เนื้อหาหน่วยที่ 2 การกำเนิดความถี่และการผสมคลื่นวิทยุ

หนว่ ยที่ 2 เร่ือง การกำเนดิ ความถแ่ี ละการผสมคลนื่ วิทยุ ผู้สอน ครูปัทมาพร อุทาจนั ทร์

การกาเนิดความถแี่ ละการผสมคล่ืนวทิ ยุ 2.1 วงจร LC เรโซแนนซแ์ บบขนาน การส่ือสารดว้ ยคลน่ื วิทยุส่วนสาคญั ที่ทาให้เกิดการส่ือสารได้ คือ ความถ่ีคลื่นพาห์ หรือคล่ืนวิทยุท่ีทาหน้าท่ีเป็น ตวั พาสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารจากตน้ ทางถึงปลายทาง อุปกรณ์ตวั สาคญั ท่ีนามาใชเ้ ป็นตวั ให้กาเนิดความถี่ ได้แก่ ขดลวด (L) และตวั เก็บประจุ (C) โดยนาอุปกรณ์ท้งั สองชนิดมาต่อวงจรร่วมกนั ในแบบขนาน ซ่ึงเรียกวงจรชนิดน้ีว่า วงจรเรโซแนนซ์ แบบขนาน (Parallel Resonance Circuit) ความถ่ีที่เกิดข้ึนกบั วงจร LC กาเนิดความถ่ี เกิดข้ึนที่จุดตอบสนองความถี่ เรียก ความถท่ี ี่จดุ น้ีว่า ความถ่ีเรโซแนนซ์ (Resonance Frequency) คา่ ความถ่ีเรโซแนนซ์ที่ถกู กาเนิดข้ึนมาสามารถปรับเปล่ียนค่า ได้ ข้ึนอยกู่ บั คา่ L และ C ทน่ี ามาต่อวงจรใชง้ าน วงจร LC เรโซแนนซ์แบบขนาน แสดงดงั รูปที่ 2.1 LC รูปท่ี 2.1 วงจร LC เรโซแนนซแ์ บบขนาน การคานวณหาค่าความถเ่ี รโซแนนซข์ องวงจร สามารถคานวณไดจ้ ากสมการ ดงั น้ี fr = 1 .....(2-1) 2 LC เมื่อ fr = ความถีเ่ รโซแนนซ์ หน่วย Hz L = คา่ ความเหน่ียวนาทีใ่ ชง้ าน หน่วย H C = ค่าความจทุ ี่ใชง้ าน หน่วย F  = 3.14159 ตัวอย่างท่ี 2.1 จงหาค่าความถ่เี รโซแนนซข์ องวงจร LC เรโซแนนซแ์ บบขนาน ประกอบดว้ ยค่า L = 10 mH และค่า C = 20 pF วิธีทา จากสูตร fr = 1 2 LC เม่ือ fr = ? L = 10 mH C = 20 pF

