오실로스코프와 신호발생기
1. 실험 목적
- 오실로스코프와 신호발생기의 원리 및 그 사용법을 익숙하게 하고 오실로스코프를 이용하여 시간에 따라 크기가 변화하는 다양한 신호의 측정방법을 익히도록 한다.
2. 실험 해설
A. 오실로스코프 동작원리
- 오실로스코프는 신호전압의 세기와 그 시간의 변화를 정확히 측정하여 전압-시간 관계를 CRT화면에 나타내주는 측정장치이다. 이러한 기능을 가능하게 하도록 오실로스코프는 전원부, 수직축 증폭부, 수평축 증폭부, 시간축 발진부, CRT(음극선관)등의 [그림 1]과 같은 기능적인 부분으로 구성되어있다.
- CRT는 진공관 내에서 열이 가해진 음극으로부터 전자가 방출되어 화면에 도달하면, 화면에 도포되어있는 형광체에서 전자의 에너지가 우리눈에 보이는 가시광으로 표시된다.
- 측정할 때 시간에 따라 변화하는 전압가운데에서도 주기적인 파형만을 측정할 수 있다. 전자총에서 나온 전자가 형광물질이 칠해진 스크린에 충돌할 때 그 지점이 시간에 따라 변화하여도, 10∼30ms의 시간동안 발광이 지속되어, 점이 아닌 선의 형태로 우리가 관찰하게 되는 것이다.
[그림 1] 오실로스코프의 CRT 개략도
- 오실로스코프는 측정하고자 하는 전압을 수직 편향판에 인가하고 수평 편향판에는 톱니파를 인가하여 파형을 스위프(크기를 연속적으로 변화시키는 것) 하면서 [그림 2]처럼 표시된다. 그러나 수평 편향판에 가하는 주기 수직편향판에 가하는 측정하고자 하는 파형의 주기의 정수배가 되어야한다. 이를 동기(synchronize)시킨다고하고, 이 동기되는 톱니파형을 만드는 과정을 트리거링이라고 한다.
[그림 2] 오실로스코프의 수직 및 수평 편향판과 그 기능
- 실제로 트리거링은 피측정 파형과 같거나 정수배 되는 주파수를 갖는 톱니파를 발생시키는 것이 아니라 피측정 신호가 전압레벨보다 커지면 톱니파가 크기를 연속적으로 증가하도록 시작시키는 방식이 되었을 때 톱니파를 시작시키는 방식으로 동작된다.
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2014.09.26
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