1. 결합 (Coupling) 이란?
ㅇ 2 이상의 회로 또는 시스템 간에 에너지가 전달되는 상호작용
- 수많은 미시적 진동 계들이 결합되어 나타나는 총량적 계에서의 에너지 상태를 묘사
※ [참고]
- 각 진동계 간에 고유진동수가 엇비슷하면, 서로 영향을 미치며 결합 발생 ☞ `결합 진동` 참조
- 결합(Coupling) 정도를 나타내는 수치 ☞ `결합 계수` 참조
- 유사 용어 비교 ☞ 진동 파동 공진 발진 동조 결합 비교 참조
2. 결합 회로 (Coupled Circuit) 또는 결합 장치 (Coupled Device)
ㅇ 에너지 교환이 가능한 2 이상의 회로/장치
ㅇ 例)
- 전자회로 : 개별 증폭기,공진회로들이 아닌 여러 증폭기,공진회로들 간에,
신호 또는 에너지 결합하면 응용상 잇점 많음
. 주로, 동조,필터링,발진 등 신호처리에 응용
- 전기기기 : 자기장 결합회로를 이용한 변압기,모터,발전기 등 많은 응용 가능
. 주로, 역학적 에너지와 전기 에너지 간의 에너지 변환(결합)을 이용함
3. 저주파 회로 간의 에너지 결합 : (유도성결합 용량성결합 직접결합 비교)
ㅇ 유도성 결합,자기 결합 (Inductive Coupling) / 변압기 결합 (Transformer Coupling)
- 두 코일 회로에 흐르는 전류에 의해 형성된 자기장 사이의 상호작용으로 인한 결합
- `저주파` 신호 전달이 용이
- 자기결합을 이용한 장치 例) 변압기
ㅇ 용량성 결합 (Capacitive Coupling)
- 두 도선(도체) 간에 유전체의 면적,거리에 따른 정전용량에 의한 결합
- `고주파` 신호 전달이 용이
- 용량성 커패시터 종별 : 결합 커패시터, 바이패스 커패시터
- 例) 증폭기 내외부 단자에서 신호 결합
ㅇ 직접 결합 (Direct Coupling) / 전도성 결합 (Conductive coupling) / 저항성 결합
- 저주파나 고주파 신호 보다는 `직류` 신호 전달에 주로 이용
. 실제로, 직류 및 교류 신호 모두가 결합됨
- 다단 증폭기에서, 증폭 단의 출력 신호를 바로 다음 증폭 단의 입력에 직접 접속하는 것
. 즉, 결합 커패시터 등을 거치지 않고 직접 결합
- 통상,
. 저주파 응답 특성이, 유도성,용량성 결합 보다 우수함
.. 낮은 주파수에서, 결합 커패시터,바이패스 커패시터의 리액턴스 영향이 없으므로
. 미세 직류 바이어스 전압 변동이 다음 단에서 증폭이 되어,
.. 회로 전반에 심각한 직류 편차(Drift)를 초래함
※ 교류 결합 (ac Coupling) 및 직류 결합 (dc Coupling)
- 유도성 결합 및 용량성 결합을, 교류 결합 이라고도 하고,
. 2 이상의 회로 간 에너지 교환이 가능하도록, 교류적으로 결합(Coupling)됨
. 例) 변압기에 의한 결합
- 직접 결합을, 직류 결합 이라고도 함
. 2 이상의 회로 간에 직접 도선에 의한 연결 방식
※ 다단 증폭기 (Cascaded Amplifier) 간의 결합방식
- 위와 같이 3 종류(유도성,용량성,직접)의 결합 방식이 가능함
4. 고주파 회로 또는 장 간의 에너지 결합
ㅇ 고주파 장치 간의 결합 ☞ 커플러 (Coupler) 등 참조
- 감시,측정,분파 등 용도의 多 포트 결합기
ㅇ 고주파 장치(RF 회로) 및 전송선로를 자유공간과 연결시켜주는 장치 ☞ 안테나
ㅇ 한편, 시변 전기장,자기장 간에 결합되며 발생되어 자유공간으로 전파되는 현상 ☞ 전자기파
5. 전기 에너지 및 기계 에너지 간의 결합
ㅇ 전기기기는 주로, 자기장 기반의 에너지 변환 원리를 이용 ☞ 전기기기 참조
- 자기장 방향,집중도 조정,자류 통로 형성에 강자성체(큰 투자율을 갖는 강철)를 이용함
. 例) 기계적 움직임 등으로 인해 코일에 쇄교하는 자속 량이 변화될 때,
전기-기계 에너지 변환이 발생하는 등