[토끼] 연산 증폭기 실험 OP AMP, 비교기, 슈미트트리거, 적분기, peakdetector 등

소개글

실험7. OP AMP실험
OP Amp는 높은 이득을 갖는 차동 선형 증폭기로서 가산기,적분기,미분기 등과 같은 수학적 동작을 수행하며, 또한 영상 또는 음성 증폭기,발진기 등과 같은 응용에도 많이 사용된다.

실험1.(증폭회로) OP-AMP의 가장 기본적인 회로는 반전과 비반전 증폭회로이다. 다음 1,2번 그림과 같이 비반전증폭회로와 반전 증폭회로를 구성하고 외부 저항에 따른 이득의 변화를 실험하라. 또한 OPAMP의 Slew-Rate를 측정하라. 입력 전압이 DC일 때 저항양단의 전압강하를 이용하여 전류의 흐름을 도시하라.

실험2.(Offset 전압) 이상적이지 않은 OP-AMP는 Offset 전압을 가진다. 2번그림의 반전 증폭회로 에서 입력을 모두 GND로 한 상황에서 Offset 전압을 고찰하라. 또한 3번그림과 같이 ‘+’입력단자에 저항을 연결한 후 입력을 모두 GND로 한 상태에서 Offset 전압을 고찰하라. 차이점을 관찰하고 원인을 분석하라.

실험3.(Comparator) 4번그림과 5번그림은 비교기의 회로이다. 동작을 확인하고 4번과 5번그림의 회로의 차이를 분석하라.(5번에서의 Vref는 Zener정전압원의 출력이다.)

실험4.(Peak Detector) 아래의 Peak Detector의 회로를 이해하고, 동작을 확인하라

실험5.(적분기) 아래의 적분기의 회로를 이해하고, 설계하고, 동작을 확인하라. 입력을 구형파,삼각파를 넣었을 때 출력을 확인하라

목차

1. Title
2. Name
3. Abstract
4. BackGround
5. Simulation
6. result
7. Analysis
8. Conclusion

본문내용

4. Background
* Operational Amplifier(연산증폭기)

OP Amp란 용어는 Operational amplifier의 약자로서 초기에 주로 가산, 감산, 미분, 적분 같은 수학적인 연산(operation)에 사용되어서 이 같은 이름이 붙여지게 되었다. 현재 Amplifier라는 것들은 입력되고 출력되는 신호가 무엇인지에 따라 다음의 네 가지 종류가 있다.

1) Voltage ( voltage in / voltage out )

2) Current ( current in / current in )

3) Transresistance ( current in / voltage out )

4) Transconductance ( voltage in / current out )

Linear amplifier인 경우에는 output signal = A * input signal 의 관계가 성립하는데 여기에서 A를 Gain이라고 한다.

위의 그림은 일반적인 OP Amp를 두개의 테프난(Thevenin) 등가회로로 근사시킨 것이다. Source부분에서 가 0이고 저항 를 가지는 테프난회로와 Load단 부분에서 가 종속전압원인 AVd이며 저항은 을 가지는 테프난등가회로가 존재함을 알 수 있다.

이상적 연상증폭기(Ideal OP Amp)
이상적인 OP Amp의 경우 여러 가지 특징이 있다.

첫 번째, 입력저항이 무한대이며 출력 저항이 제로이다. (Ri=∞, Ro=0)

두 번째, 증폭비 즉 전압이득이 무한대이다. (A=∞)

세 번째, 두 개의 입력단자로 들어가는 전류가 없다. 이것의 의미는 입력 단자로 전류가 틀어갈 수 없다는 뜻이다. 왜냐하면 입력저항이 무한대이기 때문에 회로 안으로 흘러 들어가는 전류가 있을 수 없다. (i1=0, i2=0)

네 번째, (+)표시가 된 입력단자와 (-)표시가 된 입력 단자 두 개가 있으며 두 전압의 차이 가 A배 증폭되어 출력으로 나타나게 된다. (vo=Avd= A(v2-v1))

참고 자료

Microelectronic circuits, 저자: Adel S. Sedra, Kenneth C. Smith Chater 2 operation amplifier : pg 71 ~ pg 138
Electronic Design,저자: C. J. SAVANT, Jr Chater 8,9,10 OP AMP: pg 319 ~ pg 481
Pspice 기초와 활용 저자: 조용범, 목형수, 최평