หน่วยที่ 1 รูปร่างสัญญาณไฟฟ้าและค่าพารามิเตอร์

หน่วยท่ี 1รูปร่างสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามเิ ตอร์จดั ทาโดย ครูปราณทพิ ย์ ชนวรี จ์ ารณุ ฐั

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 หน่วยท่ี 1 รูปรา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์สาระการเรยี นรู้ 1 ฟงั กช์ นั สญั ญาณไฟฟ้ า 2 รูปคลน่ื สญั ญาณ 3 รูปคล่นื พลั สใ์ นทางทฤษฎี 4 รูปคลน่ื พลั สใ์ นทางปฏบิ ตั ิจดุ ประสงคก์ ารเรยี นรู้ จดุ ประสงคท์ วั่ ไป 1. เพอ่ื ใหน้ กั เรยี นมีความรู้ ความเขา้ ใจเก่ยี วกบั คา่ พารามเิ ตอร์ ฟงั กช์ นั ของสญั ญาณไฟฟ้ าชนิดต่าง ๆ รูปคลน่ื พลั สใ์ นทาง ทฤษฎแี ละปฏบิ ตั ิ 2. เพอ่ื ใหม้ ีกจิ นิสยั ในการพฒั นาคณุ ธรรม จรยิ ธรรมหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 1-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006จดุ ประสงคเ์ ชิงพฤตกิ รรม1. บอกความหมายของฟงั กช์ นั ของสญั ญาณไฟฟ้ าแบบตา่ ง ๆ ได้2. บอกสว่ นประกอบของรูปคล่นื สญั ญาณไฟฟ้ าแบบต่าง ๆ ได้3. อธบิ ายสว่ นประกอบของรูปคล่นื พลั สใ์ นทางทฤษฎแี ละปฏบิ ตั ไิ ด้4. คานวณหาคา่ พารามิเตอรร์ ูปคล่นื พลั สใ์ นทางทฤษฎแี ละปฏบิ ตั ไิ ด้5. มกี ารพฒั นาคณุ ธรรม จรยิ ธรรม และคณุ ลกั ษณะอนั พงึ ประสงคท์ ่ีผูส้ อน สามารถสงั เกตเหน็ ไดใ้ นดา้ นมนุษยสมั พนั ธ์ มีวนิ ยั ใชว้ สั ดุอปุ กรณ์ ความ รบั ผิดชอบ ตรงตอ่ เวลาละเอยี ดรอบคอบ มีความกระตอื รอื รน้ ในการ ทางาน เช่ือมนั่ ในตนเอง ซ่อื สตั ยส์ จุ รติ สนใจใฝ่ รู้ รกั สามคั คีหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 2-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20061. ฟังกช์ นั สญั ญาณไฟฟ้ า ฟงั กช์ นั สญั ญาณไฟฟ้ า (Electrical Signal Function) หมายถงึ ความสมั พนั ธข์ องปรมิ าณ 2 ปรมิ าณ โดยท่ปี รมิ าณหน่ึงข้ึนอยู่กบั การเปลย่ี นแปลงของอกี ปรมิ าณหน่ึง เช่น ปรมิ าณของแรงดนั เม่อื เทยี บกบั เวลาหรอื ปรมิ าณของกระแสเม่ือเทยี บกบั เวลา ฟงั กช์ นั ท่เี ป็นองคป์ ระกอบสาคญั ท่ีทาใหเ้ กดิ รูปคล่นื แบบต่าง ๆ ไดแ้ ก่ ฟังกช์ นั ขน้ั บนั ได (Step Function) ฟังกช์ นั ลาดเอยี ง (Ramp Function) ฟงั กช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียล ( Exponential Function)หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 3-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ได หมายถึง ฟังกช์ นั ท่ีมีการเปล่ียนแปลงระดบั แบบทนั ทีทนั ใดจากระดบัสญั ญาณคงท่คี ่าหน่ึงไปยงั ระดบั สญั ญาณคงท่อี กี คา่ หน่ึง การเปลย่ี นแปลงมี 2 แบบ  การเปล่ยี นแปลงท่มี ีระดบั เพม่ิ ข้ึน เรยี กว่า ฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาข้ึน f(t) t 4-46 รูป ฟังกช์ นั ขน้ั บนั ไดขาข้ึนหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 การเปลย่ี นแปลงท่มี ีระดบั ลดลง เรยี กว่า ฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลง f(t) t รูป ฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลงหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 5-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ฟงั