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그림의 윈 브릿지 발진회로에서 발진 주파수 f는 얼마인가? | [철도신호기사 필기] 05년 2회차 기출문제 상세 페이지

1[철도신호기사 필기] 05년 2회차
그림의 윈 브릿지 발진회로에서 발진 주파수 f는 얼마인가?
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해설

정답은 f=12πRCf = \dfrac{1}{2\pi RC} 이다.

발문의 브리지는 한 팔이 R과 C의 직렬, 다른 팔이 같은 값 R과 C의 병렬이고, 나머지 두 팔인 R1R_1·R2R_2 는 증폭기의 부귀환 이득을 정하는 분압 저항이다. 즉 RC 직렬·병렬 팔이 정귀환 경로를 이루는 윈 브리지 발진회로다.

이 정귀환망의 귀환율은 β=13+j(ωRC−1ωRC)\beta = \dfrac{1}{3 + j\left(\omega RC - \dfrac{1}{\omega RC}\right)} 이고, 귀환 위상이 0이 되려면 허수부가 사라져야 하므로 ωRC=1ωRC\omega RC = \dfrac{1}{\omega RC}, 곧 ω=1RC\omega = \dfrac{1}{RC} 다.

ω=2πf\omega = 2\pi f 이므로 f=12πRCf = \dfrac{1}{2\pi RC} 이며, 이때 β=13\beta = \dfrac{1}{3} 이라 증폭도가 3 이상이어야 발진이 지속된다. 발진 주파수를 정하는 것은 직렬·병렬 팔의 R과 C뿐이고 R1R_1·R2R_2 는 이득만 결정하므로, 이들이 들어간 식이나 C의 차수가 맞지 않는 식은 주파수 식이 될 수 없다.

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