PART8기초 전기 회로
실험 5 :다단 캐스케이드 증폭기
이론
단일 트랜지스터 증폭기의 증폭은 어떤 목적을 위해 충분하지 않을 경우, 두 개 이상의 증폭 단들은 캐스케이드로 접속될 수 있다. 즉, 앞 단의 출력은 다음 단의 입력에 연결되며 그림 8-22과 같다. 이 두 개의 CE 단은 RC 결합되어진다. 다단 증폭기의 종합 전압 증폭도 AV는 각 단의 전압이득의 곱과 같다. 즉, AV=AV1+AV2 이다.
처음 단은 바이패스 커패시터를 포함하지 않은 이미터 저항 R14와 CE 연결되어 있다. 이러한 증폭기를 부 되먹임 CE 증폭기라 한다. CE 증폭기는 노이즈 감소, 찌그러짐 감소, 주파수 응답 개선 등 부 되먹임을 사용하므로 많은 장점이 있다. 그러나 부 되먹임을 가진 증폭기는 이득이 감소한다.
실험 과정
1. M08의 block e를 사용하여 그림 8-22 회로도와 같이 결선을 한다.
2. 전원공급기의 전원을 DC 10V를 연결한다.
3. 별도의 디지털 멀티미터의 DC 전압계를 사용하여 GND 단자와 표 8-6의 단자 사이의 전압을 측정하고 기록한다.
4. TR5와 TR6의 컬렉터전류를 계산하여 기록한다.
5. TR6 이미터와 C7사이에 케이블을 연결하고, 함수발생기의 출력을 1kHz, 50mVpp로 설정하고 VIN 입력에 공급한다.
6. 오실로스코프를 사용하여 앞에서 측정한 부위의 전압을 GND 단자와 표 8-7의 단자 사이의 교류 전압을 측정하고 기록한다.
7. 위에서 측정된 결과를 이용하여 전압 이득을 계산하고 기록한다.
8. 전체 전압이득을 계산하고 기록한다.
9. VIN에 입력되는 함수발생기의 신호 전압을 증가시켜, 출력 파형이 찌그러짐이 없는 출력이 얻도록 하고 이 출력전압을 기록한다.
10. 입력 주파수를 표 8-8과 같이 설정하면서 출력전압과 이득을 측정하여 기록한다.
- 표 8-8의 측정된 VO, f값을 이용하여 특성곡선(주파수 응답 곡선)을 그래프에 그린다.
- 주파수 응답 곡선에 하한 주파수( 낮은 주파수 범위에서 –3dB)와 상한 주파수(높은 주파수 범위에서 +3dB) 점을 표시한다.
11. TR6 이미터와 C7 사이에 케이블을 제거하고 6 단계를 수행하고 표 8-9에 기록한다.
12. 7 단계에서 9 단계까지 수행하여 기록한다.
13. VIN에 입력되는 함수 발생기의 출력을 1Vpp로 한 다음, 10 단계를 수행하고 그 결과를 표 8-10에 기록한다.
tab1실험 8-5.1 다단 캐스케이드 증폭 회로 실험 (M08의 Block e에서 그림 8-22과 같이 회로를 구성한다.)
1.결선방법(M08의 block e)
직류 전압 측정
1.회로결선
M08 보드의 block e에서 TR5 컬렉터 단자와 C6 위 단자를 황색선으로 연결한다.
2.전원 결선
M08 보드 좌측 Variable Power의 V1 단자와 block e의 V+ 단자 간을 적색선으로 연결하고, COM 단자와 접지단자 간을 흑색선으로 연결한다.
3.계측기 결선
전압계 결선
전면 패널의 Multimeter High 단자와 M08 보드의 block e에 TR 5 베이스 단자 간을 적색선으로 연결하고 Low 단자와 block e의 접지단자 간을 흑색선으로 연결한다.
2.결선도
flash
3.측정방법
- 1Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 variable power 를 선택하고 3 CH DC에 DC Voltage V1이 10V가 되도록 로 설정한다.
을 클릭하여 DC 10V 출력을 회로에 공급한다.
SW5를 ON한다.
- 2Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 dmm를 선택하고 를 클릭한다.
측정된 값을 표 8-6 VA 란에 기록한다.