กช์ นั ลาดเอยี ง (Ramp Function) หมายถึง ฟังกช์ ันท่ีมีลกั ษณะการเพ่ิมข้ึนหรือลดลงเป็ นเชิงเสน้(Linear) เม่ือเทยี บกบั เวลา มีการเปล่ยี นแปลง 2 แบบ  การเปล่ยี นแปลงความลาดเอยี งเพ่มิ ข้ึน เรยี กว่า ฟงั กช์ นั ลาดเอยี งข้ึน f(t) t 6-46 รูป ฟังกช์ นั ลาดเอยี งข้ึนหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 การเปล่ยี นแปลงความลาดเอยี งลดลง เรยี กว่า ฟังกช์ นั ลาดเอยี งลง f(t) t 7-46 รูป ฟงั กช์ นั ลาดเอยี งลงหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ฟงั กช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียล (Exponential Function) หมายถึง ฟังกช์ นั ท่ีมีการเพ่ิมข้ึนแบบเอก็ ซโ์ พเนนเชียลหรือลดลงแบบเอก็ ซโ์ พเนนเชียล เม่อื เทยี บกบั เวลามีการเปล่ยี นแปลง 2 แบบ  การเปลย่ี นแปลงเอก็ ซโ์ พเนนเชียลเพม่ิ ข้ึน เรยี กว่า ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียล บวก f(t) t 8-46 รูป ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลบวกหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 การเปล่ียนแปลงเอก็ ซโ์ พเนนเชียลลดลง เรียกว่า ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลลบ f(t) t 9-46 รูป ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลลบหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20062. รูปคลน่ื สญั ญาณ รูปคลน่ื สญั ญาณจากแหลง่ กาเนิดสญั ญาณต่าง ๆ ทางธรรมชาติ คอื รูปคล่ืนไซน์ คือ คล่ืนเสยี งบริสุทธ์ิ ถา้ เรานาเอาฟังกช์ นั สญั ญาณทางไฟฟ้ ามารวมกนั กจ็ ะทาใหเ้ กดิ รูปคลน่ื สญั ญาณทางไฟฟ้ าชนิดต่างๆ เพ่มิ ข้ึน เช่น รูปคล่ืนส่ีเหล่ียม รูปคล่ืนส่ีเหล่ียมจตั ุรัส หรือ รูปคล่ืนพลั ส์ รูปคล่ืนสามเหล่ยี ม หรอื รูปคล่นื ฟันเล่อื ย รูปคล่นื เอก็ ซโ์ พเนนเชียล รูปคล่นื อนิ ทิเกรตและ รูปคลน่ื ดฟิ เฟอเรนชิเอตหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 10-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006รูปคลน่ื ไซน์ (Sine Wave) หมายถงึ รูปคล่นื สญั ญาณท่มี ีการเปลย่ี นแปลงทางความสูงของคล่นื ทง้ัทางแรงดนั เพ่มิ ข้ึนดา้ นบวกและทางแรงดนั ลดลงดา้ นลบจนถงึ ค่าแรงดนั สูงสดุ ของแต่ละดา้ น จะเกดิ การเปลย่ี นแปลงค่าแรงดนั มาทางดา้ นบวกสลบั กบั ทางดา้ นลบอยู่ตลอดเวลาบวก t บวก t ลบ ลบ รูป คล่นื ไซน์หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 11-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่นื สเ่ี หล่ยี ม (Rectangular Wave) หมายถึง รูปคล่ืนท่ีเกิดจากการรวมกนั ของฟังกช์ ันข้นั บนั ไดขาข้ึนกบัข้ันบันไดขาลง หรืออาจเกิดจากการรวมกันของคล่ืนไซน์ท่ีมีความถ่ีมูลฐาน(Fundamental Frequency) กบั ความถ่ีฮารโ์ มนิคค่ี (Odd HarmonicFrequency) ฮารโ์ มนิคท่ี 3,5,7 ย่ิงมีการรวมรูปคล่ืนไซน์มาก ก็จะทาใหไ้ ดร้ ูปคล่ืนท่ีมีลกั ษณะคลา้ ยรูปคล่นื ส่เี หล่ยี มมาก รูปคล่นื ส่เี หล่ยี มท่ีไดจ้ ากการรวมกนั ของคล่ืนไซน์ท่มี ีฮารโ์ มนิคค่ี 3,5,7หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 12-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20064/πVA VO 1 VB(4 / 3π) VC 3 5(4 / 5 π) 7 