보고서 설명

● 실험의 목표
OPAMP를 이용하여 GAIN 20dB, SNR 90%, BANDWIDTH 10KHz의 조건을 만족하는 증폭기를 설계한다.

● 기본 이론
⑴ 연산 증폭기
연산 증폭기는 입력단이 차동 증폭기(differential amplifier)로 구성도어 있어 두 입력 단자에 들어온 신호의 차이에 비례하는 전압이 출력되게 되어 있다. 두 입력 단자 가운데 빼어지는 신호가 들어가는 단자를 -로 표시하며 반전 입력 단자라 하고, 원래의 신호가 들어가는 단자를 +로 표시하며 비반전 입력단자라 한다.

본문일부 및 목차

2. SNR 90% 이상
- 주파수 10KHz, 입력 500mV , GAIN 20dB 일때 SNR을 측정해 보았다.
NOISE 는 100mV, SNR은 40dB 가 나오고, 은 99%가 나왔다.
GAIN 에 따른 SNR의 측정에서 GAIN이 높을수록 대체로 SNR이 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.
주파수에 따른 SNR은 변화가 없었다.

3. BAND WIDTH
- 주파수에 따른 출력 전압 측정에서 주파수가 증가함에 따라 전압이 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다. band width는 출력전압의 70% 즉 7V 가 되는 곳의 주파수 인데, 실험적으로는 330KHz가 나왔고, 시뮬레이션에서는 500kHz 정도 나왔다. 시뮬레이션은 이상적인 opamp 이기 때문에 실험값과 차이가 나는 것 같다.
- GAIN 20dB, 입력 500mV 일때, 이 회로의 BAND WIDTH는 330kHz이다.
(설계 목적 10kHz이상 을 만족한다.)
- GAIN에 따른 BAND WIDTH를 측정해 보았다.
GAIN 이 증가함에 따라 BAND WIDTH가 줄어 드는 것을 확인 할 수 있었는데, 이는 LOW-PASS FILTER 의 성질과도 닮아 있었다. OPAMP는 LOW-PASS FILTER의 성질을 가지고 있음을 알 수 있었다.

4. 초기 설계에서 개선 여부
- 초기 설계에서는 R1의 저항을 100Ω으로 하고 실험을 하였으나, 오차에 의한 증폭도의 불균일성으로 인해 측정에 불편한 점이 있었다. 그래서 오차가 적은 1KΩ으로 바꾸어 원하고자 하는 증폭도를 안정하게 얻을 수 있었다.

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