오실로스코프 및 신호발생기

목차

실험1. 오실로스코프
1. 실험목적
2. 오실로스코프
3. 실험절차
4. 실험결과 그래프
5. 결과 및 고찰

실험2. 신호발생기
1. 실험목적
2. 함수발생기
3. 실험절차
4. 실험결과 그래프
5. 결과 및 고찰
5. 결과 및 고찰

본문내용

OS 논리 신호도 제공되므로 디지털회로 분석에도 용이하다.
저항 보는 법
전자회로에서 저항은 전류의 흐름을 조절 또는 억제하는 역할을 한다. 저항은 전기의 흐름을 적절히 조절하며 저항 값이 클수록 전기를 적게 흐르게 한다.
저항 값을 읽어 나가는 순서는 다리 시작점에서 부터 color까지의 간격이 좁은 쪽부터 읽어 나가는 것이 정상이나 양산작업 관계상 좁은 쪽을 구별하기가 애매하게 만들어진 제품이 많이 있다.
이런 경우에는 색깔 읽기 좋은 순서로, 즉 오차표시 색깔인 금색이 오른쪽 끝으로 가게 놓고 읽는 것이 편하다.
아래의 표는 저항의 색깔에 따라 나타내는 숫자를 모아놓은 것이다.
이번 실험에서 우리조가 받은 저항은 R1이 주주갈은으로 3×3×10(오차±10%) 330Ω이고, 두 번째 저항은 적적갈금 220Ω이다.
3. 실험절차
(1) 두 개의 R1과 R2 저항을 갖는 직렬저항 회로를 구성하여라.
(2) 함수발생기의 출력이 1kHz, 2Vp-p 인 정현파를 갖도록 맞추고 회로의 입력으 로 공급하여라.
(3) 저항 R2 양단에 걸리는 전압 VR2를 옴의 법칙을 이용하여 계산하여라.
(4) 저항 R2 양단에 걸리는 전압 VR2를 DMM 혹은 VOM을 사용하여 측정하여라.
(5) 저항 R2 양단에 걸리는 전압 VR2를 오실로스코프를 사용하여 측정하고 그 파 형을 그려라.
(6) 함수발생기의 출력파형과 주파수를 변화시켜 가면서 문제 (2)~(5)의 과정을 반복하여라.
4. 실험결과 그래프
[VR2 전압 파형]
5. 결과 및 고찰
처음에 실험을 시작할 때는 어떻게 오실로스코프와 신호발생기를 사용해야 할 지 막막했었다. 그러나 실험을 직접해보면서 오실로스코프와 신호발생기의 사용법을 차근차근 알게 되었다.
맨 처음 실험인 ‘주파수 발생기의 동작’을 통해 주파수와 주기가 반비례관계임을 확인할 수 있었다. f=1/T 인 공식이 확인된 실험인 것이다. 그리고 ‘함수발생기의 동작’을 통해 이러한 반비례관계를 함수발생기의 파형인 사인파, 톱니파, 구형파로 살펴본 것이다.
<실험2>의 표1,2에서는 주파수를 1kHz로 고정시킨 후 크기를 변화시켜 첨두치와 실효치, 측정값을 알아보았다. 실효치와 테스터에 의한 측정값은 거의 비슷한 값을 나타내었다. 실효치는 오실로스코프로 측정한 값이고 테스터에 의한 측정값은 power supply로 측정한 값이다. 비슷한 값이 나온 것으로 보아 실험을 잘 한 것 같다. 허나, 실험을 할 때 power supply에 값이 제대로 뜨지 않아 애를 먹었다. 그리고 빵판이 불량인 경우도 간혹 있었다. 때문에 실험을 시작하기 전에 우선적으로 장비가 값을 제대로 읽어내는지 확인해볼 필요가 있다. 실효치와 측정값이 약간 차이를 보이는 이유는 장비를 연결하는 회로의 내부저항이라고 생각된다. 물론 값에 차이를 조금 보이긴 하였으나 이 정도의 오차는 양호한 것으로 간주되어진다. 이 실험에서 크기는 진폭의 크기를 의미하며 진폭이 커질수록 전압은 커지게 된다.
