การใช้งานโปรแกรม PROTEUS 7.x- 8.x สำหรับผ้เู ริ่มต้น EL เทคนิคลำปาง ใชส้ ำหรบั วิชาการออกแบบวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สด์ ้วยคอมพวิ เตอร์ แผนกวิชาชา่ งอเิ ล็กทรอนกิ ส์ วทิ ยาลยั เทคนิคลำปาง
2 สารบญั 5 บทท่ ี 1 แนะนาํ โปรแกรม บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 บทที่ 4 วงจรดิจติ อล 1 13 บทที่ 5 วงจรดิจติ อล 2 บทท่ี 6 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร EL เทคนิคลำปาง 24
บทท่ี 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรติอสุ บทนาํ โปรแกรม Proteus หรือ Proteus VSM (Virtual System Modeling) เปน็ โปรแกรมท่ีพัฒนาขึน้ โดยบริษัท แลบ็ เซน็ เตอรอ์ ิเล็กทรอนิกส์ จำกดั (Labcenter Electronics Ltd.) ทป่ี ระเทศองั กฤษ โปรแกรม Proteus มีชอ่ื เตม็ วา่ Labcenter Electronics Proteus ซึ่งภายในโปรแกรมจะประกอบด้วยสว่ นประกอบหลัก 2 ส่วน คือ ISIS และ ARES โปรแกรม Proteus จะมอี ยูห่ ลายเวอรช์ นั ให้เลอื กใชง้ าน ซึ่งเวอร์ชันในปัจจบุ ัน คอื เวอร์ชนั 8 และถา้ ตอ้ งการศึกษาหาขอ้ มูลเก่ยี วกับเวอร์ชนั น้ี ก็สามารถเยย่ี มชมไดท้ เี่ วบ็ ไซต์ http://www.labcenter.co.uk ความสามารถของโปรแกรม โปรแกรมโปรตอิ ุสเปน โปรแกรมคอมพิวเตอรช วยงานออกแบบ (Computer Aided Design : CAD) ทใ่ี ชจ ําลองการทาํ งานของวงจรอิเลก็ ทรอนิกส ดา นแอนะลอก ดิจติ อลและไมโครคอนโทรลเลอร EL เทคนิคลำปางเพือ่ ออกแบบวงจรและทดสอบการทาํ งาน นอกจากน้ีโปรแกรมโปรตอิ ุสยังใชอ อกแบบลายแผนวงจร พิมพไดอีกดวย จึงเหมาะทจี่ ะนาํ ไปใชในการเรียนการสอนทางดานอิเลก็ ทรอนิกสเ พื่อใหผ เู รยี นไดท ดลอง การทาํ งานของวงจรกอนนาํ ไปทาํ เปน ตนแบบ ชวยทําใหประหยดั เวลาและงบประมาณในการจดั หาวสั ดุมา ทดลองเหมือนแตก อ น ตวั อยางวงจรทจ่ี ะนํามาทดลองแสดงในรปู ที่ 1.1 (ก) วงจรแหลงจายไฟตรง รูปท่ี 1.1 ตัวอยา งวงจรทใี่ ชท ดลองบนโปรแกรมโปรติอสุ
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบ นโปรแกรมโปรติอุส (ข) วงจรควบคุมความเรว็ พดั ลม EL เทคนคิ ลำปาง (ค) วงจรไมโครคอนโทรลเลอร รูปท่ี 1.1 (ตอ )
บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรติอุส คุณลกั ษณะของเครื่องคอมพิวเตอร โปรแกรมโปรติอสุ ใชไดก ับเครอ่ื งคอมพวิ เตอร ท่ีมีคณุ ลักษณะดงั นี้ 1. มหี นวยประมวลผลกลางไมตาํ่ กวา 2.6 GHz 2. มหี นวยความจาํ หลักไมนอ ยกวา 256 MB 3. ฮารด ดสิ มคี วามจุไมน อ ยกวา 80 GB 4. มเี คร่อื งอา นแผน ซีดแี ละตวั ขบั ฟลอปปด สิ 3.5 นิ้ว 5. จอภาพสขี นาด 15 นิ้ว 6. มรี ะบบปฏิบัติการวนิ โดว 98 / Me / XP การติดตงั้ โปรแกรมโปรตอิ ุส การติดตงั้ โปรแกรมโปรตอิ ุสมีขน้ั ตอนดังนี้ 1. ใสแ ผนซีดที ีม่ โี ปรแกรมโปรตอิ ุสลงในเคร่อื งอา นแผนซดี ี EL เทคนคิ ลำปาง2. เปดดไู ฟลทอี่ ยูในแผน ซดี ีจะมีชอ่ื ไฟลตามรูปท่ี1.2 รูปท่ี 1.2 ชื่อไฟลของโปรแกรมโปรตอิ สุ 3. เลื่อนตัวช้เี มาสไ ปท่ไี ฟล Proteus_8 Professional Setup แลวกดปมุ เมาสดับเบิลคลกิ จะเขาสู โปรแกรมการติดตั้ง Proteus 8 Professional ตามรูปท่ี 1.3
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนกิ สบ นโปรแกรมโปรติอุส set up install licence รูปท่ี 1.3 เขาสกู ารตดิ ตงั้ โปรแกรม Proteus 8 Professional EL เทคนิคลำปาง4. เลือ่ นตวั ชี้เมาสไ ปท่ีModify แลวกดปมุ Next 2 ครงั้ รอสักครู เคร่อื งจะทาํ การตดิ ตั้ง โปรแกรม ใหก ดเลอื ก Finish เปน การเสรจ็ ส้ินการตดิ ต้ังโปรแกรม 5. ตรวจสอบดวู า มโี ปรแกรม Proteus หรือไม โดยเขาไปท่ี Start → Program → Proteus 8 Professional หมายเหตุ การตดิ ตัง้ อาจมีการเปลี่ยนแปลงไปในแตล่ ะ VERSION การใชโปรแกรม โปรแกรมโปรติอสุ มีโปรแกรมยอ ย 2 โปรแกรม คอื ISIS ใชเ ขยี นวงจรและจาํ ลองการทํางาน อีกโปรแกรมหน่งึ คือ ARES ใชอ อกแบบลายแผน วงจรพมิ พ ในการใชโปรแกรมจําเปน ตอ งทราบคําส่ังที่ มอี ยูบนแถบคําส่งั (Menu bar) และแถบเคร่ืองมือ (Toolbar) ตอจากน้ันจะตอ งทราบขั้นตอนในการเขยี น วงจร ซ่ึงตอ งเร่ิมจากการเลอื ก การวาง การเคลอ่ื นยา ย การโยงสาย การเปลยี่ นคา อุปกรณ การเลือกใช เครอ่ื งมอื วัดและการจําลองการทํางาน
บทท่ี 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรติอสุ การใชโปรแกรม ISIS มีขั้นตอนดังนี้ 1. เลื่อนตัวชเี้ มาสไปที่ Start จะปรากฏหนา จอตามรปู ท่ี 1.4 แลวเล่อื นตวั ชีเ้ มาสไ ปที่ Program และเลือก Proteus 8 Professional ตามรปู ท่ี 1.5 จะไดห นา ตางของ โปรแกรม ISIS ตามรูปท่ี 1.6 EL เทคนคิ ลำปาง รปู ที่ 1.4 เลอ่ื นตวั ช้ีเมาสไ ปท่ี Start
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรตอิ สุ EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 1.5 การเขาสโู ปรแกรม ISIS รปู ท่ี 1.6 หนาตา งของโปรแกรม ISIS
