실험05주 - 연산증폭기, 실험방법 (측정 총 9개 항목, 90점)

I. 반전증폭기 측정

1. 궤환증폭기 입출력 저항

ㅇ 출력 저항

- 이론적으로 구할 때: 입력단 전압원 단락, 전류원 개방하고 회로이론 적용

- 측정으로 구할 때: 입력을 인가하고 출력단에서 개방단 전압(Voc), 단락전류(Isc)를 측정

ㅇ 입력 저항

- 이론적으로 구할 때: 출력단 전압원 개방, 전류원 단락하고 회로이론 적용

- 측정으로 구할 때: 입력을 인가하고 입력단자의 전압(Vin)과 입력단자의 전류(Iin) 측정

2. 실험회로 및 측정

ㅇ LM741 연산증폭기의 이득, 입력저항, 출력저항 측정

- 실험회로도 및 LM741 결선도

Vin = 0.1 VDC ; Rin = 1k, Rf = 10 k

Op amp = LM741; +Vs = +12 VDC; -Vs = -12 VDC

(주의사항)

- 연산증폭기에 전원인가시 Ground (0V) 단자가 없음.

- 단뱡항 전원인가시 전원공급기의 0V 단자는 회로의 Ground에 연결

- 양방향 전원인가시 전원공급기 (+) (-) === (+) (-)와 같이 2채널 전원 중 왼쪽 채널의 (-) 단자를 오른쪽 채널 (+) 단자와 도선으로 연결하고 왼쪽 채널 (+) 단자를 연산증폭기의 +Vcc 단자에 연결, 오른쪽 채널 (-) 단자를 연산증폭기의 -Vcc 단자에 연결

- LM741 연산증폭기 Pin-out

- LM741 연산증폭기 Specifications (특성표)

- LM741 증폭기 출력임피던스

- LM741 연산증폭기의 Open-loop Gain

ㅇ 반전 연산증폭기 이득, 입력저항, 출력저항 계산공식

전압이득:

입력저항:

출력저항: (RoA는 op amp 자체의 출력저항)

1) 저항값 측정

Rin = ( ) kΩ, Rf = ( ) kΩ

2) 전압이득 측정

Vin = ( ) V , Vout = ( ) V

전압이득 = Vout/Vin = ( )

3) 입력저항 측정

Vin = ( ) V, Iin = ( ) mA

Rin = Vin/Iin (측정값) = ( ) kΩ

Rin = Vin/Iin (이론값) = ( ) kΩ

4) 출력저항 측정

Vout (open-cicuit) = ( ) VDC, Iout (short-circuit) = ( ) mA

Rout = Vout/Iout (측정값) = ( ) Ω

Rout = RoA || Rf (이론값) = ( ) Ω

5) 주파수 특성 측정

Vin = 0.2 VAC (peak-to-peak), 주파수: 1k, 10k, 100k, 1M, 10M Hz

f (Hz)	1k	10k	100k	1M	10M
Vin VAC(pp)
Vout VAC (pp)
Av (voltage gain)
이론값

참고: pp = peak-to-peak

II. Summing Amplifier

1. 실험회로 및 측정

Op amp = LM741; +Vs = +12 VDC; -Vs = -12 VDC

R1a = 10k, R1b = 10k, R2 = 20k

Vina = TTL square wave, 0-3.61V, 주파수 1kHz (함수발생기의 TTL 출력은 주파수만 조정가능)

Vinb = Sine wave, 2.5 Vpp (peak-to-peak)(함수발생기 설정), 주파수 1kHz, Offset = 0, Phase = 90° (sine 함수 파형이 왼쪽으로 1/4 주기 이동)

(참고) 함수발생기 파형 진폭을 2.5Vpp로 설정한 경우 출력에 50Ω이 연결된 경우 2.5Vpp, 10kΩ/10MΩ과 같이 큰 저항 연결시 5.0Vpp

1) Vina, Vinb 파형 도시

2) Vina, Vinb 의 peak-to-peak 전압측정

Vina = ( ) V (peak-to-peak)

Vout = ( ) V (peak-to-peak)

3) Vina, Vout파형 도시

4) Vout 의 peak-to-peak 전압측정

Vout = ( ) V (peak-to-peak)