위해 최소 3 개의 기준점 필요3 . GPS 원리 : 삼변측량법4 . GPS 응용 ◈ 항로 안내 - 항공 , 선박 , 자동차 - 미사일 유도 ◈ 위치 측정 - 지도 작성 ◈ 시각 정보 제공 - 이동통신 ◈ 위치추적 - 운송회사 ◈위치 , 속도 , 시각 등의 정보가 필요한 모든분야{nameOfApplication=Show}

공학/기술| 2016.12.22| 12페이지| 1,000원| 조회(246)

gps, User segment, 삼변측량법, Control Segment, S..

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multisim을 이용한 순차점멸회로 설계, ultiboard 변환 , NE555

PCB아트워크 중간프로젝트 실험실습보고서순차점멸회로 설계한밭대학교 정보통신공학과 20121770 노윤상1. 서론이번 실험에서는 순차점멸회로를 Multisim으로 구성하여 작동하는지 확인하고 Ultiboard를 이용하여 PCB아트워크 설계를 해보도록 한다.순차점멸회로에 구성할 부품으로 NE555,와 4017BP를 사용하였는데 두 부품에 대해 먼저 알아보도록 한다.555 타이머는 안적적인 컨트롤러로서, 정확한 지연 시간 또는 진동을 생성할 수 있는 발진기 회로이다.555가 출력해주는 duty cycle과 주파수는 2개의 외부 저항과 1개의 커패시터에 의해 제어된다.[그림 1]. 555 소자 핀 배치와 내부회로도? Gnd : 접지단자? TRIGGER : 타이머 작동을 개시하기 위한 트리거 신호를 입력데이터 시트에 의하면 음의 트리거에 의해 작동한다.? OUTPUT : 펄스출력? RESET : 전압이 입력되어야 3번 핀에서 펄스가 출력된다. 이 핀이 한번 접지되었다가 다시 전압이 걸리면 펄스가 처음부터 다시 시작된다.? CONTROL : 외부소자와 연결하여 파형변조? THRESHOLD : 전압이V _{CC}의 2/3을 넘으면 타이머가 꺼진다.(펄스폭 제어)? DISCHARGE : 타이머와 연결된 커패시터를 방전시켜준다.[그림 2]. 트리거의 작동원리[그림 2] (1) 커패시터의 양 단자는 모두V _{CC}와 연결, 2번핀으로 (+) 신호가 지속적으로 공급되며 타이머는 작동하지 않는다.(2) 전류는V _{CC}로부터 커패시터를 지나 접지로 들어간다. 이 때 커패시터는 충전되지 않은 상태이기 때문에 직류 전류가 흐를 수 있다. 8번 핀과 전위차로 인해 2번 핀 에서 전류가 나오는데 이때 트리거가 작동된다.(3) 커패시터가 완충되어 접지 쪽으로 전류가 흐르지 않는다.(4) (1),(2),(3)을 그래프로 표현 2번구간의 길이는 커패시터 의 용량이 커질수록 증가한다.[그림 3]. 4017 소자 핀 배치[그림 4]. 4017소자 타이밍 그래프4017은 10진 카운터 CMOS 소자이다.이 소자는 한 개의 10진 카운터를 내장하고 있으며 입력펄스의 상승에지 순간마다 하나씩 카운터의 수가 증가한다.14번 핀 Clock 에 입력펄스가 들어오게 되면 (LOW->HIGH)카운트가 증가하게 되며, 카운팅에 해당되는Q _{0}~Q _{9} 단자 하나씩 HIGH 상태가 된다.