전자회로실험 결과보고서-연산증폭기를 이용한 비교기

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전자회로실험 결과보고서-연산증폭기를 이용한 비교기에 대한 보고서 자료입니다.

본문내용

는 두 신호를 연산증폭기내에서 비교하여 두 신호 중 어느 것이 큰지에 따라 출력신호를 달리내는 회로를 비교기라고 한다. 비교기에 사용되는 입력신호는 한 개를 사용할 수 있고 두 개를 다 사용할 수도 있다. 두 개를 다 사용한다는 것은 입력단자 양쪽에 모두 입력신호를 인가하여 두 신호의 크기 비교를 통해 출력을 얻는 것을 의미한다. 하지만 이번 실험에서는 단일입력을 사용한 비교기를 사용했으므로 이곳에 초점을 맞추기로 하겠다. 하나의 입력신호를 사용한다는 것은 입력신호를 인가하지 않는 나머지 한쪽 단자는 접지에 연결하여 0V의 상태를 유지하게 하고 입력신호를 받는 단자에서 0V보다 큰지 작은지에 따라 출력신호를 결정하게 되는 것이다. 이 단일입력 비교기에서 또 다시 둘로 구분할 수 있는데 입력신호가 inverting input terminal로 들어가는지 noninverting input terminal로 들어가는지에 따라 각각 반전비교기, 비반전비교기라고 구분하게 된다. 말 그대로 반전비교기는 출력이 반전되어 나온다는 의미로 만약 입력신호에 0V보다 큰 신호가 들어가게 되면 출력신호는 -V가 나오게 되며 0V보다 작은 신호가 들어가게 되면 출력신호는 +V가 나오게 되어 반대의 출력을 얻게 된다. 하지만 비반전비교기는 명칭이 의미하는 그대로 만약 입력신호에 0V보다 큰 신호가 들어가게 되면 출력신호는 +V가 나오게 되며 0V보다 작은 신호가 들어가게 되면 출력신호는 -V가 나오게 되어 반전되지 않는 입력과 같은 출력을 얻게 되는 것이다. 이러한 원리로 비교기 회로는 입력전압이 미리 정해진 기준값보다 더 큰지 또는 더 작은지를 결정할 수 있게 된다. 또한 앞에서 사용된 증폭기에서는 feedback loop이 있는 폐회로의 상태에서 동작하였지만 이와 반대로 비교기에서는 feedback loop가 없는 개회로의 상태에서 동작한다. 이것의 의미하는 것은 feedback loop으로 인해 출력전압이 감소한 증폭기에 반해 feedback loop가 없는 비교기에서의 출력은 최대가 되며, 이때 출력값은 Op-Amp에 인가되는 DC전원입력(+V and -V)에 의해 결정되어 진다. 반전비교기와 비반전비교기 모두 0V보다 작거나 클 때 +V 또는 -V를 출력신호로 출력한다고 하였는데, 이때 그 값이 바로 DC전원입력의 값이다. 이러한 출력전압은 거의 최대에 가깝게 되며, 이론상으로는 DC전원입력값과 같은 값이 되어야 하며, satuation Voltage라고 한다. 하지만 실제는 Op-Amp내의 소자들에서 발생하는 전압강하 및 열손실로 인해 DC전원입력에서 인가한 전압보다는 조금 작은 V(sat)을 얻게 되며, 이 감소하는 정도는 DC전원입력과 Load resistance의 값에 의해 결정되어 지며, 자세한 것은 뒤의 Discussion에서 다루기로 하겠다. 이제부터 본격적으로 DATA분석에 들어가 보도록 하겠다.
먼저 그림 1과 같이 비반전비교기회로를 구성하고 입력신호는 300Hz, 첨두간 전압 3V로 맞추고 오실로스코프의 수평 및 수직 감도는 파형에

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