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  • [전자, 전자회로실험] Opamp 발진회로

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  • 등록인 jihyekwon
  • 등록/수정일 09.06.05 / 09.06.05
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cad로 각 시뮬레이션을 돌린 결과도 캡쳐해서 작성했기 때문에
바로 그대로 제출해도 손색이 없는 자료입니다. [이용대상]
본문일부/목차
1. 사전 지식
1.1. 발진 회로
① 발진 회로의 개념 : 되먹임 증폭회로에서 양되먹임이 되면 외부의 입력 없이 증폭작용이 계속되는데 이와 같은 증폭 작용을 이용하여 전기 진동을 발생시키는 회로(되먹임 발진 회로). 외부의 입력 없이 회로 자체에서 교류 파형(주파수)을 얻는 회로.
* 발진의 원리
① 발진 조건
a. 위상 조건 : 입력 Vi 와 출력 Vf가 동위상 b. 이득 조건 - 증폭도 : Af=A/(1-βA) - 바크하우젠(Barkhausen)의 발진 조건(발진 안정) :│Aβ│=1 - 발진의 성장 조건 : │Aβ│≥1 - 발진의 소멸 조건 : │Aβ│≤1
② 3 리액턴스 일반형
a. Z1, Z2, Z3 : 리액턴스 소자 b. X1+X2+X3=0 조건을 만족 c. 발진 조건 : X3<0(용량성)일 때, X1, X2>0(유도성) X3>0(유도성)일 때, X1, X2<0(용량성)
1.2. Wein-bridge oscillators
0.001 Hz 정도의 초저주파부터 10 MHz 정도의 고주파까지의 사인파 발진에 널리 사용된다. C(콘덴서) 및 R(저항)의 병렬소자와 직렬소자를 포함하는 빈브리지, 그리고 차동증폭기로 구성된다. 파형의 변형이 적고 진폭이 안정된 시험발진기에 적합하다.
이 회로의 출력으로 사인파가 발진하는 조건을 구해보자. R1과 C1의 직렬연결부와 R2와 C2의 병렬연결부의 임피던스를 각각 Z1, Z2라 할때 다음이 얻어진다.
여기서 ω는 각 진동수로 주파수 f 와 ω=2πf 관계를 만족한다.
Op Amp의 입력저항 무한대의 조건에서 Op Amp 3번 + 단자의 전압 V3은 다음과 같이 된다.
=
그리고 2번 - 단자의 V2는
이다. 여기서 β=R4/(R3+R4)는 귀환 계수라 한다.
그런데 Op Amp의 가상단락의 성립에 의해 V2와 V3는 같기 때문에 다음 식이 얻어 진다.
{} =
이 두식이 같기위해 좌변의 허수부가 0이 되어야 하며, 따라서 아래의 발진 주파수로 발진이 일어난다.
또 식 (14.5)의 실수부분이 같기 위해서 β가 다음을 만족해야 한다.
이 β값은 발진 지속조건을 결정하며 경우 β=1/3일때 일정한 진폭으로 발진한다.
1.3. Multivibrator
트랜지스터 또는 진공관의 2단 저항증폭기의 출력을 서로의 입력측에 양의 되먹임(feedback)시킴으로써 온·오프 상태를 번갈아 되풀이하는 발진기. 논리회로의 짜맞춤에 의해서도 구성된다. 출력파형은 거의 사각형인데, 되먹임의 결합회로에 따라 비안정형·단안정형·쌍안정형 다중발진기가 있다. 비안정형은 2개의 증폭기의 결합이 콘덴서에 의한 교류결합이고, 저항과 콘덴서의 곱에 대응한 주기로 반복적 파형이 형성된다.
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