위 두 개의 소자를 이용하여 555에서 발생시키는 신호를 4017의 clock에 입력시켜 순차점멸회로를 구성하는 것을 본론에서 다뤄보도록 한다.2. 본론5개의 저항 , 1개의 커패시터 , 1개 NE555, 1개 4017BP, 3개 LED를 사용하여 순차점멸 회로를 구성하였다.[그림 5]. 순차점멸회로서론에서 설명했듯이 duty cycle은 두 개의 저항과 한 개의 커패시터로 조절한다고 하였다. 이를 제어하기위해R _{1},R _{2},C _{1}를 사용하였고 가변저항R _{2}는 저항 값이 바뀌면서 주기가 바뀌는지 확인하기위하여 사용하였다. T=(R _{1}+2 TIMES R _{2})TIMES C _{1}/ 1.44R _{3},R _{4},R _{5}는 LED 전류제한용 저항이다.위 회로에서 555는 T=(R1+2 x R2) x C1 / 1.44 = 98ms 주기의 구형파를 발생 시켜준다.555의 출력 구형파는 4017의 14번 Clock 입력단자로 들어가서카운팅에 해당되는Q _{0}~Q _{9} 단자를 순서대로 High 상태가 되게 해준다.LED를 3개만 순차 점멸하도록 하기위해Q _{3}에 나오는 신호를 reset에 연결하여 LED3 이후에 나오는 신호를 받아 처음부터 다시 시작하도록 만들었다.LED 10개까지 순차점멸을 할 수 있으므로 필요하다면 위 회로와 동일하게 추가적으로 연결해주면 10개까지의 LED를 순차 점멸할 수 있다.[그림 6]. 순차점멸 확인오실로스코프로 확인하여 각 LED에 순차점멸이 되는 것을 확인해보도록 한다.오실로스코프의 CH1에는 555의 출력, CH2에는 LED1, CH3은 LED2, CH4은 LED3에 연결하여 각 LED가 순차적으로 점멸하는 것을 확인하였다. 이때의 LED주기는 3개를 달았으므로 555의 출력주기의 3배가 된다. LED를 n개 달았을 때 LED의 주기는 555의 출력주기의 n배를 해주면 된다.T=(R1+2 x R2) x C1 / 1.44의 식에 따라 저항 값이 바뀌는지 확인해 보기위해 가변저항R _{2}의 값을 변화시켜 오실로스코프로 LED 출력을 확인하였다 각 채널번호에 따른 LED는 [그림 6]과 같다.[그림 7].R _{2}= 8kΩ일 때의 오실로스코프 파형가변저항R _{2}의 80%인 8kΩ 일 때의 각 LED를 오실로스코프로 측정하여주기를 확인하였다.T=3(10k OMEGA +2 TIMES 8k OMEGA )TIMES 4.7uF/1.44 = 254.5ms로 일치하는 것을 확인했다.[그림 8].R _{2}= 5kΩ일 때의 오실로스코프 파형가변저항R _{2}의 50%인 5kΩ 일 때의 각 LED를 오실로스코프로 측정하여주기를 확인하였다.T=3(10k OMEGA +2 TIMES 5k OMEGA )TIMES 4.7uF/1.44 = 195.8ms로 일치하는 것을 확인했다.[그림 9].R _{2}= 3kΩ일 때의 오실로스코프 파형가변저항R _{2}의 30%인 3kΩ 일 때의 각 LED를 오실로스코프로 측정하여주기를 확인하였다.T=3(R _{1}+2 TIMES R _{2})TIMES C _{1}/1.44 = 156ms로 일치하는 것을 확인했다.