기초 회로 실험 보고서 5장(예비)_시간응답특성과주파수응답특성

소개글

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목차

1. 목적
2. 이론적 배경
3. 사용 장비 및 부품
4. 실험 방법

본문내용

주파수 응답 특성의 중요성
모든 임의의 신호는 다른 주파수 성분들의 합으로 나타낼 수 있다.
각각의 주파수 성분에 대해서 시스템이 어떻게 반응하는가 아는 것이 중요하다.
오디오 증폭기의 특성
모든 주파수 성분을 같은 크기로 증폭해야 한다. (주파수 대역이 반듯해야 한다.)
실험의 목적
시간축 특성 : 시정수, 펄스 상승 및 하강 시간
주파수 특성 : 전달 함수
2.이론적 배경
2.1시간 응답 특성
정상 상태와 과도 상태
정상 상태(steady state) : 시간이 충분히 경과한 후 더 이상 변하지 않는 일정한 상태
과도 상태(transient state) : 정상상태에 이르기 전의 상태
직렬 회로
에서 입력에 전압 를 가했을 때의 커패시터 양단의 전압
,
시정수 (time constant)
를 시정수라 하며 보통 로 표시한다. ()
일 때의 전압
시정수 : 63 % 까지 도달하는데 걸리는 시간
상승시간(rising time)과 하강시간(falling time)
상승시간(tr) : 상승 에지에서 진폭의 10%에서 90%에 도달할 때까지의 시간
하강시간(tf) : 하강 에지에서 진폭의 90%에서 10%에 도달할 때까지의 시간
2.2주파수 응답 특성
2.2.1 페이저
2.2.2 전달함수
직렬 회로의 저역 통과 필터 특성의 예
차단주파수보다 낮은 주파수 신호는 거의 그대로 통과시키고, 차단주파수보다 높은 신호는 감쇠시킨다.
낮은 주파수와 높은 주파수를 혼합하여 인가한다면 낮은 주파수 성분은 통과하고, 고주파 성분은 크게 감쇠된다.
이 때 필터의 차단주파수는 두 주파수의 사이에 위치하도록 시정수를 맞추어야 한다.
3.사용 장비 및 부품
오실로스코프
함수발생기
저항 : 1.5kΩ
커패시터 : 0.01 μF (마일러)
4.실험 방법
1) 그림 5.1과 같이 회로를 결선하고 함수발생기로 정현파를 인가하여 신호의 크기를 로 맞춘 후, 주파수를 100Hz부터 1MHz까지 변화시켜가면서 커패시터 양단의 전압 을 오실로스코프로 측정하시오. 또한, 주파수 변화에 따른 의 변화를 그래프로 그리고 차단주파수를 구하시오. (, ).
2) 그림 5.1의 회로에서 함수발생기로 , 500Hz의 구형파를 인가하였을 때 출력단자의 전압 의 파형을 관찰하고, 상승시간, 하강시간 및 시정수를 구하시오. 또한, 이 값들(상승시간, 하강시간 및 시정수)과 실험 1)에서 구한 차단주파수와의 관계를 설명하시오.
실험 1. 커패시터 전압과 주파수 응답 특성 ()
주파수
100Hz
500Hz
1kHz
5kHz
차단
주파수
20kHz
50kHz
100kHz
500kHz
커패시터
전압(Vp-p)
[dB]
실험 2 시간 응답
상승시간
하강시간
시정수
5.예비 보고 사항
실험
일시
실 험 조 (09조)
공동 실험자
공동 실험자
학번
성명
학번
성명
학번
성명
1) RC 직렬 저역통과필터회로에서 차단주파수()와 펄스의 상승시간(), 하강시간() 및 시정수()와의 관계식을 유도하시오.
정의
RC관계식
시정수
R-C 직렬회로에서 직류전원을 투입했을때, 콘덴서의 충전전압이 전원전압의 63.2%까지 충전되는 시간. R-C회로에서 시정수는 RC(초)가 된다.
차단주파수
저역통과필터회로에서의 차단주파수는 특정주파수 이하만 통과시켜주는 것을 말하며, 본래전압의 70%쯤 약 0.707의 주파수를 말한다.
상승시간
시스템의 출력이 일정한 정상 상태 값의 작은 비율에서 큰 비율로 사승하여 도달 할 때까지의 소요시간
(통상 10%~90%)
※동일한 방법으로 하강시간도 구할 수 있으며, 값은 동일.
상승/하강 시간 RC(시정수)에 비례한다.
하강시간
최대 진폭 비율에서 정상 진폭 비율까지 소모되는 시간
(통상 90%~10%)

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