VD(4 / 7 π)รูป คล่นื สเ่ี หลย่ี มท่ไี ดจ้ ากการรวมกนั ของรูปคล่นื ไซนท์ ่ีมีฮารโ์ มนิคค่ี 3,5,7หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 13-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่ืนส่ีเหล่ียม ท่ีเกิดจากการรวมกนั ของฟังกช์ ันข้นั บนั ไดขาข้ึน กบัขน้ั บนั ไดขาลง แบง่ ไดเ้ ป็น 2 ลกั ษณะ ไดแ้ ก่ รูปคลน่ื สเ่ี หล่ยี มจตั รุ สั (Square Wave) รูปคล่นื พลั ส์ (Pulse Wave) รูปคล่นื ส่เี หล่ยี มจตั รุ สั (Square Wave) จะมีลกั ษณะคือ ช่วงเวลาท่ีเกดิ คล่ืน(tp) กบั ช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ คล่นื (ts) จะมคี ่าเท่ากนั + เทา่ กบั tp ts tฟังกช์ นั ขน้ั บนั ไดขาข้ึน ฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลง 14-46 คล่นื ส่เี หล่ยี มจตั รุ สั รูป คลน่ื สเ่ี หล่ยี มจตั รุ สัหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่นื พลั ส์ (Pulse Wave) จะมีลกั ษณะคือ ช่วงเวลาท่เี กดิ คล่นื (tp) กบั ช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ คล่นื (ts) จะมคี า่ ไม่เท่ากนั + เท่ากบั tp ts tฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาข้ึน ฟังกช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลง คล่นื พลั ส์ รูป คลน่ื พลั ส์หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 15-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคลน่ื สามเหล่ยี ม (Triangular Wave) หมายถึง รูปคล่ืนท่ีเกิดจากการรวมกนั ของฟังกช์ ันลาดเอียงข้ึนกบัฟังกช์ นั ลาดเอยี งลง ซ่ึงจะมีมมุ ลาดเอยี งทง้ั ข้ึนและลงเท่ากนั + เทา่ กบั tฟงั กช์ นั ขน้ั ลาดเอยี งข้ึน ฟังกช์ นั ขน้ั ลาดเอยี งลง คล่นื สามเหล่ยี ม รูป คลน่ื สามเหลย่ี มหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 16-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006รูปคลน่ื ฟนั เล่อื ย (Sawtooth Wave) หมายถึง รูปคล่ืนท่ีเกิดจากการรวมกนั ของฟังกช์ ันลาดเอียงข้ึนกบัฟงั กช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลง + T t เท่ากบั คล่นื ฟันเล่อื ยฟงั กช์ นั ขน้ั ลาดเอยี งข้ึน ฟังกช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลง รูป คลน่ื ฟันเลอ่ื ยหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 17-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่นื เอก็ ซโ์ พเนนเชียล (Exponential Wave) หมายถึง รูปคล่ืนท่ีเกิดจากการรวมของฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลบวกซ่ึงมีลกั ษณะลาดข้ึน และฟังกช์ นั เอ็กซโ์ พเนนเชียลลบซ่ึงมีลกั ษณะลาดลง หรือเรยี กอกี อย่างว่ารูปคลน่ื อนิ ทเิ กรต (Integrate Wave) + เทา่ กบั tฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลบวก ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลลบ คล่นื อนิ ทเิ กรตรูป คลน่ื เอก็ ซโ์ พเนนเชียล หรอื รูปคลน่ื อนิ ทเิ กรตหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 18-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 คล่นื ดิฟเฟอเรนชิเอต (Differentiate Wave) หมายถึง รูปคล่ืนท่ีเกิดจากการรวมของฟังกช์ ันข้นั บนั