[자연과학] 실험보고서 - 함수발생기 및 오실로스코프 사용법

함수발생기 및 오실로스코프 사용법

1. 실험 목적

(1) 함수발생기의 사용법과 파형에 대한 기본적인 용어를 익힌다.

(2) 오실로스코프의 사용법을 익힌다.

2. 이론

(1) 함수발생기(function generator)

정현파, 펄스파, 톱니파, 삼각파 등의 신호 전압을 발생하는 장치. 전기 회로 실험에 널리 쓰이는 장비. 함수발생기 전면에 있는 knob 또는 button을 이용해 파형의 주파수, 오프셋 전압, 첨두간 전압(peak-to-peak voltage), 대칭도(symmetry) 등을 조절할 수 있다. 다음은 오프셋 전압이 0인 정현파의 예를 수식으로 표현한 것이다.
: 위상 : 각 주파수 : 첨두간 전압
첨두간 전압()과 실효 전압(Vrms)간에는 다음의 관계가 성립한다.
Vrms
펄스의 상승 시간 및 하강 시간은 펄스 진폭의 10%에서 90% 사이를 전이하는 데 소모되는 시간으로 신호의 -3dB 대역폭()과, RC 저역통과 필터의 시정수(RC)와는 다음의 관계가 성립한다.
펄스 파형의 ON time을 주기로 나누고, 이를 백분율로 나타낸 것을 Duty cycle이라 한다.
Duty cycle
함수발생기는 유한한 내부…(생략)

3. RANGE(Hz) : 주파수 범위 선택, 8번의 주파수 조정다이알의 값과 곱해져 주파수 지령 만듬

4. FUNCTION : 정현파, 삼각파, 구형파(SQUARE WAVE) 출력 선택

5. ATT(Attenuator) : 출력 레벨을 -20dB 만큼 감쇠하는 선택 스위치

6. Zo : 출력 저항 선택 스위치(50Ω, 600Ω)

7. O.F : 입력 주파수 카운터시 주파수 범위 오버플로우 지시기(주파수 범위가 오버된 것을 지시, 이 때 RANGE를 상향 조절한다.)

8. FREQUENCY(DIAL) : 주파수 범위와 곱해져 정확한 입출력 신호의 주파수를 지정한다.(0.02Hz - 2Hz 범위의 주파수 세팅은 1번의 디스플레이 장치에 표시 되지 않으므로 이 다이얼을 통해 정확히 조절해야 한다.)

9. GATE TIME INDICATOR

10. Hz, KHz, MHz 지시기

11. EXT COUNTER : 주파수카운터 기능을 이용할 때 외부 신호가 입력되는 곳으로 BNC 타입으로 되어 있다. 이의 측정을 위해서는 2번의 INT/EXT 스위치를 PUSH IN 한다.

12. SWEEP RATE : 내부 스위프발생기를 위한 온-오프 스위치로 내부 스위프발생기의 스위프율을 조정한다. 스위프 파형이란 지정파형(삼각, 구형, 정현파형)의 주파수가 선형적 또는 대수적으로 초기 지정주파수에서 최종 스톱주파수까지 주파수변화를 일으키면서 발생되는 것을 말한다. 이런 파형은 FM 변조 뿐 만 아니라 입력으로 다양한 주파수대역을 갖는 신호를 순서적으로 인가할 수 있어 주파수 응답을 관찰하는데 있어서도 유효하다. 스위프율은 초기주파수발생과 스톱주파수발생사 이의 시간을 지정하는 것으로 이값을 크게 할 수록 지정 범위의 주파수 변화가 더 빨리 일어난다.

13. SWEEP WIDTH : 스위프의 크기를 제어한다.

14. VCF IN : 출력신호의 주파수 및 스위프율을 제어할 수 있는 아날로그 전압이 인가되는 BNC 입력단이다.(이 함수발생기는 외부 전압에 의해 스위프율 및 출력신호의 주파수를 제어할 수 있는 기능이 있다.) 이 기능을 사용할 때 14번 스위프율 조절 스위치는 오프한다.

15. SYM PULL : 출력파형의 대칭성을 1:1에서 4:1 까지 이 푸쉬/풀 스위치로 조절한다. 이것은 양의 부분과 음의 레벨부분이 대칭성을