전자기기 2학년 1학기 영상과 영상시스템> 영상신호의 표현> [실습2-1] 미분회로의 측정(1 /1)

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1 전자기기 2학년 1학기 영상과 영상시스템> 영상신호의 표현> [실습2-1] 미분회로의 측정(1 /1) 미분 회로의 측정 이번시간에 배울 주제단원 소개 대단원 : 영상기기 중단원 : 영상과 영상시스템 소단원 : 영상신호의 표현 본시 학습단원 : [실습 2-1] 미분회로의 측정 미분회로 관계지식

2 학습 목표 응용프로그램을 이용하여 미분회로를 디자인하고 측정을 통해 미분회로를 이해할 수 있다.
미분회로의 입력과 출력파형을 비교분석하고 측정할 수 있다. 학습목표 응용프로그램: multisim 2001, 전자회로 시뮬레이션 프로그램 다음 : 학습활동 목표 실제부품과 계측장비를 활용한 측정결과 와의 차를 이해할 수 있다. 미분회로 관계지식

3 학습활동 목표 미분회로를 무엇으로 어떻게 디자인 하고, 회로는 어떻게 동작을 할까?
미분회로를 무엇으로 어떻게 디자인 하고, 회로는 어떻게 동작을 할까? 미분회로의 입력에 대한 출력파형은 어떤 모양일까 ? ( RC 시정수 변경) RC 미분회로와 연산증폭기의 미분회로 차이점과 출력파형의 모양은 ? 학습활동 목표 다음 : 수업활동 안내 미분회로 관계지식

4 수업활동 안내 가. 사용기기와 재료 및 실습회로 제시 나. 관계지식과 회로동작 설명 다. 실습순서 안내
미분회로의 측정 가. 사용기기와 재료 및 실습회로 제시 나. 관계지식과 회로동작 설명 다. 실습순서 안내 라. 실습과제 수행 / 순회지도 및 보조 마. 보충 및 심화학습 (인터넷 검색 및 참고자료 활용) 다음 : 사용기기 및 재료 바. 형성평가 및 정리 (차시예고) 미분회로 관계지식

5 사용기기 및 재료 다음 : 미분회로 설계 및 측정 (RC소자) 미분회로 관계지식

6 1. 미분회로를 설계해 봅시다 [가] RC 소자 이용
다음 : 미분회로 설계 및 측정 (연산증폭기 이용) 미분회로 관계지식

7 1. 미분회로를 설계해 봅시다 [나] 연산증폭기 이용
1. 미분회로를 설계해 봅시다 [나] 연산증폭기 이용 다음: 미분회로 관계지식 미분회로 관계지식

8 나. 미분회로 관계지식 (가) 수학적 미분연산을 수행하는 회로로 입력전압의 경 사에 비례하는 출력전압을 산출한다.
(나) 일반적 응용 - 직사각형파의 선단과 후단을 검출 - 램프(ramp) 입력으로 부터 직사각형파 출력을 만듬 - 영상회로 이용 : 화상의 윤곽을 강조하기 위한 신호 처리 회로로 사용됨 미분회로 동작설명(그림1 a-d, 미분회로의 동작) 미분회로 관계지식

9 2. 미분회로 동작설명 그림 미분 회로의 동작 미분회로 관계지식

10 2. 미분회로 동작설명 (RC 소자) (가) 입력이 가해지는 순간만 전류가 흐름 동작설명1
(나) 입력이 ‘ 0 ’으로 되면 그 동안 순간적인 역방향 전류가 흐름 동작설명2 미분회로 관계지식

11 3. 미분회로 동작설명 (연산증폭기) (가) 연산 증폭기(OP AMP)의 특성 - 증폭도가 대단히 큰 직류 증폭 회로이다.
3. 미분회로 동작설명 (연산증폭기) (가) 연산 증폭기(OP AMP)의 특성 - 증폭도가 대단히 큰 직류 증폭 회로이다. - 입력 임피던스가 대단히 크고, 출력 임피이던스가 대단히 작다 - 차동 증폭 회로로 구성되어 있다. 동작설명 (나) 연산 증폭기 기본회로 - 동상 증폭회로(비반전) 역상 증폭회로(반전) (다) 연산 증폭회로의 이용 - 각종 증폭회로(저주파, 전력증폭 등) - 미분기, 적분기,가산기 - 전압 플로워 등 미분회로 관계지식