ไดขาข้ึนกบัฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลลบ และฟังกช์ นั ขน้ั บนั ไดขาลงกบั ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนเชียลบวก รวมกบั เท่ากบั t+ + คล่นื ดิฟเฟอเรนชิเอตฟังกช์ นั ขน้ั ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนน ฟังกช์ นั ขน้ั ฟังกช์ นั เอก็ ซโ์ พเนนบนั ไดขาข้ึน เชียลลบ บนั ไดขาลง เชียลบวก รูป คลน่ื ดิฟเฟอเรนชิเอตหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 19-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20063. รูปคล่นื พลั สใ์ นทางทฤษฎีรูปคล่ืนพลั สใ์ นทางทฤษฎี เพ่ือใหก้ ารใชง้ านเป็ นไปไดอ้ ย่างถูกตอ้ งเราจาเป็นตอ้ งทราบสว่ นประกอบต่าง ๆ ของรูปคลน่ื พลั ส์แรงดนั (V) ขอบขาลง (tf) ความกว้างของพลั ส์ ขอบขาขนึ้ (tr)432 Vp1 Eav Time Time Pulse Space0 เวลา (s) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 tp ts รูป คล่นื พลั สท์ างทฤษฎี prtหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 20-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่ืนพลั สท์ างทฤษฎี หรือท่ีเราเรียกว่ารูปคล่ืนพลั สท์ างอดุ มคติ ท่ีมีสว่ นประกอบและคา่ พารามเิ ตอรต์ ่าง ๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี  ค่าแรงดนั สูงสุดของพลั ส์ (Peak Voltage : Vp) คือระดบั แรงดนั พลั สเ์ ม่ือวดั เทยี บกบั กราวด์ (เท่ากบั 4 : Vp)  ขอบขาข้ึน (Rise Time : คอื ขอบขาพลั สท์ ่เี ปล่ยี นสญั ญาณจากระดบั ตา่ ไปยงั ระดบั สูง  ขอบขาลง (Fall Time : tt) คอื ขอบขาพลั สท์ ่เี ปล่ยี นสญั ญาณจาก ระดบั สูงไปยงั ระดบั ตา่  ช่วงเวลาท่ีเกดิ พลั ส์ (Time Pulse : tt) คือช่วงท่ีเกดิ พลั สร์ ะยะเวลา ตง้ั แต่ขอบขาข้ึนถงึ ขอบขาลงของพลั สล์ กู เดยี วกนั มีหน่วยเป็นวนิ าทีหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 21-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ พลั ส์ (Time Space : tf) คือช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ พลั สม์ ีระยะตง้ั แต่ขอบขาลง ของพลั สล์ ูกหน่ึงไปถึงขอบขาข้ึนของพลั สอ์ กี ลูกหน่ึงมหี น่วยเป็นวินาที ช่วงความถ่กี ารเกดิ พลั สซ์ ้า (Pulse Repetition Frequency : prf) คือจานวนพลั สท์ ่ีเกดิ ข้ึนซ้าภายในเวลา 1 วินาที มีหน่วยเป็ นเฮริ ต์ (Hz) หาได้จากสมการดงั น้ี 1 (สมการท่ี 1-1) T prf = Hzprf คอื ช่วงความถ่กี ารเกดิ พลั สซ์ ้า มหี น่วยเป็นเฮริ ต์ (Hz)T คอื คาบเวลาของพลั ส์ มีหน่วยเป็นวินาที (sec)หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 22-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ช่วงเวลาการเกดิ พลั สซ์ ้า (Pulse Repetition Time : prt) คอื คาบเวลาของพลั ส์ (Time Period : T) โดยนบั จากขอบขาข้ึนของพลั สล์ ูกแรกไปจนถงึ ขอบขาข้ึนของพลั สล์ ูกต่อไปมีหน่วยเป็ นวินาที หาไดจ้ ากสมการดงั น้ี prt = tp + ts = T s (สมการท่ี 1-2) สมการความสมั พนั ธร์ ะหว่างช่วงความถ่ีการเกิดพลั สซ์ ้า กบั ช่วงเวลาการเกดิ พลั สซ์ ้า ไดด้ งั น้ี 1 t 1 prt tp+ts Tprf = = = = Hz (สมการท่ี 1-3)prt คอื ช่วงเวลาการเกดิ พลั สซ์ ้า มหี น่วยเป็นวนิ าที (sec)prf คอื ช่วงความถก่ี