แทนค่า fr = 1 = 355,881.272 Hz (10 10−3H)(20 10−12F) ตอบ 2  ความถเ่ี รโซแนนซ์ของวงจร = 355.881 kHz 2.2 การกำเนิดความถขี่ องวงจร LC แบบขนาน วงจรกาเนิดความถี่ (Oscillator) คือ วงจรให้กาเนิดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั ท่ีความถี่ใดความถี่หน่ึงข้ึนมาได้ โดยความถี่ท่ีกาเนิดมีความคงท่ีและสม่าเสมอ หรือกล่าวโดยทวั่ ไปวงจรกาเนิดความถี่ คือ การแกว่งตวั ของส่ิงต่างๆ ด้วย ความแรงและความเร็วที่คงท่ีค่าหน่ึง ความถีท่ ่ีกาเนิดข้ึนมาน้นั จะตอ้ งมีส่วนประกอบร่วมท่ีสาคญั ดงั น้ี 1. มีการเคลื่อนท่ีไปมาหรือการสน่ั ตวั ของวตั ถุ ถา้ เป็นในดา้ นไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ จะตอ้ งมีการทางานของ วงจรกาเนิดความถี่ ท่ีมที ้งั คา่ แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั และกระแสไฟฟ้ากระแสสลบั เกิดการสลบั ไปมาคงท่ตี ลอดเวลา 2. การเคล่ือนท่ีไปมาหรือการสน่ั ตวั ดงั กล่าวจะตอ้ งมคี วามสัมพนั ธ์กบั เวลา มคี วามคงที่สมา่ เสมอ ทาใหเ้ กิดความถ่ี ข้ึนมาคงท่ีค่าหน่ึง เมอื่ คดิ เทียบกบั เวลาใน 1 วนิ าที (1 sec) จะไดค้ ่า ความถี่มหี น่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ออกมา 3. เมอ่ื ระดบั ความแรงของคลืน่ ความถ่ที ่ีกาเนิดข้นึ มามีการลดลง ที่เรียกว่ารูปคลน่ื ทรุด (Damping Wave) จะตอ้ งมี การกระตนุ้ เสริมความแรงของคล่ืนความถี่ เพื่อให้ไดค้ วามแรงคลื่นทค่ี งที่สมา่ เสมอออกมาตลอดเวลา วงจรกาเนิดความถี่ทางไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์แบบพ้ืนฐานจะเป็ นชนิด LC เรโซแนนซ์ต่อแบบขนาน เป็นวงจรท่ี ให้กาเนิดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับคลื่นไซน์ (Sine Wave) ออกมา โดยอาศยั คุณสมบตั ิประจาตวั ของ L และ C ในการ ทางาน นามาต่อวงจรใหท้ างานร่วมกนั คุณสมบตั ิประจาตวั ของขดลวด (L) จะเกิดสนามแม่เหล็กพองตวั เมื่อมีแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าจา่ ยให้ตวั L และจะเกิดสนามแม่เหล็กยุบตวั เม่ืองดจ่ายแรงดนั ไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าให้ตวั L ในสภาวะที่สนามแม่เหล็กยุบตวั ตัดผ่าน ขดลวดตวั เอง จะเกิดแรงเคลือ่ นไฟฟ้าเหนี่ยวนา (Induced Electromotive Force ; EMF) ข้นึ มา คุณสมบตั ิประจาตวั ของตวั เก็บประจุ (C) จะเกิดการประจุแรงดนั ไฟฟ้าเก็บไวใ้ นตวั เมื่อมแี รงดนั ไฟฟ้าจ่ายให้ตัว C และเม่อื มกี ารลดั วงจรตวั C จะเกิดการคายประจุแรงดนั ไฟฟ้าออกมา วงจรพ้นื ฐาน LC เรโซแนนซแ์ บบขนานกาเนิดความถ่ี และการทางาน แสดงดงั รูปท่ี 2.2 ถงึ รูปที่ 2.6 A + + E L 0 1 2 3 4 5t ++ -+-+C - -- - B (ก) วงจร (ข) แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจุด AB รูปที่ 2.2 สภาวะตวั C ประจแุ รงดนั ไฟฟ้าจากแหล่งจา่ ยไว้ จากรูปที่ 2.2 แสดงสภาวะตวั C ประจแุ รงดนั ไฟฟ้าจากแหลง่ จ่ายไว้ เป็นสภาวะเริ่มตน้ การทางานของวงจรกาเนิด ความถี่ รูปที่ 2.2 (ก) เมื่อเริ่มต่อตวั C เขา้ กบั แบตเตอรี่ E ตวั C เริ่มประจุแรงดนั ไฟฟ้าทนั ที เกิดแรงดนั ไฟฟ้าศกั ยบ์ วก (+) ประจุที่ด้านบนจุด A และแรงดนั ไฟฟ้าศกั ยล์ บ (-) ประจุที่ด้านล่างจุด B แรงดนั ไฟฟ้าค่อยๆ เพิ่มข้ึนทีละนอ้ ยเม่ือเวลา

