바르크하우젠의 발진조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 는 루프이득, 는 발진주파수이다)
2022년 국가직 9급 전자공학개론 15번
2022년도 시행 • 15번 문항
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정답: 1번
■ 1단계: 바르크하우젠(Barkhausen)의 발진 조건 이해
• 정귀환(Positive Feedback) 시스템에서 지속적인 정현파 발진을 유지하기 위한 루프 이득 $L(j\omega_0) = A(j\omega_0)\beta(j\omega_0)$의 조건:
$L(j\omega_0) = 1$
• 크기 조건:
$|L(j\omega_0)| = |A\beta| = 1$
(루프를 거쳐 되돌아온 귀환 신호의 크기가 원래 입력 신호의 크기와 동일해야 진폭이 감쇠하거나 포화되지 않고 유지됩니다.)
• 위상 조건:
$\angle L(j\omega_0) = 0^\circ \text{ 또는 } 2\pi n \quad (n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots)$
(귀환 신호가 입력 신호와 '동위상'으로 정귀환되어야 신호가 중첩 보강됩니다.)
■ 2단계: 보기별 정오 판별
• ①번 (오답 분석 / 옳지 않은 것):
바르크하우젠 발진 조건은 루프 이득 $L(j\omega_0) = 1$이어야 하므로, $L(j\omega_0) = 0$이라는 설명은 옳지 않습니다.
• ②번 (옳은 설명):
안정적인 지속 발진을 위해 귀환 신호와 기본 증폭기 입력 신호의 크기는 서로 같아야 합니다 ($|A\beta| = 1$).
• ③번 (옳은 설명):
정귀환 보강 간섭을 위해 귀환 신호와 입력 신호는 동위상($\angle A\beta = 0^\circ$)을 가져야 합니다.
• ④번 (옳은 설명):
발진 조건을 만족하면 외부 입력 없이 회로 내부의 미세 잡음을 기점으로 지속적인 출력 파형을 생성합니다.
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ①번
• 정귀환(Positive Feedback) 시스템에서 지속적인 정현파 발진을 유지하기 위한 루프 이득 $L(j\omega_0) = A(j\omega_0)\beta(j\omega_0)$의 조건:
$L(j\omega_0) = 1$
• 크기 조건:
$|L(j\omega_0)| = |A\beta| = 1$
(루프를 거쳐 되돌아온 귀환 신호의 크기가 원래 입력 신호의 크기와 동일해야 진폭이 감쇠하거나 포화되지 않고 유지됩니다.)
• 위상 조건:
$\angle L(j\omega_0) = 0^\circ \text{ 또는 } 2\pi n \quad (n = 0, \pm 1, \pm 2, \dots)$
(귀환 신호가 입력 신호와 '동위상'으로 정귀환되어야 신호가 중첩 보강됩니다.)
■ 2단계: 보기별 정오 판별
• ①번 (오답 분석 / 옳지 않은 것):
바르크하우젠 발진 조건은 루프 이득 $L(j\omega_0) = 1$이어야 하므로, $L(j\omega_0) = 0$이라는 설명은 옳지 않습니다.
• ②번 (옳은 설명):
안정적인 지속 발진을 위해 귀환 신호와 기본 증폭기 입력 신호의 크기는 서로 같아야 합니다 ($|A\beta| = 1$).
• ③번 (옳은 설명):
정귀환 보강 간섭을 위해 귀환 신호와 입력 신호는 동위상($\angle A\beta = 0^\circ$)을 가져야 합니다.
• ④번 (옳은 설명):
발진 조건을 만족하면 외부 입력 없이 회로 내부의 미세 잡음을 기점으로 지속적인 출력 파형을 생성합니다.
■ 최종 결과:
• 옳지 않은 설명은 ①번