레포트일반물리 오실로스코프

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본문 물리학 및 실험 REPORT -오실로스코프에 관하여 오실로스코프는 전자 장비를 보수하거나 디자인할 때 필요한 필수적인 계측기로 전기적 신호를 화면상에 나타내 주는 것이다. 물리적인 세계에서는 에너지, 입자의 진동, 그 밖 의 보이지 앉는 힘들이 어디에서나 존재하며, 이러한 힘들을 전기적인 신호로 바꿔주는 것 이 센서이고, 바뀐 전기적 신호를 연구하고 관찰할 수 있는 것이 오실로스코프이다. 다시 말해서 오실로스코프는 짧은 시간에 발생하는 전기적 현상들을 눈으로 볼 수 있게 해 주는 계기라고 할 수 있다. 오실로스코프는 쉽게 말해 전기적인 신호를 화면에 그려주는 장치로서 시간의 변화에 따라 신호들의 크기(Amplitude)가 어떻게 변화하고 있는지를 나타내 준다. 수직축(Y축)은 전압의 변화, 수평축(X축)은 시간 변화를 나타내며 화면의 명암(intensity)이나 밝기 (brightness)는 종종 Z축이라고 부른다. 오실로스코프는 화면상에 눈금이 그려져 있는 것과 제어기능들이 많다는 것을 제외하고는 작은 TV와 유사하다. 오실로스코프의 전면에는 일반적으로 수직부, 수평부, 동기부 등의 조작부가 있으며 또 화면 표시부, 입력 연결단 등도 있다. 오실로스코프는 TV 정비사로부터 물리학자에 이르기까지 다양하게 사용되는 장비로서 전자 장비를 설계, 보수하는 이들에게는 필수적이다. 오실로스코프의 용도는 전자분야에 만 국한되지 않으며 적당한 변환기(transducer)를 사용하면 모든 종류의 현상들을 측정할 수 있다. 변환기는 소리, 기계적 마찰, 압력, 빛, 온도 등의 물리적 자극을 전기적 신호로 변환시키는 것이며 마이크로폰이 변환기의 좋은 예이다. 자동차 엔지니어는 자동차 엔진의 진동을 관측하고 의학 연구가는 뇌파를 관측하는 등 오실로스코프의 이용 가능성은 무한하다. 전자기기는 아날로그와 디지털 방식으로 나눌 수 있다. 아날로그 기기는 연속하여 변하는 전압으로 나타나는 반면, 디지털 기기는 전압을 샘플링한 이산 2진수로 나타낸다. 예를 들어 턴테이블(phonograph turntable)은 아날로그 장비이고 CD 플레이어(compact disk player)는 디지털 장비이다. 오실로스코프에도 아날로그와 디지털 방식이 있다. 아날로그 오실로스코프는 인가된 전압이 화면상의 전자빔을 움직여서 파형을 바로 나타낼 수 있으며 전압에 비례하여 빔을 위 아래로 편향시켜 화면에 파형을 주사하기 때문에 곧바로 파형을 그리게 되는 것이다. 그 반면에 디지털 오실로스코프는 파형을 샘플링한 후 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 써서 측정한 전압을 디지털로 변환시킨다. 이 변환시킨 디지털 정보를 파형으로 재구성해서 화면에 나타내는 것이다. 아날로그나 디지털 오실로스코프가 많은 응용분야에 쓰이지만 각각은 일부 독특한 특성을 가지고 있어서 작업의 특성에 따라 좀 더 적합하거나 부적합할 수도 있다. 사람들은 종종 실시간에서 빠른 변화가 있는 신호를 보고자 할 때는 아날로그 오실로스코프를 선호한다. 디지털 오실로스코프는 한번만 발생하는 단발 현상도 포착하여 보여줄 수 있으며 디지털화된 파형의 데이터 값을 처리하거나 이 데이터 값을 컴퓨터로 보내서 처리 할 수도 있다. 또한 디지털화된 파형의 데이터 값을 저장해서 프린트하거나 나중에 볼 수도 있다. 오실로스코프를 잘 조작하기 위해서는 오실로스코프가 동작되는 원리에 대해서 조금 이해할 필요가 있다. 아날로그 오실로스코프와 디지털 오실로스코프는 내부 시스템은 유사하지만 동작원리 면에서 약간 다르다. 오실로스코프의 프로브를 회로에 접속하면 전압신호는 프로브를 통해 오실로스코프의 수직부로 전달된다. 입력된 신호는 정해놓은 수직축 크기(Volts/Division)에 따라서 감쇠기로 줄여지거나 증폭기로 증폭된다. 그런 다음 신호는 CRT의 수직 편향판에 전달된다. 이 편향판에 가해진 전압에 따라 화면의 밝은 점이 움직이게 되는데 (CRT 내부의 형광물질을 때리는 전자빔 이 밝은 점을 만든다. ) 양전압은 점들을 위쪽으로, 음전압은 아래쪽으로 이동시킨다. 그리고 신호는 동기부로 들어가 수평축 스위프(Sweep)를 시키거나 동기를 시작한다. 여기서 수평 스위프란 수평부의 동작으로 화면상의 밝은 점이 수평축 방향으로 이동하는 것을 말한다. 수평축을 트리거링하는 것은 일정시간 간격으로 화면의 좌에서 우로 밝은 점이 움직이도록 수평축 타임베이스를 조정하는 시스템이다. 스위프가 빠르게 연속적으로 많이 발생하면 밝은 점들은 직선을 만들며, 고속에서는 매초 500.000번 이상 화면에 스위프 되기도 한다. 수평 스위프와 수직편향이 합쳐져서 화면에 신호가 그려지게 되는데 이 때 동기는 계속 되는 신호를 안정화시키는데 필요한 것이다. 반복되는 신호를 같은 점 에서 스위프하면 화면상에 깨끗한 파형이 나타나게 된다. 결론적으로, 아날로그 오실로스코프를 사용할 땐 입력 신호를 조절하기 위하여 3가지의 기본적인 측정조건(setting)의 조정이 필요하다는 것을 알 수 있다. 신호의 증폭이나 감쇠 : 수직 편향판에 신호를 인가하기 전에 Volt/Div 를 조정 한다. 시간축 : sec/Div으로 화면상 수평축의 각 눈금 당 시간을 조정한다. 오실로스코프의 동기 : 단발 현상, 반복 신호를 안정화시키기 위해서는 트리거 레벨을 조정한다. 또한 선명한 화면을 보기 위해 촛점, 화면 밝기 조정도 필요하다. 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 스코프, 오실로, 오실로스코프, 화면, 디지털, 아날로그