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다이오드 리미터 결과 Report

첨부파일 : 다이오드 리미터 결과.hwp
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다이오드 리미터 결과



다이오드 리미터

1. 실험목적

이번 실험의 목적은 신호전압에서 어떤 수준 이상 또는 이하가 되는 값을 제거할 때 사용되는 일종의 파형을 다듬는 회로인 다이오드 리미터의 동작을 살펴보는 것에 있다.
제거하는 수준은 다이오드의 장벽전위와 같을 수 있고 직류전원장치를 이용하여 다르게 할 수도 있다.
파형을 자르는 기능을 갖기 때문에 리미터는 클리퍼(clipper)라고 부르기도 한다.

2. 배선(회로)도

< 그림 1 > <그림 3 >

< 그림 2 > <그림 4 >

3. 실험에 사용한 소요부품 및 장비

소요부품 및 장비 이름

갯 수

저항(1/4W) 15㏀

1개

1N4001 실리콘 정류다이오드

1개

가변저항기 또는 10회전 트림포트 1㏀

1개

소요부품 및 장비 이름

갯 수

2채널 오실로스코프(oscilloscope)

: Lecroy Wave surfer 432

1대

0-15V직류전원장치(DC power supply)

: Agilent E3620A

1대

신호발생기(Function / Arbitrary Waveform generator)

: Agilent 33220A

1대

브레드보드

1개

4. 실험과정

실험1. (그림 1참조)

1) 앞장에 있는 구성도와 같이 리미터 회로를 결선하고 오실로스코프를 다음과 같이 조정한다.

채널 1과 2 : 1v/division, 직류결합

시간배율 : 1ms/division

브레드보드에 어떤 신호원도 연결하지 않은 채 오실로스코프의 표시창에 나타나는 두 개의 선을 수직눈금의 중간, 즉 0점의 위치에 일치시켜 놓는다.

3) 0점으로 일치시켜 놓은 후에 신호원을 브레드보드에 연결하고 신호원의 손잡이를 조절하여 200㎐의 주파수에서 첨두간 전압이 6V가 되도록 하고 실험 마지막 부분의 데이터 기록을 위한 페이지에 클리핑된 파형을 (+)와 (-) 최대값을 기록한다.

실험2. (그림 2참조)

1) 그림 2와 같이 회로에서 신호발생기를 떼어내고 다이오드의 극성을 반대로 연결한다.

2) 극성을 반대로 연결하고 앞의 순서에서 관찰한 파형과 지금 관찰한 파형을 비교한 후 이 실험 마지막 부분의 데이터기록을 위한 클리핑 된 파형을 (+)와 (-) 최대값을 표시하여 넣는다.

실험3. (그림 3참조)

1) 앞의 그림 3과 같이 회로를 결선한다.
그 후 브레드보드에 전원을 연결하고 가변저항기를 조절하여 VDC가 +1.5V가 되도록 한다.
다음으로 신호원을 브레드보드에 연결하고 첨두간 전압이 6V가 되도록 조절한 후 리미터의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.

2) 이 상태에서 1㏀ 가변저항기를 점점 변화시켜 클리핑되는 정도를 관찰하여 기록한다.

실험4. (그림 4참조)

1) 결선된 회로에 있는 다이오드와 직류전원장치의 극성을 그림 4와 같이 반대로 연결한다.
그 후 1㏀ 가변저항기를 조절하여 VDC 가 -1.5V가 되도록 한다.
신호발생기를 브레드보드에 연결하고 첨두간 전압이 6V가 되도록 조절한 후 리미터의 출력 파형을 관찰하여 기록한다.

2) 이 상태에서 1㏀ 가변저항기를 점점 변화시켜 클리핑되는 정도를 관찰하여 기록한다.

5. 데이터표

< (+) 리미터의 파형 >

< (-) 리미터의 파형 >

< +1.5V VDC의 리미터의 파형 >

< -1.5V VDC의 리미터의 파형 >

< +1.5V VDC 이상(약 3V)의 리미터 파형 >

< 데이터-다이오드 리미터 >

리미터의

종류

측 정

Positive limiter

Negative limiter

파형

2V/div, 1ms/div

2V/div, 1ms/div

+1.5V VDC

-1.5V VDC

리미터의 파형

2V/div, 1ms/div

2V/div, 1ms/div

+1.5V VDC

이상(약 +3V)의 리미터파형



2V/div, 1ms/div

Data값에 대한 분석(결론)

먼저 실험 1에 대해 분석해 보도록 하겠다.
이번 실험은 그럼 1과 같이 회로를 구성하여 다이오드를 이용한 리미터(또는 Clipper)의 역할 및 특징에 대해 간단히 알아보는 실험이었다.

우선 오실로스코프를 다음과 같이 연결한 것은 채널 2개를 동시에 이용하여 채널 1은 저항과 다이오드를 거치지 않은, 즉 전압원에서 바로 나오는 신호를 측정하는 것이었고, 채널 2는 다이오드 양단에 걸리는 전압을 측정하려는 것이었다.
회로를 자세히 분석해 보면, 전압원과 저항과 다이오드가 각각 직렬로 연결되어 하나의 폐회로를 형성하는 것을 확인할 수가 있으며, 여기서 전압원에서 6Vpk의 전형적인 정현파가 나온다고 가정하면, 처음 양의 반주기동안은 cathode쪽에 접지가 연결되어 있으므로 다이오드는 anode쪽이 더 높은 전압이 인가되게 되고 결국은 순방향 바이어스가 되어 전류가 흐름을 알 수 있다.
이때 이론적으로 보면 순방향 바이어스된 실리콘 다이오드에서는 약 0.7V의 전압강하가 발생하게 되고 결국 5.3Vpk 정도가 다이오드 앞단의 저항에 인가되게 될 것이다.
다음으로 입력파형의 나머지 음의 반주기동안은 cathode쪽이 anode에 비해 더 높은 전압이 걸리게 되므로 결국은 역방향 바이어스가 되어 전류가 흐르지 않는 개방회로가 됨을 알 수 있다.
이때 이론적으로 보면 역방향 바이어스된 실리콘 다이오드에서는 ∞의 전항이 걸리게 되고, 다시 말해 인가된 전압(6Vpk)이 모두 다이오드에 걸리게 된다.
이러한 원리를 바탕으로 실험 1의 결과 그래프를 보면 좀 더 이해하기 쉬울 것이라 예상한다.
그래프의 DATA를 살펴보면 우선 처음의 양의 반주기 동안에는 순방향 바이어스된 다이오드 때문에 다이오드에서의 전압강하는 0.7V이며, 각각의 채널로 파형을 측정한 결과 채널 1은 전압에서 나오는 신호를 바로 측정한 것이고 그 값은 실제 12.06Vp-p(6.03Vpk)으로 이론적인 6Vpk값과 0.3V의 오차를 제외하고는 일치하는 것을 확인할 수 있었고, 채널 2에서는 다이오드 양단간의 전압을 측정하는 것으로써, 실제 0.619V로 이론적인 0.7V값과 0.08V의 오차를 제외하고는 일치하는 것을 확인할 수 있었다.
또한 나머지 음의 반주기 동안에는 전압원에서 나오는 신호는 변함이 없기 때문에 채널 1의 값은 변함이 없었고, … Report



..... (중략)






제목 : 다이오드 리미터 결과 Report
출처 : 레포트서치 자료실



[문서정보]

문서분량 : 9 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 다이오드 리미터 결과
파일이름 : 다이오드 리미터 결과.hwp
키워드 : 다이오드,리미터,결



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