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공학 업로드 전자회로 업로드 Pspice 사용법 및 시뮬레이션 실습

[공학] [전자회로] Pspice 사용법 및 시뮬레이션 실습

1. 제목 : Pspice 사용법 및 시뮬레이션 실습

2. 목적
전자회로 실험을 위해 필수적인 ORCAD의 Pspice 도구를 이용하는 법을 익혀 간단한 회로를 설계하고 다음의 시뮬레이션을 시행하고 분석한다. DC sweep, DC Parametric Sweep, Frequency Response, Transient.

3. 이론
(1) opamp

이상적인 opamp의 입력 저항은 ∞, 출력 저항은 0, open loop gain은 ∞이며, V+와 V-의 값이 동일하고, 입력의 전류 값은 0이다. 위 opamp의 출력단자로부터 저항(R2)을 접속시키면 루프가 폐쇄된다. 여기서의 이득은 로 정의된다. op-amp의 출력전압을 라 한다면 이상적인 op-amp의 입력전압차는 이므로, 이며 이러한 구조를 virtual short circuit이라 한다. 이상적인 opamp의 성질을 이용하여 위 반전 증폭기의 전압 이득을 구하면 다음과 같다.

즉, 이다.

(2) DC Sweep
Simulation에서 Sweep은 다양한 기준에 따라 변화하는 출력을 분석하기 위해서 사용된다. DC Sweep는 회로의 bias 및 입력 DC값에 따른 출력의 변화를 살펴보는 데 이용된다.

(3) DC Parametric Sweep
Parametric Sweep이란 회로의 특정 parameter를 변화시키면서 원하는 parameter의 변화를 측정하는 것이다. Parametric Sweep의 x축에는 시간, 입력 직류전압, 입력 교류전압의 주파수가 올 수 있고 y축에는 voltage, current, global parameter, model parameter 등이 올 수 있다. 이번 실험에서는 입력전압에 따른 전류의 값을 측정하였다.

(4) Frequency Response
Frequency response는 입력에 일정한 level의 신호를 넣고, 출력으로 나오는 신호를 gain(db)과 주파수에 대해 분석해보고 Amplitude와 Phase를 주파수에 대해 해석하는 데 궁극적 목적이 있다.
의 정현파 신호를 입력했을 때 출력 되는 의 크기의 비로 나타내어지는 를 Tranfer function의 magnitude라 하며, 이득크기 와 주파수대 위상각[]이 Frequency Response를 구성한다.

(5) Transient
Transient는 회로의 변화를 시간에 따라 분석할 때 사용한다. 특히 vpulse 값을 입력할 경우에는 rising time, falling time과 delay time의 측정에 주목해야 하는데, inverter 회로에서 생각해보면 rising 및 falling time은 각각 input voltage의 high/low값 차의 10%지점에서 90%지점으로 상승, 또는 하강하는 각각의 시간을 의미한다. 여기서 과 은 각각 출력 전압의 high, 혹은 low값의 차의 10%지점에서 90%지점으로 상승 또는 하강하는 각각의 시간을 의미한다. 과 은 input low 전압과 high 전압의 평균에 해당하는 전압이 걸리는 시간부터 output low 전압과 high 전압의 평균에 해당하는 전압이 출력되는 시간까지의 delay를 의미한다. 즉, inverter 회로 구현시 파형의 TPHL, TPLH는 입력 신호가 인가되었을 때 출력이 각 high에서 low, 혹은 low에서 high로 변할 때까지 걸리는 전파 지연 시간이다.

4. 결과 및 분석
(1) DC Sweep

위처럼 OPamp가 포함된 회로를 구성하고 ?10V~10V 사이의 DC 값을 설정하여 전압이 Linear하게 변화되는 과정에서 입력 전압에 따른 출력단의 전압 변화를 관찰했다.
DC sweep simulation을 시행한 결과 주어진 회로의 출력 전압 변화가 ?15V~15V로 나타나는 반전 증폭기 회로임을 알 수 있다. 즉, 이 회로는 출력 단자를 (-)로 피드백 시키는 반전 회로이며, 이론적으로 회로의 gain을 분석하면 다음과 같다.

자료출처 : https://www.ALLReport.co.kr/search/Detail.asp?xid=a&kid=b&pk=11044430&sid=leesk55&key=

[문서정보]

문서분량 : 7 Page
파일종류 : HWP 파일
자료제목 : 공학 업로드 전자회로 업로드 Pspice 사용법 및 시뮬레이션 실습
파일이름 : [공학] [전자회로] Pspice 사용법 및 시뮬레이션 실습.hwp
키워드 : 공학,전자회로,Pspice,사용법,및,시뮬레이션,실습,업로드
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