1 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
APPLIEDELECTRONIC
CIRCUIT김서주김혜리 유예림차온유홍주영
2 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
증 폭 기 (Amplifier)
𝑉 𝑂𝑉 𝐼IN-PUT OUT-PUT
POWER SUP-PLY
전원에서 에너지를 공급하면 입력신호의 에너지를 증가시켜 출력 측에 큰 에너지의 변화로
출력하는 장치
AMP
3 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
전압 증폭기 (Voltage Amplifier)
𝑉 𝐼=𝑅 𝑖
𝑅𝑠+𝑅 𝑖×𝑉 𝑆 𝑉 𝑂=
𝑅𝐿
𝑅𝑂+𝑅𝐿×𝐴𝑂𝐶𝑉 𝐼
𝑉 𝑂=𝑅 𝑖
𝑅𝑠+𝑅𝑖×
𝑅𝐿
𝑅𝑂+𝑅𝐿×𝐴𝑂𝐶𝑉 𝐼 𝐴𝑉 (전압이득 )=
𝑉 𝑂
𝑉 𝑆=
𝑅𝑖
𝑅𝑠+𝑅𝑖×
𝑅𝐿
𝑅𝑂+𝑅𝐿× 𝐴𝑂𝐶
𝑅𝑖¿𝑅𝑆 𝑅𝑂 ¿𝑅𝐿
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
4 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
전류 증폭기 (Current Amplifier)
𝑖𝐼=𝑅𝑆
𝑅𝑆+𝑅𝑖×𝑖𝑆 𝑖𝑂=
𝑅𝑂
𝑅𝑂+𝑅𝐿×𝐴𝑆𝐶 𝑖𝐼
𝑖𝑂=𝑅𝑂
𝑅𝑂+𝑅𝐿×
𝑅𝑆
𝑅𝑆+𝑅𝑖×𝐴𝑆𝐶 𝑖𝑆 𝐴𝐼 (전류이득)=
𝑖𝑂𝑖𝑆
=𝑅𝑂
𝑅𝑂+𝑅𝐿×
𝑅𝑆
𝑅𝑆+𝑅𝑖× 𝐴𝑆𝐶
𝑅𝑖¿𝑅𝑆 𝑅𝑂 ¿𝑅𝐿
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
5 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
Trans-resistance Amp
𝑖𝑆𝑅𝑆 𝑅𝑖
𝑖𝐼𝑅𝐿𝑎𝑖 𝐼
𝑅𝑂
𝑉 𝑂
𝑖𝐼=𝑅𝑆
𝑅𝑆+𝑅𝑖×𝑖𝑆 𝑉 𝑂=
𝑅𝐿
𝑅𝐿+𝑅𝑂×𝑎 𝑖𝐼
𝑉 𝑂
𝑖𝑆=𝐴=
𝑅𝑆
𝑅𝑆+𝑅 𝑖×
𝑅𝐿
𝑅𝑂+𝑅𝐿×𝑎 [Ω ]
𝑅𝑖¿𝑅𝑆
𝑅𝑂 ¿𝑅𝐿
𝑅=𝑉 (출력)𝐼 (입력)
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
6 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
Trans-conductor Amp
𝑉 𝑆𝑉 𝐼
𝑅𝑆
𝑅𝑖𝑎𝑉 𝑖
𝑅𝑂 𝑉 𝑂
𝑖𝑂
𝑅𝐿
𝑅𝑖¿𝑅𝑆 𝑅𝑂 ¿𝑅𝐿
1𝑅=
𝐼 (출력)𝑉 (입력)
𝑖𝑂𝑉 𝑆
=𝐴=𝑅 𝑖
𝑅𝑆+𝑅 𝑖×
𝑅𝑂
𝑅𝑂+𝑅𝐿×𝑎 [ ]
𝑉 𝐼=𝑅𝑖
𝑅𝑆+𝑅𝑖×𝑉 𝑆 𝑖𝑂=
𝑅𝑂
𝑅𝐿+𝑅𝑂×𝑎𝑉 𝑖
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
7 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
Input
Output
Ampli-fier
Gain
Voltage
V/V 0
Cur-rent
A/A 0
Trans-con-duc-tance
A/V
Trans-re-sis-tanc
e
V/A 0 0
Basic amplifiers and their ideal terminal resistances
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
8 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
부하 효과 (Loading effect)
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
* 전압원에게 부하 = 부하저항에 흘려줘야 하는 전류부하저항이 작아질수록 전류를 더 많이 공급해야 한다 ( 부하 )
* 전류원에게 부하 = 출력 전압
voltage divider 의 출력 전압이 고정 되지 않지만 부하에 따라 달라진다 .비교적 안정된 출력 전압을 구하는 출력 전류는 입력 전류의 작은 부분 이여야 한다 .부하효과의 결점은 대부분의 입력된 전류는 divider 에서 열로 낭비된다는 것이다 . 따라서 이에 대한 대안으로 voltage regulator 를 사용하면 부하효과를 줄일 수 있다 .
9 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
연산 증폭기 (Operational amplifier)
Operational Amplifier 의 줄임말로 연산증폭기를 의미한다 . 차동 증폭기로서 역할을 하며 두 단자의 전압을 뺄셈하여
증폭해 주는 역할을 하는 소자이다 . 따라서 작은 전압을 큰 전압으로 증폭해 주는 용도로 많이 사용한다 .