ารเกดิ พลั สซ์ ้า มีหน่วยเป็นเฮริ ต์ (Hz)tp คอื ช่วงเวลาท่เี กดิ พลั ส์ มีหน่วยเป็นวนิ าที (sec)ts คอื ช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ พลั ส์ มหี น่วยเป็นวนิ าที (sec)หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 23-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ค่าแรงดนั เฉล่ยี ของพลั ส์ (Average Voltage : Eav) คือ แรงดนั ไฟตรงซ่ึงเกดิ จากค่าเฉล่ยี ของรูปคล่นื พลั ส์ มีหน่วยเป็ นโวลต์ หาไดจ้ ากสมการดงั น้ี tp × vp prt Eav = V (สมการท่ี 1-4) Eav คอื คา่ แรงดนั เฉล่ยี ของพลั ส์ มีหน่วยเป็นโวลต์ (V) Vp คอื แรงดนั สูงสดุ ของพลั ส์ มหี น่วยเป็นโวลต์ (V) ค่าดิวตไี ซเคลิ (Duty Cycle : D) คอื ค่าอตั ราสว่ นท่เี ป็ นรอ้ ยละของช่วงเวลาท่ีเกิดพลั ส์ (tp) กบั ช่วงเวลาท่ีไม่เกิดพลั ส์ (ts) หาไดจ้ ากสมการดงั น้ีหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 24-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 D = Eav × 100% (สมการท่ี 1-5) Vp (สมการท่ี 1-6)หรอื tp prt D = × 100%D คอื คา่ ดวิ ตไี ซเคลิ มีหน่วยเป็นเปอรเ์ ซ็นต์ (%)หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 25-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006ตวั อย่างท่ี 1.1คานวณหาค่าพารามเิ ตอรต์ ่าง ๆ ของรูปคล่นื พลั สท์ างอดุ มคติ แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 26-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ที า tp = 6 − 0ก. หาช่วงเวลาท่เี กดิ พลั ส์ แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 27-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006ตอบ ∴ tp= 6 msec แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 28-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ที า ts = 14 − 6 msecข. ช่วงเวลาท่ไี ม่เกดิ พลั ส์ แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 29-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006ตอบ ∴ ts= 8 msec แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 30-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ีทาค. ช่วงเวลาการเกดิ พลั สซ์ ้า prt = tp + ts = 6 msec + 8 msec แรงดนั (V) 14 12 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 31-46

ตอบ วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ∴ prt = 14 msec เวลา (msec) แรงดนั (V) 16 201412 8 4 0 0 4 8 12หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 32-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006วธิ ีทาง. ช่วงความถ่กี ารเกดิ พลั สซ์ ้า prf = 1 prt = 14 1 = (14 1 msec ×10−3)sec = 1,000 14ตอบ ∴ prf = 71.42 Hzหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 33-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ตอบจ. ค่าแรงดนั สูงสดุ ของพลั ส์ Vp = 12 V แรงดนั (V)1412 8 4 เวลา (msec) 0 0 4 8 12 16 20หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 34-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ีทา = tp × Vp prtฉ. ค่าแรงดนั เฉล่ยี