20장 연산증폭기 비선형 회로 실험

목차

1. 실험개요
2. 이론요약
3. 실험재료
4. 실험 순서
5. 실험 개요
6. 실험 데이터
7. 결과분석 및 결론

본문내용

◎실험개요
- 본 실험은 연산증폭기의 비선형 특성을 이용한 비교기, 출력제한 비교기, 슈미트 트리거 등의 회로의 동작원리를 이해하고 실험을 통해 확인한다.

◎이론요약
- 연산증폭기의 비선형 회로
(1) 비교기
비교기는 입력전압이 어떤 일정 레벨을 넘는 것을 감지하는 회로이며 연산증폭기의 비선형 특성을 이용한 대표적인 응용회로이다. 그림 20-1에 나타낸 바와 같이 연산증폭기의 비반전 단자에는 신호전압 을, 그리고 반전단자에는 기준전압 를 인가하면 입력전압이 기준전압보다 큰 값인지 또는 작은 값인지 검출할 수 있는 전위 검출기가 얻어진다.

그림 20-1에서 연산증폭기에 인가되는 차동입력 이고 회로 내에 궤환이 존재하지 않으므로 연산증폭기 출력은 다음과 같이 의 부호에 따라 +나 -로 포화된다.

이 식을 을 수평축과 수직축으로 설정하여 그래프로 표현하면 그림 20-2와 같다.

그림 20-3에 연산증폭기의 입력과 출력파형을 함께 도시하였으며, 출력파형은 구형파 형태가 되므로 그림 20-1의 비교기는 구형파 발생기로도 사용할 수 있다.

한편, 그림 20-1의 회로에서 를 발생시키기 위해 직류전원을 연결하였으나 다른 여러 가지 방법을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 그림 20-4(a)와 같이 전압분배기를 이용할 수 있으며, 이 경우 는 다음과 같이 정해진다.

또한 그림 20-4(b)와 같이 제너 다이오드를 이용하여 기준전압 를 제너전압 로 설정할 수도 있다.

(2) 슈미트 트리거
앞에서 논의된 비교기는 입력에 잡음이 포함되지 않는다는 가정하에서는 정상적으로 동작된다. 그러나 대부분의 경우 원하지 않는 잡음이 입력파형에 포함될 수 있기 때문에 그림 20-1의 비교기는 오동작을 일으킬 가능성이 많게 된다. 예를 들어, 입력단에 잡음이 실힌 입력전압이 인 비교기에 인가된다고 했을 때 출력파형을 그림 20-5에 도시하였다. 그림 20-5에서도 알 수 있듯이 잡음이 실린 정현파입력이 0에 접근할 때 잡음에 의해 입력은 0의 위아래를 여러 번 교차하게 되고 이것이 출력파형에 오차를 유발한다.

참고 자료

없음