advanced analog and digital systemsfivedots.coe.psu.ac.th/~montri/teaching/241-309/...แอมป...

20/11/51

241-309: Advanced Analog and Digital Systems 1

Advanced Analog and Advanced Analog and Digital Digital SystemsSystems


Chapter Chapter 44วงจรเปรียบเทียบและวงจรกําเนิดสัญญาณวงจรเปรียบเทียบและวงจรกําเนิดสัญญาณ

ComparatorComparator & Oscillator& Oscillator

20/11/51


วงจรเปรียบเทียบแรงดันวงจรกําเนิดสัญญาณ

เนื้อหา


วงจรเปรียบเทียบแรงดัน ที่ใชออปแอมปแบงออกเปน 2 ประเภท คือ วงจรเปรียบเทียบแบบกลับเฟส วงจรเปรียบเทียบแบบไมกลับเฟส

ทั้งสองประเภทนี ้แบงตามชนิดของการทํางานได 3 ชนิด คือวงจรตรวจวัดแรงดันศูนยวงจรตรวจวัดแรดงดันบวกวงจรตรวจวัดแรงดันลบ

วงจรเปรียบเทียบแรงดันวงจรเปรียบเทียบแรงดัน

20/11/51


ประเภทของวงจรเปรียบเทียบแรงดันประเภทของวงจรเปรียบเทียบแรงดัน


การวิเคราะหวงจรการวิเคราะหวงจร

แบบไมกลับเฟส

1. Vo=+Vsat , Vin > Vref

2. Vo=-Vsat , Vin < Vref

แบบกลับเฟส

1. Vo=-Vsat , Vin > Vref

2. Vo=+Vsat , Vin < Vref

20/11/51


วงจรตรวจจับแรงดันศูนยวงจรตรวจจับแรงดันศูนย




Vo = +Vsat เมื่อ Vin > 0 และ

Vo = -Vsat เมื่อ Vin < 0

20/11/51






20/11/51



Vo = -Vsat เมื่อ Vin > 0

Vo = +Vsat เมื่อ Vin < 0



20/11/51


วงจรตรวจจับแรงดันบวกวงจรตรวจจับแรงดันบวก




Vo = +Vsat เมื่อ Vin > Vref (Vin > +2.5V)

Vo = -Vsat เมื่อ Vin < Vref (Vin < +2.5V)

20/11/51






20/11/51


Vo เปนลบ เมื่อ Vin > Vref

Vo เปนบวก เมื่อ Vin < Vref




20/11/51


วงจรตรวจจับแรงดันลบวงจรตรวจจับแรงดันลบ



Vo = +Vsat เมื่อ Vin > Vref

Vo = -Vsat เมื่อ Vin < Vref


20/11/51






20/11/51



Vo เปนลบ เมื่อ Vin > Vref

Vo เปนบวก เมื่อ Vin < Vref



20/11/51


ตัวเปรียบเทียบแรงดันความละเอียดสูงตัวเปรียบเทียบแรงดันความละเอียดสูงเบอรเบอร LM311LM311

ออปแอมปเบอร LM311 เปน Precision Voltage Comparator ใชงานไดดีในยานอุณหภูมิ 0° – 70° C สามารถไบแอสดวยแรงดันต้ังแต +5V และไมมากกวา ±18V โดยคาทั่วไปนิยมใชแรงดันไบแอส ±15V



ขั้วเอาตพุต เปนเอาตพุตแบบคอลเลอเตอรเปด (Open Collector Output) ขอดีของเอาตพุตแบบคอลเลอเตอรเปด คือสามารถตอเอาตพุตของออปแอมปไปยังวงจรรวมดิจิตอลแบบทีทีแอลหรือซีมอสได โดยตรง ดวยการตอตัวตานทานพุลอัพ

20/11/51



ขั้วอินพุต สภาวะการทํางานของสวิตชทางเอาตพุตจะทํางานในสภาวะเปดวงจรหรือปดวงจร จะขึ้นอยูกับผลตางของแรงดันอินพุต(Vd)


ตัวเปรียบเทียบแรงดันแบบวินโดวสตัวเปรียบเทียบแรงดันแบบวินโดวส

ตัวเปรียบเทียบแรงดันแบบวินโดวส คือ วงจรเปรียบเทียบแรงดันทีใชออปแอมป 2 ตัว ทําหนาที่เปรียบเทียบแรงดันอินพุตกับแรงดันอางอิง 2 คา

20/11/51


ตัวเปรียบเทียบแรงดันแบบวินโดวสตัวเปรียบเทียบแรงดันแบบวินโดวสเงื่อนไขการเปรียบเทียบแรงดัน1. เมื่อ VUR > Vin > VLR