บทท่ี 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอสุ 2. เล่อื นตวั ชเี้ มาสไ ปท่รี ายการคําสง่ั แตล ะตัวแลว คลิกเมาสด า นซาย จะมีรายการคําส่ังยอย ตามรปู ท่ี 1.7 รูปท่ี 1.7 รายการคําส่ังยอ ยของแถบคาํ ส่งั EL เทคนคิ ลำปาง3. เล่อื นตวั ชีเ้มาสไปท่ไี อคอนของแถบเคร่อื งมือ รอสกั ครู จะมคี ําอธิบายคาํ สัง่ ในแตละ ไอคอน คาํ สง่ั ทแ่ี ถบเคร่ืองมอื แบงเปน 4 กลุม ดงั น้ี 3.1 File / Print เปน คําสง่ั เกีย่ วกับแฟมขอ มลู และการพมิ พ มคี ําส่งั ยอยตามรปู ที่ 1.8 รูปท่ี 1.8 คาํ สงั่ ยอ ยเกย่ี วกบั แฟมขอ มูลและการพมิ พ
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส 3.2 View Commands เปน คําสั่งเกยี่ วกับการแสดงผล มีคาํ สั่งยอ ยตามรปู ที่ 1.9 EL เทคนคิ ลำปางรปู ท่ี 1.9 คําส่ังยอยเกย่ี วกบั การแสดงผล 3.3 Editing Commands เปน คาํ สั่งเกย่ี วกับการแกไ ข มคี าํ สัง่ ยอยตามรปู ท่ี 1.10 รูปท่ี 1.10 คาํ ส่ังยอ ยเกย่ี วกบั การแกไ ข
บทท่ี 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส 3.4 Design Tools เปน เคร่ืองมอื เก่ียวกบั การออกแบบ มคี ําสง่ั ยอยตามรปู ที่ 1.11 รปู ท่ี 1.11 คาํ ส่ังยอ ยเกย่ี วกบั การออกแบบ 4. ทดลองเขยี นวงจรเครือ่ งชวยฟง ตามรูปที่ 1.12 ในวงจรนีป้ ระกอบดว ยทรานซสิ เตอร ตวั ตานทาน คาปาซเิ ตอร และแบตเตอรี่ การเขยี นวงจรใหปฏบิ ัติตามขนั้ ตอนตอ ไปน้ี EL เทคนคิ ลำปาง4.1 เล่อื นตวั ชี้เมาสไ ปที่คาํ สง่ั File→ NewDesign หรือเลอื กกดไอคอน รปู ท่ี 1.12 วงจรเครอ่ื งชวยฟง
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส 4.2 เลือกอปุ กรณท ใ่ี ชใ นวงจร 4.2.1 ตอ งการเลอื กทรานซสิ เตอร ใหเ ลอื่ นตัวชเี้ มาสไปท่ี Device และชที้ ต่ี วั P จะมี ขอ ความ Pick Devices ตามรูปท่ี 1.13 ใหก ดปมุ เมาสดา นซา ยเพ่อื เขา สูหนา ตา ง Pick Devices จะได ตามรปู ท่ี 1.14 EL เทคนิคลำปางรูปท่ี 1.13 เขา สูก ารเลือกอปุ กรณ รูปท่ี 1.14 หนา ตา ง Pick Devices
บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรติอสุ ท่ี Libraries ใหเล่ือนตวั ช้เี มาสไปที่ BIPOLAR แลวกดปุม เมาสดา นซา ย 1 ครงั้ จะมีรายการ เบอรทรานซสิ เตอรท ี่ Objects เลอื กทรานซสิ เตอรเ บอร BC549 จะแสดงผลตามรปู ที่ 1.15 แลว ดับเบิลคลก้ิ ทเ่ี บอรทรานซสิ เตอรท่ตี องการเลือก จะมเี บอรท รานซสิ เตอรป รากฏในชอ ง Devices ตามรปู ท่ี 1.16 EL เทคนิคลำปาง รปู ท่ี 1.15 การเลือกทรานซิสเตอรเ บอร BC549 รปู ที่ 1.16 ทรานซสิ เตอรท ี่ถูกเลือกจะอยใู นชอง Devices
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบ นโปรแกรมโปรติอุส การเลอื กทรานซิสเตอรเ บอร BC548 และเบอร BC558 ก็ทาํ ไดเชน เดยี วกนั มีขอ สังเกตวา ขณะทก่ี ดปมุ ดบั เบลิ คล้ิกทเ่ี บอรทรานซิสเตอรจ ะมีสัญลกั ษณป รากฏขึ้นทางดานขวามอื 4.2.2 การเลือกตัวตานทานใหเ ลอื่ นตวั ช้ีเมาสไปที่ Libraries Device แลวเลอื ก Res ท่ี Objects ตามรปู ท่ี 1.17 ใหดบั เบลิ คลกิ้ ท่ี RES จะมคี าํ วา RES ปรากฏข้ึนทีช่ อง Devices ตามรปู ที่ 1.18 EL เทคนิคลำปาง รปู ที่ 1.17 การเลือกตัวตา นทาน รปู ท่ี 1.18 แสดงตัวตา นทาน (RES) ในชอ ง Devices
บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรตอิ ุส 4.2.3 การเลอื กคาปาซิเตอรแ บบมขี ั้ว ใหเ ลอ่ื นตวั ชเี้ มาสไปท่ี Objects แลวกดเลอื ก CAP_ELEC และดบั เบลิ คลกิ้ ชื่อ CAP_ELEC จะไปปรากฏทชี่ อง Devices ตามรูปท่ี 1.19 EL เทคนิคลำปางรปู ที่ 1.19 การเลือกตัวคาปาซิเตอรแบบมีขว้ั ตามรปู ท่ี 1.20 4.2.4 การเลือกแบตเตอรใ่ี หกดเลอื ก BATTERY ซึง่ อยูใ น Objects 4.2.5 การเลือกสวิตชใ หก ดเลอื ก Libraries ท่ี Active แลว กดเลือก SWITCH รูปท่ี 1.20 การเลอื กสวิตช
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ ขอ สงั เกต : รายการอปุ กรณท เี่ ปน COND MIC และ EAR PHONE ไมต องเลือก จะเปนจุดปอ นสัญญาณเขา และตรวจสัญญาณออกตามลาํ ดบั 4.2.6 เมอื่ เลอื กอุปกรณไ ดครบตามวงจรแลว ใหปด หนา ตาง Pick Devices 4.3 การวางอุปกรณล งบนพ้ืนทใี่ ชง าน ใหเ รมิ่ จากการวางทรานซิสเตอร Q1 – Q4 โดย เลอื่ นตวั ช้เี มาสไ ปที่ทรานซิสเตอร BC459 แลว กดปุม เมาสด า นซาย 1 ครัง้ เมื่อวางทรานซิสเตอร Q1 การวาง ทรานซสิ เตอร Q2 – Q4 กท็ าํ เชนเดยี วกัน จะไดต ามรปู ท่ี 1.21 EL เทคนคิ ลำปาง รูปที่ 1.21 การวางทรานซิสเตอรลงบนพน้ื ท่ใี ชงาน มขี อสังเกตวา ทรานซสิ เตอร Q4 จากวงจรในรปู ท่ี 1.12 ขาอมิ ติ เตอรอยดู านบนแตทหี่ นาจอ อยูดา นลาง จะตอ งมีการเปลยี่ นตาํ แหนง โดยเล่อื นตวั ชเ้ี มาสไปท่ี Q4 แลว กดปุมเมาสดา นขวา 1 ครง้ั สญั ลักษณ Q4 จะเปล่ยี นเปน สีแดง ใหเ ลอ่ื นตัวช้ีเมาสไ ปท่ลี กู ศรสีแดงดานมมุ ลา งซายมือ ใหเ ลือกลกู ศรชขี้ น้ึ u แลวคล้ิกเมาสดา นซาย 1 ครง้ั ขาอมิ ติ เตอรจะไปอยดู า นบน การวางตวั ตา นทาน คาปาซเิ ตอร สวติ ช และแบตเตอร่กี ็ทําไดเ ชน เดยี วกนั และเมือ่ ตอ งการ หมุนอุปกรณใหใ ชไ อคอนลกู ศรท่ีมุมลา งซายมอื เม่อื วางอุปกรณค รบแลวจะไดตามรปู ที่ 1.22