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
10 차온유
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Ideal-op amp & Practical-op amp
(=Loading effect 가 작아짐 at input) (=Loading effect 가 작아짐 at output)
(=open)
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
11 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
In-put mode of Op-Amp
* Single-ended mode : 한쪽은 그라운드 , 한쪽은 신호로 연결 . 증폭된 신호가 출력된다 .
* Differential input mode : 위상이 반대인 입력신호를 두 인풋에 모두 연결 . 인풋 차이를 증폭한 값이 아웃풋이다 .
* Common mode : 동일 위상 , 주파수 , 진폭의 입력을 가한다 . 이상적으로는 출력은 0V 이다 . 즉 두 입력 단에 만약에 불필요한 공통적인 노이즈가 있으면 common mode rejection 에 의해 노이즈가 제거된다 .
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
12 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
00 0
𝑉 𝑆
𝑉 1 𝑉 2 𝑉 3
𝑉 4𝑉 5
𝑉 𝑆
𝑉 21 (Differential)
𝑉 1 𝑉 2
𝑉 𝐷𝑀
(Differential) (Common)
𝑉 1 𝑉 2
𝑉 𝐶𝑀 𝑉 𝐶𝑀
12𝑉 𝐷𝑀
12𝑉 𝐷𝑀
12𝑉 𝐷𝑀
12𝑉 𝐷𝑀
𝑉 1
𝑉 2
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
13 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
𝑅𝑖𝑉 𝑖 𝑉 𝑂𝑎𝑉 𝑖
𝑅𝑂
* single-ended / single-ended
* single-ended / differen-tial
* differential / differential* differential / single-ended
OP-AMP
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
14 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
비반전 증폭기 (Non-inverting Amplifier)
* 입력된 신호에 대해 정해진 증폭도로 신호가 비반전되어 출력되는 증폭기* 음전압 = 양전압 , 입력 전류 = 0
𝑉 𝑖𝑛𝑉 𝑜𝑢𝑡𝑉 𝐷 𝑎𝑉 𝐷
𝑟𝑂
𝑅2𝑅1
𝑟 𝑑
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
15 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
* Negative Feedback 을 가지는 선형 Op-Amp 회로의 해석
1. 이득의 안정화2. 선형성 3. 중간에 들어온 잡음을 줄여줌
𝑉 𝑁=𝑅1
𝑅1+𝑅2𝑉 𝑂 ,𝑉 𝐷=𝑉 𝑃−𝑉 𝑁=𝑉 𝑖−𝑉 𝑁 ,𝑉 𝐷=𝑉 𝑖−
𝑅1
𝑅1+𝑅2𝑉 𝑂
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
16 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
Negative Feedback (=degenerative)
∑ 𝛼배
𝛽배
𝑋 𝑖
𝑋 𝑓
𝑋𝑑 𝑋𝑂
𝐴=𝑋𝑂
𝑋 𝑖= 𝛼1+𝛼𝛽
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
17 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
반전 증폭기 (Inverting Amplifier)
* 입력된 신호에 대해 정해진 증폭도로 신호가 반전되어 출력되는 증폭기* 음전압 > 양전압 , 양전압 > 음전압 ( 신호의 모양은 유지하면서 증폭 )
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
18 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
* 과 사이의 전압은 0 으로 전압이 같다 . : 열린 이득 G=∞* 에 들어가는 전류는 0 이다 . 입력 임피던스 Rin=∞
가상 접지 (virtual-ground)𝑖
𝑖
𝑖=𝑉 𝑜𝑢𝑡−0𝑉
𝑅𝑓=0𝑉 −𝑉 𝑖𝑛
𝑅𝑖𝑛
𝑉 𝑜𝑢𝑡=−𝑅 𝑓
𝑅𝑖𝑛𝑉 𝑖𝑛
이득이 줄어들기 때문에 Load-ing effect 발생 !
APPLIED ELECTRONIC CIRCUIT
19 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
CANONNAM POWERPOINT?
Non-inverting Amplifier & Inverting Amplifier
Non-inverting Amplifier Inverting Amplifier
20 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
CANONNAM POWERPOINT?
Voltage buffer (=unity gain buf -fer)
+
-
O U T
𝑉 𝑖𝑛 𝑉 𝑜𝑢𝑡
𝑅2𝑅1
증폭률 1 인 비반전 증폭기완충 증폭기로서 입 , 출력 임피던스가 다른 두 개의 회로를 연결할 때 사용
이상적
21 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
CANONNAM POWERPOINT?
+
-
O U T
+
-
O U T
+
-
O U T
테브닌 등가회로예시 𝑉 𝑆
𝑅𝑆
𝑉 𝑂=𝑉 𝑆
𝑅𝑂=0
신호원
𝑅𝑆
𝑉 𝑆
𝑉 𝑆
𝑅1
𝑅2
𝑉 𝑂
𝑅𝑂=0𝑉 𝑂=−
𝑅2
𝑅1𝑉 𝑆
신호원 저항 없음
22 차온유
Dept. of Biomed. Eng. BME303:Applied Electronic Circuit Kyung Hee Univ.
THANK YOU