형을 삼각파로 한다.
▲구형파에서 정지된 파형이 나타나면 삼각파, 정현파 모두 정지된 파형이 나타난다.
6. 함수발생기의 출력파형을 구형파로 하고 level 설정을 바꾸어 가면서 그 영향을 관찰한다. slope를 양(+)으로 하고 화면의 궤적을 스케치하고 음(-)으로 바꾸어 다시 스케치한다. 나타난 파형의 주기를 읽고 주파수를 계산한다. 화면상의 구형파가 정확히 대칭인지, 즉 양의 구간이 음의 구간과 같은지 살펴본다. 함수발생기에서 duty cycle을 40%로 조절한다. 오실로스코프에 나타난 펄스를 스케치한다.
▲ slope가 양일 때
▲ slope가 음일 때
▲ duty cycle가 40%일때
7. 함수발생기의 세가지 파형에 대하여 각각 최대 peak-to-peak 전압치를 찾는다. 즉, 함수발생기의 amplitude control을 시계방향으로 최대로 돌렸을때의 값을 읽는다.
▲V/d = 5V 일 때
8. 오실로스코프의 수직입력을 함수발생기의 pulse 또는 syne 출력단자에 연결한다. 오실로스코프의 수직민감도를 조절하여 보기에 적당한 모양을 화면상에 나타내고, 입력선택자를(input selector)를 GND로 한다. position control을 이용하여 화면상의 궤적과 오실로스코프 중앙의 수평선과 일치하도록 한다. 화면상에 나타난 펄스의 너비를 측정한다. 전압이 높을때의 시간간격과 낮을때의 시간간격을 각각 측정한다. 이 측정된 두 시간을 합하면 이 펄스의 주기가 된다. slope를 양으로 했을때의 궤적을 스케치한다.
▲화면상에 나타난 펄스의 너비 - 5.2 cm
▲전압이 높을때와 낮을때의 시간간격
▲주기 : 1.04 msec
▲ slope가 양일 때의 궤적
9. 화면에 펄스출력이 보일 때 dual-trace 기능을 작동시킨다. 채널 B의 민감도를 1V/㎝로 하고 입력선택단자를 GND로 맞춘다. 이 선을 채널 A에서 0V 기준선으로 쓰는 수평선(화면의 중앙)과 일치시킨다. 채널 B의 입력을 함수발생기의 보통출력과 연결시키고 오실로스코프의 입력선택단자를 DC에 맞춘다. 함수발생기의 출력파형을 정현파로 하고 화면상에 나타나는 궤적을 보기에 편하도록 적당히 조절한다. 함수발생기의 amplitude를 한 곳에 고정시키고 세가지 파형에 대하여 각각 궤적을 스케치한다.
▲ 정현파 ▲ 삼각파
▲ 구형파
10. triggering source 선택자를 line에 맞춘다. 오실로스코프 수직입력중 하나를 손에 쥔 상태에서 오실로스코프를 건드리거나 접지된 물체에 닿는 일이 없도록 한다. 민감도, sweep rate, 그리고 level control을 적당히 조절하여 사람이 움직일 때마다 현저히 움직이는 궤적이 화면에 나타나도록 한다. 나타난 전압파의 peak-to-peak 진폭을 측정한다. 다른 한 손으로 오실로스코프의 접지부분을 건드릴 때 나타나는 영향을 관찰한다. 화면상에 나타난 신호의 주기를 읽고 주파수를 계산한다.
▲test lead의 한쪽을 쥐었을 때 ▲다른 한손으로 접지를 쥐었을 때
▲peak-to-peak 진폭 : 4.8 cm
▲다른 한 손으로 접지쪽의 단자를 건드리면, 파형이 거의 0의 값으로 떨어진다.
▲화면상에 나타난 신호의 주파수
4. 연습문제
1. 의 전압파에 대하여 주기와 주파수를 각각 seconds와 Hz의 단위로 계산하라.
2. 1번 문제의 전압파를 오실로스코프에서 본다고 가정하자. sweep rate를 50 msec/cm로 하면, 몇 주기동안의 파형이 화면에 나타나겠는가?
3. 1번 문제의 전압파에 대하여 다음의 각 경우에 화면에 나타나는 모양을 스케치하라.
(1) DC coupoing, 수직민감도 5V/cm
(2) AC coupoing, 수직민감도 5V/cm
(1) GND coupoing, 수직민감도 10V/cm
4. digital storage oscilloscope의 장점과 단점을 열거하고 설명하라.
▲ 장점
digital storage oscilloscope는 정현파 펄스 뿐만 아니라 과도기 파형도 측정가능하다. 그리고 더욱 자세한 파형을 얻기 위해서 디지털 스코프는 스크린 상의 점들간을 선으로 연결하는 기능이 있다. 이것을 interpolation이라한다. 이밖의 부수적인 특징들은 아래와 같다.
1) Pre-trigger Viewing : 이 계기는 입력신호에 의해 트리거되기를 기다리지 않고 계속하여 모든 입력을 기억할 수 있으며, 입력신호 또는 과도기 파형의 일부분 뿐만 아니라 전체 파형도 얻을 수 있다.
2) Signal Processing : 어떤 디지털 오실로스코프는 저장된 파형의 평균치, 실효치, 주파수 등을 결정하는 내부회로를 가지고 있는 것도 있다. 이러한 값들은 스크린 상에 프린트되어 나타난다.
3) Roll Mode : 이 계기는 스크린의 오른쪽에서 왼쪽까지 이동하는 파형을 갖고, 기억된 파형을 연속적으로 주사할 수 있다. 따라서 스트립 차트 레코더와 같이 추적하면서 파형을 볼 수 있다. 전체 메모리는 많은 시간에 걸쳐 정보를 재생시킬 수 있다.
▲ 단점
아날로그에 비하여 디지털의 단점은 저장된 파형은 전원을 오프할 때까지 유지한다는 점이다. 또한 아날로그 샘플링 계기가 동작할 수 있는 정도의 높은 파형에서는 사용하지 못한다는 단점도 있다.
5. 단단(單端, single-ended)입력을 가지고 있는 오실로스코프와 differential 입력을 가지고 있는 오실로스코프와의 차이점을 설명하라.
▲ 단단(單端, single-ended)입력을 가지고 있는 오실로스코프
오실로스코프상에서 한가지 신호의 파형만을 관측할수 있다.
▲ differential 입력을 가지고 있는 오실로스코프
두 개의 파형을 한 화면에서 볼수 있다.
▲ 참고적으로 두 개의 신호를 나타내는 방법에는 두 개의 독립된 전자총을 가지고 따로 신호를 발생시키는 방법과 고속 전자스위치를 이용하여 두 개의 입력을 교대로 하여 신호를 발생시키는 방법이 있다.
참고문헌
전자실험공학 : 황수용, 안성수 공저 : 교학연구사
일반전자공학실험 : 김태중 저 : 상학당
전자계측 : 김성덕 외 2명 공저 : 청문각
전자공학대사전 : 기다리 출판사