หน่วยที่ 7

หน่วยท่ี 7 หน่วยวดั ต่าง ๆ (MEASUREMENT UNIT)สาระการเรียนรู้ 7.1 อิมพแี ดนซ์ (Impedance) 7.2 เดซิเบล 7.3 Gain 7.4 Attenuation 7.5 Band width 7.6 Ratioผลการเรียนรู้ทคี่ าดหวงัจุดประสงค์ปลายทาง มีความรู้ความเขา้ ใจเก่ียวกบั หน่วยวดั แบบต่าง ๆ ท่ีใชใ้ นระบบส่ือสารโทรคมนาคมจุดประสงค์นาทาง 1. บอกหลกั การของหน่วยวดั อิมพแี ดนซ์ (Impedance) ได้ 2. บอกหลกั การของหน่วยวดั เดซิเบลได้ 3. บอกหลกั การของ Gain ได้ 4. บอกหลกั การของ Attenuation ได้ 5. บอกหลกั การของ Band width ได้ 6. บอกหลกั การของ Ratio ได้

- 134 -บทนา หน่วยวดั (Measurement Unit) เป็นตวั ท่ีใชบ้ อก ค่าของความตา้ นทานของวงจร คา่อตั ราขยายของสญั ญาณ ค่าลดทอนของสัญญาณ ค่าความกวา้ งของสญั ญาณความถ่ีวทิ ยุ และค่าอตั ราส่วนของกระแสไฟฟ้ าสูงสุดกบั กระแสไฟฟ้ าต่าสุดในสายส่งกาลงั หน่วยวดั ตา่ ง ๆ ที่ควรรู้มีดงั น้ี7.1 Impedance อิมพีแดนซ์ (Impedance) มีหน่วยเป็ น โอห์ม () เป็ นค่าความตา้ นทานของวงจรทางดา้ นไฟฟ้ ากระแสสลบั ซ่ึงจะมีความตา้ นทานสูงมากเมื่อเทียบกบั ความตา้ นทานทางไฟฟ้ ากระแสตรงท้งั น้ีเกิดจากหมอ้ แปลงหรือขดลวดมีค่าเหนี่ยวนา (Inductance) ซ่ึงค่าน้ีจะมีการเปลี่ยนแปลงสวนทางกบั ค่าของกระแสและการเปลี่ยนแปลงของสัญญาณไฟฟ้ าสลบั ในทางเวลาแต่จะเป็ นการกลบัทิศทางท่ีคงที่ทิศทาง ที่สวนกนั ของค่าอิมพีแดนซ์ในหมอ้ แปลงหรือขดลวดน้ีเกิดจากการกลบั ของสนามแม่เหล็กในสายไฟหรือขดลวดที่พนั หมอ้ แปลง7.2 Decible หรือ dBเดซิเบล หรือ dB เป็นหน่วยเปรียบเทียบอตั ราขยายกาลงั และขยายแรงดนั ของวงจรคา่ dBเป็นหน่วยยอ่ ยของค่า Bel ค่า Bel จะแบง่ เป็นหน่วยยอ่ ยลงมาอีก 10 เท่า ไดด้ งั น้ี P2คา่ 1 Bel = log P1ค่า dB = 10 log P2 P1ตวั อยา่ ง 7.1 เคร่ืองขยายเสียงถูกปรับใหม้ ีความดงั เพ่ิมข้ึนจาก 10 วตั ต์ เป็ น 20 วตั ต์จะมีความดงั เท่าไร P2 P1วธิ ีทา จากสูตร dB = 10 log แทนค่า dB = 10 log 20 วตั ต์ 10 = 10 log 2 = 10 × 0.3010 = 3.01 dB

