2016년 2학기 PULSE 4 Experiment 14 클럭펄스 발생 회로
실험주제 클럭 펄스 발생회로 특성 실험 2. 실험 관련 기초 이론 2.1 발진(oscillation) 발진(oscillation): 외부에서 아무런 신호를 인가하지 않아도 스스로 정현파(sinusodal wave), 삼각파(triangular wave), 구형파(rectangular wave), 펄스파(pulse wave) 등이 발생되는 현상 발진회로를 발진기(oscillator) 또는 파형 발생기(waveform generator)라고 한다. 발진기는 거의 모든 아날로그 및 디지털 회로에서 필수적이며, 실험실에서 사용하는 signal generator, function generator, pulse generator 등이 이에 해당된다. 컴퓨터를 비롯한 모든 디지털 기기가 동작하기 위해서는 clock generator가 필요하고 통신기기와 레이더에는 정현파 발생기가 필요하다.
Schmitt trigger inverter : IC 74HC14 6개의 인버터로 구성되며 인버터 입출력 관계 : 입력(A)에 낮은 전압('L')이 인가되면 출력(Y)에 높은 전압(‘H')이 나오고, 그와 반대로 입력에 높은 전압(’H')이 인가되면 낮은 전압('L')이 출력된다. 보통 IC에 인가되는 직류 전원(Vcc)은 5V이고 낮은 전압(‘L')은 0V에 근접하고 높은 전압('H')은 5V에 근접한다.
74HC14의 입력전압에 따른 출력전압의 변화 : 입력전압을 0으로부터 5V까지 증가시켰을 때와 반대로 5V부터 0까지 감소시켰을 때에는 각각 다른 특성을 보인다. 출력전압이 'H'상태에서 ‘L'상태로 전환되게 하는 문턱 전압(threshold voltage)으로서의 입력전압 레벨을 상위트립포인트(upper trip point; UTP)라고 하며(그림 b) 그 반대로 출력전압이 'L'상태에서 ‘H'상태로 전환되게 하는 입력전압 레벨을 하위트립포인트(lower trip point; LTP)라고 한다. 사소한 잡음과 입력전압의 작은 변화에 대해 과민하게 반응하지 않도록 LTP와 UTP간에는 충분한 전위차를 둔다. 이러한 회로를 Schmitt trigger회로라 한다.
http://www.piclist.com/images/www/hobby_elec/e_ckt13.htm
(Schmitt trigger inverter) 3. 실험 장비 및 부품 실험장비 디지털 멀티미터 1대 직류전원공급기 (5V) 디지털 오실로스코프 1대(프로브 2개) 부품 IC (Schmitt trigger inverter) 74HC14 1개 저항 가변 100k[Ω] 330[Ω] LED Red (or yellow, green)
4. 실험 절차 발진주파수 f [Hz] 25 50 100 200 R [Ohm] k=fRC K의 평균치 = 4.1 클럭펄스 발진회로 특성 실험 - 전원은 5V 고정 전원을 사용한다. - 가변저항(R)을 변화시켜가면서 클럭펄스의 주파수(f)를 조정한다. 오실로스코프로 입력파형(Vin)과 출력파형(Vout)을 함께 보면서 비교한다. 멀티미터로 가변 저항값(R)을 측정하여 비례상수 k(=fRC)값을 구한다. 멀티미터로 가변 저항값(R)을 측정하여 비례상수 k(=fRC)값을 구한다. 대략 1. 발진주파수 f [Hz] 25 50 100 200 R [Ohm] k=fRC K의 평균치 = - Vin 파형으로부터 74HC14의 V_utp와 V_ltp를 확인한다.
발진주파수 100 Hz 입출력 전압 V_utp = 약 3V, V_ltp = 약 2V