[표 1].R _{2} 값에 따른 주기변화LED주기R _{2}측정치계산치오차8kΩ255ms254.5ms0.1%5kΩ196ms195.8ms0.1%2kΩ156ms156ms0%[그림 10]. Ultiboard 변환하기위한 회로구성위 실험결과로 회로는 정상작동이 되는 것을 확인하였으므로실제 PCB설계를 위해 Ultiboard로 변환하기 위한 회로를 구성하였다.Multisim에서 555소자를 구현하지 않기 때문에 소켓으로 대체하여 실제회로에서 소켓에 555소자를 장착하면 작동이 가능하도록 구성하였다.PCB 설계 시 양면설계와 단면설계를 할 수 있는데 각각 장단점이 존재한다.? 첫 번째로, 가격차이가 나게 되는데 양면이 단면의 3배비용이 들게 된다.? 두 번째로, 내구성이 있는데 단면은 한쪽만 납땜이 되므로 시간이 지나면 접촉 불량이 생기게 되고, 충격에 약하다. 반면 양면으로 설계할시 강한 충격에도 견딜 수 있다.? 세 번째로, 전류문제인데 전류가 많이 흐르는 경우 단면은 패턴넓이의 한계가 생기게 된다. 양면으로 만들면 넓은 패턴으로 많은 전류를 흘릴 수 있다.? 네 번째로, 잡음 문제인데 ,양면으로 설계할시 잡음이 차단되는 효과가 있다.위에서 설계한 회로는 많은 부품을 사용하는 것이 아니고, 외부 잡음이 회로에 간섭하는 영향이 크지 않다고 판단하여 단면으로 설계하도록 한다.[그림 11]. PCB 배선 두께 계산표Ultiboard로 PCB 아트워크 배선할 때 전압이나 전류에 따라 배선 두께를 설정해주어야 한다.위 표에서 전류 입력 값은 1A으로 하였고 상온에서 사용한다는 가정으로25{} ^{o}C±15 ^{o} C로 하였다. 두께는 1oz로 하였고, 전도체의 길이는 1inch로 임의 설정하였다. 외층에 배선을 할 것 이므로 배선 두께는 7mil로 설정하여 PCB설계를 하였다.[그림 12]. PCB 아트워크 설계Multisim에서 구성한 회로를 그대로 PCB기판으로 옮기는 것이 효율적이고 비교하기 쉽기 때문에 아트워크 구성은 Multisim에서 구성한 회로와 배치를 유사하게 설계하게 되었는데, 소자의 배치는 최소의 기판을 사용하기위해 약간의 배치의 변화는 있게 되었다.전원 입력부는 회로의 시작부분이기 때문에 가장자리에 있는 것이 구분하기 쉽고 전원 연결 시 다른 배선과 합선이 나지 않기 위해 배치하게 되었다.LED는 전원부에서 역순으로 3,2,1 순으로 배치한 이유는 4017BP와 배선하기 수월하도록 배치하였다.저항의 배치는 각 저항끼리 모아두는 것이 깔끔하다고 생각하여 배치하게 되었다.[그림 13]. 3D View[그림 13]은 [그림 12]를 실제회로로 구현한 그림이다.J _{1}은 5V 입력단자,R _{2}는 가변저항,X _{1}은 NE555를 장착할 소켓,U _{3}은 4017BP 이다.위에서 기판을 바라볼 때 각 부품이 어떤 부품인지 확인하기위하여 부품의 Silkscreen을 위치 조정하였다.