- 135 -ความดงั จะเพมิ่ ข้ึนอีกประมาณ 3 dB เมื่อเทียบกบั ความดงั เดิม 10 วตั ต์ ถา้ เราเปลี่ยนจากกาลงั งานใหเ้ ป็นแรงดนั จะไดด้ งั น้ีค่า dB = 10 log P2 P1คา่ P1 = VR112ค่า P2 = VR122ในกรณีใหค้ า่ R1 = R2 จะได้ V22ค่า dB = 10 log V12= 20 log V2 V1dB จะมีท้งั ค่าบวก และค่าลบ จะข้ึนอยทู่ ่ีวา่ คา่ ท่ีนามาเปรียบเทียบจะมากกวา่ หรือนอ้ ยกวา่ ดงั น้ี + dB คือ ระดบั สัญญาณที่เปรียบเทียบสูงกวา่ ระดบั สัญญาณอา้ งอิง - dB คือ ระดบั สัญญาณท่ีเปรียบเทียบต่ากวา่ ระดบั สัญญาณอา้ งอิง 0 dB คือ ระดบั สัญญาณท่ีเปรียบเทียบเทา่ กบั ระดบั สญั ญาณอา้ งอิง7.3 Gain Gain ใชเ้ รียกค่าอตั ราขยายของสญั ญาณ สามารถที่จะเปรียบเทียบระหวา่ งสัญญาณทางดา้ นอินพุทกับสัญญาณทางด้านเอาต์พุต ได้ขนาดต่างกันอย่างไร และยงั ใช้หาอตั ราการขยายของกระแสไฟฟ้ ากาลงั งานของไฟฟ้ า และขนาดของแรงดนั ไฟฟ้ า ดงั น้ีGain ของกระแสไฟฟ้ า จะหาไดจ้ ากสูตร Ai = I(IO(IUNT))I (OUT) = กระแสไฟฟ้ าทางดา้ นเอาตพ์ ตุI (IN) = กระแสไฟฟ้ าทางดา้ นอินพทุ

- 136 -Gain ของแรงดนั ไฟฟ้ า จะหาไดจ้ ากสูตร Av = VV(O(IUNT)) V (OUT) = แรงดนั ไฟฟ้ าทางดา้ นเอาตพ์ ุต V (IN) = แรงดนั ไฟฟ้ าทางดา้ นอินพทุGain ของพลงั งานไฟฟ้ า จะหาไดจ้ ากสูตร Ap = Ai × Av Ai = Gain ของกระแสไฟฟ้ า Av = Gain ของแรงดนั ไฟฟ้ า7.4 Attenuation Attenuation คือ การลดทอน โดยจะใชล้ ดทอนความแรงของสัญญาณ RF ใหม้ ีความแรงออกไปทางดา้ นเอาตพ์ ตุ นอ้ ยลง และการลดทอนน้ีจะเป็ นการลดท้งั ทางขนาดของแรงดนั และทางขนาดของกาลงั งานไฟฟ้ า ใหส้ ญั ญาณออกนอ้ ยลงตามที่ตอ้ งการ สามารถนาการลดทอนไปใช้ประโยชน์ไดค้ ือ ใชล้ ดความแรงของสัญญาณในขณะท่ีเราอยใู่ กลก้ บั สถานีส่ง (เพราะในการใช้สายอากาศแบบทิศทางเม่ือเราอยใู่ กลส้ ถานีส่ง เขม็ ของ S มิเตอร์จะช้ีเตม็ สเกลทุกทิศทางจะทาใหไ้ ม่เกิดความแตกตา่ ง ทิศทางใดทิศทางหน่ึง) ซ่ึงจะใชใ้ นการหาทิศทางของสถานีส่ง หรือใชห้ าอตั ราขยายของเคร่ือง หรือหาอตั ราของการลดทอนต่าง ๆ วา่ จะมีการลดทอนความแรงลงกี่ dB