บทท่ี 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ สุ EL เทคนิคลำปางรปู ที่1.22 การวางสญั ลักษณข องวงจรเคร่ืองชว ยฟง 4.4 การเคลอื่ นยายสญั ลกั ษณข องอปุ กรณ เพอ่ื ใหเ หมือนกับวงจรทก่ี าํ หนดให ทําไดด งั น้ี 4.4.1 เลอื่ นตัวชเ้ี มาสไ ปทสี่ ญั ลกั ษณข องอปุ กรณท ตี่ อ งการเคลือ่ นยาย แลวคล้ิก เมาสด า นขวา 1 ครง้ั สญั ลกั ษณจ ะเปลยี่ นเปน สแี ดงแสดงวา สญั ลกั ษณต ัวนนั้ ถกู เลอื ก 4.4.2 การเคลื่อนยายสญั ลกั ษณ ใหก ดปมุ เมาสด า นซาย 1 ครง้ั แลวเลอ่ื นตัวชไ้ี ปท่ี สัญลกั ษณท ไ่ี ดเลือกไวแ ลว ใหก ดปุมเมาสด า นซายคางไว แลว เล่อื นตัวช้ีเมาสไ ปไวทตี่ ําแหนงทตี่ องการ 4.4.3 ยกเลิกการเคลอ่ื นยายสัญลักษณ เลื่อนตัวชี้เมาสไ ปไวทว่ี างแลวกดปุม เมาส ดานขวา 1 ครง้ั สญั ลกั ษณท ี่เคลอ่ื นยายจะเปล่ียนเปน สดี าํ 4.5 การเรียกใชสญั ลักษณ การตอ ลงกราวด ใหเลอื่ นตวั ชเี้ มาสไปท่ีไอคอนดา นซายมือ ชท้ี ่ีไอคอน ' (Inter Sheet Terminal) แลวกดเมาสด านซา ย 1 ครั้งเลือก GROUND เล่ือนตวั ชเ้ี มาสไปท่ี ตําแหนง ตอ ลงกราวด กดปุมเมาสด านซาย 1 ครั้ง จะมีสัญลกั ษณตอ ลงกราวดป รากฏขน้ึ 4.6 การยอ ขยายสัญลกั ษณข องอปุ กรณ เพื่อใหม องเห็นสญั ลักษณท ง้ั หมด หรือดู รายละเอียดของสญั ลักษณแ ตล ะตวั ใหเ ลอื กไอคอน เมอ่ื ตอ งการลดขนาดหรือเลอื กไอคอน เมือ่ ตองการ ขยายใหโ ตขึน้
การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรติอุส 4.7 การเลือกดูสวนของวงจรทม่ี องไมเหน็ ใหเ ลือ่ นตัวช้ีเมาสไ ปท่กี รอบดานบนและเลอ่ื น ตัวชไี้ ปยังจดุ ทตี่ อ งการดใู หกดปมุ เมาสดานซาย 1 คร้ัง บนพื้นท่ใี ชง าน จะแสดงสว นของวงจรที่ตอ งการดู รายละเอียด 4.8 เมื่อวางสัญลกั ษณไ ดเ หมอื นตน แบบแลว ควรจัดเก็บแฟมใหช อื่ วา Hearing Aid1 กด เลอื ก Save ตองจําไวด ว ยวา จัดเกบ็ ไวท ไ่ี ดรฟ หรือไดเรกทอรี่ใด 4.9 การโยงสายเชื่อมตอ สญั ลักษณ เพอ่ื ใหก ารตอสายทําไดงายควรขยายสญั ลกั ษณใ หโต ข้นึ และควรเรมิ่ โยงสายจากดานซายไปขวามือ เรมิ่ ทข่ี า R1 ตอกับ C1 ใหเลือ่ นตวั ชไ้ี ปท่ีขา R1 จะมี เคร่อื งหมาย X กดปุม เมาสด า นซายคา งไวแลวเลอ่ื นตัวชี้ไปที่ขา C1 ปลอ ยมือทีก่ ดปมุ เมาส สําหรับการโยง สายของอุปกรณต ัวอน่ื กท็ ําไดเ ชน เดยี วกัน เมอื่ โยงสายครบทุกเสนแลวใหจัดเกบ็ ไวในชื่อวา Hearing Aid2 4.10 การเปลยี่ นคา อุปกรณใ หปฏบิ ตั ดิ ังน้ี 4.10.1 ควรเริ่มกาํ หนดคา จากดานซายไปขวามอื 4.10.2 เม่ือตองการเปล่ยี นคา R1 เปน 2.2k ใหเลอ่ื นตวั ช้ไี ปท่ี R1 แลว กดปมุ เมาส ดานขวา 1 ครง้ั สัญลกั ษณ R1 จะเปนสแี ดง ตอจากนั้นใหก ดปมุ เมาสดานซา ย 2 ครัง้ เพอ่ื เขาสกู รอบโตต อบ Edit Component ตามรปู ท่ี 1.23 เลอ่ื นตวั ชเี้ มาสไ ปท่ชี องเติมคา Resistance พิมพ 2.2k แทน 10k แลว กด OK 4.10.3 เลอื่ นตัวชเ้ี มาสไปที่วา งแลวกดปมุ เมาสดา นขวา EL เทคนิคลำปาง4.10.4 การเปลี่ยนคาอปุ กรณทเ่ีหลือ กาํ หนดไดเชนเดยี วกนั แลว จดั เก็บแฟมใหช อื่ วา Hearing Aid3 รปู ที่ 1.23 แสดงกรอบโตต อบ Edit Component
บทท่ี 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ ุส 4.11 การเรียกใชเครอ่ื งมอื วัด ใหเ ล่ือนตวั ชี้ไปที่ไอคอนรูปเครอ่ื งมอื วดั ดา นซายมือ จะมี รายการเครือ่ งมือวดั แสดงในรูปที่ 1.24 EL เทคนคิ ลำปาง รูปท่ี 1.24 แสดงรายการเครือ่ งมอื วัด 4.12 จากตัวอยา งวงจรเคร่อื งชวยฟง เมอ่ื ตอ งการจําลองการทํางานจะตองปอ นสัญญาณ รูปไซนเขาที่ดา นอินพุตโดยใชเครอ่ื งกาํ เนดิ สัญญาณและใชอ อสซลิ โลสโคปตรวจดูรูปคลนื่ ที่ดานเอาตพตุ โดยตอเขาท่ขี าคอลเลกเตอรของ Q4 การเรียกใชเ ครือ่ งกาํ เนิดสัญญาณและออสซิลโลสโคปใหเ ล่อื นตวั ชี้ เมาสไปท่ี SIGNAL GENERATORS แลว กดปมุ เมาสดา นซา ย 1 ครงั้ จะมรี ูปเครื่องกาํ เนดิ สญั ญาณดา นบน ของรายการ INSTRUMENT เลอื่ นตัวชีไ้ ปท่ีจดุ ใกลกับ C1 กดปมุ เมาสด า นซา ย 1 คร้ัง จะมรี ปู เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณทพ่ี ืน้ ทใี่ ชง าน เลอ่ื นตัวชี้เมาสไปท่ี OSCILLOSCOPE แลววางออสซิลโลสโคปไวดา นบนของ Q4 โดยสายเครือ่ งกําเนดิ สญั ญาณข้วั บวกเขา ทขี่ า C1 ทต่ี อกบั R1 และขั้วลบตอลงกราวด โยงสายออสซิลโล- สโคปชอ ง A กบั ขวั้ บวกของเครื่องกาํ เนดิ สญั ญาณ สว นชอ ง B ตอกับขาคอลเลกเตอรของ Q4 ไดตามรูปที่ 1.25 แลว จัดเกบ็ ไฟลช อ่ื Hearing Aid4
