미분회로와 적분회로 이론 및 특성 | 미분회로 파형 적분회로 파형

전자 실험하는데 있어서 미분회로와 적분회로 정말 기본이죠 기본

미분회로와 적분회로의 이론에 대해서 배우고 

삼각파 사각파 싸인파를 적분 미분하면 어떤 결과값이 나오는지 확인해 보도록 하겠습니다. 

 

❏ 실험 제목 : 미분회로와 적분회로

 

❏ 실험의 주요 주제

커패시터를 이용한 미분회로와 인덕터를 이용한 미분회로를 실험한다.

커패시터를 이용한 적분회로와 인덕터를 이용한 적분회로를 실험한다.

❏ 실험 관련 기초 이론

입력파형을 미분하여 출력하는 회로를 미분회로라 하고, 반대로 입력파형을 적분하여 출력하는 회로를 적분회로라 한다. 미분회로와 적분회로는 RC회로나 RL회로 또는 연산증폭기를 이용하여 구성할 수 있다.

구형파를 미분하면, 그림과 같이 (+)와 (-)의 피크를 가진 임펄스 형태의 파형이 나타난다.

또한 구형파를 적분하면, 그림과 같이 삼각파를 얻을 수 있다.

정현파인 사인파의 미분과 적분파형이다. 입력이 사인파이므로 미분파형은 코사인파가 된다. 또한 적분 파형은(-)코사인파가 된다.

 

❏실험 장비

 

 

❏실험1 RC미분회로

(1)실험 회로를 구성하여라.

저항R1=330[Ω], 커패시터 C1=0.33[uF]를 연결하였고

교류전원 V1=300[Hz], 10Vpp의 구형파를 인가하였다.

(2)오실로스코프 화면에 V1과 Vo를 촬영하라.

(3)오실로스코프 V1의 첨두치와 주파수 및 Vo의 첨두치를 측정하여 표에 기록하라.

(4)V1=300[Hz], 10Vpp의 정현파로 바꾸고, 실험과정을 반복하라.

 

파형	V1		V0
	첨두치	주파수	첨두치	주파수
구형파	10Vpp	300Hz	173.6V	측정불가
정현파	10Vpp	300Hz	21.6V	300Hz

 

 

❏실험2 RL 미분회로

(1)실험회로를 구성하여라.

R1=1[KΩ], 인덕터L1=4[mH]를 연결하였고

교류전원 V1=10[KHz], 10Vpp의 구형파를 인가하였다.

(2)오실로스코프 화면에 V1과 Vo를 표시하고 촬영하라.

(3)오실로스코프 V1의 첨두치와 주파수 및 Vo의 첨두치를 측정하여 표에 기록하라.

(4)V1=300[Hz], 10Vpp의 정현파로 바꾸고, 실험과정을 반복하라.

 

파형	V1		V0
	첨두치	주파수	첨두치	주파수
구형파	10Vpp	10Hz	184.8V	측정불가
정현파	10Vpp	10Hz	23.2	10KHz

 

 

 

❏실험3 RC적분회로

(1)실험 회로를 구성 하라.

저항R1=1[KΩ], 커패시터 C1=0.47[uF]를 연결하였고

교류전원 V1=1[KHz], 10Vpp의 구형파를 인가하였다.

(2)오실로스코프 화면에 V1과 Vo를 촬영하라.

(3)오실로스코프 V1의 첨두치와 주파수 및 Vo의 첨두치를 측정하여 표에 기록하라.

(4)V1=1[KHz], 10Vpp의 정현파로 바꾸고, 실험과정을 반복하라.

 

 

파형	V1		V0
	첨두치	주파수	첨두치	주파수
구형파	10Vpp	10KHz	49.6V	1KHz
정현파	10Vpp	10KHz	32.4V	1KHz

 

 

❏실험4 RL적분회로

(1)실험 회로를 구성하라.

 

R1=470[Ω], 인덕터L1=10[mH]를 연결하였고

교류전원 V1=50[KHz], 10Vpp의 구형파를 인가하였다.

(2)오실로스코프 화면에 V1과 Vo를 표시하고 촬영하라.

(3)오실로스코프 V1의 첨두치와 주파수 및 Vo의 첨두치를 측정하여 표에 기록하라.

(4)V1=50[KHz], 10Vpp의 정현파로 바꾸고, 실험과정을 반복하라.

파형	V1		V0
	첨두치	주파수	첨두치	주파수
구형파	10Vpp	50KHz	23.8V	50KHz
정현파	10Vpp	50KHz	15.4V	50KHz

 

 

 

❏ 결과 검토

1. 실험1의 회로에서 V1이 구형파 및 정현파일 때 촬영한 사진을 보이고 Vo가 미분파형인지 확인하라.

   맞는것을 확인 할 수 있다.

2. 실험2의 회로에서 V1이 구형파 및 정현파일 때 촬영한 사진을 보이고 Vo가 미분파형인지 확인하라.

   맞는것을 확인 할 수 있다.

3. 실험3의 회로에서 V1이 구형파 및 정현파일 때 촬영한 사진을 보이고 Vo가 미분파형인지 확인하라.

   맞는것을 확인 할 수 있다.

4. 실험4의 회로에서 V1이 구형파 및 정현파일 때 촬영한 사진을 보이고 Vo가 미분파형인지 확인하라.

   맞는것을 확인 할 수 있다.

 

 

 

 

❏실험에서 배운점

미분회로와 적분회로를 직접 꾸며 보고 오실로스코프로 측정하여 출력파형을 눈을 확인 해 봄으로써 구형파를 입력신호로 보냈을 때와 구형파를 입력신호로 보냈을 때 파형의 차이를 이해할 수 있었고, 사인파를 보냈을때는 미분파형과 적분파형이 x축으로 반전이 일어난 것을 확인 할 수 있었다. 또한 실험 4에서 파형이 이론으로 보았을때는 깨지지 않았는데 오실로 스코프로 확인했을때는 깨져서 나오는 것을 확인 할 수 있었다. 계산식들을 공부해보는 시간도 가져 미분회로와 적분회로라는 주제로 실험을 하여 새로운 지식을 얻었다.