- 137 -7.5 Band Width Band Width คือ แถบความกวา้ งของการส่งสัญญาณความถี่วทิ ยซุ ่ึงจะมีการส่งสญั ญาณอยู่2 ดา้ น คือ ดา้ นต่า เรียกวา่ Lower Side Band และ ดา้ นสูง คือ Upper Side Band โดยกาหนดให้ ระบบ AM มีความกวา้ งของ Band Width 10 kHz. มีสัญญาณดา้ นต่า Lower Side Band 5 kHz. มีสัญญาณดา้ นสูง Upper Side Band 5 kHz. 200 kHz. ระบบ FM มีความกวา้ งของ Band Width 100 kHz. มีสญั ญาณดา้ นต่า Lower Side Band 100 kHz. มีสัญญาณดา้ นสูง Upper Side Band7.6 Ratio Ratio คือ อตั ราส่วนของกระแสไฟฟ้ าสูงสุดกบั กระแสไฟฟ้ าต่าสุดในสายส่งกาลงั ซ่ึงจะเกิดจากการสะทอ้ นกลบั ของคล่ืนวทิ ยซุ ่ึงจะเรียกวา่ สแตนดิ้งเวฟเรโช (Standing Wave Ratio) หรือเรียกวา่ SWR ถา้ เปรียบเทียบกบั แรงดนั ไฟสูงสุด กบั แรงดนั ไฟต่าสุด เรียกวา่ โวลเตจสแตนดิ้งเวฟเรโช(Voltage Standing Wave Ratio) VSWR ในการคานวณหาค่า VSWR จะหาไดจ้ ากการใช้ RF Wattmeter กาลงั ที่ส่งผา่ นสายส่งไปยงัสายอากาศซ่ึงเรียกวา่ Forward RF Power และกาลงั ที่สะทอ้ นกลบั มายงั เครื่องส่งซ่ึงเรียกวา่Reflected RF PowerVSWR = 1 Pr/Pf 1 Pr/Pf โดยกาหนดให้ Pr คือ กาลงั คล่ืนวทิ ยทุ ่ีสะทอ้ นกลบั จากสายอากาศ มีหน่วยเป็น วตั ต์ Pf คือ กาลงั คล่ืนวทิ ยทุ ่ีส่งไปยงั สายอากาศ มีหน่วยเป็น วตั ต์ หรือเราจะสามารถหาคา่ VSWR ไดโ้ ดยใชเ้ ครื่องวดั VSWR ซ่ึงจะบอกคา่ โดยไมต่ อ้ งทาการคานวณอีก ค่า VSWR ท่ีดีที่สุดคือ 1:1 ถา้ หากค่า VSWR มีค่าท่ีสูงกวา่ 1.5:1 จะทาใหเ้ กิดผลเสียตอ่ เคร่ืองส่ง เพราะเม่ือพลงั งานที่สะทอ้ นกลบั มีค่ามาก จะทาใหพ้ ลงั งานเกิดการสะสมข้ึนในภาคขยายกาลงั ทาใหเ้ กิดความร้อนข้ึนจะเป็ นผลเสียตอ่ อุปกรณ์ได้