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรติอสุ EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 1.25 การตอ เครอื่ งกาํ เนิดสญั ญาณและออสซลิ โลสโคปเขาทีว่ งจร 4.13 การประมวลผลการทาํ งานของวงจร ใหเล่ือนตัวชี้เมาสไ ปทีเ่ คร่ืองหมาย ► ซงึ่ อยู ดานลางซายมอื จะมีรูปจําลองของเครือ่ งกําเนดิ สญั ญาณและรปู ออสซลิ โลสโคปปรากฏขึ้น ใหเ คลอ่ื นยา ย เคร่ืองกาํ เนิดสญั ญาณ ไวท ่ีมมุ ดานซาย โดยเล่ือนตวั ชเ้ี มาสไปที่แถบชอ่ื เครื่องกาํ เนิดสญั ญาณ (VSM Signal Generator) แลว กดปุมเมาสด า นซายคา งไว ใหเ ลื่อนตัวช้ีไปท่มี ุมดา นซายเพื่อยา ยเครอื่ งกําเนิดสญั ญาณ สวนการยา ยออสซิลโลสโคปทาํ ไดเชน เดยี วกนั เมือ่ วางตาํ แหนง เคร่อื งมอื วัดเสรจ็ แลวจะไดต ามรปู ท่ี 1.26
บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส EL เทคนคิ ลำปางรปู ท่ี 1.26 การวางตําแหนง เครื่องมอื วัด 4.14 การปรับปุม ทอี่ อสซิลโลสโคป ต้ังปมุ ดรู ูปสัญญาณไวท ี่ Dual (ดู 2 เสน ภาพ) ปุมน้ี อยูท างดา นขวาของออสซลิ โลสโคป ใหเ ลอ่ื นตวั ชเ้ี มาสไ ปทีป่ ุมนน้ั แลว กดปมุ เมาสดา นซา ย 1 ครง้ั จะมเี สน ภาพ 2 เสน ปรากฏที่จอภาพ ตอจากน้ันจงึ ปรับ CH1 และ CH2 ไวที่ AC และปรับปุม Y Pos 1 โดยกดปมุ เมาสดา นซายคา งไว ใชต วั ชหี้ มุนปมุ ใหเ สน สัญญาณอยดู า นลาง สวนปุม Y Pos 2 ปรบั ใหเสนสญั ญาณอยู ดา นบน 4.15 การตั้งคา ท่ีเครอ่ื งกาํ เนดิ สัญญาณ ในการจาํ ลองการทํางานของวงจรเคร่ืองชว ยฟง จะ ใชส ญั ญาณรูปไซน โดยกดปมุ waveform ใหห ลอดไฟตดิ สวางหนา สญั ญาณรูปไซน แลวตง้ั คาปมุ Center ไวต รงกลาง ปมุ Range เลือกความถีไ่ วท่ี 1 KHz ปมุ Level ตั้งไวที่ 1 และปุม Amplitude ไวท ี่ 1 mV ถา สญั ญาณทีป่ อ นเขาดานอินพตุ มีสัญญาณแรงไป ใหใชต วั ตานทานปรบั คาไดตอ เขา ทีอ่ ินพุตเพอื่ ปรับระดับ ความแรงของสัญญาณใหเหมาะสม 4.16 การดูรูปสัญญาณท่ีออสซิลโลสโคป ใหป รบั ปมุ Y – Gain1 และปุม Y – Gain2 เพอื่ ปรบั ความสูงของสัญญาณ (Amplitude) สวนปมุ Timebase ใชป รับความถ่ี
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรติอสุ 4.17 การตรวจสอบการทํางานของวงจรเครือ่ งชว ยฟง ใหส ังเกตดรู ูปคลนื่ ของสญั ญาณ ดานอนิ พุต (เสน ลา ง) เปรยี บเทยี บกบั สญั ญาณดานเอาตพ ตุ (เสนบน) ถาวงจรทาํ งานไดถ กู ตอ งจะได รูปคล่ืนตามรูปท่ี 1.27 EL เทคนิคลำปางรูปท่ี 1.27 รูปคล่ืนสัญญาณของวงจรเครอ่ื งชวยฟง สรุป โปรแกรมโปรตอิ สุ เปน โปรแกรมที่ใชจาํ ลองการทํางานของวงจรอิเล็กทรอนิกส ทางดา น แอนะลอก ดจิ ติ อล และไมโครคอนโทรลเลอร นอกจากนยี้ ังใชใ นการออกแบบลายแผน วงจรพิมพ การ เริ่มตน ใชโ ปรแกรมตอ งมกี ารติดตัง้ โปรแกรมและตองเขา ใจขั้นตอนในการใชโปรแกรม ซง่ึ มีขั้นตอนใน การจําลองการทาํ งานของวงจรดงั นี้ การเรยี กใชอุปกรณ การวาง การเคล่อื นยาย การโยงสายเชื่อมตอ การ เปลีย่ นคา อปุ กรณ การเรียกใชเคร่ืองมือวัดและการประมวลผลการทํางานของวงจร
บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 บทนาํ วงจรแอนะลอกเปนวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สทที่ าํ งานกบั สญั ญาณที่มหี ลายระดับ มลี ักษณะตอ เนอื่ ง (สญั ญาณแอนะลอก) วงจรแอนะลอกประกอบดวยอุปกรณป ระเภทเฉอื่ ยงาน เชน ตัวตา นทาน คาปาซเิ ตอร หรอื ขดลวดเหนีย่ วนํา กบั อปุ กรณประเภทไวงาน เชน ไดโอด ทรานซิสเตอร หรอื ไอซี ในบทเรยี นนี้จะ กลา วถึงการทดลอง วงจรไดโอด วงจรไบโพลารท รานซิสเตอร และวงจรเฟต โดยทาํ การทดลองบน โปรแกรมโปรตอิ สุ วงจรไดโอด ไดโอดเปนอุปกรณส ารก่ึงตวั นําที่ยอมใหกระแสไฟฟาไหลผานไดทิศทางเดยี ว จงึ นาํ มาใชเ ปน วงจรเรยี งแรงดันไฟฟากระแสสลับใหเปน ไฟฟากระแสตรง มกี ารตอเปนวงจรไดด งั นี้ 1. วงจรเรียงแรงดนั แบบคร่งึ คล่นื (Half Wave Rectifier) เปน วงจรเรยี งแรงดันไฟฟา กระแส EL เทคนคิ ลำปางสลบั ใหเปน ไฟฟากระแสตรงแบบไมราบเรยี บมวี งจรตามรูปท่ี2.1 (ก) วงจร (ข) รูปคล่นื ท่อี นิ พุต/เอาตพตุ รูปท่ี 2.1 วงจรเรียงแรงดนั แบบคร่ึงคลนื่
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอสุ ภาคปฏบิ ตั ิ ใหวาดวงจรตามรูปที่ 2.1 ลงบนโปรแกรมโปรติอุสใชไดโอดเบอร 1N4001 ตวั ตานทาน 1 kΩ แลวประมวลผลการทาํ งานของวงจรโดยปอ นคาตามตารางที่ 2.1 ใชออสซิลโลสโคปตรวจดูรูปคลนื่ และ วาดรูปคลืน่ Vout ลงในตารางท่ี 2.1 ตารางท่ี 2.1 คา ที่ใชทดลองวงจรในรปู ที่ 2.1 Vin (V) Vout (peak) รูปคลืน่ Vout 3 6 9 12 จากตารางท่ี 2.1 สรุปความสมั พันธของ Vin กับ Vout ไดดงั น้ี Vout = 2. วงจรเรียงแรงดันแบบเต็มคลนื่ (Full Wave Rectifier) จากวงจรเรยี งแรงดนั ในหวั ขอ ที่ 1 จะ EL เทคนิคลำปางเห็นไดว าไดโอดยอมใหก ระแสไฟฟาไหลผานไดเ ฉพาะชวงทรี่ ปู คล่ืนสญั ญาณมคี า เปนบวก ทําใหไ ดไฟฟา กระแสตรงทไี่ มร าบเรยี บ จึงมกี ารตอ ไดโอดเพิ่มเปน 2 ตวั หรอื 4 ตวั มีวงจรตามรูปที่ 2.2 (ก) ใชไดโอด 2 ตวั รปู ที่ 2.2 วงจรเรยี งแรงดนั แบบเตม็ คลน่ื
บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 (ข) ใชไ ดโอด 4 ตวั รูปที่ 2.2 (ตอ ) ภาคปฏิบตั ิ ใหวาดวงจรตามรูปท่ี 2.2(ก) ไดโอด D1 และ D2 ใชเบอร 1N4001 ตัวตา นทาน RL ใชค า 1 kΩ EL เทคนิคลำปางแลวประมวลผลการทาํ งานโดยปอนแรงดนั ไฟฟากระแสสลบั ตามคา ในตารางที่2.2ใชอ อสซลิ โลสโคป ตรวจดรู ปู คลนื่ และวัดคา แรงดัน ตารางท่ี 2.2 คา แรงดนั ท่ีปอ นเขา วงจรในรูปที่ 2.2(ก) Vin Vout (peak) รูปคล่ืน Vout 6V 12 V 18 V 24 V จากคา ท่วี ดั ไดในตารางที่ 2.2 เขยี นเปนสตู รสรุปความสัมพันธของ Vin กับ Vout Vout =
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอสุ ใหวาดวงจรตามรปู ท่ี 2.2(ข) ไดโอด D1 – D4 ใชเบอร 1N4001 หรือ ไดโอดบรดิ จ ตวั ตานทาน ใชค า 1 kΩ แลวประมวลผลการทํางานโดยปอ นแรงดนั ไฟฟากระแสสลบั ตามคา ในตารางท่ี 2.3 ใหใช ออสซิลโลสโคปตรวจดรู ปู คลนื่ และวดั คาแรงดันทเ่ี อาตพ ตุ ตารางที่ 2.3 คา แรงดนั ทปี่ อนเขา วงจรในรปู ท่ี 2.2(ข) รูปคลื่น Vout Vin Vout (peak) 6V 12 V 18 V 24 V จากคา ทีว่ ดั ไดในตารางท่ี 2.2(ข) จงเขยี นเปนสตู รสรปุ ความสมั พันธข อง Vin กบั Vout Vout = วงจรแหลง จา ยไฟฟากระแสตรง EL เทคนิคลำปางวงจรแหลงจา ยไฟฟากระแสตรงเปน หวั ใจของระบบอเิล็กทรอนิกสทกุ ระบบตองมแี หลงจาย ไฟตรงทปี่ อนกระแสไฟฟาใหกบั วงจรทาํ งาน แหลงจา ยไฟกระแสตรงประกอบดว ย วงจรเรยี งแรงดนั วงจรกรองกระแสและแรงดนั และวงจรคงคา แรงดนั แสดงเปนแผนภาพบล็อกไดตามรปู ที่ 2.3 ไฟฟา วงจรเรยี งแรงดนั วงจรกรองกระแส วงจรคงคา แรงดัน โหลด และแรงดนั กระแสสลบั รูปที่ 2.3 แผนภาพบลอ็ กแหลง จา ยไฟฟา กระแสตรง วงจรกรองกระแสและแรงดนั จากวงจรเรยี งแรงดนั ตามทก่ี ลา วมาแลว จะเหน็ ไดว า รปู คลน่ื ท่ไี ดไมร าบเรยี บ เหมอื นกับ แรงดันไฟฟาทไ่ี ดจ ากแบตเตอรี่ จึงตองมีวงจรกรองแรงดนั โดยใชต วั คาปาซิเตอรต อ ขนานกับโหลดตาม รปู ที่ 2.4
บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 รูปท่ี 2.4 การตอคาปาซเิ ตอรกรองแรงดนั ภาคปฏิบตั ิ ใหวาดวงจรตามรปู ท่ี 2.4 กาํ หนดให Vin = 12 V D1 − D4 เบอร 1N4001 หรือบรดิ จไดโอด EL เทคนคิ ลำปางRL =1kΩ สว นคาปาซเิ ตอรม คี าตามตารางที่2.4 เปลี่ยนคาCแลว ใชออสซิลโลสโคปตรวจดูรูปคลื่นท่ี เอาตพ ุตและวาดรูปไวใ นตารางที่ 2.4 ตารางที่ 2.4 คาคาปาซเิ ตอรใ นวงจรแหลงจา ยไฟฟา กระแสตรง C (μF) รูปคลน่ื ท่ี Vout 10 100 1000 2200 จากรูปคลน่ื ที่ Vout จะเห็นไดวา คาปาซิเตอรมคี า เปนอยา งไร จึงจะไดแ รงดนั ไฟตรงที่ราบเรยี บ เหมอื นกบั แรงดันไฟฟาทีไ่ ดจ ากแบตเตอรี่ วงจรคงคา แรงดัน แรงดนั ไฟฟาท่ไี ดจ ากวงจรกรองกระแสและแรงดันจะมคี าคงทีเ่ มอื่ ยังไมตอกบั โหลด แตเม่ือตอ โหลดแรงดันจะลดลง หรอื เมื่อแรงดันอนิ พตุ เปล่ียนไปจะทาํ ใหแ รงดนั ทเี่ อาตพตุ เปลย่ี นไปดวย ทาํ ให โหลดทํางานไมเต็มประสทิ ธิภาพ จงึ จาํ เปนตองมีวงจรคงคา แรงดนั เพอื่ ใหไดแ รงดนั ท่เี อาตพ ตุ คงท่ี ถงึ แมว า
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส รูปท่ี 2.5 วงจรแหลงจา ยไฟตรง 5 โวลต ภาคปฏิบตั ิ EL เทคนิคลำปางใหว าดวงจรตามรปู ที่2.5ลงในโปรแกรมโปรติอสุ แลว จาํ ลองการทํางานโดยปอ นแรงดันที่ อนิ พุตและวดั แรงดันทเี่ อาตพ ุต ตามตารางท่ี 2.5 ตารางท่ี 2.5 คา แรงดนั ที่อินพตุ ทปี่ อนเขาวงจรตามรปู ท่ี 2.5 แรงดันอนิ พุต (V) แรงดันเอาตพ ตุ (V) 6 7 8 9 10 จากแรงดนั เอาตพุตทีบ่ ันทึกลงในตารางท่ี 2.5 สรุปไดวา ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 การดัดแปลงวงจรคงคาแรงดนั ที่ใชไ อซี LM317 ใหสามารถคงคา แรงดนั ที่ปรับคา ไดมวี งจรตาม รูปท่ี 2.6 ปรบั คาได 0V – 30 V โดยตอตวั ตา นทานแบบปรับคา ได มคี า 5 kΩ เขา ที่ขา Common ของไอซี รปู ท่ี 2.6 วงจรแหลงจา ยไฟตรงที่ปรบั คา ได ภาคปฏิบตั ิ EL เทคนิคลำปางใหว าดวงจรตามรปู ท่ี2.6โดยใชโปรแกรมโปรติอสุ แลวจําลองการทาํ งานของวงจรโดยปอ น แรงดนั ไฟฟา กระแสสลับ 30 V เขา ทีอ่ นิ พุต แลวปรับคา ตวั ตานทาน 5 kΩ และวัดคาแรงดันทีเ่ อาตพ ุต วงจรไบโพลารทรานซสิ เตอร การนําไบโพลารท รานซิสเตอรไ ปตอใชง าน ตองเร่ิมตนจากการวดั แรงดนั ไฟตรง (bias) ให ทรานซิสเตอรอยางเหมาะสมจึงจะทําใหทรานซสิ เตอรท ํางานได ในบทเรยี นนจ้ี ะไดเ รยี นรกู ารทาํ งานของ วงจรทีใ่ ชไบโพลารท รานซิสเตอรเ ปนสวติ ช เปนวงจรขยายแบบเบสรวม อมิ ิตเตอรร วม คอลเลกเตอรร ว ม วงจรขยายขน้ั ตน และวงจรขยายกาํ ลงั วงจรทรานซิสเตอรสวติ ช จากวงจรในรปู ที่ 2.7 เปน วงจรทใ่ี ชท รานซสิ เตอรเ ปน สวติ ช มที รานซิสเตอร Q1 และ Q2 ท่ขี า เบสของทรานซสิ เตอร Q1 มตี วั ตานทาน R1 ตอ กับขาเบสและตอ ลงกราวด สว นขาเบส Q2 ตอ กบั ตัว ตานทาน R2 และตอกับไฟบวก 6 V ใหส ังเกตผลจากการทดลองวา ทรานซสิ เตอรตัวใดทําหนา ท่ีตอวงจร (on) หรือตัดวงจร (off)