전자/정보통신/컴퓨터| 2016.06.08| 5페이지| 3,000원| 조회(280)

NE555, MultiSIM, ultiboard, 순차점멸회로

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multisim을 이용한 OP Amp회로, 트랜지스터를 이용한 증폭회로분석

PCB아트워크 6주차 실험실습보고서실험7. OP Amp회로, 실험9. 트랜지스터를 이용한 증폭회로1. 서론실험7,실험9을 하기에 앞서 연산 증폭기(OP Amp)와 바이폴라 증폭기에 대해 알아보도록 한다.[그림 1-1] OP Amp의 기본적인 구조[그림 1-2] OP Amp 등가회로OP Amp는 두 개의 입력과 한 개의 출력을 갖는 박스로 요약할 수 있다. [그림 1-1]에서 보여 주듯이 OP Amp기호는 두 개의 입력이 양과 음의 부호로 구별되어 있으며,V _{i n1}과V _{i n2}는 각각 ‘비 반전’ 입력과 ‘반전’ 입력으로 불린다. OP Amp는 두 개 입력 사이의 차이를 증폭시키는 회로로 볼 수 있고, [그림 1-2]에 그려진 등가회로로 나타낼 수 있다.V _{out} =A _{0} (V _{i n 1} -V _{i n 2} ) 식에서V_out이 증폭되는 출력전압 이고A_0는 전압이득이다.[그림 1-3] (a)비반전 (b)반전 입력/출력으로 나타낸 특성[그림 1-4] 비반전 증폭기의 회로[그림 1-4]에서 같이 비반전 증폭기는 연상 증폭기와 출력 전압의 일부를 반전 입력에 되돌려 주는 전압 분할기로 구성되어 있다.V _{i`n2} = {R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} V _{out} 높은 연산 증폭기 이득은V _{i`n1}과V _{i`n2} 사이 작은 차이를 유발하므로V _{i`n1} APPROX V _{i``n2} 라고 볼 수 있다,V _{i`n1} APPROX V _{i``n2}에서V _{i`n1} = {R _{2}} over {R _{1} +R _{2}} V _{out}을 얻을 수 있고 이에 따라A _{0} = {V _{out}} over {V _{i n }} APPROX 1+ {R _{1}} over {R _{2}} 가 된다. 양의 이득으로 회로는 비반전 증폭기라 불린다.[그림 1-5] 반전 증폭기의 회로반전 증폭기는 비반전 입력을 접지시키면서 연산 증폭기를 저항R_1,R _{2}를 같이 놓는다. 만일 연산 증폭기의 이득를 해석하는데 도움이 된다.대신호 모델에서 소신호 모델을 유도할 수 있는데 각 두단자 사이에 전압차를 설정하고, 모든 단자를 통하여 흐르는 전류의 변화량을 구하고 결과를 전류원이나 저항과 같은 회로 성분으로 표현한다.TRIANGLE I _{C} =g _{m*} TRIANGLE V _{BE} 단순하게TRIANGLE V _{BE}는v _{pi }로, 컬렉터 전류 변화는TRIANGLE V _{BE}로 표현한다.TRIANGLE V _{BE}의 변화는TRIANGLE I _{B} = {TRIANGLE I _{C}} over {beta } = {g _{m}} over {beta } TRIANGLE V _{BE}이다. 즉V _{BE}전압이 변화하면 두 단자 사이에 흐르는 전류의 변화는{g _{m}} over {beta } TRIANGLE V _{BE}이다. 전압과 전류는 옴의 법칙과 관련이 있으므로 저항 값을 알 수 있다.r _{pi } = {TRIANGLE V _{BE}} over {TRIANGLE I _{B}} = {beta } over {g _{m}}이다. 