ของพลั ส์ Eav = 6 msec × 12 V 14 msec ตอบ ∴ Eav = 5.14 Vช. ค่าดวิ ตไี ซเคิล D = Eav × 100 Vp ตอบ = 5.14 V × 100 12 V ∴ D = 42.83 %หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 35-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-20064. รูปคล่นื พลั สใ์ นทางปฏบิ ตั ิแรงดนั (V) E100% E90% 100% 90% Rise Time(tr) Fall Time (tf) 50% Pulse Wave Space Width Amplitude Pulse Width (PW)10% เวลา (sec)0% Pulse Repletion Time รูป คล่นื พลั สใ์ นทางปฏบิ ตั ิหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 36-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่ืนพัลส์ในทางปฏิบัติ ลักษณะ พัลส์มีส่วนประกอบและคา่ พารามเิ ตอร์ (Parameter) ต่าง ๆ ดงั ตอ่ ไปน้ี  ช่วงเวลาขอบขาข้ึน (Rise Time : tr) คือช่วงระยะเวลาเร่มิ ตง้ั แต่ระดบั แรงดนั 10% จนถึงค่าระดบั แรงดนั 90% ของคล่ืนพลั ส์ มีหน่วยเป็ น วนิ าที (sec)  ช่วงเวลาขอบขาลง (Fall Time : tf) คอื ช่วงระยะเวลาเร่ิมตง้ั แต่ระดบั แรงดนั 90% ลงมาถงึ ค่าระดบั แรงดนั 10% ของคล่นื พลั ส์ มีหน่วยเป็ น วนิ าที (sec)  ความกวา้ งของพลั ส์ (Pulse Width : PW) คอื ค่าความกวา้ งของพลั สว์ ดั จากจากค่าความกวา้ งพลั สท์ ่ีมีระดบั แรงดนั เป็ น 50% ของค่าแรงดนั สูงสดุ มีหน่วยเป็น วินาที (sec)หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 37-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ค่าแรงดนั เฉล่ยี ของคล่นื พลั ส์ (Average Voltage : Eav) คอื ค่าเฉล่ยี ท่ี ไดจ้ ากการคานวณค่าระดบั แรงดนั ขอบขาข้ึนท่ี 100% (V100%) และ ค่าระดบั แรงดนั ท่ขี อบขาลง ท่ี 90%(E90%) มหี น่วยเป็ น โวลต์ (V) หาไดจ้ ากสมการดงั น้ีEav = E100% + E90% V (สมการท่ี 1-7) 2Eav คอื ค่าแรงดนั เฉลย่ี ของพลั ส์ มีหน่วยเป็นโวลต์ (V)E100% คอื คา่ ระดบั แรงดนั ขอบขาข้ึนท่ี 100% มหี น่วยเป็ นโวลต์E90% คอื ค่าระดบั แรงดนั ขอบขาลงท่ี 90% มหี น่วยเป็ นโวลต์ (V)หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 38-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 ค่าความลาดเอยี งของพลั ส์ (Fractional Tilt : Ft) คือค่าแรงดนั เฉล่ยี ของพลั สล์ ดจาก 100% เป็ น 90% ทาใหพ้ ลั สม์ ีลกั ษณะลาดเอยี งหรือมี ความชนั หาไดจ้ ากสมการดงั น้ี (E90%) มหี น่วยเป็ น โวลต์ (V) หาไดจ้ ากสมการดงั น้ีFt = E100% − E90% × 100% V (สมการท่ี 1-8) EavFt คอื คา่ ความลาดเอยี งของพลั ส์ มีหน่วยเป็นเปอรเ์ ซ็นต์ (%)หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 39-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006ตวั อย่างท่ี 1.2คานวณหาคา่ พารามเิ ตอรต์ ่าง ๆ ของรูปคล่นื พลั สท์ างปฏบิ ตั ิแรงดนั (v) E100% 121110 E90%987654321 เวลา (เseวcล) า (sec)0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17หน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและค่าพารามิเตอร์ 40-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ที าก. ค่าแรงดนั เฉล่ยี ของพลั ส์ (Eav) E100% + E90% 2 จากสูตร Eav = แทนคา่ ในสูตร Eav = 12 V + 10 V 2 ∴ Eav = 11 Vข. ค่าความลาดเอยี งของพลั