- 138 -บทสรุป อิมพีแดนซ์ (Impedance) มีหน่วยเป็น โอห์ม () เป็นค่าความตา้ นทานของวงจรทางดา้ นไฟฟ้ ากระแสสลบั เดซิเบล หรือ dB เป็นหน่วยเปรียบเทียบอตั ราขยายกาลงั และขยายแรงดนั ของวงจร dB จะมีท้งั ค่าบวก และคา่ ลบ จะข้ึนอยทู่ ี่วา่ คา่ ท่ีนามาเปรียบเทียบจะมากกวา่ หรือนอ้ ยกวา่ เช่น + dB คือระดบั สัญญาณที่เปรียบเทียบสูงกวา่ ระดบั สัญญาณอา้ งอิง - dB คือ ระดบั สัญญาณที่เปรียบเทียบต่ากวา่ ระดบั สัญญาณอา้ งอิง 0 dB คือ ระดบั สญั ญาณที่เปรียบเทียบเทา่ กบั ระดบั สัญญาณอา้ งอิง Attenuation คือ การลดทอน โดยจะใชล้ ดทอนความแรงของสัญญาณ RF ใหม้ ีความแรงออกไปทางดา้ นเอาตพ์ ตุ นอ้ ยลง และการลดทอนน้ีจะเป็ นการลดท้งั ทางขนาดของแรงดนั และทางขนาดของกาลงั งานไฟฟ้ า Band Width คือ แถบความกวา้ งของการส่งสัญญาณความถ่ีวทิ ยซุ ่ึงจะมีการส่งสัญญาณอยู่2 ดา้ น คือ ดา้ นต่า เรียกวา่ Lower Side Band และ ดา้ นสูง คือ Upper Side Band R a t i o คือ อตั ราส่วนของกระแสไฟฟ้ าสูงสุดกบั กระแสไฟฟ้ าต่าสุดในสายส่งกาลงั ซ่ึงจะเกิดจากการสะทอ้ นกลบั ของคลื่นวทิ ยซุ ่ึงจะเรียกวา่ สแตนดิ้งเวฟเรโช (Standing Wave Ratio)หรือ เรียกวา่ S W R ถา้ เปรียบเทียบกบั แรงดนั ไฟสูงสุด กบั แรงดนั ไฟต่าสุด เรียกวา่โวลเตจสแตนดิ้งเวฟเรโช (Voltage Standing Wave Ratio) VSWR

1. Attenuation - 139 -2. Band Width3. Decibel ศัพท์สาคญั ในหน่วยท่ี 74. Gain5. Impedance การลดทอน6. Lower Side Band ความกวา้ ง7. Ratio เดซิเบล8. Upper Side Band ค่าอตั ราขยายของสัญญาณ คา่ ความตา้ นทานของวงจรทางดา้ นไฟฟ้ ากระแสสลบั แถบขา้ งดา้ นต่า อตั ราส่วนของกระแสไฟฟ้ าสูงสุดกบั กระแสไฟฟ้ าต่าสุด แถบขา้ งดา้ นสูง

- 140 - บรรณานุกรมชิงชยั วรรณรักษ.์ แผนการสอนแยกย่อยแบบพศิ ดาร. หนองคาย :ประพนั ธ์ พพิ ฒั นสุข และ วลิ าวลั ย์ โฉมเฉลา. ทฤษฎเี คร่ืองรับวทิ ยุ AM-FM. กรุงเทพ ฯ : สานกั พมิ พ์ ศูนยส์ ่งเสริมอาชีวะ.พนั ธ์ศกั ด์ิ พุฒิมานิตพงศ.์ ทฤษฎเี คร่ืองรับวิทย.ุ กรุงเทพ ฯ : สานกั พิมพ์ ศูนยส์ ่งเสริมอาชีวะ.พนั ธ์ศกั ด์ิ พฒุ ิมานิตพงศ.์ ทฤษฎเี คร่ืองรับวิทย.ุ กรุงเทพ ฯ : สานกั พมิ พ์ ศนู ยส์ ่งเสริมวชิ าการ.พนั คา ช่อวงศ.์ เคร่ืองส่งวิทยแุ ละสายอากาศ. กรุงเทพ ฯ : สานกั พิมพ์ ศูนยส์ ่งเสริมอาชีวะ.น.ท. วโิ รจน์ แกว้ จนั ทร์. ทฤษฎเี คร่ืองส่งวิทย.ุ บริษทั สกายบุก๊ ส์ จากดั .ร.ต.อ. สุชาติ กงั วารจิตต.์ เคร่ืองรับส่งวทิ ยุและระบบวทิ ยุส่ือสาร. กรุงเทพ ฯ : ซีเอด็ ยเู คชนั่ , 2532.GEORGE KENNEDY. ELECTRONIC COMMUNICATION SYSTEM. THIRD EDITION : McGRAW-HILL. 1984WILLIAM SCHWEBER. ELECTRONIC COMMUNICATION SYSTEM. A CompleteCourse Fourth Edition :Prentice Hall. 2002

