(b) 미분기 (c) 적분기 그림 6.1. 연산증폭기연산응용회로

Lab. 1. I-V Characteristics of a Diode Lab. 6. 연산증폭기가산기, 미분기, 적분기회로 1. 실험목표 연산증폭기를이용한가산기, 미분기및적분기회로를구성, 측정및 평가해서연산증폭기연산응용회로를이해 2. 실험회로 A. 연산증폭기연산응용회로 (a) 가산기

(b) 미분기 (c) 적분기 그림 6.1. 연산증폭기연산응용회로

3. 실험장비및부품리스트 A. 공통 NI ELVIS II MultiSim ( 혹은 SPICE와같은회로시뮬레이터 ) PC : NI MultiSim과 ELVIS II 용도 B. BJT 공통이미터증폭기회로실험 OP-AMP LM741CN: 1개저항 : 100W 1개, 1kW 6개, 2.2 kw 3개, 4.7 kw 1개, 10kW 3개, 100kW 1개 4. Pre-Lab( 예비실험 ) A. 기본이론조사 (1) 연산증폭기를이용한가산기 ( 덧샘기 ) 에대해서설명하시오. - Floyd 교재 : 679-681 페이지 (2) 연산증폭기를이용한미분기에대해서설명하시오. - Floyd 교재 : 691 페이지 (3) 연산증폭기를이용한적분기에대해서설명하시오. - Floyd 교재 : 688 페이지 (4) 연산증폭기의가산기, 미분기, 적분기를응용한회로들을조사하고그회로들의기능에대해서간략히설명하시오. B. MultiSim 사용한모의실험 ( 시뮬레이션 ) (1) 연산증폭기의가산기회로연산증폭기가산기회로 ( 그림 6.2) 에서세가지저항조합에따라서출력전압 (V out ) 을멀티미터로측정하시오.

그림 6.2. 연산증폭기가산기측정회로 - 다음표 7.1 의세가지경우에대해서 V out (=V 6 ) 전압을멀티미터로측정해서 작성하시오. 표 6.1. Multisim 을이용한연산증폭기가산기측정결과 입력저항 [kw] 출력전압 V out (=V 6 ) [V] R 1 R 2 R 3 시뮬레이션값이론값 비교 1 1 1 2.2 1 2.2 4.7 1 2.2 (2) 연산증폭기미분기회로 연산증폭기미분기회로 ( 그림 7.3) 에서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 을 오실로스코프로측정하시오.

그림 6.3. 연산증폭기미분기측정회로 - XFG1은함수발생기이고다음과같이두가지경우에대해서설정해서시뮬레이션 : 실험 1: 정현파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V 실험 2: 삼각파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V - XSC1은오실로스코프이고이것을이용해서두가지경우에대해서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 의그래프를출력하시오. 앞의실험 1( 정현파, 0.5Vp) 에서주파수를다음표 6.2 와같이변화함에따라서 출력전압의첨두간전압을측정하고그값을이용해서전압이득을계산해서 다음표 6.2 를완성하시오.

표 6.2. Multisim 을이용한연산증폭기미분기의주파수특성측정결과 주파수 f [Hz] 입력전압첨두간전압 V in(pp) [V] 출력전압첨두간전압 V out(pp) [V] 전압이득 A v 10 100 1k 10k 100k - 표 6.2 로부터전압이득의변화가없는주파수영역을추정하고그때의 전압이득의 0.7 배되는주파수인임계주파수 f c 를찾으시오. f c =? (3) 연산증폭기적분기회로 연산증폭기적분기회로 ( 그림 6.4) 에서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 을 오실로스코프로측정하시오.

그림 6.7. 연산증폭기포화반파정류측정회로 - XFG1은함수발생기이고다음과같이두가지경우에대해서설정해서시뮬레이션 : 실험 1: 정현파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V 실험 2: 사각파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V - XSC1은오실로스코프이고이것을이용해서두가지경우에대해서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 의그래프를출력하시오. 출력의첨두전압을커서를이용해서정확히측정해서표시하시오. 앞의실험 1( 정현파, 0.5Vp) 에서주파수를다음표 6.3 와같이변화함에따라서 출력전압의첨두간전압을측정하고그값을이용해서전압이득을계산해서 다음표 6.3 를완성하시오.

표 6.3. Multisim 을이용한연산증폭기적분기의주파수특성측정결과 주파수 f [Hz] 입력전압첨두간전압 V in(pp) [V] 출력전압첨두간전압 V out(pp) [V] 전압이득 A v 10 100 1k 10k 100k - 표 6.3 로부터전압이득의변화가없는주파수영역을추정하고그때의 전압이득의 0.7 배되는주파수인임계주파수 f c 를찾으시오. f c =? (4) Grapher View 를이용해서위에시뮬레이션한연산증폭기의가산기, 미분기, 적분기회로들의입, 출력파형에대해서 Excel 에 export 해서 Excel 에서그래프로 출력하시오. C. 다음 5. In-Lab( 본실험 ): NI ELVIS II 사용 을참고해서실험 절차를간단히요약하시오. 5. In-Lab( 본실험 ): NI ELVIS II 사용 A. DMM 이용한소자값측정 - 부록 A.1 DMM을이용한전압, 전류, 저항, 캐패시턴스, 인덕턴스, 다이오드전압, 단락측정 을참고해서저항, 캐패시턴스를측정하시오.