ส์ (F) E100% − E90% Eav จากสูตร Ft =  100% แทนคา่ ในสูตร = 12 V − 10 V  100% 11 V ∴ Ft = 18.18%หน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 41-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ีทา = Eav × 10% 100ค. ช่วงเวลาขอบขาข้ึน (tr) จากสูตร E10% ของคา่ สูงสดุแทนค่าในสูตร = 11 V × 10% = 1.1 V 100จากสูตร E90% ของคา่ สูงสดุ = Eav × 90% 100 11 V × 90% = 100 = 9.9 Vแรงดนั 10% = 1.1 V เท่ากบั เวลาประมาณ 1.1 secแรงดนั 90% = 9.9 V เทา่ กบั เวลาประมาณ 3.25 sec∴ ช่วงเวลาขอบขาข้ึน (tr) = (3.25 – 1.1) sec = 2.15 secหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 42-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 วธิ ีทาง. ช่วงเวลาขอบขาลง (tf)จากรูปแรงดนั 90% ของค่าสูงสดุ มีค่า = 9.9 Vและค่าแรงดนั 10% ของค่าสูงสดุ มคี ่า = 1.1 Vเวลาท่แี รงดนั 90% = 9.9 V คอื 10.75 µsecเวลาท่แี รงดนั 10% = 1.1 V คอื 12.75 µsec∴ ช่วงเวลาขอบขาลงมีค่าเท่ากบั (tf) = (12.75 − 10.75)µsec (tf) = 2µsecหน่วยท่ี 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 43-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006วธิ ที าจ. ช่วงความกวา้ งของพลั ส์ (PW) = Eav × 50% จากสูตร E50% ของค่าสูงสดุ 100แทนคา่ ในสูตร = 11 V × 50% = 5.5 V 100แรงดนั 50% = 5.5 V เทา่ กบั เวลาประมาณ 2.25 sec และ 11.5 sec ∴ PW = (11.5 − 2.25)µsec = 9.25µsecหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 44-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006สรปุ รูปคล่ืนสญั ญาณท่ีเกิดจากแหล่งกาเนิดจากธรรมชาติ คือรูปคล่ืนไซน์ ส่วนรูปคลน่ื สญั ญาณท่เี กดิ จากการนาฟงั กช์ นั ต่าง ๆ มารวมกนั คอื รูปคล่นื สเ่ี หลย่ี ม, รูปคลน่ืสเ่ี หลย่ี มจตรุ สั , รูปคลน่ื พลั ส,์ รูปคล่นื สามเหลย่ี ม, รูปคล่นื ฟันเล่อื ย, รูปคล่นื เอก็ ซโ์ พเนน-เชียล, รูปคล่ืนอนิ ทิเกรต, รูปคล่นื ดิฟเฟอเรนชิเอต, คล่นื รูปส่เี หล่ยี ม, นอกจากจะไดจ้ ากการนาฟังกช์ นั สญั ญาณไฟฟ้ ามารวมกนั แลว้ ยงั สรา้ งไดจ้ ากการนารูปคล่นื ไซน์ท่ีมีความถ่ีมูลฐานกบั คลน่ื ไซน์ท่มี ีความถ่ฮี ารโ์ มนิคค่ที ่ี 3,5,7,9 มารวมกนั ค่าพารามิเตอรข์ องรูปคลน่ื พลั สใ์ นทางทฤษฎที ่คี วรรู้ คอื ค่าแรงดนั สูงสดุ ของพลั ส์ ค่าขอบขาข้นึ ค่าขอบขาลง ค่าช่วงเวลาท่เี กดิ พลั ส์ ค่าช่วงเวลาทไ่ี ม่เกดิ ค่าช่วงความถ่ีการเกดิ พลั สซ์ ้า ค่าช่วงเวลาการเกดิ พลั สซ์ ้า ค่าแรงดนั เฉลย่ี ของพลั ส์ และค่าดวิ ต้ไี ซเคลิหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 45-46

วิชา วงจรพลั ส์ และ สวิตชิง 2105-2006 รูปคล่ืนพลั สใ์ นทางปฏิบตั ิ จะมีรูปร่างไม่เป็ นคล่ืนส่ีเหล่ียมมุมฉากเหมือนรูปคลน่ื พลั สใ์ นทางทฤษฎี การกาหนดค่าพารามเิ ตอรข์ องคลน่ื พลั ส์ จงึ กาหนดจดุ การวดั ท่ีระดบั แรงดนั 10% และระดบั แรงดนั 90% ของรูปคลน่ื พลั ส์ ลกั ษณะของรูปร่างสญั ญาณไฟฟ้ าแบบต่าง ๆ มคี วามสาคญั มากสาหรบั วงจรอเิ ลก็ ทรอนิกส์ ทง้ั ในการสอ่ื สาร การทางานของวงจรอนาลอ็ ก วงจรดิจติ อลคอมพวิ เตอร์วงจรเคร่อื งใชต้ ่าง ๆหน่วยที่ 1 รปู รา่ งสญั ญาณไฟฟ้ าและคา่ พารามิเตอร์ 46-46