연산증폭기를 이용한 반전증폭기와 비반전증폭기
741 연산증폭기를 이용한 반전증폭기와 비반전증폭기의 회로의 동작을 알아봅니다.
반전증폭기의 폐회로 전압이득은 1보다 작거나 같거나 크게 만들 수 있습니다. 출력신호는 입력신호 와 반전되어 있습니다.
비반전증폭기의 전압이득은 항상 1보다 크며, 입력신호와 출력신호는 동위상입니다.
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Figure. 1과 같이 회로를 구성하고 오실로스코프를 채널1, 채널2 : 모두 0.5V/division, 시간: 1ms/division으로 맞춥니다.
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주파수 500Hz, 첨두치 전압 Vpp=1V가 되도록 입력전압을 가합니다. 1-2.1. 입력, 출력 신호의 차이점은?
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출력전압을 측정하고 그림을 기록합니다. 전압이득을 구하여 기대값과 비교 하고 결과를 Table. 1에 기록합니다.
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Table. 1과 같이 피드백 저항을 변화시키며 실험순서 3과 같이 결과를 기록합니다.
반전증폭기의 전압이득에 대한 공식에서 계산한 값과 일치하는가?
※ Vin과 Vout의 측정치의 비율을 통해 이득 측정값을 계산합니다.
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Figure. 2와 같이 회로를 구성하고 주파수 400Hz, 첨두치 전압 Vpp = 1V가 되도록 입력전압을 조절한다.
입력, 출력 신호의 차이점은?
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출력전압을 측정하고 기록한다. 전압이득을 구하여 기대값과 비교하고 결과를 Table. 2에 기록한다.
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Table. 2의 피드백 저항을 변화시키며 실험순서 6과 같이 결과를 기록한다.
측정결과가 비반전증폭기의 전압이득과 관련한 공식에서 계산한 값 과 일치하는가?
※ Vin과 Vout의 측정치의 비율을 통해 이득 측정값을 계산합니다.
Table - 1 반전 증폭기
Table - 2 비반전 증폭기
연산증폭기를 이용한 비교기
741 연산증폭기를 이용한 비반전비교기와 반전비교기의 동작을 알아봅니다.
비교기는 입력전압이 미리 정해진 기준값보다 더 큰지 혹은 더 작은지를 결정합니다.
비교기는 개회로 모드로 동작하므로 출력전앖은 + 또는 –의 전원전압에 근접합니다.
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Figure. 3과 같이 회로를 구성하고 오실로스코프를 채널1 : 1V/division, 채널2 : 10V/division, 시간: 1ms/division으로 맞춥니다.
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주파수 300Hz, 첨두치 전압 3Vpp의 입력전압을 가합니다.
A. 입력신호가 +일 때 출력전압의 극성은? 반대의 경우는?
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Figure. 4와 같이 회로를 구성하고 입력 출력 특성을 살펴본다.
A. 위의 동작과의 차이는?
실험 결과 및 고찰
실험 결과와 AV 유도 공식에 의해 Rf 피드백 저항의 변화와 전압이득의 연관 관계를 알아보았습니다.
이러한 OPAMP와 TR의 전압 이득과는 어떠한 차이가 있을까?
트랜지스터는 노이즈도 함께 증폭 시킨다는 점이 있는 반면 OPAMP는 두 입력 측에 공통으로 들어오는 점이 있는 반면 OPAMP는 두 입력 측에 공통으로 들어오는 전원 노이즈 같은 공통 노이즈는 Differential AMP에 의해 제거가 됩니다.
이러한 OPAMP는 비교기, 증폭기, 가산기, 감산기, 미분기, 적분기 외에도 슈미트 트리거, instrument OPAMP, ADC, DAC, Log & Anti Log, Pick Ditector, Voltage Current Convertor, Current to Voltage, Isolation OPAMP, Active LPF/HPF/BPF/BSF 등에 활용될 수 있습니다.
마지막으로 OPAMP의 5가지 특성을 암기합니다.
- input impedance가 매우 높습니다.
- output impedance가 매우 낮습니다.
- AOL가 매우 높습니다.
- BW가 매우 넓습니다.
- CMRR이 매우 높습니다.