전면 패널의 Multimeter High 단자와 M08 보드의 block e에 TR 5 베이스 단자 간을 연결된 적색 리드선을 빼서 TR5의 컬렉터(VB), TR5의 이미터(VC), TR6의 베이스(VD), TR6의 컬렉터(VE), TR6의 이미터(VF)로 옮겨 가면서 전압을 측정하여 표 8-6 해당란에 기록한다.
교류 전압 측정
4.결선 방법
1.직류전압 측정 결선에 다음 연결 방법을 추가하여 결선한다.
M08 보드의 block e에서 TR6 이미터 단자와 C7 위 단자 사이에 황색선을 연결한다.
함수발생기 연결
전면 패널 Signal Output의 A+ 단자와 block e의 C5 좌측 단자 간을 적색선으로 연결하고, A- 단자와 block e의 접지단자 간을 흑색선으로 연결한다.
전압계 결선
전면 패널의 Signal Input CH A의 A+ 단자와 M08 보드의 block e에 TR5 베이스 단자 간을 적색선으로 연결하고 A- 단자와 block e의 접지단자 간을 흑색선으로 연결한다.
전면 패널의 Signal Input CH B의 B+ 단자와 M08 보드의 block e에 R17 아래 단자 간을 적색선으로 연결하고 B- 단자와 block e의 접지단자 간을 흑색선으로 연결한다.
5.결선도
flash
6.측정방법
- 1전면 패널 좌측에 analog output 을 선택하고 Function Generator를 클릭한 다음 Amplitude Range를 , Amplitude를 amplitude 25%, Frequency를 , Signal을 으로 설정하고 을 클릭하여 1kHz 50mVpp를 출력한다.
- 2Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 analog input를 선택하고, Volt & Ampere Meter 탭을 선택한 후 CH A, CH B 각각을 , , 를 선택한다.
측정된 값을 표 8-7 VA 란에 기록한다.
전면 패널의 Signal Input A+ 단자와 M08 보드의 block e에 TR 5 베이스 단자 간을 연결된 적색 리드선을 빼서 TR5의 컬렉터(VB), TR5의 이미터(VC), TR6의 베이스(VD), TR6의 컬렉터(VE), TR6의 이미터(VF)로 옮겨 가면서 전압을 측정하여 표 8-7 해당란에 기록한다.
증폭기의 출력 파형이 찌그러지지 않도록 입력전압을 증가한다.
출력파형(CH B)을 표 8-7 해당란에 그리고 출력전압을 기록한다.
- 3Touch LCD 패널의 좌측 하단 메뉴에서 quick launch를 클릭하고 Analog Output를 선택한 다음, 25%의 를 클릭하여 출력전압을 증가시킨다. CH B의 신호 파형이 일그러짐이 없을 때까지 증가시킨 후 CH B의 무왜 출력전압을 측정하여 표 8-7 해당란에 기록한다.
- 4quick launch를 클릭하고 Analog Output에서 주파수를 10으로 설정하고 10hz의 를 클릭하여 입력 주파수를 표 8-8과 같이 설정하면서 출력전압과 이득을 측정하여 해당란에 기록한다.
- 5아래 결선도와 같이 M08 보드의 block e에서 TR6 이미터 단자와 C7 위 단자 사이에 황색선을 연결한 것을 제거하고, 6. 측정방법의 1)-3) 단계를 수행하여 표 8-9에 기록한다.
결선도
flash
- 66. 측정방법의 4) 단계를 수행하여 표 8-10에 기록한다. 이때 VIN에 입력되는 함수 발생기의 출력을 1Vpp로 한다.
- 7측정이 끝나면 Touch LCD 패널의 좌측 메뉴에서 variable power 을 선택하고 을 클릭하여 공급되는 전원을 차단하고, analog output에서도고 클릭하여 공급되는 함수발생기를 차단한다.
실험 결과 보고서
1. 실험 결과표
VO =Vpp
VO =Vpp
2. 검토 및 정리
1) 위 표 8-8과 표 8-10의 측정된 VO, f값을 이용하여 특성곡선(주파수 응답 곡선)을 그래프에 그린다. (표 8-8은 적색, 표 8-10는 청색)
주파수 응답 곡선에 하한 주파수( 낮은 주파수 범위에서 –3dB)와 상한 주파수(높은 주파수 범위에서 +3dB) 점을 표시한다.