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L(인덕터)과 C(커패시터)를 이용해서 주파수를 선택하거나 배제하는 소자는 필터(filter)라 부른다. 필터 중에서 특정 대역을 찾아내는 필터는 대역 통과 필터(BPF: band pass filter)라 부른다. BPF는 L과 C를 직렬 혹은 병렬로 구성해서 구현해낼 수 있다.

R(저항)과 C(커패시터)를 직렬 혹은 병렬로 구성한 RC 회로를 AC 회로 이론으로 분석한다. 직렬 RC 회로(series RC circuit)는 고주파 신호를 잘 통과 시키는 고주파 통과 필터(HPF: high pass filter) 특성을 가진다. 반면에 병렬 RC 회로(parallel RC circuit)는 저주파 통과 필터(LPF: low pass filter)가 된다.

교류 회로 이론은 페이저(phasor)를 이용해 계산하는 임피던스(impedance)가 중심이다. 커패시터(capacitor)와 인덕터(inductor)의 물리적 특성을 확인해서 C(커패시터)와 L(인덕터)을 위한 임피던스를 정의한다.

회로 이론을 구성하는 중요 소자인 저항의 기본 개념을 공부한다. 저항의 규격, 코드 색깔 읽기, 오차율을 상세하게 설명한다. 저항값 읽기를 통해 상용 회로 소자의 규격을 이해하는 방법을 터득한다.

기존에 설계한 회로 부품을 subcircuit으로 만들어서 복잡한 시스템을 간편하게 QUCS(Quite Universal Circuit Simulator) Studio로 계산할 수 있다. 먼저 감쇠기(attenuator)를 subcircuit으로 만든다. 그 다음에 연산 증폭기(operational amplifier)로 저주파 증폭기의 subcircuit을 만든다. 감쇠기와 저주파 증폭기를 연결해서 전체 특성을 관찰한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - DC Av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dV/Vin.dV)) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(Vout.dv/Vin.dv)

기존에 설계한 회로 부품을 subcircuit으로 만들어서 복잡한 시스템을 간편하게 QUCS(Quite Universal Circuit Simulator) Studio로 계산할 수 있다. 감쇠기(attenuator), 저주파 증폭기, 필터(filter), BJT 증폭기를 각각 subcircuit으로 만든다. 시스템의 특성을 이해하기 위해 주파수 응답(frequency response)을 계산하고 증폭도와 대역폭(bandwidth)을 결정한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - DC Av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dV/Vin.dV)) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(Vout.d...

RGB 컬러 센서(color sensor)는 R, G, B 빛에 각각 감지한다. 이를 위해 R, G, B 빛에 반응하는 포토 다이오드(photodiode)를 FET(field-effect transistor)의 드레인(drain) 부하로 사용한다. FET의 출력은 다시 비교기 역할을 하는 연산 증폭기(operational amplifier)의 입력으로 들어가서 R, G, B 빛의 존재 여부를 디지털적으로 판정한다.

결로 센서(dew sensor)는 시스템에 생기는 이슬 혹은 결로를 감지한다. 결로 센서는 일종의 저항으로 작용하기 때문에, 전압 분배기의 한 쪽 저항을 결로 센서로 대체한다. 결로에 의한 전압 변화는 비교기 역할을 하는 연산 증폭기(operational amplifier)의 입력으로 들어간다. 연산 증폭기의 출력으로 230V의 교류 전압을 안전하게 조정하기 위해 광결합기(optocoupler)를 사용한다.

필터(filter)의 주파수 응답(frequency response)을 이해하기 위해 매우 간단한 RC 회로를 선택한다. 저항으로 만든 전압 분배기의 부하에 커패시터(capacitor)를 병렬 대신 직렬로도 연결한다. 그러면 회로는 HPF(High Pass Filter)로 동작한다. 페이저(phasor)를 이용해 HPF의 대역폭(bandwidth)도 계산한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(Vout.dv/Vin.dv)

가스 누설을 감지하는 MQ2 가스 센서(gas sensor)의 동작 원리와 구동 회로를 학습한다. MQ2 가스 센서의 두 H 단자에 5V와 접지를 각각 연결한다. B 단자에는 저항을 붙여서 흐르는 전류를 전압으로 바꾼다. 이 전압은 비교기(comparator) IC(integrated circuit)인 LM339의 입력으로 쓰인다. 가스 센서가 만드는 전압에 따라 다른 LED가 켜지도록 LM339의 기준 전압을 조정한다.

필터(filter)의 주파수 응답(frequency response)을 이해하기 위해 매우 간단한 RC 회로를 선택한다. 저항으로 만든 전압 분배기의 부하에 커패시터(capacitor)를 병렬로 연결한다. 그러면 회로는 LPF(Low Pass Filter)로 동작한다. 페이저(phasor)를 이용해 LPF의 대역폭(bandwidth)도 계산한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(Vout.dv/Vin.dv)

포토 TR(phototransistor)로 만드는 화염센서(flame sensor) 모듈(module)을 소개한다. 화염 센서는 강한 열을 감지하기 때문에 강한 적외선에 반응하는 포토 TR이 필수적이다. 포토 TR은 열 혹은 적외선이 베이스(base)에 전류를 유기하고 이 전류는 크게 증폭되어 컬렉터(collector)에 흐른다. 포토 TR에서 증폭된 화염 감지 전류는 전압 비교기(voltage comparator) IC(integrated circuit)인 LM393의 출력에 디지털적으로 나타난다.

QUCS(Quite Universal Circuit Simulator) Studio로 연산 증폭기의 천이 응답(transient response)을 계산한다. 시간 응답을 더 확실히 보기 위해 비반전 모드(non-inverting mode)로 구성한 연산 증폭기(operational amplifier)에 추가적으로 커패시터를 연결한다. 외부에 부착한 커패시터와 연산 증폭기의 내부에 있는 커패시터에 의해 충방전이 되면서 생기는 천이 응답 특성을 관찰한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - DC Av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dV/Vin.dV)) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(...

QUCS(Quite Universal Circuit Simulator) Studio로 연산 증폭기의 주파수 응답(frequency response)을 계산한다. 주파수 응답은 교류 현상이기 때문에 필연적으로 페이저(phasor)라는 복소수 계산법을 사용한다. 주파수 응답으로부터 증폭기의 대역폭(bandwidth)을 결정하는 이유와 방법도 학습한다. [주의 사항] (QUCS Studio 3.3.2) - DC Av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dV/Vin.dV)) - AC av (dB) = 20*log10(abs(Vout.dv/Vin.dv)) - AC phv (deg) = phase(Vout.dv/Vin.dv)

SPICE - Op-amp 실습 (VI)

회로 해석 - Proximity Sensor

회로 해석 - 커패시터 센서

회로 해석 - DRV5013 Hall 센서

SPICE - Attenuator 실습 (V)

회로 해석 - 토양 습도 센서

회로 해석 - PIR 모션 센서

회로 해석 - LM35 온도 센서 (II)

회로 해석 - LM35 온도 센서 (I)

전자 회로와 통신 시스템 (III)

전자 회로와 통신 시스템 (II)

전자 회로와 통신 시스템 (I)

SPICE - CE Amp 증폭도 (II)

SPICE - CE Amp 증폭도 (I)

SPICE - MOSFET Bias