AReS

PART8연산증폭회로(OP AMP)

실험 4 :차동 증폭기 (Difference Amplifier)

이론

fig8-10

그림 8-10와 같이 OP-Amp의 반전 입력(-)단자와 비반전 입력(+)단자에 동시에 입력전압이 가해질 때, 차동증폭기로 구성된다. V2’점이 접지되고 V2가 "0" 라고 가정하면, 그림 8-2과 유사한 모양이 되어 간단한 반전증폭기로 된다. 출력전압은 다음과 같다.

V_o=-[R_f/R1]V1

다음에 V2’에서 단락회로를 제거하고, 입력신호 V1을 접지시키면 비반전 증폭기로 구성된다. OP-Amp의 실제 입력전압은 V2’가 되는데, 이것은 입력전압 V2를 전압기에서 분할한 전압이다.

V_o=[1+R_f/R1]V2^'=[1+R_f/R1][R3/(R2+R3)]V2

여기서,

V2^'=(R3/(R2+R3))V2

위 식을 결합하면, 차동증폭기에 대한 출력전압이 입력전압 V1과 V2의 함수로 표현된다.

V_o=-[R_f/R1]V1+[1+R_f/R1][R3/(R2+R3)]V2

오른쪽의 첫째 항은 반전된 출력인 반면에, 두 번째 항은 비반전된 출력이 된다. 그림 8-10의 회로가 차동증폭기로 사용될 때, 전압이득(G)은 4개의 저항으로 표현될 수 있다.

R_f=GR1,R_f=R3,R2=R1

4개의 모든 저항이 같을 때, 출력전압은 다음과 같이 된다.

V_o=V2-V1

그래서 출력전압은 V2와 V1의 차가 된다. 이러한 회로는 단위이득(이득이 1.0) 아날로그 감산기라고 한다.

실험 과정

1. 차동 증폭기의 기능을 실험하고 위해 M-08의 회로 –5를 사용한다.

2. 입력단자 5a-5c에는 0.5V, 5b-5c에는 1V를 인가하여 출력 전압을 측정하고 표 8-6에 기록한다.

3. 입력단자 5a-5c에는 1V, 5b-5c에는 0.5V를 인가하여 출력 전압을 측정하고 표 8-6에 기록한다.

4. 두 개의 입력 단자에 표 8-7에 주어진 것과 같이 각각에 대해 교류 입력을 인가하고 각각에 대해 출력 파형을 그려라.

tab1

실험 8-4.1 차동 증폭기 실험 (M-08의 Circuit-5 회로로 구성한다.)

직류 차동 증폭 실험

1.결선방법(M-08의 Circuit-5)

1.전원 결선

내부적으로 연결되어 있다.

2.계측기 결선

Variable Power 결선

전면 패널 Variable Power의 V1 단자와 Circuit-5의 5a 단자 간을 적색선으로(Input-1), V2 단자와 5b 단자 간을 적색선으로(Input-2), COM 단자와 5c 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

Multimeter 결선

전면패널 Multimeter의 High 단자와 Circuit-5의 5f 단자 간을 적색선으로, Low 단자와 5g 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

2.결선도

flash

3.측정 방법

1Touch LCD 패널에서 variable power 을 클릭하고 3CH DC를 선택한다.
arrow 를 클릭하여 V1을 0.5V, V2를 1.0V로 설정하고 on 을 클릭하여 DC를 Circuit-5로 출력한다.
2출력전압 측정
Touch LCD 패널에서 dmm 를 클릭하고 dcv 를 선택하고 지시된 측정값을 표 8-6 해당란에 기록한다.
3Touch LCD 패널 좌측 하단의 quick launch 를 선택하고 Variable Power를 클릭한 다음 3CH DC의 DC Voltage V1과 V2의 arrow left arrow right 를 이용하여 V1(Input-1)=1V, V2(Input-2)=0.5V로 조정하고 DMM의 지시된 측정값을 표 8-6 해당란에 기록한다.

측정이 끝나면 quick launch 화면의 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다.

직류 차동 증폭 실험

1.결선방법(M-08의 Circuit-5)

1.전원 결선

내부적으로 연결되어 있다.

2.계측기 결선

내부 함수 발생기 결선

전면 패널 Signal Output의 BNC단자에 BNC 케이블을 연결하고, 적색 리드선을 Circuit 5의 5a 단자에, 흑색 리드선을 5c 단자에 연결한다. (Input-1)

외부 함수 발생기 결선

함수발생기의 출력 BNC단자에 BNC 케이블을 연결하고, 적색 리드선을 Circuit-5의 5b 단자에, 흑색 리드선을 5c 단자에 연결한다. (Input-2)

Signal Input 결선

전면패널 Signal Input의 CH A의 A+ 단자와 Circuit-5의 5f 단자 간을 적색선으로,, A-단자와 5g 단자 간을 흑색선으로 연결한다.

2.결선도

flash

3.측정 방법

1함수 발생기의 설정
Touch LCD패널에서 analog output 을 선택한 다음, Function Generator의 Amplitude Range를 200mVpp, Amplitude를 amplitude 100% 로 설정하여 출력전압을 200mVpp로 한다.
Signal을 sine으로, Frequency를 100 을 선택하여 출력주파수가 frequency 100% 가 되도록 한 다음 on 을 클릭하여 Function Generator의 출력을 Circuit-5 입력(Input-1)에 가한다.

별도의 함수 발생기는 출력주파수를 1KHz, 출력전압을 100mVpp가 되도록 하여 Circuit-5 입력(Input-2)에 가한다.
2측정
Touch LCD 패널에서 analog input 을 선택한 다음 Oscilloscope 탭에서 다음 그림과과 같이 설정한다.

CH A의 Y-POS를 아래 그림과 같이 마커가 위치하도록 조정하고 표 8-7의 그래프에 파형을 그린다.
3두 개의 입력 단자에 표 8-7에 주어진 것과 같이 각각에 대해 위 과정 1) 2)의 방법으로 교류 입력을 인가하고 각각에 대해 출력 파형을 그린다.

측정이 끝나면 quick launch 화면의 on red 을 클릭하여 출력을 차단한다.