베이스-이미터 사이에 순방향 바이어스된 다이오드는 소신호 저항을{beta } over {g _{m}}으로 볼 수 있다.바이폴라 증폭기의 종류에는 3가지가있는데1. 공통 이미터 증폭기2. 공통 베이스 증폭기3. 공통 콜렉터 증폭기3종류가 있는데 실험9에서는 공통 이미터 증폭기를 사용하므로공통이미터 증폭기에 대해 자세히 알아본다.[그림 2-2] 공통이미터 증폭기 기본회로입력신호가 베이스에 가해지고 출력신호가 컬렉터에 감지되는 회로를 공통 이미터증폭기라 한다.Q_1의 베이스에 가해진 전압이TRIANGLE V만큼 증가할 때 컬렉터 전류는g _{m} TRIANGLE V만큼 증가하고R _{C}에서의 전압강하도g _{m} TRIANGLE V*R _{c}만큼 증가한다. 전원 노드V _{CC}는 교류 접지가 되는데 이것은V _{CC}의 전압이 일정하기 때문이다.우선 소신호 전압 이득A _{v} = {v _{out}} over {v = {I _{C}} over {V _{T}} (V _{T} =26mV)인 점을 이용하면��A _{v} ��= {I _{C} R _{C}} over {V _{T}} = {V _{RC}} over {V _{T}}이고V _{RC} `는`V _{CC}를 넘을 수 없으므로��A _{v} ��< {V _{CC}} over {V _{T}}이다. 트랜지스터가 능동모드에 있어야 작동하므로 컬렉터-이미터 전압이V _{BE}보타 커야한다 따라서��A _{v} ��< {V _{CC} -V _{BE}} over {V _{T}}가 된다.[그림 2-4] (a)축퇴가 사용된 증폭기 (b)입력 전압변화 영향[그림 2-3]에는 이미터 쪽에 저항R _{E}가 달려있다. 이 기법을 이미터 축퇴라고 하는데 회로의 선형성을 상향시킨다.[그림 2-5] 이미터 축퇴된 증폭기 소신호 모델축퇴된 증폭기에서의 전압이득A _{V} =- {R _{C}} over {{1} over {g _{m}} +R _{E}}이다.[그림 2-6] 베이스 입력에 커패시터 결합회로에서C _{1}을 결합 커패시터라고 부르며, 입력이 교류 결합,커패시터 결합이 되었다고 한다. 입력단의 커패시터는 바이어스 조건에 맞지 않는 효과를 제거하기 위하여 사용된다.위의 조건들을 사용해 일반적으로 사용되는 공통이미터 증폭기에 대해 알아본다.[그림 2-7] 일반화된 공통이미터 증폭기[그림 2-8] [그림 2-7] 등가회로[그림 2-8]회로에서 입력임피던스는R _{1} PVER R _{2} PVER [r _{pi } +( beta +1)R _{E} ]에 의한 전압 분배에 의해{v _{X}} over {v _{i`n}} = {R _{1} PVER R _{2} PVER [r _{pi } +( beta +1)R _{E} ]} over {R _{1} PVER R _{2} PVER [r _{pi } +( beta +1)R _{E} ]+R _{S}}로 나타낼 수 있고,전압이득은{v _{out}} over {v _{i`n}} = {v _{X}} over {v 기이다.실험에서 가변 저항값을 100Ω,250Ω,500Ω,1kΩ으로 바꿔가며 출력을 확인한다.[그림 7-2]R _{1} =100Ω일 때의 입력,출력파형CH1이 입력파형, CH2가 출력파형이고 오실로스코프 화면에서 각각의V_pk는 140mV,1.42V를 확인하였고 입력신호가 양의 주기일 때 출력파형은 음의 주기이므로 반전증폭기임을 확인하였다. 