Electronic Engineering 2 1 OrCAD Electronic Engineering 2 2011.5.2 Yoo Han Ha

시뮬레이션 연습(2) R, L, C 기본회로 저항, 콘덴서, 코일 기본속성 저항 분할회로 콘덴서 분할회로 R과 C의 직렬회로(적분회로) L과 R의 직렬회로(적분회로) C와 R의 직렬회로(미분회로) R과 L의 직렬회로(미분회로) C와 L의 직렬회로(진동회로) L과 C의 직렬회로(진동회로)

저항, 콘덴서, 코일 기본속성 R 저항 L 콘덴서 C 코일 문제) 저항, 코일, 콘덴서 3개의 소자에 동일조건의 스텝펄스를 입력했을 경우 각 소자에 흐르는 전류 특성을 동시에 비교하기 위한 회로

회로해석 R1 : I=V/R = 1V/1 = 1A 시뮬레이션 조건 과도해석방법) time doman/ run to time : 5ms 시뮬레이션 결과 저항: 전류제한작용, 코일:고주파제한작용, 콘덴서:저주파제한작용

저항 분할회로 저항과 저항이 직렬로 구성한 회로는 저항 분배비에 의해 신호원 V1이 분압 Vout = V1 *__R2__ R1+ R2 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력하여 저항 R1, R2로 구성한 전압 분압회로에서 R2저항을 1K에서 100K까지 10K씩 변환하면서 출력값 변화 측정

회로해석 R2=1K 일때 : 1K/(10K+1K) = 0.0909, 입력전압 10V가 0.9V 인가 R2=10K 일때 : 10K/(10K+1K) = 0.5 , 입력전압 10V가 5V 인가 R3=100K 일때 : 100K/(10K+1K) = 0.909 , 입력전압 10V가 9V 인가 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ liner, 1k, 100k, 10k 시뮬레이션 결과 R2값이 증가함에 따라 출력전압도 증가

콘덴서 분할회로 콘덴서와 콘덴서를 직렬구성한 회로로서 콘덴서 C1과 C2 분배비에 의해 신호원 V1이 분압되는 회로 Vout = V1 *__C1__ C1+ C2 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로 C1, C3로 구성한 전압분압회로로서 C2콘덴서는 0.001uF, 0.01uF, 0.1uF로 변환하면서 출력값 변화 측정 C1, C2만 적용하면 출력측이 플로팅된 상태로 에러 발생하여 R1 삽입

회로해석 Vout = V1 * (1/C2)/(1/C1 + 1/C2) = V1 * C1/(C1+C2) C2 = 0.001uF 일때 : Vout = 0.01/(0.01+0.001) C2 = 0.01uF 일때 : Vout = 0.01/(0.01+0.01) C2 = 0.1uF 일때 : Vout = 0.01/(0.01+0.1) 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ value list, 0.001uF, 0.01uF, 0.1uF 시뮬레이션 결과 C2값이 증가할수록 출력이 감소 = 저항분압회로의 반대 특성

R과 C의 직렬회로(적분회로) 저항과 콘덴서를 직렬 구성한 호로로서 회로는 적분동작을 하게되며 고역의 신호는 억제하고 저역의 신호를 통과시키는 저역필터(LPF) 동작 1 sC1 Vout = V1 *__sC1__ R1+ 1 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 R1과 C1로 구성한 적분회로로서 C1콘덴서를 0.001uF, 0.01uF, 0.1uF로 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Vout = V1 * (1/C1)/(R1 + 1/C1) = V1 * 1/(R1sC1 + 1) = V1/(j2πfR1C1 + 1) f가 작을 수록 출력(gain)이 커진다 : Low pass filter 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ value list, 0.001uF, 0.01uF, 0.1uF 시뮬레이션 결과 C1값이 클수록 Gain (전달함수) 적어지므로 입력신호를 잘 통과시키지 못한다. : 저역통과필터 s = jω = j2πf

