학습과제 9(12월1일)

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학습2	레벨미터 사용하기

다음 과정을 준수한다.

1. 처음에 레인지 스위치를 고전압 RANGE 300[V](+50[dB])로 설정한다.

2. 전원 스위치를 ON한다.

3. 측정용 케이블을 레벨미터 INPUT 단자에 연결한다.

4. 지침의 지시가 미터 풀 스케일(Full Scale)의 1/3이하일 경우 RANGE를 한 단계 낮추어 측정한다. 즉 지침이 중간 부분에 오도록 한다.

[eqn: ATT] 레벨메터는 가장 아랫 빨간 부분을 기준으로 측정한다. 이 바늘이 최대치를 넘어가면 [eqn: -]1점 바로 감점된다. 바늘이 [eqn: -]8보다 왼쪽에  있으면 RANGE 레버를 오른쪽으로 돌려서 조절한다. 여기서 [eqn: -]8이란 가장 빨간색 아랫부분의 숫자 8을 말한다. 가장 왼쪽에 20만 [eqn: -]20이라고 되어있고 나머지는 [eqn: -]라고 표시가 안되어 있지만, 0 밑으로는 [eqn: -]이다.

그림6-2

레벨미터는 4가지 눈금을 갖고 있다. 레벨미터에서 4가지 눈금에 대해 설명하면 다음과 같다.

그림6-3

① 1 눈금 : 1/10/100[mV] 및 1/10/100[V] range때 사용한다.(흑색)

② 3 눈금 : 3/30/300[mV] 및 3/30/300[V] range때 사용한다.(흑색)

③ dBV 눈금 : 1.0[V]를 0[dB]로 한 dBV 눈금이다.(적색)

④ dBm 눈금 : 측정 전압을 1[mW], 600[[eqn: OMEGA]]를 기준으로 한 눈금이다.(적색)

dBm이 몇인지 측정하고자하는 경우에는 dBm 눈금을 기준으로 측정한다.

바늘이 가리키는 지시값(dBm) + Range 값[dB] = [dBm]

이 몇인지 측정하시면 된다. 예를 들어 dBm(가장 아래에 있는 부분)은 -4이었고 Range 값이 10dB이었다고 한다. 따라서 측정값은

-4 + 10dB = 6dBm

이다.

예제1  RANGE : 10V(20dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨을 측정하라.

그림6-4

(해설)  데시벨 측정 방법 : 선택된 RANGE의 값 + 지침이 가르키는 값

RANGE : 10V(20dB)이므로

[eqn: THEREFORE]전압 : 2.8V,  dBV : 20+(-11)=9dB,  dBm : 20+(-9)=11dBm

예제2  RANGE : 10V(20dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨을 측정하라.

그림6-5

(해설)

RANGE : 10V(20dB)이므로

[eqn: THEREFORE]전압 : 4.2V,  dBV : 20+(-7.5)=12.5dB, dBm : 20+(-5.4)=14.6dBm

예제3  RANGE : 300mV(-10dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨을 측정하라.

그림6-6

(해설)

RANGE : 300mV(-10dB)이므로

[eqn: THEREFORE]전압 : 220mV,  dBV : -10+(-3.2)=-13.2dB,  dBm : -10+(-1)=-11dBm

예제4  RANGE : 10mV(-40dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨을 측정하라.

그림6-7

(해설)

RANGE : 10mV(-40dB)이므로

[eqn: THEREFORE]전압 : 8.4mV,  dBV : -40+(-1.6)=-41.6dB,  dBm  : -40+(0.6)=-39.4dBm

예제5  레벨 측정 예이다. 실제 측정값을 써라.

표6-1

기능	조정범위	미터범위	미터지시값	실제측정값
전압측정	100V	1	0.65
	30V	3	1.7
	100mV	1	0.25
	30mV	3	2.7
dB측정	+30dB	dB	-1
	+10dB	dB	-4
	-30dB	dB	-9
dBm측정	+30dBm	dBm	+2
	+10dBm	dBm	-4
	-30dBm	dBm	-9

(해설) 실제 측정값

기능	조정범위	미터범위	미터지시값	실제측정값
전압측정	100V	1	0.65	65V
	30V	3	1.7	17V
	100mV	1	0.25	25mV
	30mV	3	2.7	27mV
dB측정	+30dB	dB	-1	-1+(30dB)=+29dB
	+10dB	dB	-4	-4+(10dB)=+6dB
	-30dB	dB	-9	-9+(-30dB)=-39dB
dBm측정	+30dBm	dBm	+2	+2+(+30dBm)=+32dBm
	+10dBm	dBm	-4	-4+(+10dBm)=+6dBm
	-30dBm	dBm	-9	-9+(-30dBm)=-39dBm

예제6  입력단과 출력단 측정값을 보고 전압 이득(G)을 측정하라.