서론에서 전압이득은A _{0} = {-R _{1}} over {R _{2}}이었고 실제 계산해보면A _{0} =- {1k OMEGA } over {100 OMEGA } =-10이므로{V _{out}} over {V _{i`n}} =-10````````V _{out} =-10*0.141=-1.41V, 입력파형이 -10배 증폭하여 출력되는 것을 확인하였다.[그림 7-3]R _{1} =250Ω일 때의 입력, 출력파형오실로스코프 화면에서 신호의 반전을 확인하였고.각각의V_pk는 140mV,568mV전압이득은A _{0} = {-R _{1}} over {R _{2}} 실제 계산해보면A _{0} =- {1k OMEGA } over {250 OMEGA } =-4이므로{V _{out}} over {V _{i`n}} =-4```````V _{out} =-4*0.141=-564mV입력파형이 -4배 증폭했음을 알 수 있다.[그림 7-4]R _{1} =500Ω일 때의 입력, 출력파형오실로스코프 화면에서 신호의 반전을 확인하였고.각각의V_pk는 140mV,285mV전압이득은A _{0} = {-R _{1}} over {R _{2}} 실제 계산해보면A _{0} =- {1k OMEGA } over {500 OMEGA } =-2이므로{V _{out}} over {V _{i n }} =-2,`````V _{out} =-2*0.141=-282mV입력파형이 -2배 증폭했음을 알 수 있다.[그림 7-5]R _{1} =1kΩ일 때의 입력, 출력파형오실로스코프 화면에서 신호가 반전되었음을 확인했고,R_1와R_2가 같다. 저항이 같으면A _{0} = {-R _{1}}.공통 이미터 증폭기는 신호를 반전시킨다.[그림 9-2] 콜렉터 ,베이스전류의 크기[그림 9-3] [그림 9-1]의 등가회로[그림 9-4] 2N3904 데이터시트의beta 값콜렉터 전류가 1.246mA이므로 위 그래프에서beta 값을 추정하면140정도로 알 수 있다. 더 정확히 구해보면[그림 9-2]에서 콜렉터, 베이스 전류를 구해 전류이득beta 를구할 수 있다.beta = {I _{C}} over {I _{B}} = {1.246mA} over {8.812uA} =141.4트랜스 컨덕턴스g _{m} = {I _{C}} over {V _{T}} = {1.25mA} over {26mV} =48m OMEGA ^{-1},r _{pi } = {beta } over {g _{m}},r _{pi } = {141.4} over {48m OMEGA ^{-1}} =2.9k OMEGA위 회로에서의 전압이득은 서론에서 정리한 공식을 사용하면{v _{out}} over {v _{i`n}} = {v _{X}} over {v _{i`n}} * {v _{out}} over {v _{X}}LEFT | {v _{x}} over {v _{i`n}} RIGHT | = {R _{3} PVER R _{6}} over {{1} over {g _{m}} +R _{4}} = {5k OMEGA PVER 100k OMEGA } over {23 OMEGA +300 OMEGA } =14.74LEFT | {v _{out}} over {v _{X}} RIGHT | = {R _{1} PVER R _{2} PVER (r _{pi } +( beta +1)R _{4}} over {R _{1} PVER R _{2} PVER (r _{pi } +( beta +1)R _{4} +R _{7}}= {8.3k OMEGA PVER (2.9k OMEGA +(142)300 OMEGA )} over {8.3k OMEGA PVER (2.9k OMEGA +(142)300 OMEGA )+1k OMEGA } =0.56따라서{v _{out}} o는데,

