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다음 회로에서 C1=100pF, C2=10pF이고 L=0.5mH일 때 … | [철도신호기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 20년 1회차
다음 회로에서 C1=100pF, C2=10pF이고 L=0.5mH일 때 발진 주파수는 약 몇 kHz인가?
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해설

그림은 인덕터 L과 두 커패시터 C1·C2로 탱크회로를 이루고 그 접속점을 트랜지스터로 되먹임하는 콜피츠(Colpitts) 발진기이며, 발진 주파수는 약 2360kHz이다.

탱크회로의 공진 조건에서 두 커패시터는 L에 대해 직렬 합성으로 작용하므로 합성 정전용량은
C=C1C2C1+C2=100×10100+10≒9.09 pFC = \dfrac{C_1 C_2}{C_1 + C_2} = \dfrac{100 \times 10}{100 + 10} \fallingdotseq 9.09\,\mathrm{pF}

발진 주파수는
f=12πLC=12π0.5×10−3×9.09×10−12f = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{LC}} = \dfrac{1}{2\pi\sqrt{0.5\times10^{-3} \times 9.09\times10^{-12}}}
f≒2.36×106 Hz=2360 kHzf \fallingdotseq 2.36\times10^{6}\,\mathrm{Hz} = 2360\,\mathrm{kHz}

두 커패시터가 직렬 합성이라는 점이 핵심으로, 작은 쪽인 10pF보다도 작은 약 9.09pF가 되어 주파수가 높아진다. 만약 병렬(110pF)로 잘못 보면 약 680kHz가 나오므로 접속을 반드시 확인해야 한다.

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