VO1 และ VO2 = 0V

2. เมื่อ Vin > VUR

VO1 = +15V , VO2 = 0V

3. เมื่อ Vin < VLR

VO1 = 0V , VO2 = +15V


วงจรกําเนิดสัญญาณวงจรกําเนิดสัญญาณ

20/11/51


วงจรออสซิลเลเตอร คือ วงจรที่ทําหนาที่กําเนิดหรือสรางสัญญาณการทางไฟฟา เชน สัญญาณไซน สัญญาณส่ีเหลี่ยม หรือสามเหลี่ยม เปนตน ซ่ึงสามารถทํางานโดยไมตองมีสัญญาณอินพุท

วงจรออสซิลเลเตอรวงจรออสซิลเลเตอร


ชนิดของวงจรออสซิลเลตชนิดของวงจรออสซิลเลตชนิดของวงจรออสซิลเลต จะแยกตามชนิดของอุปกรณในวงจร

ปอนกลับ ซ่ึงแยกออกเปน 3 ชนิด คือ

Sinusoidal

Square wave

Triangle or

Sawtooth wave, etc

Audio Frequency(AF)

Radio Frequency(RF)

1. RC Oscillator

2. LC Oscillator

3. Crystal Oscillator

รูปคลื่นเอาทพุตความถ่ีออสซิลเลตชนิดของวงจรปอนกลับ

20/11/51


วงจรกําเนิดคลื่นไซนหรือวงจรออสซิลเลตคลื่นไซน มีหลายวงจรที่นิยมใชกันมาก คือ

วงจรแบบเลื่อนเฟส (Phase Shift Oscillator)วงจรวีนบริดจ (Wien Bridge Oscillator)วงจรควอเดรเจอร (Quadrature Oscillator)

ซ่ึงวงจรเหลานี้ จะมีสวนของวงจรปอนกลับเปนแบบ RC Oscillator

วงจรกําเนิดคล่ืนไซนวงจรกําเนิดคล่ืนไซน


วงจรกําเนิดคล่ืนไซนวงจรกําเนิดคล่ืนไซน

RCRCfo

065.0621

==π 129RRF =โดยที่ ,

20/11/51


วงจรวีนบริดจออสซิลเลเตอรวงจรวีนบริดจออสซิลเลเตอร

RCRCfo

159.02

1 ==π

โดยที่ ,1

1

2

3131

RRRRAor

BA

F

FVV

=

=+===


ควอคราเจอรควอคราเจอร ออสซิลเลเตอรออสซิลเลเตอร

RCRCfo

159.02

1 ==π

โดยที่ , 414.11 ==B

AV

20/11/51


วงจรกําเนิดสัญญาณสีเหลี่ยม จะใหกําเนิดสัญญาณเอาตพุตเปนคลื่นสีเหลี่ยมเรียกไดหลายช่ือ เชน Free-Running หรือ AstableMultivibrator เปนตน แรงดันเอาตพุต จะมีคาเทากับ +Vsat และ –Vsat และคาความกวางของพัลลเอาตพุตจะขึ้นอยูกับคา RC

วงจรกําเนิดสัญญาณส่ีเหล่ียมวงจรกําเนิดสัญญาณส่ีเหล่ียม


วงจรกําเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยมวงจรกําเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยม

)(

)(

21

11

21

11

sat

sat

VRR

RV

VRR

RV

−+

=−

++

=

12

2

21

16.12

1

)2ln(2

1

RRifRC

f

RRRRC

f

o

o

==

+=โดยที่

20/11/51


หลักการกําเนิดสัญญาณสามเหลี่ยม โดยใชวงจรออปแอมป คือ ใชออปแอมป 2 ตัว ตัวแรกทําหนาที่กําเนิดสัญญาณส่ีเหลี่ยม และออปแอมปตัวที ่ 2 ทําหนาที่เปนวงจรอินทิเกรเตอร ซ่ึงจะทําการอินทิเกรตสัญญาณส่ีเหลี่ยมใหกลายเปนสัญญาณสามเหลี่ยม

วงจรกําเนิดสัญญาณสามเหล่ียมวงจรกําเนิดสัญญาณสามเหล่ียม


วงจรกําเนิดสัญญาณสามเหลี่ยมวงจรกําเนิดสัญญาณสามเหลี่ยม

20/11/51


วงจรกําเนิดสัญญาณสามเหลี่ยมที่ปรับปรุงแลววงจรกําเนิดสัญญาณสามเหลี่ยมที่ปรับปรุงแลว

โดยที่

||||4

0,,)2(

211

3

)(')(

11

satsatsatO

ppOOsatinsat

ppO

VVVifRCR

Rf

CVVVVifV

VCRT

−=+==

==−== −−


advanced analog and digital systemsfivedots.coe.psu.ac.th/~montri/teaching/241-309/...แอมป...

Documents