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอุส รูปที่ 2.7 วงจรทรานซสิ เตอรสวติ ช ภาคปฏิบตั ิ ใหตอ วงจรตามรูปที่ 2.7 แลว จาํ ลองการทาํ งานของวงจรและสงั เกตผลท่ีหลอดไฟ D1 และ D2 และวดั คา แรงดนั ทท่ี รานซิสเตอร Q2 ตามตารางที่ 2.6 โดยใชโวลตม เิ ตอรวดั แรงดนั ไฟตรง EL เทคนิคลำปางตารางท่ี2.6วดั แรงดันท่ีทรานซสิ เตอรQ2 วัดแรงดันท่ี คา ทีว่ ดั ได (V) CB BE CE สรปุ ความสมั พันธของแรงดันที่ขาทรานซสิ เตอร Q2 VCE = การตอวงจรทรานซิสเตอรส วิตช จะตองปรบั คากระแสทไ่ี หลเขาขาเบสใหเ หมาะสมจงึ จะทาํ ให มีกระแสไหลจากขาคอลเลกเตอรไปยังขาอมิ ิตเตอรไ ด ใหท ดลองวงจรตามรูปที่ 2.8
บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 2.8 วงจรสวติ ชท ี่มีการปรบั กระแสทข่ี าเบส ภาคปฏิบตั ิ ใหต อวงจรตามรูปที่ 2.8 แลว จาํ ลองการทาํ งานของวงจร ทดลองปรับ RV1 แลวสังเกตผลท่ี D1 และสรปุ ผลไดวา ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... จากวงจรทรานซิสเตอรส วติ ชในรูปที่ 2.6 เม่อื เพมิ่ ตัวคาปาซิเตอรเขาไปตามรูปท่ี 2.9 จะทาํ ให ไดเ ปน วงจรตง้ั เวลาปด หลอดไฟฟาโดยอตั โนมตั ิ
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอุส รูปที่ 2.9 วงจรปด หลอดไฟโดยอตั โนมัติ ภาคปฏิบตั ิ EL เทคนคิ ลำปางใหตอ วงจรตามรูปที่2.9 แลว จาํ ลองการทาํ งาน สังเกตผลทห่ี ลอดไฟD1 แลวทดลองเปลี่ยนคา C1 เปน 100 μF และ 10,000 μF สรุปผลไดดงั นี้ ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... จากวงจรในรปู ที่ 2.9 ถา สลับท่ี C1 กบั R1 และยา ยสวติ ช S1 ไปไวท ดี่ านลา ง เมอ่ื จาํ ลองการ ทาํ งานของวงจรจะไดผลดังน้ี ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... การตอ วงจรทรานซิสเตอรใหท ําหนา ทข่ี ยายสญั ญาณไฟกระแสสลบั สามารถตอ เปนวงจรได 3 แบบ คือ วงจรแบบอมิ ิตเตอรรว ม วงจรคอลเลกเตอรร ว มและวงจรเบสรวม
บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 วงจรอิมติ เตอรร ว ม จากวงจรในรปู ท่ี 2.10 เปน วงจรอิมิตเตอรรวมมสี ญั ญาณอินพุตปอ นเขาทขี่ าเบส และสง สัญญาณออกท่ีขาคอลเลกเตอร สวนขาอิมิตเตอรเปนขาทตี่ อ รวมกบั อนิ พตุ และเอาตพตุ โดยตอ กับ ตัวตานทาน R6 EL เทคนิคลำปาง รปู ที่ 2.10 วงจรอมิ ิตเตอรรวม ภาคปฏิบตั ิ 1. ใหต อวงจรตามรูปท่ี 2.10 แลว จําลองการทาํ งานของวงจร โดยใชโ วลตม เิ ตอรวดั แรงดนั ไฟตรงที่ขา BC BE และ CE แลวหาความสมั พนั ธข องแรงดนั ทว่ี ดั ได สรุปเปนสตู รได VCE = 2. ใหป อนสญั ญาณรูปไซน 1 kHz เขา ที่อินพุตแลวใชออสซิลโลสโคปตรวจดรู ูปคลื่นที่ เอาตพ ตุ ไดอัตราการขยายแรงดนั เทา กบั vo = vi
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอสุ วงจรเฟต ไบโพลารทรานซสิ เตอรเปน อุปกรณท ท่ี ํางานโดยใชก ารควบคมุ กระแสโดยใชก ระแสทขี่ าเบส ไปควบคุมกระแสทไ่ี หลผานขาคอลเลกเตอร สว นเฟตเปนทรานซิสเตอรท่ที ํางานโดยการควบคมุ แรงดนั ใช การปอนแรงดนั เขา ทขี่ าเกตเพอื่ ควบคุมกระแสทไ่ี หลผานอุปกรณ เมอ่ื เปรียบเทียบกบั ไบโพลารทรานซสิ - เตอรก ับเฟตจะพบวาเฟตมคี วามตา นทานดา นอินพตุ สูงมาก เฟตจาํ แนกไดเ ปน 2 ชนิด คือ เจเฟต (Junction Filed Effect Transistor : JFET) และ มอสเฟต (Metal – Oxide Semiconductor FET : MOSFET) มี สญั ลกั ษณตามรูปที่ 2.17 – รูปท่ี 2.19 EL เทคนคิ ลำปางเดรน(D) เดรน(D) เกต(G) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พแี ชนเนล รปู ท่ี 2.17 สัญลกั ษณเจเฟต
บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 เดรน(D) เดรน(D) เกต(G) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พแี ชนเนล รูปที่ 2.18 สัญลักษณด ี - มอสเฟต EL เทคนิคลำปางเดรน(D) เดรน(D) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พแี ชนเนล รูปท่ี 2.19 สัญลักษณอ ี - มอสเฟต การนําเฟตไปตอ เปนวงจรขยายสัญญาณ จดั เปน วงจรได 3 แบบ คอื วงจรขยายแบบซอรส รวม วงจรขยายแบบซอรส รวม มวี งจรตามรูปที่ 2.20 โดยปอ นสญั ญาณเขา ทขี่ าเกตโดยผา น C1 โดยมี RG ตอกบั ขาเกตและตอลงกราวด เพ่ือทาํ ใหข าเกตมีคาแรงดันประมาณ 0 V (เพราะ IGSS มคี า นอย) RG ตอ ง มคี าเปน เมกกะโอหม เพื่อไมใ หเกดิ การโหลดทแ่ี หลงจา ยสัญญาณไฟฟา กระแสสลบั การวัดแรงดนั ไบแอส