표 6.4. DMM을이용한저항, 캐패시턴스측정 소자 규격 측정값 100W 1kW 1kW 1kW 저항 캐패시터 2.2kW 2.2kW 4.7kW 10kW 10kW 100kW 0.1mF B. 연산증폭기연산응용회로측정 (1) ELVIS II를이용해서연산증폭기의가산기회로측정 ELVIS II를이용해서연산증폭기가산기회로 ( 그림 6.2) 에서세가지저항조합에따라서출력전압 (V out ) 을멀티미터로측정하시오. - 표 6.5의세가지경우에대해서 V out (=V 6 ) 전압을멀티미터로측정해서작성하시오. 표 6.5. ELVIS II 을이용한연산증폭기가산기측정결과 입력저항 [kw] 출력전압 V out (=V 6 ) [V] R 1 R 2 R 3 ELVIS 측정값 MultiSim 시뮬레 이션값 ( 표 6.1) 이론값 비교 1 1 1 2.2 1 2.2 4.7 1 2.2

(2) ELVIS II를이용해서연산증폭기의미분기회로측정 ELVIS II를이용해서연산증폭기미분기회로 ( 그림 6.3) 에서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 을오실로스코프로측정하시오. - XFG1은함수발생기이고다음과같이두가지경우에대해서설정해서측정 : 실험 1: 정현파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V 실험 2: 삼각파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V - XSC1은오실로스코프이고이것을이용해서두가지경우에대해서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 의그래프를출력하시오. 앞의실험 1( 정현파, 0.5Vp) 에서주파수를다음표 6.6 와같이변화함에따라서 출력전압의첨두간전압을측정하고그값을이용해서전압이득을계산해서 다음표 6.6 를완성하시오. 표 6.6. ELVIS II 을이용한연산증폭기미분기의주파수특성측정결과 주파수 f [Hz] 입력전압 첨두간전압 V in(pp) [V] 출력전압 첨두간전압 V out(pp) [V] ELVIS 측정 전압이득 A v MultiSim 시뮬레이션전압 이득 A v ( 표 6.2) 비교 10 100 1k 10k 100k - 표 6.6로부터전압이득의변화가없는주파수영역을추정하고그때의전압이득의 0.7배되는주파수인임계주파수 f c 를찾으시오. f c =? - ELVIS II로측정한임계주파수와 MultiSim에서찾은임계주파수 (4.Pre-Lab( 예비실험 ) 참고 ) 를비교하시오.

(3) ELVIS II를이용해서연산증폭기적분기회로측정 ELVIS II를이용해서연산증폭기적분기회로 ( 그림 6.4) 에서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 을오실로스코프로측정하시오. - XFG1은함수발생기이고다음과같이두가지경우에대해서설정해서측정 : 실험 1: 정현파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V 실험 2: 사각파, Frequency 100Hz, Amplitude 0.5Vp, Offset 0V - XSC1은오실로스코프이고이것을이용해서두가지경우에대해서입력전압 (V in ) 과출력전압 (V out ) 의그래프를출력하시오. 출력의첨두전압을커서를이용해서정확히측정해서표시하시오. 앞의실험 1( 정현파, 0.5Vp) 에서주파수를다음표7.7와같이변화함에따라서출력전압의첨두간전압을측정하고그값을이용해서전압이득을계산해서다음표7.7를완성하시오. 표 6.7. ELVIS II 을이용한연산증폭기적분기의주파수특성측정결과 주파수 f [Hz] 입력전압 첨두간전압 V in(pp) [V] 출력전압 첨두간전압 V out(pp) [V] ELVIS 측정 전압이득 A v MultiSim 시뮬레이션전압 이득 A v ( 표 6.3) 비교 10 100 1k 10k 100k - 표 6.7 로부터전압이득의변화가없는주파수영역을추정하고그때의 전압이득의 0.7 배되는주파수인임계주파수 f c 를찾으시오. f c =?

- ELVIS II 로측정한임계주파수와 MultiSim 에서찾은임계주파수 (4.Pre-Lab( 예비 실험 ) 참고 ) 를비교하시오. (4) 연산증폭기의가산기, 미분기, 적분기회로들의입, 출력파형을 log 해서 얻은데이터를 Excel 에서불러서그래프로출력하시오. 6. Post-Lab( 실험후과정 ) 1. Pre-Lab(4 절 ) 에서 MultiSim 으로시뮬레이션한데이터와 In-Lab(5 절 ) 에서 NI ELVIS II 로측정한데이터를비교하시오. - 표 6.6 와표 6.7 을보고비교하시오. - 미분기와적분기의임계주파수를비교하시오. 2. Excel 을이용해서시뮬레이션데이터와측정데이터를하나의그래프로그려서비 교하시오.