공학/기술| 2016.06.08| 6페이지| 1,000원| 조회(456)

증폭기, 분석, 설계, op amp, 트랜지스터 증폭기, MultiSIM

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multisim을 이용한 전파정류회로 설계및 분석

1. 서론전파정류기 실험하기에 앞서 다이오드의 특성과 트랜스포머의 개념을 먼저 알아보도록 한다.다이오드는 허용되는 전류의 방향을 알려주는 삼각형의 머리(anode)와 반대방향의 전류를 막는 것을 표현하는 수직선(cathode)을 가지는 2단자 소자이다.다이오드 이면 전류가 흐르고 이때를 순방향 바이어스 라하고 이면 전류를 차단하고 역방향 바이어스라 하는 것을 [그림 1]에 표현 하였다.입력 전압측()과 부하 전압측()의 코일 감은횟수의 비를 권선비라 한다. 권선비를 조절함으로써 입력전압은 유지한 상태에서 부하전압을 조절할 수 있다.

공학/기술| 2016.06.08| 3페이지| 1,000원| 조회(420)

전자회로, 전파정류회로, MultiSIM

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multisim을 이용한 RC적분회로, LC직렬회로 실험

PCB아트워크 4주차 실험실습보고서실험6.3 RC적분회로, 실험6.4 LC 직렬 회로(진동회로), 실험4. 콘덴서와 직류 전원1. 서론RC, LC회로의 개념을 알기 전에 먼저 R(커패시터),L(인덕터) R(저항)에 대해 알아보도록 한다.커패시터(capacitor): 두 개의 금속판 사이에 절연재료로 만들어진 유전체를 샌드위치처럼 끼워놓은 회로소자이다. 전하를 저장하는 역할을 한다.인덕터(inductor): 절연선 재료로 써서 나사모양으로 여러 번 감은 솔레노이드 구조를 주로 사용한다. 전류의 변화량에 비례해 전압을 유도함으로써 전류의 급격한 변화를 억제하는 기능을 한다.R은 주파수와는 무관하고L은 주파수가 올라갈수록 고주파의 흐름을 방해한다.C는 주파수가 올라갈수록 고주파의 흐름을 원활하게 한다.RC회로 : 펄스 응답의 관점에서, 커패시터 양단에서 출력 전압을 얻는 RC 직렬 회로를 적분기라 한다. 이 회로는 주파수 응답의 관점에서는 저역통과 필터이다. 적분기라는 명칭이 사용되는 것은 이 회로가 어떤 조건에서 근사적으로 수학적인 적분 과정을 수행하기 때문이다.[그림 1]. 펄스 발생기가 연결된 RC적분기[그림 1]와 같이 펄스 발생기가 RC 적분기의 입력에 연결되면, 커패시터는 펄스에 대한 응답으로 충전이 되거나 또는 방전이 된다. 입력이 낮은 전압에서 높은 전압으로 가면 커패시터는 저항을 통해 펄스의 높은 전압으로 충전된다.[그림 2]. 커패시터에 충전, 방전되는 동작[그림 3]. 시간에 따른 커패시터의 충전시정수tau : 전기 회로에 갑자기 전압을 가했을 경우 전류는 점차 증가하여 결국 일정한 값에 도달한다. 이때의 증가의 비율을 나타내는 것으로, 정상값 의 63.2%에 달할 때까지의 시간을 초로 표시한다. 5tau일 때 99% 값을 표시한다.LC 진동회로 :전기회로에서 공진이란 전압과 전류의 위상이 같은 경우를 말한다.같은 주파수 상에 있는 LC회로에서 인덕터는 통과하지 못하도록 하고, 커패시터는 통과 시키려는 특성을 갖고 있다. 이때 C와 L의 힘의 균형이 틀어져 전기장이나 자기장 중 어느 한쪽으로 에너지 저장이 몰리게 되면 손실이 발생된다. 어떠한 지점에서 힘의 균형이 맞게 되어 어느쪽으로도 에너지 저장이 몰리지 않는 경우가 발생한다.이때의 주파수를 공진주파수f _{0} = {1} over {2 pi sqrt {LC}} 라고 한다. 이때 최대 전압출력이 나오게 된다.[그림 4]. 기본적인 LC직렬회로2. 본론실험6.3RC직렬회로를 구성하여 오슬로스코프를 이용하여 커패시턴스 값 C1을 0.001uF, 0.01uF, 0.1uF으로 변환하면서 출력 값의 변화를 측정한다.오실로스코프 커서는 시간축은 한칸당 500us, 전압축은 한칸당 5V로 설정하였다.[그림 6-1] 10kOMEGA 0.001uF RC회로의 파형커패시턴스를 0.001uF 회로로 구성했을 때의 파형이다. 빨간색 파형은 10V 50Hz의 구형파 신호이고 초록색 파형은 커패시터에 충전, 방전하는모습을 확인할 수 있다. 충전이 63.2%까지 완료되는 시정수값은tau =RCtau =10k OMEGA TIMES 0.001uF=10us이고 5tau에서 완충된다.시간은 50us이다. 방전도 충전과 같은 시간이 걸린다.[그림 6-2] 10kOMEGA 0.01uF RC회로의 파형커패시턴스 값을 0.01uF 회로로 구성했을 때의 파형이다. 