미적분회로와 RC 발전기 및 Wien 브릿지 발진기 실험

목차

미적분 회로

1. 목적
2. 참고 사항
3. 참고 자료

RC 발진기/ Wien 브릿지 발진기

1. 목적
2. 참고 사항
3. 참고 자료

본문내용

식은 진동하기 위해서 요구되는
h_fe
의 최소값을 표시한다. 식(5)를
R_c /R
의 값을 구할 수가 있으며, 그 결과는 다음과 같다.
R_c / R = 2.7
일 때,
h_fe =44.5
.
따라서
h_fe
가 44.5보다 작은 트랜지스터를 사용하다면 이 회로는 발진하지 않는다.
*FET 발진기
[그림 2] FET 및 op 앰프를 사용한 RC발진기
그림 2(a)는 FET를 사용한 이상형 발진기이다. 이상회로의 피드백 계수는
beta = V_f over V_o = - 1 over {1-5{alpha}^2 = j alpha (6-alpha^2 ) } " "(alpha == 1 over wRC )
(6)
여기서
alpha == 1 / wCR
. 따라서
alpha = root{6}
일 때,
V_f 와 V_o
와의 위상차가 180°로 된다. 따라서 이상회로의 입력 임피던스가 충분히 커서 증폭기에 대한 부하효과가 무시될 수 있다면,
alpha = root{6}
으로부터 발진주파수가 곧 구해진다. 즉*
f_o = 1 over { 2 pi ( root{6} RC ) }
(7)
발진주파수에서
beta = 1/29
로 되는 것에 주목하라. 만일 FET의
mu
가 29보다 작으면 이 회로는 발진하지 않는다.
*op앰프를 사용한 발진기
그림 2(2)에서 FET 대신에 op앰프를 사용할 수도 있다. 그림(b)는 이것을 나타낸 것이다. op앰프의 입력단자는 가상접지되어 있으므로 이상회로는 그림(a)의 경우와 같다. 따라서 발진주파수 역시 식(7)로 주어진다. op앰프의 이득은
A = - (1+R_1 /R)
이다.
LEFT | A RIGHT |
는 적어도 29 이상이어야 하므로
R_1 /R
은 28보다 (약 5%만큼) 크게 택해져야 한다.
*가변주파수 발진기
RC발진기는 (음성주파수 포함) 수Hz에서 수백 kHz에 이르는 주파수 범위의 발진기로서 유익하게 이용되고 있다.
*Wien 브리지 발진기
피드백 회로를 사용한 발진회로이다. 그림 3은 그것을 나타내었다. 증폭기의 전압 이득 및 피드백 계수는 각각
A = V_o over V_i = 1 + R_1 over R_2
(8)
beta = V_f over V_o = Z_2 over { Z_1 + Z_2 }
이것으로부터 루프이득은 다음과 같이 구해진다.
beta A = wRC over { 3wRC - j(1-w^2 R^2 C^2 ) } (1 + R_1 over R_2 )
(9)
따라서 발진 조건(
beta A =1
)으로부터 발진주파수 및 증폭기에 요구되는 이득은
f_o = 1 over {2 pi RC}
(10)
A_v = 3 (또는 R_1 = 2 R_2 )
(11)
발진수파수를 가변으로 하려면 2개의 C를 동시에 연속적으로 변화시키면 된다. 또 주파수 범위를 더욱 확대하려면 2개의 R을 똑같이 계단적으로 변화시킨다.
[그림 3] Wien bridge 발진기
3. 참고 자료
논리회로실험 (정용진·이원석·신평호) 생능출판사
전자공학의 기초 (이영근 저) - 광림사; 601-620p.

키워드

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