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그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용될 수 있는가? (단, 1<R1… | [철도신호기사 필기] 14년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 14년 2회차
그림과 같은 회로망은 어떤 보상기로 사용될 수 있는가? (단, 1<R1C1인 경우로 한다.)
문제 이미지
1
지연 보상기
2
진·지상 보상기
3
진상 보상기
4
지상 보상기
해설

입력 쪽 직렬 가지가 R1과 C1의 병렬이고 출력을 분로 저항 R2 양단에서 뽑는 이 회로망은 진상 보상기(lead compensator)로 쓰인다.

직렬 가지의 임피던스가 Z1=R11+sR1C1Z_1 = \dfrac{R_1}{1+sR_1C_1}이므로 전달함수는 eoei=R2R2+Z1=R2(1+sR1C1)R1+R2+sR1R2C1\dfrac{e_o}{e_i} = \dfrac{R_2}{R_2+Z_1} = \dfrac{R_2(1+sR_1C_1)}{R_1+R_2+sR_1R_2C_1}가 된다.

여기서 영점은 s=−1R1C1s = -\dfrac{1}{R_1C_1}, 극점은 s=−R1+R2R1R2C1s = -\dfrac{R_1+R_2}{R_1R_2C_1}로 영점이 극점보다 원점에 가깝다. 영점이 앞서면 출력 위상이 입력보다 앞서므로(위상 진상) 위상여유를 키워 과도응답과 안정도를 개선하는 데 쓴다.

직렬에 저항을 두고 분로에 R과 C의 직렬 조합을 놓아 극점이 영점보다 원점에 가까워지면 지상 보상기가 되고, 두 특성을 한 회로에 겹쳐 놓은 것이 진·지상 보상기다.

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