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voltage summer회로_프로젝트
| 자료번호 | e1198496 | ||
|---|---|---|---|
| 수정일 | 2014.11.10 | 등록일 | 2013.07.01 |
| 페이지수 | 5Page | 파일형식 |  한글(hwp) |
| 판매자 | cr******** | 가격 | 3,300원 |
프리미엄자료
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소개글
전자공학실험
목차
본 자료는 목차정보가 없습니다.
본문내용
1. 제목 : Voltage summer 설계
2. 설계 목적
Op-amp를 이용한 inverting/non-inverting configuration 및 superposition principle을 이해하고 이를 응용한 voltage summer 회로를 설계 한다.
3. 목표 및 기준 설정
※설계 목적
주어진 조건을 사용하여 다음 그림과 같은 회로를 꾸며 주어진 값을 만족하는 회로를 꾸미는 것이다.
Superposition principle을 이용하여 op-amp를 이용한 inverting 및 non-inverting configuration을 간단히 결합한 다음과 같은 입출력 관계를 갖는 voltage summer 회로 설계 (의 전압 영역 고려)
※설계 조건
1) Op-amp 1개, 저항 2개, 전원만을 이용하여 회로를 구현한다.
2) 설계된 회로를 spice 프로그램을 이용하여 다음의 입력 전압에 대하여 출력 신호를 분석한다.
3) 각 부품에 흐르는 순간 전류가 0.1A를 넘지 않도록 설계한다.
4) Op-amp의 비이상적 특성에도 주어진 기준을 만족하도록 설계한다. (다음의 임계값에서 정상 동작이 가능함을 확인)
5) 시중에서 손쉽게 구입 가능한 Op-amp(LM324)로 정상 동작이 가능하게 설계 한다.
4.합성 및 분석
설계조건은 OP-amp1개, 저항 2개, ±15V전원을 이용하여 회로를 구성하는 것이다. 여기에 다음의 조건을 만족하는 OP-amp회로를 만드는 것이므로 여기서 이상적인 Op-amp라고 가정을 하고 nodal-analysis를 하였다.
다음과 같이 구성을 하였고 구성한 과정은 다음과 같다.
그림 1에서 붉은 원 부분의 노드에서 KCL을 적용해보면 다음의 식이 나온다.
여기서는 이상적인 OP-amp임을 가정하여 V-=V+, OP-amp의 2, 3번 단자 사이의 전류를 0이라고 보았다. 붉은 원 노드의 전압을 V1이라고 보았고 OP-amp의 1번 단자의 전압을 Vo라고 보았다.
······ ① 이 나오고 식①을 정리하면
······ ② 의 식이 나온다.
······ ③ 우리가 구하고자 하는 식이 이것이므로
와 가 됨을 알 수 있다. 여기서 R1:R2=2:1임을 알 수 있다. 여기서 저항을 정하는데 일반적으로 쓰이는 규격 저항중에서 많이 쓰이는 단위인 KΩ중에서 선택하였고 R1=2KΩ, R2=1KΩ을 선택하였다. 다시 한번 살펴보면 우리가 구하고자 하는 식이 인데 여
V1은 출력이 양수인 non-inverting회로이고 V2는 출력이 음수인 inverting회로이다. 이것을 통하여 OP-amp의 단자 연결에도 미리 신경을 쓰고 설계를 해보았다.
5.시험 및 평가
그림 2. V1=2V, V2=0V
그림 3. V1=0V, V2=3V
그림 4. V1=2V, V2=3V
그림 5. V1=2V, V2=-3V
각각의 경우에 대하여 그림 2, 3, 4, 5 와 같이 V1, V2의 입력 전압을 가하여 주었을 때 출력전압 Vo를 확인하여 보았다. 여기서는 모두 식을 만족하였는데 출력 전압값이 완전히 똑같은 것이 아니고 그림 3번의 경우만 제외하고 각각 0.001V의 오차가 발생하였
2. 설계 목적
Op-amp를 이용한 inverting/non-inverting configuration 및 superposition principle을 이해하고 이를 응용한 voltage summer 회로를 설계 한다.
3. 목표 및 기준 설정
※설계 목적
주어진 조건을 사용하여 다음 그림과 같은 회로를 꾸며 주어진 값을 만족하는 회로를 꾸미는 것이다.
Superposition principle을 이용하여 op-amp를 이용한 inverting 및 non-inverting configuration을 간단히 결합한 다음과 같은 입출력 관계를 갖는 voltage summer 회로 설계 (의 전압 영역 고려)
※설계 조건
1) Op-amp 1개, 저항 2개, 전원만을 이용하여 회로를 구현한다.
2) 설계된 회로를 spice 프로그램을 이용하여 다음의 입력 전압에 대하여 출력 신호를 분석한다.
3) 각 부품에 흐르는 순간 전류가 0.1A를 넘지 않도록 설계한다.
4) Op-amp의 비이상적 특성에도 주어진 기준을 만족하도록 설계한다. (다음의 임계값에서 정상 동작이 가능함을 확인)
5) 시중에서 손쉽게 구입 가능한 Op-amp(LM324)로 정상 동작이 가능하게 설계 한다.
4.합성 및 분석
설계조건은 OP-amp1개, 저항 2개, ±15V전원을 이용하여 회로를 구성하는 것이다. 여기에 다음의 조건을 만족하는 OP-amp회로를 만드는 것이므로 여기서 이상적인 Op-amp라고 가정을 하고 nodal-analysis를 하였다.
다음과 같이 구성을 하였고 구성한 과정은 다음과 같다.
그림 1에서 붉은 원 부분의 노드에서 KCL을 적용해보면 다음의 식이 나온다.
여기서는 이상적인 OP-amp임을 가정하여 V-=V+, OP-amp의 2, 3번 단자 사이의 전류를 0이라고 보았다. 붉은 원 노드의 전압을 V1이라고 보았고 OP-amp의 1번 단자의 전압을 Vo라고 보았다.
······ ① 이 나오고 식①을 정리하면
······ ② 의 식이 나온다.
······ ③ 우리가 구하고자 하는 식이 이것이므로
와 가 됨을 알 수 있다. 여기서 R1:R2=2:1임을 알 수 있다. 여기서 저항을 정하는데 일반적으로 쓰이는 규격 저항중에서 많이 쓰이는 단위인 KΩ중에서 선택하였고 R1=2KΩ, R2=1KΩ을 선택하였다. 다시 한번 살펴보면 우리가 구하고자 하는 식이 인데 여
V1은 출력이 양수인 non-inverting회로이고 V2는 출력이 음수인 inverting회로이다. 이것을 통하여 OP-amp의 단자 연결에도 미리 신경을 쓰고 설계를 해보았다.
5.시험 및 평가
그림 2. V1=2V, V2=0V
그림 3. V1=0V, V2=3V
그림 4. V1=2V, V2=3V
그림 5. V1=2V, V2=-3V
각각의 경우에 대하여 그림 2, 3, 4, 5 와 같이 V1, V2의 입력 전압을 가하여 주었을 때 출력전압 Vo를 확인하여 보았다. 여기서는 모두 식을 만족하였는데 출력 전압값이 완전히 똑같은 것이 아니고 그림 3번의 경우만 제외하고 각각 0.001V의 오차가 발생하였
참고문헌
J. D. Irwin and R. M. Nelms, Basic Engineering Circuit Analysis, Hoboken, NJ, USA:JohnWiley&Sons,.pp.150-172
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