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적분회로와 미분 회로를 연결한 회로의 출력(Vo)은? | [철도신호기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 19년 1회차
적분회로와 미분 회로를 연결한 회로의 출력(Vo)은?
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Vi
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해설

적분기 뒤에 미분기를 직렬로 연결한 회로이므로 두 연산이 서로 상쇄되어 출력은 Vo=ViV_o=V_i 가 된다.

그림의 앞단은 입력에 저항 R, 되먹임에 커패시터 C 가 놓인 반전 적분기이므로 그 출력은 v1=−1RC∫Vi dtv_1=-\dfrac{1}{RC}\displaystyle\int V_i\,dt 이다.
뒷단은 입력에 커패시터 C, 되먹임에 저항 R 이 놓인 반전 미분기이므로 Vo=−RCdv1dtV_o=-RC\dfrac{dv_1}{dt} 이다.

대입하면 Vo=−RCddt(−1RC∫Vi dt)=ViV_o=-RC\dfrac{d}{dt}\left(-\dfrac{1}{RC}\displaystyle\int V_i\,dt\right)=V_i 로, 미분과 적분이 상쇄되고 두 번의 반전으로 부호까지 원래대로 돌아온다.

적분항이나 미분항이 그대로 남아 있는 식들은 두 단을 직렬로 이었을 때의 상쇄를 반영하지 않은 것이고, 출력이 0 이 되려면 신호 자체가 없어야 하므로 이 회로의 결과가 아니다.

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