커패시턴스는 10배 증가하였다. 시정수tau =10k OMEGA TIMES 0.01uF=100us 완충되는데 걸리는시간은 5tau=500us 이다.[그림 6-3] 10kOMEGA 0.1uF RC회로의 파형커패시턴스 값을 0.1uF로 증가시켰을 때의 파형을 확인하였다. 시정수tau =10k OMEGA TIMES 0.1uF=1ms 완충되는데 걸리는 시간은 5tau=5ms 이다. 그래프 파형에서 볼 수 있듯이 전압원 500Hz에서 전압을 주는 시간은 0.5ms밖에 안되므로 전압을 주는 시간동안 커패시터는 완충할 수 없다. 충전하는데 걸리는 시간이 길어졌으므로 방전하는 시간도 길어졌다. 전압이 0V일때도 커패시터에서는 방전되는 동안 계속 전류를 흘러주는 것을 확인할 수 있었다.실험 6.4커패시터와 인덕터를 직렬로 구성한 회로로서 진동을 하는 회로이다. L1을 1mH,10mH,100mH로 변환시켜가며 특성을 관찰한다.L1값을 변화하면서f _{0}값이 변하게되는데 출력전압을 알기위하여 R을 달고 출력파형을 비교했다.오실로스코프의 CH1은 커패시터의 출력전압, CH2는 인덕터의 출력전압, CH3은 저항의 출력전압이다. 3개의 파형을 보기 쉽게 비교하기위하여 오실로스코프의 Auto set 기능을 사용하였다.[그림 6-4] 1mH, 0.001uF LC회로의 파형[그림 7]은 1mH, 0.001uF의 직렬공진회로를 구성하여 오실로스코프로 파형을 확인한 모습이다. 위 회로에서의 공진주파수는f _{0} = {1} over {2 pi sqrt {LC}} = {1} over {2 pi sqrt {1mH TIMES 0.001uF}} =159kHz 이다.출력전압은 약 5V인 것을 확인하였다.[그림 6-5] 10mH, 0.001uF LC회로의 파형[그림 8]은 10mH, 0.001uF의 직렬공진회로를 구성하여 오실로스코프로 파형을 확인한 모습이다. 위 회로에서의 공진주파수는f _{0} = {1} over {2 pi sqrt {LC}} = {1} over {2 pi sqrt {10mH TIMES 0.001uF}} =50kHz 이다.출력전압은 약 2V인 것을 확인하였다.[그림 6-6] 100mH, 0.001uF LC회로의 파형[그림 6-7] [그림 9]의 CH3 최대값[그림 9]은 10mH, 0.001uF의 직렬공진회로를 구성하여 오실로스코프로 파형을 확인한 모습이다. 위 회로에서의0 공진주파수는f _{0} = {1} over {2 pi sqrt {LC}} = {1} over {2 pi sqrt {100mH TIMES 0.001uF}} =16kHz 이다.출력전압은 732mV인 것을 확인하였다.[그림 7],[그림 8],[그림 9]를 비교하면서 공진주파수가 낮아질수록 출력파형이 낮아짐을 확인하였다.실험 4직류 전원에 저항과 커패시터를 붙여 다음 실험 결과와 같이 충전되는 과정을 볼 수 있다.[그림 4-1] 12V DC, 1kOMEGA , 1uF RC회로위 실험에서는 커패시터에 12V 완충되는데 9.536ms 걸리는 것을 확인하였다.[그림 4-2] 12V DC, 5kOMEGA , 1uF RC회로위 실험에서는 커패시터에 12V 완충되는데 50.379ms 걸리는 것을 확인하였다.[그림 4-3]. 12V DC, 1kOMEGA , 50uF RC회로위 실험에서는 커패시터에 12V 완충되는데 500ms 걸리는 것을 확인하였다.tau =RC이므로 R값과 C값을 증가시키면 충전하는데 걸리는 시정수가 증가하는 것을 확인하였다 .충전에 걸리는 시간기본값저항을 5k 으로 변경콘덴서를 50uF으로 변경9.536ms50.379ms500ms3. 결론실험을 통해 RC회로와 LC회로의 동작을 확인하였다.실험6.3 RC회로 실험에서는 AC전원에서의 커패시터 충전 방전 동작을 확인하였고 한 구간에서 두 개의 전압파형을 확인하기위하여 Agilient oscilloscope를 사용하였다.실험 6.4 LC회로 실험에서는 책에서는 R이 없지만 출력전압을 확인하기위해 R을 연결하여 출력전압을 확인하였다. R,L,C 3개의 전압파형을 확인하기위하여 4채널 까지 확인할 수 있는 Tektronix oscilloscope를 사용하여 인덕턴스 값을 변화시켜 공진주파수 값이 변함에 따라 출력전압의 차이를 확인하였다.

공학/기술| 2016.06.08| 4페이지| 1,000원| 조회(318)

LC직렬회로, RC적분회로, PCB아트워크, 실험실습보고서, 진동회로

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