L과 R의 직렬회로(적분회로) 코일과 저항을 직렬구성한 회로로서 이회로는 적분동작을 하게 되며 고역의 신호는 억제, 저역의 신호를 통과시키는 저역필터(LPF)동작 Vout = V1 *__R1__ sL1+ R1 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 L1과 R1로 구성한 적분회로로서 R1을 1k에서 100k로 10k씩 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Vout = V1 * R1/(sL1 + R1) = V1 * 1/(sL1/R1 + 1) = V1/(j2πfL1/R1 + 1) f가 작을 수록 출력(gain)이 커진다 : Low pass filter 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ linear, 1k, 100k, 10k 시뮬레이션 결과 R1값이 클수록 Gain (전달함수) 이 커지므로 R1값이 클수록 입력신호를 잘 통과시킨다. : 저역통과필터

C와 R의 직렬회로(미분회로) 콘덴서과 저항을 직렬구성한 회로로서 이회로는 적분동작을 하게 되며 고역의 신호는 억제, 저역의 신호를 통과시키는 저역필터(LPF)동작 Vout = V1 *__R1__ _1_ sC1 sC1+ R1 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 L1과 R1로 구성한 적분회로로서 R1을 1k에서 100k로 10k씩 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Vout = V1 * R1/(1/sC1 + R1) = V1 * 1/(1/sC1R1 + 1) = V1/(1/j2πfC1R1 + 1) f가 작을 수록 출력(gain)이 작아진다 : high pass filter 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ linear, 1k, 100k, 10k 시뮬레이션 결과 R1값이 클수록 Gain (전달함수) 이 커지므로 R1값이 클수록 입력신호를 잘 추적한다. 고역부분은 잘 추적하고 저역부분은 잘 추적하지 못함 : 고역통과필터

R와 L의 직렬회로(미분회로) 코일과 저항을 직렬구성한 회로로서 이회로는 미분동작을 하게 되며 고역의 신호는 톤과, 저역의 신호를 억제시키는 고역필터(HPF)동작 Vout = V1 *__sL1__ R1+ sL1 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 R1과 L1로 구성한 미분회로로서 L1을 1mH에서 100mH로 10mH씩 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Vout = V1 * sL1/( R1 + sL1) = V1/(R1/sL1 + 1) = V1/(R1/j2πfL1 + 1) f가 작을 수록 출력(gain)이 작아진다 : high pass filter 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ linear, 1mH, 100mH, 10mH 시뮬레이션 결과 주파수 f가 작을수록 출력이 작아진다 L1이 커짐에 따라 전달함수가 커지게 되므로 입력신호에 잘 추적 : 고역통과필터

C와 L의 직렬회로(진동회로) 콘덴서와 코일을 직렬구성한 회로로서 이회로는 진동(발진)을 하게 되며 발진주파수는 fosc= __1__ 2π√ LC 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 R1과 L1로 구성한 미분회로로서 L1을 1mH에서 100mH로 10mH씩 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Fosc = 1/2π√LC 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ linear, 1mH, 100mH, 10mH 시뮬레이션 결과 L과 C값에 따라 발진주파수가 달라진다.

L와 C의 직렬회로(진동회로) 콘덴서와 코일을 직렬구성한 회로로서 이 회로는 진동(발진)을 하게되며 발진주파수는 fosc= __1__ 2π√ LC 문제) 구형파 펄스입력 V1을 입력으로하여 R1과 L1로 구성한 미분회로로서 C1을 0.001uF에서 0.1uF로 0.01uF씩 변환하면서 출력값 측정

회로해석 Fosc = 1/2π√LC 시뮬레이션 조건 DC Sweep해석방법) dc sweep/primary/ global, val/ linear, 0.001uF, 0.1uF, 0.01uF 시뮬레이션 결과 L과 C값에 따라 발진주파수가 달라진다.