●학습 및 과제물 수행방법●

□ 과목 : 통신이론

□ 담당교수 : 임황빈

□ 수행해당 일 교시(시간) : 20년 3월 17일 1,2,3교시

□ 수행방법 : 게시한 학습내용에 대한 내용을 충분히 습득하고 과제물을 수행하여 e-mail로 제출하기 바랍니다. 과제물을 제출한 학생은 출석으로 인정합니다.

□ 제출제한 : 2020년 3월 20일~ 3월 23일

□ 제출 E-Mail : yim@naver.com

과제1. 통신이론 _ 전원장치의 이해

학습목표 : 과제 통신시스템의 전원 장치를 이해하고 각 회로의 동작원리를 이해한다.

1-1 정류기

직류 전원 공급 장치(DC Power Supply)는 60Hz 220V의 교류 전압을 일정한 직류 전압으로 바꾸어 주는 역할을 한다. 직류 전원 공급 장치는 변압기(transformer)[eqn: -]정류기(rectifier)[eqn: -]필터(filter)[eqn: -]정전압 회로(voltage regulator)로 구성된다.

그림1-1  직류 전원 장치

1-1-1 반파 정류기

그림1-2는 변압기 결합 반파 정류기이다. 다이오드는 실리콘으로 장벽 전위 0.7V를 고려한다.

그림1-2 변압기 결합 반파 정류기

1. 변압기 2차 전압의 실효값  : [eqn: V _{2} =nV _{1}]

2. 변압기 2차 전압의 첨두값  : [eqn: V _{p(2)} = sqrt {2} V _{2}]

3. 출력 전압의 첨두값 : [eqn: V _{p(out)} =V _{p(2)} -0.7V]

4. 직류 부하 전압(정류된 전압의 평균값) : [eqn: V _{AVG} =V _{DC} = {V _{p(out)}} over {pi } =0.318V _{p(out)}]

5. 최대 역전압(PIV) : [eqn: P`IV=V _{p(2)}]

6. 맥동 주파수 : [eqn: f _{r} =60]Hz (전원 주파수가 60Hz인 경우)

1-1-2 전파 정류기

그림1-3은 권선비가 [eqn: N _{1} :N _{2}]인 중간 탭 정류기이다. 회로의 입력에 60Hz 교류 전원이 인가될 때 정(+)의 반주기 동작 : [eqn: D _{1}][eqn: rarrow][eqn: R _{L}][eqn: rarrow]ground, 부(-)의 반주기 동작 : [eqn: D _{2}][eqn: rarrow][eqn: R_{ L}][eqn: rarrow]ground로 전류가 흘러 부하 저항 [eqn: R _{L}]에는 정(+)의 반파가 나타난다.

그림1-3  권선비 [eqn: n=N _{2} /N _{1}]인 중간탭 전파 정류기

1. 변압기 전체 2차 전압의 실효값  :  [eqn: V _{2} =nV _{1} = {N _{2}} over {N _{1}} V _{1}]

2. 변압기 전체 2차 전압의 첨두값  : [eqn: V _{p(2)} = sqrt {2} V _{2} = {N _{2}} over {N _{1}} ( sqrt {2} V _{1} )]

3. 출력 부하 전압의 첨두값 : [eqn: V _{p(out)} = {V _{p(2)}} over {2} -0.7`V]

4. 출력 부하 전압의 평균값 :  [eqn: V _{AVG} =V _{DC} = {2V _{p(out)}} over {pi } =0.637V _{p(out)}]

5. 맥동 주파수 : [eqn: f _{r} =120]Hz (전파에서 전원 주파수가 60Hz인 경우)

6. 최대 역전압(PIV) : [eqn: P`IV=2V _{p(out)} +0.7V]

예제 1.1

그림1-4에서 첨두값이 120V인 정현파가 1차 권선에 인가되었다. (1) 2차 권선의 1/2양단 전압 [eqn: V _{p(2)}] (2) 부하 [eqn: R _{L}]양단에 나타나는 전압 [eqn: V _{p(out)}] (3) 최대 역전압 PIV를 구하라.

그림1-4

풀이  (1) 전체 2차 전압의 첨두값 : [eqn: V _{p(2)} =nV _{p(1)} =0.2 TIMES 120=24]V

이므로 2차 권선의 1/2양단에 나타나는 첨두 전압은 12V이다.

(2) 출력 부하 전압의 첨두값 : 11.3V

(3) 각 다이오드의 최대 역전압 PIV : [eqn: P`IV=2V _{p(out)} +0.7V=2(11.3V)+0.7V=23.3]V

1-1-3 브리지 전파 정류기

그림1-5는 네 개의 다이오드를 사용한 전파 브리지 정류기이다. 회로의 입력에 60Hz 교류 전원이 인가될 때 (+)의 반주기 동작 : (+)[eqn: rarrow][eqn: D _{1}][eqn: rarrow][eqn: R _{L}][eqn: rarrow]ground[eqn: rarrow][eqn: D _{2}][eqn: rarrow]([eqn: -]), (-)의 반주기 동작 : (+)[eqn: rarrow][eqn: D _{4}][eqn: rarrow][eqn: R_{ L}][eqn: rarrow]ground[eqn: rarrow][eqn: D _{3}][eqn: rarrow]([eqn: -])로 전류가 흘러 부하 저항 양단에는 같은 방향으로 전류가 흘러 전파 정류된 직류 전압을 얻는다.

그림1-5  브리지 전파 정류기

1. 2차 전압의 실효값 : [eqn: V _{2} =nV _{1} = {N _{2}} over {N _{1}} V _{1}]

2. 2차 전압의 첨두값 : [eqn: V _{p(2)} = sqrt {2} V _{2} = {N _{2}} over {N _{1}} ( sqrt {2} V _{1} )]

3. 출력 부하 전압의 첨두값 : [eqn: V _{p(out)} =V _{p(2)} -1.4`]V

4. 정류된 전압의 평균값(직류 부하 전압) : [eqn: V _{AVG} =V _{DC} = {2V _{p(out)}} over {pi } =0.636V _{p(out)}]

5. 최대 역전압(PIV) :  [eqn: P`IV=V _{p(out)} +0.7`]V

예제 1.2

그림1-6에서 변압기 1차 전압의 실효값 [eqn: V_{ 1}=] 220V이다. 출력 전압의 첨두값과 평균값은 얼마인가? 단, 권선비는 [eqn: 10:1]이고 다이오드는 실리콘이다.

그림1-6

풀이  [eqn: V _{2} =(220V) TIMES (1/10)=22`]V

[eqn: V _{p(2)} = sqrt {2} `V _{2} =1.414 TIMES 22 CONG 31.1]V

두 다이오드 양단의 전압 강하를 고려한 경우 첨두 출력 전압은

[eqn: THEREFORE ``V _{p(out)} =V _{p(2)} `-1.4`V=31.1-1.4=29.7`]V

이다. 또, 출력 전압의 평균값을 구하면 다음과 같다.

[eqn: THEREFORE ```` {2`V _{p(out)}} over {pi } = {2 TIMES 29.7`V} over {pi } =18.9`V]

과제 1 : 다음 각 과제를 수행 후 제출 요망

1. 직류 전원장치를 그리고 각 부를 설명하라.

2. 반파 정류 회로를 그리고 간단히 동작 원리를 설명하라

3. 전파 정류 회로를 그리고 간단히 동작 원리를 설명하라

4. 브리지 전파 정류 회로를 그리고 동작원리를 설명하라

5. 그림의 회로에서 직류 부하 전압은 구하면 얼마인가? 여기서 다이오드 전위 장벽 0.7V를 고려한다.