Transcript บทที่ 2 อินติเกรเตอร์และดิฟเฟอเรนติเอเตอร์

บทที่ 2 อินติเกรเตอร์
และ
ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์
เนือ้ หาประจาบท
2.1 วงจรกรองความถี่ต่าผ่านแบบ RC
2.2 วงจร RC อินติเกรเตอร์
2.3 วงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบ RC
2.4 วงจร RC ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์
2.1 วงจรกรองความถี่ต่าผ่านแบบ RC
(RC Low - Pass Filter Circuit) เป็ นวงจรกรองความถี่ต่า
ผ่านแบบเบื้องต้น อาศัยคุณสมบัติการทางานของ R และ C ในการ
กาหนดย่านความถี่ต่าผ่านออกเอาต์พตุ ที่ยา่ นความถี่หนึ่ง
ถ้าความถี่ที่ป้อนเข้ามา มีค่าความถี่สูงกว่าความถี่ที่กาหนด
วงจรจะไม่ยอมให้ค่าความถี่น้ นั ผ่านออกเอาต์พตุ
ความถี่ที่ถูกกาหนดไม่ให้ผา่ นเรี ยกว่า ความถีค่ ตั ออฟ
(Cut off Frequency)
รู ป วงจรกรองความถี่ต่าผ่านแบบ RC
Av
ย่านความถี่ผา่ น
ย่านความถี่ไม่ผา่ น
1.0
0.707
จุดคัตออฟ
0.01
f
ความถี่คตั ออฟ (FCH)
ตัวอย่างที่ 2.1 จากรู ปจงหาค่าความถี่คตั ออฟของวงจร
= 4.7 KΩ
i
0.002μF
วิธีทา
จาก fCH
=
1
2πRC
เมื่อ R = 4.7 KHz , C = 0.002μF และ π = 3.14
แทนค่า fCH =
1
3
-6
2 x 3.14 x 4.7 x10 x 0.002 x 10
=
1
-3
0.06 x 10
3
=
16.67 x 10
fCH =
16.67 KHz
ตัวอย่างที่ 2.2 จากตัวอย่างที่ 2.1 ถ้าสัญญาณ Ei มีความถี่ใช้
งาน 4 KHz จงหาอัตราขยายแรงดันของวงจร
วิธีทา จาก AVL
1
=
√1 + (fu / fCH)2
เมื่อ fu = 4 KHz , fCH = 16.67 KHz
แทนค่า AVL =
1
√1 +
2
( 4 x 10 )
3
3
(16.67 x 10 )
AVL
=
1
2
√1 + (0.24 )
AVL
=
AVL
=
1
√1 + 0.0576
1
√ 1.0576
AVL
AVL
=
=
1
1.028
0.972
แบบทดสอบที่ 2.1 จากรู ปจงหาค่าความถี่คตั ออฟของวงจร
และถ้าสัญญาณ Ei มีความถี่ใช้งาน 15 KHz จงหาอัตราขยาย
แรงดันของวงจร
= 6.8 KΩ
i
0.001μF
2.2 วงจร RC อินติเกรเตอร์
รู ป วงจร RC อินติเกรเตอร์
การเปลี่ยนแปลงสัญญาณเอาต์พตุ ตามค่าเวลาคงที่ของวงจรแบ่งได้ดงั นี้
1.เวลาคงที่นอ้ ย (Short Time Constant) เป็ นเวลาคงที่ ที่มีค่าช่วงเวลา
พัลส์เป็ น 10 เท่าหรื อมากกว่า 10 เท่าของช่วงเวลาคงที่ของ
วงจร RC อินติเกรเตอร์
2. เวลาคงที่ปานกลาง (Medium Time Constant) เป็ นเวลาที่ ที่มีค่า
ช่วงเวลาพัลส์อยูร่ ะหว่าง 1/10 เท่า ถึง 10 เท่า ของช่วงเวลาคงที่
ของวงจร RC อินติเกรเตอร์
3. เวลาคงที่มาก (Long time Constant) เป็ นเวลาคงที่ ที่มีค่าช่วงเวลา
พัลส์ไม่เกิน 1/10 เท่า หรื อน้อยกว่า 1/10 เท่า ของช่วงเวลาคงที่
ของวงจร RC อินติเกรเตอร์
2.3 วงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบ RC
› (RC Hight - Pass Filter Circuit) เป็ นวงจร
กรองความถี่สูงผ่านแบบเบื้องต้น ที่อาศัยคุณสมบัติ
ของ R และ C ในการกาหนดย่านความถี่สูงผ่านออก
เอาต์พตุ ที่ยา่ นความถี่หนึ่ง
› ถ้าความถี่ที่ป้อนเข้ามา ต่ากว่าระดับความถี่ที่กาหนด
วงจรจะไม่ยอมให้ความถี่น้ นั ผ่านออกเอาต์พตุ
› ความถี่ที่ถูกกาหนดไม่ให้ผา่ นนี้เรี ยกว่า
“ความถี่คตั ออฟ”
รู ป วงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบ RC
Av
ย่านความถี่ไม่ผา่ น
ย่านความถี่ผา่ น
1.0
0.707
จุดคัตออฟ
0.01
f
ความถี่คตั ออฟ (FCL)
แบบทดสอบที่ 2.2 จากรู ปจงหาค่าความถี่คตั ออฟของวงจร
=0.056μF
i
33 KΩ
แบบทดสอบที่ 2.3 จากแบบทดสอบที่ 2.2 ถ้าสัญญาณ Ei
มีความถี่ใช้งาน 450 Hz จงหาอัตราขยายแรงดันของวงจร
แบบทดสอบที่ 2.4 จากรู ปจงหาค่าความถี่คตั ออฟของวงจร
และถ้าสัญญาณ Ei มีความถี่ใช้งาน 400 Hz จงหาอัตรา
ขยายแรงดันของวงจร
=0.033μF
47 KΩ
2.4 วงจร RC ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์
(RC Differentiator) วงจรที่ประกอบด้วย R และC ใช้งาน
เหมือนวงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบ RC นาไปใช้กบั สัญญาณไฟฟ้ า
เฉพาะรู ปคลื่นสี่ เหลี่ยม วงจรสามารถทาให้คลื่นสี่ เหลี่ยมผ่านออก
เอาต์พตุ เปลี่ยนรู ปไปเป็ นสัญญาณคลื่นดิฟเฟอเรนติเอตจึงเรี ยกวงจร
นี้วา่ วงจร RC ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์
รู ป วงจร RC ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์
การตอบสนองสัญญาณขั้นบันไดของวงจร RC ดิฟเฟอเรนติเอเตอร์