기초회로 실험 레포트 PART1 기본 장비 사용법

기초회로 실험 레포트 PART1 기본 장비 사용법

전자공학을 입학하고 2학년이 되면 가장 큰 어려움은 전공이다.

1학년 때 들었던 수업과는 완전 별개의 난이도가 다가오게 된다.

그런 의미에서 이러한 블로그를 운영하면서 대학생 전자공학도를 돕고자 한다

<기초회로 실험 레포트>

 

 

 

 

 

 

실험 제목 : 기본 장비 사용법

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 실험 목적

1. 실험에서 자주 사용되는 장비의 사용법과 동작원리 이해

2. 아날로그 및 디지털 멀티미터

3. 오실로스코프

4. 함수 발생기

5. 직류전원 공급 장치

6. 브레드 보드

 

 이론

1. 멀티미터 : 측정괸 전압을 알려진 전류로 나누어 미지의 저항을 구한다. 멀티미터 내부 오프셋 멀티미터 내부의 오차 소스를 제거하기 위해 자동영점조정이 사용된다. 간단히 말한다면 전압 전류 및 저항 등의 값을 하나의 기기로 측정할 수 있게 만들어 준 것이다.

2. 옴의 법칙 : 전압과 저항으로 구성된 폐 회로에서는 전류가 흐른다. 전압이 상수로서 일정하고 저항이 증가 한다면 전류는 감소하게 된다. 또 저항이 일정하고 전압이 증가한다면 저류는 증가하게 될 것이다. 이러한 결과를 바탕으로 전류, 전압, 저항사이의 상호관계를 옴의 법칙이라고 한다.

3. 전류의 법칙 및 전압의 법칙 : 전류의 법칙은 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다는 것이다. 그리고 전압의 법칙은 회로에 가해진 전원전압으로 각 저항에는 흐르는 전류를 합한 것과 같게 된다.

4. 디지털 멀티미터 : 기본적인 기능으로는 직류 전압,전류 측정 교류 전압, 전류 측정, 저항측정이 있습니다. 그 외 기능으로는 주파수 측정C(콘덴서 용량)측정다이오드 순방향 전압측정 온도측정 소음측정 조도측정 TR의 전류증폭률 측정 등이 있습니다. 또한 MAX값, 평균값 ,MIN값 표시, PC와 interface해서 측정값을 지속적으로 PC에 보내어 그래프로 보여주는 기능도 있다.

5. 직류전원공급장치 : 아답터를 말한다. 교류전원 220V에서 사용자가 원하는 안정된 직류전원를 공급해 주는 전원장치이다. 전원공급장치는 크게 변압기와 리플제어 부분+정류장치로 이루어집니다. 전원공급장치는 영어로 파워서플라이라고도 불립니다. 전자제품에 주로 달려 있습니다. 다시 핸드폰 충전기를 예를들어 설명하자면 가정에서 쓰는 콘센트에서 교류 220V가 흐릅니다. 핸드폰 밧데리를 충전하는데, 직류전압 5V가 필요하다고 가정합시다. 그러면 핸드폰 아답터가 교류220V에서 직류전원 5V로 전압을 전환시켜줍니다.그래서 휴대폰 밧데리를 충전할수 있게 전압을 바꾸어 주는 역활을 합니다.

 

 

 사용 장비 및 부품

1. 함수 발생기

2. 오실로스코프

3. 전원공급장치

4. 디지털 멀티미터

5. 저항 : 10Ω(1개), 51Ω(1개), 10kΩ(2개), 22kΩ(1개)

 

 실험 방법

1-1 실험1 : 오실로스코프

 

 

1-3 실험 방법

1) 오실로스코프 프로브를 x1로 놓고 프로브 검사 마법사를 실행하고 그 결과를 관찰하라, 2) 오실로스코프 프로브를 x10으로 놓고 프로브 검사 마법사를 실행하고 그 결과를 관찰하라, 3) 오실로스코프 프로브 보정단자에 프로브를 연결하고 파형을 관찰하라, 아울러 화면에 2 주기가 나타나도록 조정하고 주파수와 전압 크기를 조사하라.

2-1 실험2 : 함수발생기

 

2-3 실험 방법

1) 오실로스코프를 이용하여 함수발생기에서 평균이 0이고 피크치가 2V이고, 주파수가 1kHz 인 정현파를 출력시키고, 오실로스코프로 관찰하라.

2) 오실로스코프를 이용하여 함수 발생기에서 평균값이 2V이고 피크치가 5V 이고, 주파수가 2kHz인 구형파를 출력시켜고, 오실로스코프로 관찰하라.

3-1 실험3 : 전원공급장치

3-2 실험 회로도

 

3-3 실험 방법

1) +10V와 +5V를 출력하도록 전원 공급 장치를 조정하라.