(a) 입력단 RANGE : 1V(0dB)일 때 전압 : 0.42V이고 dB : -7.5dB	(b) 출력단 RANGE : 3V(10dB)일 때 전압 : 2.65V이고 dBV : 10dB+(-1.6)=8.4dB

그림6-8

(해설)

방법1 : 레벨미터를 이용한 이득 계산으로 이득을 얻는다.

: 출력값dB - 입력값dB = 8.4-(-7.5)=15.9

다른 방법2 : 공식에 의한 이득 계산으로 이득을 얻는다.

: [eqn: 20`log` {출력전압} over {입력전압} `[dB]=20`log` {2.65} over {0.42} =15.999[dB]]

예제7  각 파형에 대한 최대값, 실효값, 평균값을 설명하라.

	사인파	구형파	삼각파
최대값	[eqn: V _{m} =V _{p}]	[eqn: V _{p}]	[eqn: V _{p}]
실효값
평균값

(해설) 각 파형에 대한 실효값, 평균값

	사인파	구형파	삼각파
실효값	[eqn: {V _{p}} over {sqrt {2}} = {V _{p-p}} over {2 sqrt {2}}]	[eqn: V _{p} = {V _{p-p}} over {2}]	[eqn: {V _{p}} over {sqrt {3}} = {V _{p}} over {2 sqrt {3}}]
평균값	[eqn: {2V _{m}} over {pi }]	[eqn: V _{m}]	[eqn: {V _{m}} over {2}]

예제8  정현파 1[kHz], 14[V[eqn: {} _{P-P}]]인 파형을 만들고 레벨미터를 이용하여 실효값, dBV, dBm을 측정하라.

(해설) RANGE : 10V(20dB)

	실효값	dBV	dBm
측정값	4.9V	20+(-6.2)=13.8	20+(-4)=16
이론값	4.95V	13.89	16.09

실효값 [eqn: V _{rm r`ms it} = {V _{p-p}} over {2 sqrt {2}} = {14} over {2 sqrt {2}} =4.95[V]]

[eqn: dBV`` -> `20`log` {4.95[V]} over {1[V]} =20 TIMES 0.69=13.89[dBV]]

[eqn: dBm`` -> ``10``log` {P} over {1[mW]} =20`log` {V _{r``ms}} over {0.775[V]}# =20log`` {V _{r`ms}} over {1} -20log`0.775=13.89+2.2=16.09[dBm]]

(참고) 계측기 내부 저항 600[[eqn: OMEGA]] 코일에서 소모되는 전력은 1[mW]이다. 이를 소모전압으로 계산하면 0.775[V]이다.

[eqn: V= sqrt {PR} = sqrt {1 TIMES 10 ^{-3} TIMES 600} =0.775[V]]

[eqn: ` THEREFORE ```10``log` {P} over {1[mW]} =20`log` {V _{r``ms}} over {0.775[V]}]

학습과제 9

그림6-4를 참조하여  RANGE : 10V(20dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨을 측정하라.

2. 그림6-5를 참조하여 RANGE : 10V(20dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시벨     을 측정하라.

3. 그림6-7를 참조하여 RANGE : 10mV(-40dB)일 때 레벨미터의 지시값에 대한 전압과 데시    벨을 측정하라.

4. 레벨 측정 예이다. 실제 측정값을 써라.

표6-1

기능	조정범위	미터범위	미터지시값	실제측정값
전압측정	100V	1	0.65
	30V	3	1.7
	100mV	1	0.25
	30mV	3	2.7
dB측정	+30dB	dB	-1
	+10dB	dB	-4
	-30dB	dB	-9
dBm측정	+30dBm	dBm	+2
	+10dBm	dBm	-4
	-30dBm	dBm	-9

5. 각 파형에 대한 최대값, 실효값, 평균값을 설명하라.

	사인파	구형파	삼각파
최대값	[eqn: V _{m} =V _{p}]	[eqn: V _{p}]	[eqn: V _{p}]
실효값
평균값