2015년 2학기 PULSE 4 전자물리실험 12-클럭펄스 발생 회로 - DSU 메카트로닉스 융합공학부 -

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1 2015년 2학기 PULSE 4 전자물리실험 12-클럭펄스 발생 회로 - DSU 메카트로닉스 융합공학부 -

2 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.

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4 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.

5 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.

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7 (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)

8 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.

9 발진주파수 100 Hz 입출력 전압 V_utp = 약 3V, V_ltp = 약 2V