전기회로_시험회로_연구_실험_보고서

목차

1. 실험목표

2. 실험에 대해 알아야할 이론

3. 실험 내용

4. 결론

본문내용

하였을 때 파형의 변화가 있는가를 관측하고 이유를 설명하라(차이가 없을 경우 신발을 벗고 발을 바닥에 대었다 떼었다 하며 실험해 보라).
->실험전에 예상으로는 발을 바닥에 닿았을 때에는 지면접지가 되면서 파형이 작아질거라고 생각했는데, 실험을 직접하니 예상과는 다르게 파형이 커지는 것을 확인할 수 있었다. 그이유를 생각해보면, 지면에도 어떠한 전기신호가 흐를 것이다. 그것이 몸에 흐르는 전기신호와 더해져서 오실로스코프에 입력에는 파형이 더 크게 나타난다고 생각할 수 있다.(지면잡음과는 다른 것)
(4) 오실로스코프에 특별한 입력신호를 인가하지 않고 다만 손으로 만졌을 뿐인데도 파형이 나오는 현상을 설명하여 보라.
->특별한 입력신호를 인가하지 않은 것이 아니라 몸에 유기된 전기 신호가 입력신호가 되어 스코프 화면에 출력이 되는 것이다.
(5)오실로스코프의 프로브를 10:1로 변경하고 오실로스코프의 측정전압크기(volts/div)를 10배 더 증가시키면, 1:1 프로브일 때의 파형과 차이가 있는가를 확인하고 설명해 보라.
->1:1프로브와는 다르게 10:1프로브는 높은 전압을 측정할 때 사용하는 것으로, 원래 전압보다는 10배 작게 측정된다. 그래서 10:1프로브로 측정했을 때 파형의 크기는 10분의1로 측정될 것이고, 여기서 측정 전압의 크기를 10배 더 증가시키면, 파형은 그대로지만, 실제 파형은 10배 더 큰 수치이다.
2)실험2(전원에 존재하는 잡음): 여러 가전제품에 쓰이는 어댑터(또는 직류전원장치)는 교류를 원하는 크기의 직류로 바꾸어주는 역할을 한다. 따라서 출력에는 교류 성분이 존재하면 안 된다. 그러나 직류전원은 사용교류전원으로부터 만들어지는 것이므로 교류성분이 완전히 제거되지 않고 약간 남아 있을 수 있다. 이를 리플(ripple)이라고 한다. 어댑터에서의 리플은 잡음이 되며, 따라서 이를 최소화하기 위해 어댑터 내부에는 여러 가지 소자와 회로가 들어 있다.
(1)어댑터를 플러그에 연결한 뒤 어댑터의 출력에 10W 200Ω(혹은 5W 200Ω) 저항을 연결한 뒤, 어댑터를 전원플러그에 꽂아 출력이 나오도록 하여 연결 저항에 걸리는 전압을 오실로스코프와 디지털멀티미터로 측정하라.
(5v직류어댑터, 10W 200Ω)
->멀티미터 측정값
->오실로스코프 측정값
(2)오실로스코프를 이용하여 직류에 포함된 리플 전압을 측정하기 위한 방법을 설명하고 직접 측정해 보라.
->리플전압을 측정하기 위해서는 AC모드로 변환한후 측정값을 세밀히 보기 위해 측정전압크기를 감소시키고, 필요하다면 Time/div로 줄여나가면서 측정해본다.
(3)디지털멀티미터를 이용하여 직류에 포함된 리플 전압을 측정하기 위한 방법을 설명하고 직접 측정해 보라.
->멀티미터의 교류모드로 변환한후 측정하였더니, 5V에서 점점줄어들어 0.872V까지 떨어졌다. 이것을 리플전압이라고 생각해도 좋을 것이다.
(4)오실로스코프에 나타난 리플 전압의 파형을 그리고 분석하여 설명하라.
->주기가 불규칙해서 파형분석의 어려움이 있다.
(Vpp = 1V)
