FM transmitter 서울 시립대학교 공과대학 전자전기컴퓨터공학부 이 문 규 2006 실험 III. E-mail : mqlee@uos.ac.kr mw.uos.ac.kr

실험 목적 준비물 실험 목적 : FM transmitter 설계를 통해 아래의 사항을 익힌다. 1) discrete BJT의 바이어스 회로 설계 2) BJT의 온도 편차 특성 및 증폭기 특성 변화 이해 3) Oscillator 동작 원리 이해 4) Monopole 안테나 동작 원리 5) Frequency Modulator 동작 원리 6) microphone 의 동작 원리 이해 6) 전파 법규의 개념 실험 FM 1 (5/09): BJT 증폭기 설계, 온도 편차 시험 실험 FM2 (5/16): 발진기 설계 실험 FM3 (5/22): 안테나 설계 및 FM transmitter 제작 실험 FM4 (6/05): FM transmitter 실험 Radio FM transmitter

실험 FM1: BJT 증폭기 설계 및 온도 편차 시험 실험 목적 : FM transmitter 설계를 통해 아래의 사항을 익힌다. 1) discrete BJT의 바이어스 회로 설계 2) BJT의 온도 편차 특성 및 증폭기 특성 변화 이해 실험 준비: - PSPICE (Pre-Report) - 2N2222 : - 저항, 가변저항, Capacitor (회로도 참조) 저항: 10k 2개, 100k 커패시터: 4.7 u - Hair Dryer - 온도계 (가급적)

증폭 simulation (PSPICE) Pre-Lab: 증폭 simulation (PSPICE) PSPICE(회로도) 증폭회로

증폭 simulation (PSPICE) 결과파형 스윙폭: 2mV → 490mV 입력전압 출력전압

Pre-Lab: P-SPICE를 이용하여 2N2222에 대한 Common Emitter I-V Curve를 그려라. (Text Fig. 5.21 참조) 2. VCE = 1.2 V일때 IC를 0.5mA 에서 10mA까지 변화시킬 때의 large-signal (or dc) β를 PSPICE로 부터 구하라. (Example 5.20 참조) 3. 2N2222를 Reverse Active mode로 동작시키는 경우 VCE=2V, IC=10mA에 대한 large-signal (or dc) β를 PSPICE로 부터 구하고 step-2와 비교하라. 4. 앞 페이지의 회로에 대해 PSIPICE 에 회로를 구성하고, pencil-and-paper 로 DC 바이어스, 전압이득을 해석하라. (β, IB, IE, IC, VB, VC, Av) 5. PSPICE를 이용하여 step-4를 해석하고 결과를 비교하라. 6. SPICE를 이용하여 20Hz ~ 2MHz에서의 몇 개의 주파수를 선택하여 주파수 응답에 대한 small signal Voltage Gain을 구하라. (5장 참조) 7. 입력 주파수 1kHz에서 출력 vc가 distortion없는 파형을 갖을 수 있는 최대의 입력신호의 swing값을 구하라. 8. 준비한 hair-dryer를 이용하여 TR을 가열하라. 8.1 TR온도에 대한 VBE의 변화는 어떻게 되는지 교과서를 참고하여 정리하라. 8.2 온도가 25도에서 65도가 되면 β 의 변화를 data sheet를 참고하여 예측하라.

In-Lab: 1. 앞 페이지의 회로에 대해 회로를 구성하고, (β, IB, IE, IC, VB, VC, Av)를 측정한다. 2. 20Hz ~ 2MHz에서의 몇 개의 주파수를 선택하여 주파수 응답에 대한 small signal Voltage Gain을 구하라. (Fig. 5.82) 3. 입력 주파수 1kHz에서 입력 신호의 swing을 증가시키며 출력 vc가 distortion없는 파형을 갖는 최대의 입력신호의 swing값을 구하라. 4. 준비한 hair-dryer를 이용하여 TR을 가열하라. 4.1 온도가 25도에서 65도로 변화하면 IB의 직류와 IC의 직류를 측정한 후 β를 계산하라. 4.2 온도가 상승할 때의 전압 이득의 변화를 관측하라.

Post-Lab: 1. Pre-Lab과 In-Lab의 결과를 비교하고 오차 원인을 분석하라. 2. Hair-Dryer로 TR을 가열한 실험 결과를 분석하라. 3. 실험후, 소감을 기록하라. (왜 온도 실험이 중요한지, 어떤 경우에 TR의 온도가 올라갈 수 있는지 등…) 4. 실험한 회로는 온도 변화에 매우 민감한 바이어스 회로이다. 온도 변화에 둔감한 회로를 구성하는 방법을 조사하라. (thermister, negative feedback….)

기타 Figure 5.79 The PSpice testbench used to demonstrate the dependence of bdc on the collector bias current IC for the Q2N3904 discrete BJT (Example 5.20).

기타 Figure 5.82 Frequency response of the CE amplifier in Example 5.21 with Rce = 0 and Rce = 130 .