Electronics/Electric Circuits
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2011.01.12 Operational Amplifier (Op Amp)
OpAmp? OpAmp는 말 그대로 이름 그대로 연산을 하기 위한 electronic device이다. 기본적으로는 다음과 같이 설명되고 있다. 연산증폭기(operational amplifier)는 연산을 위해서 사용할 수 있는 일종의 차동증폭기이다. 연산 증폭기(operational amplifier)란, 바이폴러 트렌지스터나 FET를 사용하여 이상적 증폭기를 실현시킬 목적으로 만든 아날로그 IC(Integrated Circuit)로서 원래 아날로그 컴퓨터에서 덧셈, 뺄셈, 곱셈, 나눗셈 등을 수행하는 기본 소자로 높은 이득을 가지는 증폭기를 말한다. 전압 또는 전류신호의 더하기, 빼기, 곱하기, 나누기 및 미분, 적분 등의 연산작업에 쓰이기 때문에 연산증폭기라는 이름이 붙었다. 요즈음은 여러 종류의 ..
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2011.01.12 Using Test Source
맨 오른쪽의 가변저항이 1.5W의 전력을 소모하도록 저항의 값을 설정하는 문제다. 먼저 가변저항을 제외한 나머지 부분의 Vth와 Rth를 구해서 회로를 간단하게 한 다음 R0의 전력소모량 W_R0과 R0에 대한 관계식을 세워 R0값을 구하면 된다. 먼저 왼쪽 회로중 100V Voltage Source와 50Ω저항을 Current Source와 저항으로 Source Transform 한다. 그러면 2A의 Current Source와 50Ω 저항이 병렬 상태로 바뀐다. 50Ω저항과 200Ω저항의 병렬연결은 곧 40Ω저항과 같다. 이를 다시 Source Transform 하면 80V와 40Ω저항으로 바뀐다. 40Ω저항은 60Ω저항과 직렬연결된 상태므로 합하여 100Ω이 된다. 회로를 다시 그려보면 위와 같이 ..
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2011.01.10 Mesh-current Method
이전 포스트에서 Loop를 Closed path와 비슷한 것으로 언급했었다. 위에서 보이는 Loop들은 mesh라고 불리며 그 개념은 Closed path와 같다. Loop라는 것은 Vs로부터 R1, R7, R4, R5 를 지나는 path도 포함하지만 mesh는 그것을 포함하지 않는다. 즉, 중간에 어떠한 선도 지나가서는 안되는 path인 것이다. 위에서 보이는 i1, i2, i3, i4는 모두 mesh를 표시한 것이다. Mesh-current Method는 Kirchhoff's Voltage Law를 기반으로 한다. 하나의 mesh에 속하는 어떤 저항에 걸리는 모든 전압값을 구하기 위해서는 그 저항에 흐르는 전류를 먼저 생각해야 한다. 위의 그림에서 R1에 흐르는 전류는 i1 하나뿐이다. 즉 R1의 양..
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2011.01.10 Node-voltage Method
Node-voltage Method는 이전에 다뤘던 Kirchhoff's Current Law를 기반으로 한다. 즉, 하나의 노드에 드나드는 전류의 총 합은 0이라는 이 법칙을 발전시킨 것이다. V1 노드에 집중해보자. V1 노드에는 4개의 연결선이 그려져 있다. 각각 50V의 Voltage Source가 연결되어있는 path, 8Ω 저항, 2Ω저항, 그리고 Dependant Current Source가 연결되어있는 path. 먼저 V1쪽에서 8Ω저항으로 빠지는 전류를 ia 라고 했을때 ia = V1 / 8Ω 이라고 생각할 수 있다. 마찬가지로 모든 path에 대해서 위와 같이 식으로 나타낼 수 있고, 그것들을 모두 더한 값은 0이 되는 것이다. 우리는 V1과 V2에 대해서 각각 아래와 같은 식을 쓸 수..
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2011.01.10 Thevenin Equivalent
위키피디아에 있는 그림이다. 간단한 예제지만 그림을 차례차례 분석하면서 설명하기에 적절한 것 같아서 가져왔다. Thévenin Equivalent는 간단히 말하면 어떤 복잡한 회로를 Voltage Source와 Resistance 두가지로 간단히 압축할 수 있다는 것이다. 회로 전체의 전압 Vth와 저항 Rth를 각각 구하는 것으로 Thévenin Equivalent Circuit을 만들 수 있다. 우리는 먼저 Vth를 구해보도록 하자. Vth는 A점과 B점, 즉 두 Terminal간의 전위차를 나타내는 것이다. 우리는 Node-voltage Method를 이용해서 Vth를 구할 수 있다. 먼저 맨 오른쪽에 있는 R1저항의 경우 A, B 사이가 open circuit (끊어진 상태)이므로 전류가 흐르지 ..
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2011.01.10 Multirange Voltmeter Design
전기전자 실험을 하다보면 Multirange Meter를 많이 이용하게 되는데, 우리는 그걸 간단하게 디자인해 볼 수 있다. 3.44(a) 문제 3.44(a)에서는 무브먼트 자체의 저항값이 무시한다고 가정하고 있다. 따라서 문제는 매우 간단해진다. 먼저, 무브먼트 옆에 표시된 50mV와 1mA는 무브먼트가 정상 작동하는 범위라고 생각하면 된다. 우리는 무브먼트에 이러한 정상 작동범위의 전압과 전류를 보내주기 위해서 R1~R3을 디자인해야 한다. 옆에 표시된 50V, 20V, 2V를 입력되는 전압의 최대값이라고 고려한다면 최대전압일 때 흐르는 전류가 1mA가 되게 하면 된다. 따라서, R1 = 50V / 1mA = 50KΩ 라고 계산할 수 있다. 나머지도 마찬가지 방법으로 계산하면 각각 20KΩ, 2KΩ가..