기계공학실험 | 수동형 신호 조화 회로 실험

 

 

 

TIP

 

 

정밀 계측이나 시스템 제어를 위해서는 측정된 신호의 상태를 개선하는 신호 조화 기능이 필요. 본 실험에서는 수동 소자만을 사용하여 구성 가능한 High Pass Filter (혹은 미분기)와 Low Pass Filter (혹은 적분기)의 기본적인 원리를 이해하고, 회로 구성을 통해 각 필터의 특성을 직접 경험한다. 또한, 본 실험에 사용되는 주요 기기들의 사용법을 익힌다.

 

 

 

키르히호프 법칙

1. 키르히호프 제 1법칙(전류 법칙)

접합점법칙 또는 전류법칙이라고 한다. 회로 내의 어느 점을 취해도 그곳에 흘러들어오거나(+) 흘러나가는(-) 전류를 음양의 부호를 붙여 구별하면, 들어오고 나가는 전류의 총계는 0이 된다. 즉, 전류가 흐르는 길에서 들어오는 전류와 나가는 전류의 합이 같다. 제1법칙은 전하가 접합점에서 저절로 생기거나 없어지지 않는다는 전하보존법칙에 근거를 둔다.

 

2. 키르히호프 제 2법칙(전압 법칙)

폐회로 법칙, 고리법칙 또는 전압법칙이라고 한다. 임의의 닫힌 회로에서 회로 내의 모든 전위차의 합은 0이다. 즉, 임의의 폐회로를 따라 한 바퀴 돌 때 그 회로의 기전력의 총합은 각 저항에 의한 전압강하의 총합과 같다. 먼저 회로의 도는 방향을 정하고 그 방향으로 돌아가는 기전력과 전압강하의 부호를 정한다. 전류와 저항과의 곱의 총계는 그 속에 포함된 기전력의 총계와 같다. 이 법칙은 직류와 교류 모두 적용할 수 있으며, 저항 외엔 인덕턴스, 콘덴서를 포함하거나 저항을 임피던스로 바꿀 수 있다. 제2법칙은 에너지 보존법칙에 근거를 둔다.

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실험 방법

1. 수동형 미분기

1) 다음과 같이 회로를 구성한다.

 

2) 오실로스코프로 함수 발생기의 신호 파형을 확인한다.

 

3) 상기 신호를 회로의 입력부에 연결한다.

4) 필터를 거친 출력신호의 파형을 오실로스코프로 확인한다.

 

5) 입력파의 주파수를 변경해가면서 출력파의 변화를 확인한다.

 

6) 상기 실험 과정 및 결과를 기록한다.(R값, C값, Bode 선도 포함)

 

2. 수동형 적분기

1) 다음과 같이 회로를 구성한다.

 

2) 오실로스코프로 함수 발생기의 신호 파형을 확인한다.

 

3) 상기 신호를 회로의 입력부에 연결한다.

 

4) 필터를 거친 출력신호의 파형을 오실로스코프로 확인한다.

 

5) 입력파의 주파수를 변경해가면서 출력파의 변화를 확인한다.

 

6) 상기 실험 과정 및 결과를 기록한다.(R값, C값, Bode 선도 포함)

 

 

 

[기계공학실험]수동형 신호 조화 회로 실험 레포트