Operational Amplifier Application 2(결과)

소개글

o OP-AMP를 이용하여 Active Filter를 구성하고 이 회로들의 주파수 응답 특성들을 실험한다.
1. Active Filter
2. OP-AMP 응용 회로 실험 : 2계 저주파 능동 필터
3. OP-AMP 응용 회로 실험 : 2계 고주파 능동 필터

목차

Title
1. 실험제목
2. 실험목적
Name
Results & Simulatio
Discussion

본문내용

Title
1. 실험제목 : Operational Amplifier ApplicationⅡ
2. 실험목적
o OP-AMP를 이용하여 능동필터 (Active Filter)를 구성하고 이 회로들의 주파수 응답 특성들을 실험한다.

Results & Simulation

<실험 1> OP-AMPLIFIER 응용 회로 실험 : 저주파 능동 필터(1차)

<그림1. 저주파 능동 필터 회로>

A. 위의 그림과 같은 구조로 1차 능동 저주파 통과필터를 구현하였다. Cut-Off Frequency가 30kHz, 저주파대역에서의 전압이득이 2가 되도록 회로를 설계하고, 10Hz~100kHz 영역에서 Bode Plot을 도시하시오.
위에서 제시된 표와 도시된 Bode plot을 통해 알 수 있듯이 약 30KHz 부근에서 최대값 보다 3dB 떨어짐을 볼 수 있다. 또한 저주파 대역 일 때, 전압이득이 2가 나옴을 확인 할 수 있었다. 이 때, 우리는 예비 레포트를 통하여 구하였던 이 때 을 5㏀으로 정하고, 는 10㏀, C는 0.53nF의 소자 값을 이용하였다. 저항과 커패시터 등의 소자 내부의 오차로 인하여 Simulation과 정확히 일치하지는 않지만, 전체적인 틀은 일치함을 알 수 있다.


이번 실험은 저주파 능동 통과필터 회로를 이용하여, 입력 주파수 변화에 따른 그 출력변화를 확인해 보는 실험 이었다. 우선 1KHz에서는 1.96V/V의 값을 갖게 되는데 이는 실험 1-(A) 번에서 확인 하였듯이 1KHz가 Cut-off 주파수보다 작기 때문이라는 것을 알 수 있다. 하지만 Cut-off 주파수인 30KHz를 크게 벗어난 고주파인 80KHz에서는 0.75V/V로 Gain이 매우 감소함을 확인 할 수 있다. 이는 저주파 대역에서는 입력전압이 필터링 되는 크기가 작아 출력 전압으로 거의 전달되게 되며, Cut-off 주파수를 훨씬 뛰어넘는 고주파에서는 대부분 필터링 되기 때문에, 저역통과 필터로 제대로 동작함을 알 수 있다.

참고 자료

o Microelectronic Circuits (Sedra & Smith)
o Semiconductor Device Fundamentals