2) +15V와 –15V를 출력하도록 전원 공급 장치를 조정하라.

4-1 실험4 : 디지털 멀티미터

4-2 실험 회로도

4-3 실험 방법

1) 위의 4-2 실험 회로도 같은 전압 V1, V2와 전류 I1, I2, I3를 디지털 멀티미터를 사용하여 측정하라.

2) 위의 회로에서 전압 V1, V2을 오실로스코프를 이용하여 측정하라.

 

 예비 보고 사항

1. 오실로스코프의 동작 원리를 가능한 자세히 설명하라.

 

오실로스코프는 눈으로 직접 형광면상의 파형을 관측할 수 있으며, 또 사진촬영에 의한 기록 등도 할 수 있다. 브라운관은 전자빔의 편향 방법에 따라 전자기편향과 정전기편향으로 나뉜다. 전자기편향은 편향코일의 인덕턴스와 전력손실이 크기 때문에 불규칙하게 변화하는 신호파형을 잘 나타내기 어렵다. 이 때문에 휘도변조를 이용하는 텔레비전 이외에는 잘 사용되지 않고, 오실로스코프에는 정전기편향이 널리 사용된다. 보통 반복되는 파형을 관측할 때는 브라운관의 수평편향판 사이에 톱니파전압을 가하여 형광면상의 광점을 왼쪽에서 오른쪽으로 수평이 되게 일정한 속도로 이동시키고 그 동안에 입력신호를 수직편향판 사이에 가하여 파형을 그릴 수 있다. 스위프의 주기를 입력신호의 주기와 일치시키거나 또는 정수배로 하면, 위의 동작이 반복되어 1주기 또는 정수배주기의 파형을 브라운관면상에 정지시킬 수 있다. 그러나 이 방법으로는 일정한 주기가 없는 불규칙한 파형의 관측이나 입력신호 파형의 부분적인 확대는 곤란하다. 이것을 가능하게 한 것이 트리거스위프방식이다. 트리거스위프방식은 싱크로스코프라고도 하는데, 톱니파전압발생회로 앞에 게이트신호발생회로를 설치하여 입력신호가 있을 때만 동기펄스를 발생시켜 톱니파전압발생회로를 시동시킨다. 결국 미리 설정되어 있는 수준 이상이 입력되지 않으면 스위프는 일어나지 않고, 광점은 브라운관면상에서 왼쪽 끝에 정지해 있기 때문에 단발의 현상과 불규칙한 현상의 관측도 쉽게 할 수 있다. 또 지연회로를 게이트신호발생회로 앞에 설치한 것은 파형의 중간부터 스위프를 시작할 수 있기 때문에 그 부분을 자세히 관측할 수 있다. 또 지연회로를 수직축증폭회로 앞에 설치하면 입력신호의 시작 부분이 브라운관면 중앙으로 이동해 그 부분을 충분히 확대, 관측할 수 있다. 결론적으로 2개의 현상을 동시에 관측하여 하나의 브라운관면에 동시에 그리도록 한 오실로스코프이다. 하나의 브라운관 내에 전자총·수직축편향판을 각각 2쌍씩 갖춘 2소자형과 보통인 1소자형 브라운관의 수직편향판에, 2개의 입력신호를 교대로 전환하여 가함으로써 2개의 파형을 얻는 방식이 있다. 2소자형에는 각 소자에 대해 전환하는 식으로 된 4현상관측용인 것도 있다. 보통의 오실로스코프와는 전혀 다른 샘플링방식으로 파형을 그린다. 축적오실로스코프 축적관이라는 특수한 브라운관을 이용하여 관측 파형을 기억시켜 두고 필요할 때 재연할 수 있도록 한 것이다. 요즘은 입력신호를 디지털화하여 디지털메모리에 기억시켜 필요할 때 읽어내어 적당한 오실로스코프로 관측하는 방법이 사용된다.

 

2. 오실로스코프에서 트리거링에 대해 설명하라.

 

오실로스코프의 트리거링에 대해 설명 할려면 왜 트리거링이 되는지를 알아야 한다. 그 이유는 전자빔에 매번 같은 경로로 그려지는데에 따르는 것에서 찾아 볼 수 가 있다. 만약 트리거링이 없다면 무작위의 지점에서 시작하는 뒤범벅된 파형들만이 화면상에 나타날 것이다. 매번 시간축은 입력 신호가 시작하는 지점을 정확하게 지정하는 동기회로에 의해 소인이 시작된다.

 

3. 오실로스코프에서 가로 축에 톱니파를 인가하는 이유에 설명하라.

 

우선 톱니파란 시간과 함께 직선적으로 증가하는 파형이다. 따라서 스위프 속도는 가로축의 단위의 길이 당 시간으로 나타나므로 관측 파형상의 2점 간의 시간은 쉽게 측정할 수 있기 때문이다.

 

 

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