결과적으로 실험을 통해 주기와 주파수는 반비례관계이며 진폭의 크기(화면대비)가 커질수록 전압이 커지고, 저항이 커질수록 전압이 커짐을 확인할 수 있었다. 이것은 곧 V=IR 을 확인한 것이라 할 수 있다.
5. 결과 및 고찰
이번 실험은 오실로스코프의 동작원리 및 기능을 이해하고, 그 작동 방법을 익히고 파형까지 관찰하는 실험이었다. 처음 아무것도 모르고 오실로스코프를 봤을 때는 TV에서나 보았던 옛날 라디오 같은 느낌을 주었다. 화면도 작고 입력단자 라던지 다이얼이라던지 단순하고 간단한 모양이었다.
이번 실험에서는 오실로스코프와 신호발생기 두 가지를 사용해서 실험을 했는데 모두 많이 노후되고, 작동되는 것이 몇 대 없어서 3명씩 나누어서 실험을 시작했다. 조교님이 앞에서 오실로스코프가 무엇인지, 작동원리가 무엇인지, 그리고 오실로스코프의 많은 단자들에 대해서 설명해주었는데 외부단자가 한 두개가 아니고 거의 10개가 넘어서 솔직히 그때는 듣고도 제대로 알지 못하고, 실험 후 집에서 책을 보며 다시 한번 기억하고 인터넷을 찾아 좀 더 조사해 보았다.
또한 간단히 리사쥬 도형도 측정할 수 있다고 했는데 이것은 따로 레포트를 쓰는 과정에서 조사해 보았다.
막상 실험에 들어가니 실험은 의외로 간단했다. 첫 번째 실험은 수직감도를 맞춘 후 전압을 바꿔가면서 DC 전압파형을 측정하는 것과 진폭을 늘리면서 AC 전압파형을 측정하는 실험으로 나누어서 했다.
두 번째 실험은 신호발생기를 통한 실험이었는데 저항을 연결해서 미지의 저항의 양단에 걸리는 전압을 옴의법칙을 이용해 계산하는 것과 멀티미터를 이용하여 측정하는 것 이었다.
결과적으로 실험을 통해 주기와 주파수는 반비례관계이며 진폭의 크기(화면대비)가 커질수록 전압이 커지고, 저항이 커질수록 전압이 커짐을 확인할 수 있었다. 이것은 곧 V=IR 옴의 법칙을 확인한 것이라 할 수 있다.
실험 자체는 쉬웠으나 기계가 노후되어서 그런지 화면에 나오는 파형이 일정하지 않고 기울어져 있었다. 똑바로 맞추기는 했지만 육안으로 조작하는 것이라서 한계가 있었다.
또한 전압을 주는 과정에서 전선으로 연결했는데, 이 전선 자체도 하나의 저항으로 볼 수 있고 오실로스코프의 입력 단자에도 저항이 있으므로 우리가 원하는 전압이 그대로 들어가지 않고 따라서 그 측정값도 달라지게 된 것 같다.
다른 실험의 오차에서도 나타난 것이지만 실험 할 때는 항상 오실로스코프, 멀티미터, 회로의 저항에 대해 감안을 해서 결과값을 보아야한다. 또한 장비가 아주 정밀한 값까지 측정을 못하고 어느 정도의 오차범위를 가지고 있으므로 이 점 또한 입력전압과 측정값과의 오차에 어느정도 기인했을 것이다.
이 실험에서 오차를 줄이기 위해서 전압이나 주기를 측정할 때 기준선에 잘 맞추어 눈금을 재고, 휘선을 가장 가늘고 선명히 보이는 상태로 만든다면 더 좋은 실험이 되었을 것 같다. 다른 실험에서도 그렇지만 특히나 그래프나 파형을 관찰하는 실험에서는 오차가 굉장히 중요한 요소로 작용하는 것을 다시한번 느꼈고, 조교님이 잠깐 언급하신 리사쥬 도형에 대해서도 측정할 수 있었으면 좀 더 흥미로운 실험이 되었을 것 같다.

키워드

오실로스코프 ,   신호발생기,   AC전압 측정,   DC전압 측정