12 2. RC 미분회로 동작 ▶ 입출력파형 (정지파형)
미분회로 관계지식

13 2. RC 미분회로 동작 ▶ 입출력파형 (동영상) 미분회로 관계지식

14 2. RC 미분회로 동작 ▶ 입출력파형 (동영상) snagit
미분회로 관계지식

15 3. 연산증폭기 미분회로 동작 ▶ 입출력파형(정지화상)
미분회로 관계지식

16 3. 연산증폭기 미분회로 동작 ▶ 입출력파형 (동영상)
미분회로 관계지식

17 다. 실습 순서를 알아봅시다. Multisim 2001 프로그램을 이용하여 RC 미분회로를 디자인 한다.
회로 설계가 완료되면 함수발생기를 직사각형파로 설정하고, 주파수1[kHz], 5Vp-p의 신호를 만든다. 이 직사각형파를 그림 Ⅱ-4의 (a)회로에 가한 후 오실로스코프를 통해 입력파형과 출력파형을 비교 측정한다. 위의 (1)∼(3)과정을 그림 Ⅱ-4의 (b)회로에 대해서도 반복해서 측정한다. 그림 Ⅱ-4의 (b)회로에서 R2저항의 역할이 무엇인지 고찰하여 본다. 1-5번 순서에 의해 실습을 진행하고, 그 결과를 실습과제 양식에 기록한 다음 파일을 해당폴더로 전송한다. 미분회로 관계지식

18 4. 적분회로를 설계해 봅시다 [가] RC 소자 이용
미분회로 관계지식

19 4. 적분회로를 설계해 봅시다 [나] 연산증폭기 이용
4. 적분회로를 설계해 봅시다 [나] 연산증폭기 이용 미분회로 관계지식

20 5. 적분회로 동작설명 ( RC 소자 ) (가) 입력이 가해지는 그 기간 동안 C는 충전이 진행됨 동작설명1
동작설명2 미분회로 관계지식

21 5. RC 적분회로 동작 ▶ 입출력파형 (동영상) 미분회로 관계지식

22 6. 연산증폭기 적분회로 동작 ▶ 입출력파형 (동영상)
미분회로 관계지식

23 교수-학습 계획 교 과 명 전자기기 학년·학기 고2학년 1학기 쪽수 86-87쪽 단 원 명 1. 영상 신호의 표현 차 시
2차시/3차시 학습주제 [2-1] 미분 회로의 측정 학습목표 응용프로그램을 활용하여 미분회로를 디자인하고 측정을 통해 회로를 이해할 수 있다. 학습환경 멀티미디어 교실, 인터넷 가능한 환경 활동유형 학습조직 교수-학습 활동 [도입] 1. 학습 목표와 활동 목표 소개 2. 학습진행과정 안내 [전개] 3. 실습용 사용기기 및 재료 제시 4. 실습회로 제시 및 회로동작 설명 5. 관련지식 설명 6. 실습순서 설명 및 안내 – 학생 실습활동(과제 수행) 7. 순회지도 및 안내 [정리] 6. 미분회로 입출력파형 비교 측정결과 정리 [평가] 7. 형성평가 교사 중심 강의 (실습안내) 및 학생중심 과제수행과 검색 활동 개별활동 협력활동 학습자료 전자회로 시뮬레이션 응용프로그램(Muitisim2001), ppt자료 및 인터넷 검색주소 차시안내 인간의 영상처리 및 인식방법(p ) 준비물 영상처리 과정별 처리내용조사 미분회로 관계지식

24 마. 공부한 내용을 정리하여 봅시다. 미분회로 ▣ 구성 : 저항 R과 콘덴서C 또는 저항 R과 코일 L로 구성
▣ 동작 : 입력에 직사각형 펄스를 가하면 시간이 짧은 트리거 펄스가 출력됨 ▣ 용도 ▶ 직사각형파를 다른 파형으로 변환시키는 데 이용 ▶ 높은 주파수(고역) 만을 통과시키는 High Pass Filter ▶ 영상의 윤곽을 강조하는 영상 강조회로로 이용 ▶ 회로의 구동 및 상태 변환을 시키기 위해 이용 미분회로 관계지식

25 발전학습 (심화학습) (2) 적분회로 ▣ 구성 : 저항 R과 콘덴서C 또는 저항 R과 코일 L로 구성
▣ 동작 : 입력에 직사각형 펄스를 가하면 시간이 긴 램프파가 출력됨. 즉, 입력 직사각형 펄스의 면적에 비례한 출력을 낸다. ▣ 용도 ▶ 직사각형파를 다른 파형으로 변환시키는 데 이용 ▶ 낮은 주파수(저역) 만을 통과시키는 Low Pass Filter ▶ 회로의 구동을 지연시키는 Delay 회로 등에 이용 미분회로 관계지식

26 참 고 웹 사이트 각종 전자회로 안내 연산증폭회로 설명
참 고 웹 사이트 RC 미분회로와 동작관계 충전전류의 과도현상 각종 펄스회로 등 각종 전자회로 안내 Int/tran02.html#runapp1 RC시정수 변경에 따른 미적분회로 시뮬레이션 P/G 영상신호 윤곽 강조의 예 연산증폭회로 설명 미분회로 관계지식