4)실험4(잡음의 제거): 잡음을 제거하기 위해서는 주파수에 선택적인 특성을 갖는 필터(filter)를 사용한다.
(1) R=1㏀ C=0.1㎌를 사용하여 [그림 2.6]과 같은 필터회로를 구성하라.
->실험도중 프로브 고장과 breadboard 고장으로 실험에 문제가 많았다.
(2)함수발생기를 동작시켜 10㎐부터 10㎑까지의 2Vp-p 정현파를 만들어라. 그리고 이를 필터회로의 입력에 연결하고, 필터회로의 출력은 오실로스코프에 연결하여 주파수에 따른 진폭의 변화를 그려 보라. 이때 주파수와 크기는 로그스케일에 맞추어 그려라.
->10Hz : 2V 측정 -> 100 Hz : 2V측정
-> 1000 Hz : 1.6V측정 -> 10 kHz : 0.28V측정
▶▶▶로그 스케일 값
->낮은 주파수의 신호를 입력에 인가했을 때 입력 신호와 같은 크기로 나온 반면 입력 신호의 주파수가 높으면 출력은 적은 신호가 나왔다. 결국 저역통과필터회로가 잘 작동한 예이다.
(3)R=10㏀, C=1㎌를 사용하여 [그림 2.6]과 같은 필터회로를 구성하라.
->10Hz : 1,6V 측정 -> 100 Hz : 0.32V측정
-> 1000 Hz : 32mV측정 -> 10 kHz : 4mV측정
▶▶▶로그 스케일 값
(4)위 회로를 실험2의 직류전원장치에 존재하는 리플을 제거하는 용도로 사용하려고 한다. 즉 직류전원장치의 출력에 10W 200Ω부하 저항을 연결시킨 상태에서 [그림2.6]의 잡음 제거 필터회로를 연결하고, 필터의 출력파형을 관측하여 잡음이 제거됨을 확인하라.
(필터 X)
(필터 O)
->사진에서 보이는 바와 같이 리플전압이 제거 됨을 확인할 수 있었다.
4. 결론
잡음이 DC어댑터에서도 확인했고, 우리 몸에서도 확인한 바, 우리주위에는 여러 잡음이 있다는 것을 알 수 있었다. 그래서 실험실에서 사용하는 전자장치는 모두 전원선이 3선으로 되어있다는 것을 이해할 수 있었다. 한 선이 접지선으로 불필요한 신호를 Ground로 흘려주는 역할을 해서 장치의 안정적인 사용을 할 수 있는 것이다.
그리고 R-C회로를 가지고 LPF회로와 HPF회로를 만들어서 주파수를 낮은 수치부터 높은 수치까지 선택적으로 통과시킬 수 있다는 것을 알았다.
저역통과필터 회로에서는
로 입출력의 비를 알 수 있다.
결국 낮은 주파수의 신호를 입력에 인가하면 출력은 입력 크기와 거의 같은 크기로 나오게 되고 입력 신호의 주파수가 높으면 분자가 크게 되어 출력은 적은 신호가 나오게 되며, 주파수가 매우 높아지면 출력은 나오지 않게 된다. 따라서 위 회로는 입력 신호 중에서 낮은 주파수 성분만을 출력으로 전달하고, 높은 주파수 신호는 차단시키는 성질을 가진다.
그래서 이 회로를 가지고 고주파의 잡음신호를 차단함으로서 원래 입력했던 신호를 얻을 수 있다. 또한 LPF와 HPF를 조합하여 특정주파수신호를 선택하여 통과시킬수도 있을 것이다.
예를 들어 특정주파수를 초과하는 신호를 차단하는 LPF를 먼저 통과시키고 특정주파수 이하의 신호를 차단하는 HPF를 통과시키면 특정주파수만 남게되어 주파수 선택이 가능해진다.

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회로,   시험,   연구서,   물리,   전자,   전기,   화학,   실험