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ ุส (Q point) ทําใหกระแสทข่ี าเดรนสา ยไปมาดวย เม่ือกระแสท่ีขาเดรนเพ่ิมข้ึน แรงดนั ที่ตกครอ ม RD กจ็ ะ เพิ่มขนึ้ ดว ยทําใหแรงดันทข่ี าเดรนกบั กราวดลดลง EL เทคนิคลำปางรปู ท่ี 2.20 วงจรขยายแบบซอรส รวม ภาคปฏิบตั ิ ใหต อวงจรตามรูปที่ 2.20 เพื่อจําลองการทาํ งานของวงจร โดยทําตามข้ันตอนดงั น้ี 1. ตอ วงจรโดยใชโ ปรแกรมโปรติอุส 2. จาํ ลองการทํางานของวงจร โดยไมตอสญั ญาณอินพตุ แลว ตอ โวลตมเิ ตอรวัดแรงดนั ไฟตรงทข่ี า GD GS และ DS 3. ตอ สัญญาณรูปไซนจากเคร่ืองกาํ เนดิ สัญญาณเขา ท่ีอนิ พตุ โดยตงั้ ความถี่ไวท่ี 1 KHz และ แอมปลิจดู 100 mVrms 4. ตอ ออสซิลโลสโคป วดั รปู คล่ืนสัญญาณที่อินพตุ และเอาตพตุ 5. จาํ ลองการทํางานของวงจรแลว วาดรปู คลื่นทีอ่ ินพตุ และเอาตพุต 6. ปรบั แอมปลจิ ดู ของสญั ญาณจากเคร่ืองกําเนดิ สัญญาณแลวสังเกตผลที่เอาตพ ุต สรุปผลการสังเกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 บทนํา วงจรแอนะลอก 1 ในบทที่ 2 เปน การจําลองการทํางานของวงจรไดโอด ทรานซสิ เตอร ไบโพลาร และทรานซิสเตอรเ ฟต ในบทท่ี 3 จะเปน การจาํ ลองการทํางานของวงจรทจ่ี ดั อยใู นรปู ของวงจร รวม มีออปแอมปและไอซที เ่ี ก่ียวกบั ฐานเวลา (ไอซี 555) ออปแอมปจ ะนําไปตอ เปนวงจรบฟั เฟอร วงจรขยายอินเวอรต ิง วงจรขยายนอนอนิ เวอรต งิ วงจรอินทริเกต วงจรดิฟเฟอเรนเชียล วงจรขยายผลตาง วงจรกรองความถ่ีไวงาน สว นไอซี 555 จะกลาวถึง ภาพรวม วงจรทดสอบไอซี วงจรมลั ตไิ วเบรเตอร แบบโมโนสเตเบิลและอะสเตเบิล การประยุกตใ ชง านไอซี 555 ออปแอมป ออปแอมปเ ปน วงจรขยายผลตางทีม่ อี ตั ราการขยายสงู มาก มอี นิ พุตอิมพิแดนซส งู มากและมี เอาตพ ตุ อมิ พแิ ดนซตํา่ ออปแอมปม ีอินพุต 2 ขา คอื ขาอนิ เวอรต งิ (-) และขานอนอนิ เวอรตงิ (+) ดา น EL เทคนคิ ลำปางเอาตพ ุตมี1ขาปกตจิ ะใชก บั แหลงจา ยไฟคูท ม่ี คี าแรงดัน±5V ถึง ±15V มลี กั ษณะภายนอกและ สัญลักษณตามรูปที่ 3.1 (ก) ลกั ษณะภายนอก (ข) สัญลักษณ รูปท่ี 3.1 ออปแอมป
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ การนําออปแอมปไปตอ ใชงาน จะนําไปใชเ ปนวงจรขยายสัญญาณ วงจรกรองความถี่ และวงจร เปรียบเทียบ มรี ายละเอยี ดดังนี้ วงจรบัฟเฟอร วงจรบัฟเฟอรเ ปนวงจรทีม่ อี ตั ราขยายเทากบั 1 มวี งจรตามรูปท่ี 3.2 EL เทคนิคลำปางวงจรขยายอนิ เวอรตงิ รูปท่ี 3.2 วงจรบัฟเฟอร วงจรขยายอินเวอรตงิ เปน วงจรขยายที่มสี ญั ญาณปอ นเขา ที่ขาอนิ เวอรต ิงโดยผา นตวั ตานทาน R1 10 kΩ มีวงจรตามรปู ที่ 3.3 รูปที่ 3.3 วงจรขยายอนิ เวอรต งิ
บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 วงจรขยายนอนอินเวอรติง วงจรขยายนอนอินเวอรตงิ เปน วงจรออปแอมปท ี่ตอสัญญาณอินพตุ เขา ทข่ี านอนอินเวอรติง มี วงจรตามรูปท่ี 3.4 EL เทคนิคลำปางรูปท่ี 3.4 วงจรขยายนอนอินเวอรตงิ ภาคปฏบิ ตั ิ ใหจ ําลองการทํางานของวงจร ในรูปท่ี 3.2 – รูปท่ี 3.4 โดยทาํ ตามขน้ั ตอนตอ ไปนี้ 1. ตอ วงจรตามรปู ที่ 3.2 2. ตอ เครือ่ งกาํ เนดิ สญั ญาณเขาที่อนิ พุตและตอ ออสซิลโลสโคปเขา ท่เี อาตพุต 3. ปอ นสญั ญาณรูปไซน ความถี่ 1 KHz เขา ทอ่ี ินพตุ 4. สงั เกตรูปดคู ลื่นทีเ่ อาตพ ุต แลว วาดรูปไวด า นลา ง เอาตพ ุต อนิ พตุ 5. ใหจําลองการทํางานของวงจรในรปู ที่ 3.3 และรูปที่ 3.4 โดยทําตามขน้ั ตอนเชนเดียวกับ ขอ 1 ถงึ ขอ 4 แลววาดรูปไวด านลาง
การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส เอาตพ ุต เอาตพ ุต อนิ พุต อนิ พตุ รปู คลนื่ ของวงจรในรูปท่ี 3.3 รูปคล่นื ของวงจรในรูปที่ 3.4 สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... EL เทคนิคลำปางวงจรอนิ ทรเิกรต(Integrator) วงจรอินทรเิ กรตเปน วงจรท่ีเปลยี่ นสัญญาณรูปส่เี หลย่ี ม ใหเปน สญั ญาณรูปสามเหลยี่ ม มีวงจร ตามรปู ที่ 3.5 รูปท่ี 3.5 วงจรอินทริเกรต
บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 วงจรดฟิ เฟอเรนเชยี ล (Differentiator) วงจรดิฟเฟอเรนเชยี ล เปนวงจรทเี่ ปลยี่ นสญั ญาณรูปสามเหลยี่ มใหเ ปนสัญญาณรูปไซน มวี งจร ตามรปู ท่ี 3.6 รปู ที่ 3.6 วงจรดิฟเฟอเรนเชยี ล วงจรขยายผลตา ง (Difference Amplifier) EL เทคนิคลำปางวงจรขยายผลตา งใชเปรยี บเทยี บแรงดนั ทป่ี อ นเขา ขาอนิ พุตแลว แสดงผลทเ่ีอาตพ ตุ มวี งจรตาม รูปที่ 3.7 รูปท่ี 3.7 วงจรขยายผลตาง
การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ ุส ภาคปฏบิ ตั ิ ใหต อ วงจรตามรูปที่ 3.5 – รปู ที่ 3.7 แลวจาํ ลองการทํางานและวาดรปู คล่ืนสญั ญาณทเ่ี อาตพ ุต เอาตพ ตุ เอาตพ ุต อนิ พุต อนิ พตุ รปู คลน่ื ของวงจรในรปู ท่ี 3.5 รูปคลนื่ ของวงจรในรปู ที่ 3.6 สรุปผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... EL เทคนิคลำปาง.......................................................................................................................................................................... วงจรกรองความถไ่ี วงาน (Active Filters) วงจรกรองความถ่ีเปนวงจรกรองสญั ญาณอินพตุ ใหไ ดความถ่ตี ามตองการ แลวสงออกทเี่ อาตพ ตุ และสามารถปรับแอมปลิจดู ของสญั ญาณทีผ่ านออกมาได วงจรกรองความถีไ่ วงานแบง เปน วงจรกรอง ความถีต่ ่ํา วงจรกรองความถส่ี งู และวงจรกรองแถบความถ่ี มีรายละเอียดดงั น้ี วงจรกรองความถตี่ ํ่าไวงาน (Active Lowpass Filters) วงจรกรองความถีต่ ่ําไวงาน เปนวงจรทยี่ อมใหค วามถี่ไมเ กิน 1 KHz ผา นออกทีเ่ อาตพ ตุ ความถ่ี ทผ่ี า นไปไดจะมีแอมปลจิ ูดสงู กวาสญั ญาณท่ีปอ นเขา ที่อินพตุ มวี งจรตามรูปที่ 3.8
บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 รูปที่ 3.8 วงจรกรองความถีต่ าํ่ แบบไวงาน ภาคปฏบิ ตั ิ ใหผเู รยี นปฏิบตั ติ ามขน้ั ตอนตอไปนี้ 1. ตอวงจรตามรปู ที่ 3.8 EL เทคนิคลำปาง2. ตอเครอื่ งกาํ เนดิ สัญญาณและออสซิลโลสโคปเขาท่อี ินพตุ และเอาตพุตตามลาํ ดับ 3. จําลองการทํางานของวงจร โดยปอนสัญญาณอนิ พตุ เปน สญั ญาณรูปไซน ความถ่ี 1 KHz แลวสงั เกตดูรปู คลื่นทอ่ี อสซิลโลสโคปและวาดรูปไวใ นรปู ที่ 3.9 รปู ท่ี 3.9 รปู คล่ืนไซนค วามถี่ 1 KHz ผา นวงจรกรองความถตี่ ํ่า
การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ ุส 4. เปลย่ี นความถท่ี ปี่ อ นเขา เปน 100 Hz แลวสงั เกตดผู ลทอ่ี อสซลิ โลสโคปและวาดรูปคลน่ื ลงในรปู ที่ 3.10 รปู ท่ี 3.10 รูปคล่นื ไซนค วามถี่ 100 Hz ท่ีผานวงจรกรองความถต่ี ํ่า 5. เปลยี่ นคา C1 เปน 1 μF แลว จาํ ลองการทาํ งานตามขอ 3 และขอ 4 และวาดรปู ลงใน รูปที่ 3.11 EL เทคนิคลำปาง (ก) รูปคลื่นไซน 1 KHz (ข) รูปคลื่นไซน 100 Hz รูปที่ 3.11 รูปคลืน่ ทผี่ า นวงจรกรองความถต่ี ่ํา เม่ือ C1 = 1 μF
บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... วงจรกรองความถสี่ ูงไวงาน (Active Highpass Filters) วงจรกรองความถ่ีสูงไวงานเปน วงจรทยี่ อมใหความถที่ สี่ งู กวา 1 KHz ผา นไดดี มวี งจรตาม รูปท่ี 3.12 EL เทคนิคลำปาง รูปท่ี 3.12 วงจรกรองความถสี่ ูงไวงาน ภาคปฏบิ ตั ิ ใหผูเรียนปฏบิ ตั ติ ามขนั้ ตอนตอ ไปนี้ 1. ตอ วงจรตามรปู ท่ี 3.12 2. ตอ เคร่ืองกําเนดิ สญั ญาณและออสซิลโลสโคปเขา ที่อินพตุ และเอาตพ ุตตามลําดบั 3. จาํ ลองการทาํ งานของวงจร โดยปอ นสัญญาณรูปไซน ความถี่ 1 KHz เขาท่อี ินพุต 4. สงั เกตดผู ลท่อี อสซิลโลสโคป แลว วาดรปู คลืน่ ลงในรูปท่ี 3.13
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส รูปท่ี 3.13 รปู คล่นื ไซนค วามถ่ี 1 KHz ท่ผี านวงจรกรองความถี่สูง 5. เปลยี่ นความถท่ี ปี่ อ นเขาวงจรกรองความถ่ีสงู เปน 100 Hz และ 10 KHz แลวสังเกตดผู ลท่ี ออสซลิ โลสโคปและวาดรูปคล่นื ลงในรูปที่ 3.14 EL เทคนคิ ลำปาง (ก) ความถ่ี 100 Hz (ข) ความถี่ 10 KHz รูปท่ี 3.14 รปู คลนื่ ไซน 100 Hz และ 10 KHz ทีผ่ า นวงจรกรองความถีส่ ูง 6. เปลย่ี นคา C1 เปน 4.7 μF แลวจาํ ลองการทาํ งานตามขอ ที่ 3 – 5 และวาดรปู คลน่ื ลงใน รูปท่ี 3.15
บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 (ก) ความถี่ 1 KHz EL เทคนคิ ลำปาง(ข)ความถี่10KHz (ค) ความถี่ 100 Hz รปู ที่ 3.15 รูปคลน่ื ไซนทผี่ านวงจรกรองความถี่สงู เม่อื C = 4.7 μF สรุปผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ ไอซี 555 ภาพรวมของไอซี 555 ไอซี 555 เปน ไอซแี อนะลอกที่มี 8 ขา ใชต อเปน วงจรมัลตไิ วเบรเตอรแ บบโมโนสเตเบิล หรืออะสเตเบลิ มีรูปรา งภายนอก ตาํ แหนง ขา และสัญลักษณตามรปู ที่ 3.19 (ก) ลกั ษณะภายนอก (ข) ตําแหนงขา (ค) สัญลักษณ รูปท่ี 3.19 ตําแหนง ขาไอซี 555 บริษัทผูผ ลิตไอซี 555 มหี ลายบริษัทและไดก าํ หนดเบอรต ามรายละเอียดในตารางที่ 3.1 EL เทคนคิ ลำปางตารางท่ี3.1 เบอรไ อซี555ของแตละบรษิ ทั บริษัทผูผ ลติ เบอร ECG Phillips ECG 955M Exar XR-555 Fairchild NE-555 Harris HA-555 Intersil SE555/NE555 Lithic System LC555 Maxim ICM7555 Motorola MC1455/MC1555 National LM14555/LM555C NTE Sylvania NTE9555M Raytheon RM555/RC555 RCA CA555/CA555C
บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 3.21 วงจรทดสอบไอซี555 ภาคปฏิบตั ิ ใหปฏิบตั ติ ามขน้ั ตอนตอ ไปนี้ 1. ใหตอวงจรตามรปู ท่ี 3.21 2. เปล่ยี นคาอปุ กรณใ หต รงตามวงจรในรปู ที่ 3.21 3. จาํ ลองการทาํ งานของวงจรและสงั เกตดูผลการทาํ งาน บันทกึ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... ..........................................................................................................................................................................
การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร เปนวงจรที่ใชก าํ เนิดพัลซ 1 ลูก เมอ่ื มสี ญั ญาณมากระตนุ ที่ขา Trigger (ขา 2) ความกวา งของพัลซทเ่ี อาตพุตขึ้นกับคา R และ C ที่ตอ ภายนอก มีวงจรตามรูปที่ 3.22 รปู ที่ 3.22 โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร EL เทคนิคลำปางอะสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร อะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร เปน วงจรกาํ เนดิ พลั ซทมี่ ีความตอ เน่ือง คาความถข่ี องพัลซขึ้นกบั คา RC ทีน่ ํามาตอ ภายนอก มีวงจรตามรูปที่ 3.24 รปู ท่ี 3.24 วงจรอะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร
Search
