콜피츠 발진기를 이용한 BFO 금속탐지기 설계

소개글

서울소재 4년재 상위대학 전자공학과 3학년 텀 프로젝트 자료입니다.
실험 분반 전체 1위한 자료이고, 직접 설계 및 시뮬레이션 진행하였기 때문에 자료의 질이 아주 높습니다.
pspice 시뮬레이션 및 결과들도 상세히 있으니 참고하시기 바랍니다.

목차

1. 설계 이론
2. 설계 회로 및 시뮬레이션
3. 회로 제작 및 결과
4. 검토 및 고찰
5. 참고문헌

본문내용

■ 설계 이론
(ㄱ) 콜피츠 발진기
1) positive feedback 개념 및 바르크하우젠의 발진조건

<그 림>

위 그림은 정현파 발진기의 기본 구조 이며, T(s)는 positive feedback의 폐루프 이득 이다.
여기서 C(s)는 기본 증폭기의 이득을 나타내고, H(s)는 귀환 회로의 귀환율을 나타낸다.
위의 식으로부터 루프이득 L(s)가 특정 주파수 Wo에서 식 L(jWo) = C(jWo)·H(jWo) = -1
조건을 만족하면, 전체 귀환 증폭기의 폐루프 이득은 ∞가 된다.
폐루프 이득이 무한대가 된다는 것은 외부의 입력신호 없이도 출력이 생성됨을 의미하고, 이때의 특정 주파수 Wo를 밪진 주파수 라고 한다.
위의 L(jWo) = C(jWo)·H(jWo) = -1 식을 바르크하우젠의 발진조건 이라고 한다,.
바르크하우젠 발진조건을 루프 이득의 크기와 위상으로 다시 표현하면 다음과 같다.
︳L(jWo)︳ = 1 , ∠L(jWo) = -180°
귀환 신호가 기본 증폭기의 입력으로 되돌아 올 때 음(-)의 기호를 가지고 있으므로,
∠L(jWo) = -180°에 주어진 루프 이득의 위상 –180°를 함께 고려하면, 기본 증폭기와 귀환회로의 폐루프를 거치면서 기본증폭기로 입력되는 신호가 받는 총 위상이동은 360°가 된다는 것이다. 따라서, 입력되는 신호가 기본 증폭기와 귀환회로의 폐루프를 통해 귀환신호로 귀환될 때, 원래 기본 증폭기의 입력신호와 귀환신호가 크기와 위상이 정확하게 같아지는 조건을 나타내며, 이는 외부의 입력신호 없이도 출력 G(s)가 지속적으로 발생되어 발진할 수 있음을 의미한다.

<중 략>

(ㄹ) 출력 스피커
스피커에는 진동을 하는 진동판이 있다. 이 진동판에 에나멜 선을 감은 것과 같은 코일을 붙인다. 이 코일을 보이스 코일 (voice coil)이라고 한다. 자기장에 노출된 코일에 전류가 흐르면 코일은 자기력을 받아 진동을 한다. 코일과 붙어있는 진동판이 진동을 하면 공기가 진동하여 소리가 나게 된다. 이것이 스피커에서 소리가 나는 기본 원리이다. 이번 프로젝트에서는 8Ω 스피커를 사용할 것이고, 증폭기를 거쳐 증폭된 전압이 이 저항을 통해 전류신호로 다시 변환된다.

참고 자료

www.alldatasheet.com
기초부터 심화까지 전자회로/ Buchla
www.naver.com
www.google.com
전자회로 핵심 개념부터 응용까지 / 강문식, 신경욱 / 한빛미디어
Microelectronic Circuit / Sedra, smith
각종 강의자료