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디지털 오실로스코프를 이용한 파형측정과 데이터 획득
1. 목 적
RC 저역통과 및 고역통과 필터의 주파수 특성을 이해시킨다.
2. 관련이론
어느 주파수 범위에서 어떻게 회로가 동작 특성을 나타내는가를 결정하기 위해서는 희망하는 주파수 대역에 대한 전압 그래프를 작성하는 것이 좋다. (a)는 일반적인 저역통과 필터의 특성을 나타내었으며 그림 (b)는 고역통과 필터의 특성이다.
AR
1
frequency
AR
1
frequency
그림 (a) 그림(b)
1) Low Pass Filter
컷오프 주파수(CF)보다 아래 주파수대를 통과하기 쉬운 특성을 가지고 있습니다.
CF보다 큰 주파수는 감쇄시키며, 통과대역의 이상의 주파수에서는 응답이 0으로 떨어지게 됩니다. 실제 필터 응답은 필터의 RC회로의 숫자로 표현되는 용어인 극점의 수에 의존하게 됩니다.
2) High Pass Filter
고역통과 필터 응답은 CF이하의 신호는 감쇠시키거나 저지하고 CF보다 높은 주파수의 신호는 모두 통과시키는 역할을 합니다. 이상적으로 계산될 경우 CF보다 높은 모든 주파수는 통과시키지만 , 실질적으로 기생 캐패시터로 인해 ∞까지 통과시키지 못합니다.
3)CF (Cutoff frequency)
필터 회로에는 주파수에 의해 신호 통과량을 제한하는 기능이 있다. 어떤 주파수의 신호까지는 통과시키지만, 그 이상(또는 그 이하)의 신호는 통과시키지 않는 기능이다. 필터에 일정한 신호 레벨로 주파수를 천천히 올린 신호를 보내어 필터의 출력을 관찰해 보면, 어떤 주파수까지는 일정 레벨의 출력 신호를 얻을 수 있지만, 그 이상의 주파수에서는 출력 레벨이 천천히 변화한다. 일정한 레벨에서 0…(생략)
4)AR (Amplitude Ration)
3. 시료 및 사용기기
① 오실로스코프
② 저주파 신호발생기
③ 디지털 회로시험기
④ 커패시터 : (0.1)
⑤ 저항 : 1K
⑥ 브레드보드
⑦ 함수발생기
4. 실험과정
1) RC회로
①그림과 같이 저역필터의 기능을 갖는 RC회로를 구성한다.
②RC필터의 CF값인 1592Hz를 기준으로 이보다 낮은 주파수, 중간 주파수, 높은 주파수를 임의로 설정한 후 Vs를 차례대로 가한다.
③낮은 주파수를 가했을 때 오실로스코프와 연결된 컴퓨터의 프로그램을 이용해 입력 값 Vs과 출력 값 Vo을 컴퓨터에 저장한다.
④중간 주파수와 높은 주파수일 때도 ③의 과정을 반복한다.
2) CR회로
①그림과 같이 고역필터의 기능을 갖는 CR회로를 구성한다.
②RC필터의 CF값인 1592Hz를 기준으로 이보다 낮은 주파수, 중간 주파수, 높은 주파수를 임의로 설정한 후 Vs를 차례대로 가한다.
③낮은 주파수를 가했을 때 오실로스코프와 연결된 컴퓨터의 프로그램을 이용해 입력 값 Vs과 출력 값 Vo을 컴퓨터에 저장한다.
④중간 주파수와 높은 주파수일 때도 ③의 과정을 반복한다.
5.실험결과
1) CR회로
①200Hz일 때
②1592Hz
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기초공학실험 - 디지털 오실로스코프를 이용한 파형측정과 데이터 획득.hwp
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