- 141 - แบบฝึ กหดั หน่วยท่ี 7ตอนท่ี 1 จงเติมคาในช่องวา่ งและตอบคาถามในขอ้ ตอ่ ไปน้ีใหม้ ีความถูกตอ้ งสมบรู ณ์มากท่ีสุด1. อิมพแี ดนซ์ คือ ............................................................................................................................... ........................................................................................................................................................2. เดซิเบล คือ ..................................................................................................................................... ........................................................................................................................................................3. Gain คือ .........................................................................................................................................4. Attenuation คือ ..............................................................................................................................5. Band Width คือ ..............................................................................................................................6. Ratio คือ ........................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ตอนท่ี 2 จงแสดงวธิ ีคานวณคา่ ตอ่ ไปน้ี3. เครื่องขยายเสียงถูกปรับใหม้ ีความดงั เพิม่ ข้ึนจาก 10 วตั ต์ เป็ น 100 วตั ต์ จะมีความดงั เทา่ ไร

- 142 - แบบประเมนิ ผลหน่วยที่ 7จงทาเครื่องหมาย  ลงในคาตอบที่ถูกตอ้ งที่สุด1. ขอ้ ใดเป็นหน่วยของ ค่าอิมพแี ดนซ์ก. โอห์ม ข. โวลท์ค. วตั ต์ ง. เดซิเบล2. – dB หมายถึงอะไรก. ระดบั สัญญาณท่ีเปรียบเทียบสูงกวา่ ระดบั สัญญาณอา้ งอิงข. ระดบั สญั ญาณท่ีเปรียบเทียบต่ากวา่ ระดบั สญั ญาณอา้ งอิงค. ระดบั สัญญาณที่เปรียบเทียบเทา่ กบั ระดบั สญั ญาณอา้ งอิงง. ระดบั สัญญาณท่ีเปรียบเทียบมีคา่ เป็นลบ3. สูตรอตั ราขยายพลงั งาน คือ ขอ้ ใดก. AP = Ai × Av ข. AP = Ai - Avค. AP = Ai + Av ง. AP = Ai4. ขอ้ ใดคือสูตร อตั ราขยายแรงดนั ข. AV = I(IN) I(OUT) ก. AV = I(IO(IUNT)) V(IN) ค. AV = VV(O(IUNT)) ง. AV = V(OUT)5. ขอ้ ใดคือสูตร อตั ราขยายกระแส ข. AV = I(IN) I(OUT) ก. AV = I(IO(IUNT)) V(IN) ค. AV = VV(O(IUNT)) ง. AV = V(OUT)6. การลดทอนสัญญาณ มีหน่วยเป็นอะไรก. โอห์ม ข. โวลท์ค. วตั ต์ ง. เดซิเบล7. BAND WIDTH ของเครื่องส่งวทิ ยุ AM มีความกวา้ งเท่าไรก. 10 kHz ข. 20 kHzค. 100 kHz ง. 200 kHz

- 143 -8. BAND WIDTH ของเคร่ืองส่งวทิ ยุ FM มีความกวา้ งเท่าไรก. 10 kHz ข. 20 kHzค. 100 kHz ง. 200 kHz9. ค่า VSWR ท่ีทาใหเ้ กิดผลเสียตอ่ เคร่ืองส่ง คือขอ้ ใดก. 1.2:1 ข. 1.3:1ค. 1.5:1 ง. 1.6:110. ผลของขอ้ ใดถูกที่สุด ถา้ พลงั งานท่ีสะทอ้ นกลบั มีค่ามาก ๆ ในภาคขยายกาลงัก. ภาคขยายกาลงั สามารถประหยดั พลงั งาน ข. เกิดความร้อนทาใหอ้ ุปกรณ์เสียหายได้ค. กาลงั ที่ส่งออกมีคา่ มากข้ึน ง. ภาคขยายกาลงั ส่งออกไดร้ ะยะมากข้ึน