[전자 전기]신호 입출력에 관련된 증폭과 필터링

소개글

항공공학 실험중 제어 실험입니다.
Opamp의 설명과 함께 필터링(저역통과필터)에 관련된 이론도 있습니다.

목차

1. 신호의 증폭
(1) 입력 오프셋 전압
(2) 슬루 레이트
(3) 전압 폴러워
(4) 비반전 증폭기
(5) 반전 증폭기

2. 필터

본문내용

1. 신호의 증폭
신호의 증폭을 위해서는 Op-Amp라는 연산증폭기가 필요하다. 연산증폭기는 매우 큰 직류 전압이득을 가지는 차동증폭기(Differential Amplifier)로써 최초는 아날로그 계산기 등의 DC전압에 의한 연산용을 주목적으로 개발되었는데, 우수한 특성과 소형, 경량화 그리고 회로의 간소화로 인해 DC앰프만이 아닌 수10~수100kHz 정도까지의 AC증폭기나 직선검파, 또는 발진이나 액티브 필터의 능동소자로써 널리 사용되고 있으며, 기능은 한정된 용도로 개발된 전용 타입과 넓은 용도를 가진 범용 OP-Amp로 나누어진다.
(1) 입력 오프셋 전압
이상적 Op-Amp에서는 입력단자를 양쪽 모두 그라운드 전위로 하면 출력에는 아무것도 나타나지 않을 것이다. 그러나 실제 Op-Amp에서는 양입력을 접지해도 출력단자에는 큰 직류전압이 나타난다. 이것은 Op-Amp의 입력부분을 구성하고 있는 두 개의 트랜지스터 특성의 언밸랜스에 의해 생기는 것이다. 트랜지스터 특성의 언밸런스에 의해 두 개의 입력단자를 접지하여도 Op-Amp의 내부에서는 입력단자에 등가적으로 전압이 남아있게 된다. 그러므로 Op-Amp를 오픈 루프의 상태로 두면 이 잔류전압이 출력에 큰 직류전압으로 나타나는 것이다.
교류 증폭기로 하였다면 직류분을 제거하는 회로를 붙이면 영향은 없게 되지만 직류 증폭기의 경우는 직접 영향을 받는다. 특히 낮은 범위의 직류증폭을 목적으로 하는 회로에서는 수[mV]의 입력 오프셋 전압이 증폭오차를 가지게 된다. 따라서 보상회로를 부가하여 입력 오프셋 전압을 0[V]가 되도록 조정하여야만 한다.
대체로 Op-Amp에는 입력 오프셋 전압 조정단자(balance 단자)가 설치되어 있으며, 그 단자에 가변 저항기를 접속하여 조정하도록 되어있다. 이 조정을 0조정이라 한다. 여기서 주의하지 않으면 안 되는 것은 입력 오프셋 전압은 온도에 따라 약간씩 변화한다는 것이다.
LM741의 경우 Input Offset은 3mV 이다.

참고 자료

없음