เพิ่มข้ึน ตวั C ประจุแรงดนั ไฟฟ้าไดม้ ากข้ึนจนกระทงั่ ตวั C ประจุแรงดนั ไฟฟ้าเต็มเท่าแหล่งจา่ ยแบตเตอรี่ E รูปที่ 2.2 (ข) เป็นการนาแรงดนั ไฟฟ้าที่ตวั C ประจุไวใ้ นช่วงเวลายอ่ ยๆ จากเวลา t0 ถงึ t1 มาเขียนกราฟ A ++ C+ L 0 1 2 3 4 5t - B- - (ก) วงจร (ข) แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจดุ AB รูปที่ 2.3 สภาวะตวั C คายประจแุ รงดนั ไฟฟ้าภายในตวั ออกมาผ่านไปให้ตวั L เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า จากรูปท่ี 2.3 แสดงสภาวะตวั C คายประจุแรงดนั ไฟฟ้าภายในตวั ออกมาผ่านไปให้ตวั L เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้า รูปที่ 2.3 (ก) เมือ่ ตวั C ประจแุ รงดนั ไฟฟ้าเต็มแลว้ ให้สบั สวิตช์ตอ่ ตวั C เขา้ กบั ตวั L ตวั C จะเริ่มคายประจแุ รงดนั ไฟฟ้าผ่าน ไปให้ตัว L เกิดกระแสไฟฟ้าไหลผ่านตัว L ตัว L เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าพองตัวออก ขณะที่ตัว C คายประจุออกมา แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมจุด A และ B จะค่อยๆ ลดลงจนหมดเป็ นศูนยโ์ วลต์ ในขณะท่ีตวั C คายประจุออกมา ตวั L จะเกิด สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าพองตวั ออกเต็มท่ี รูปท่ี 2.3 (ข) เป็นการนาแรงดนั ไฟฟ้าที่ตวั C คายประจไุ วใ้ นช่วงเวลาย่อยๆ จากเวลา t1 ถงึ t2 มาเขยี นกราฟ A -+ C -- -- L 0 1 2 3 4 5t ++ ++ B +- อ (ก) วงจร (ข) แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจุด AB รูปที่ 2.4 สภาวะสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในตวั L ยุบตวั ตดั ผ่านตวั เองเกิดเป็นแรงดนั ไฟฟ้าไปประจุใหต้ วั C จากรูปท่ี 2.4 แสดงสภาวะสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในตวั L ยุบตวั ตดั ผา่ นตวั เองเกิดเป็นแรงดนั ไฟฟ้าไปประจุให้ตวั C อีกคร้ัง รูปท่ี 2.4 (ก) เม่ือตวั C คายประจุหมดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีเกิดข้ึนในตวั L เริ่มยุบตัวลงตัดผ่านตวั เองเกิดเป็น แรงเคลื่อนไฟฟ้าชกั นาข้นึ ภายในตวั จ่ายค่าแรงดนั ไฟฟ้าออกมาไปประจใุ ห้ตวั C อีกคร้ังมีศกั ยไ์ ฟฟ้าในทิศทางตรงขา้ มกบั คร้ังแรก เกิดศักย์ลบ (-) ประจุที่ด้านบนจุด A และศักย์บวก (+) ประจุท่ีด้านล่างจุด B ค่อยๆ เพ่ิมมากข้ึน จนกระทั่ง สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในตวั L ยบุ ตวั หมด ตวั C ประจแุ รงดนั ไฟฟ้าถึงค่าสูงสุด รูปที่ 2.4 (ข) เป็นการนาแรงดนั ไฟฟ้าท่ีตวั C ประจไุ วใ้ นช่วงเวลายอ่ ยๆ จากเวลา t2 ถึง t3 มาเขยี นกราฟ

A + - C- L 0 1 2 3 45 t + B+ - (ก) วงจร (ข) แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจุด AB รูปที่ 2.5 สภาวะตวั C คายประจุแรงดนั ไฟฟ้าภายในตวั ออกมาผ่านไปให้ตวั L เกิดสนามแมเ่ หลก็ ไฟฟ้า จากรูปท่ี 2.5 แสดงสภาวะตวั C คายประจุแรงดนั ไฟฟ้าภายในตวั ออกมาผ่านไปใหต้ วั L เกิดสนามแมเ่ หล็กไฟฟ้า รูป ท่ี 2.5 (ก) เมอ่ื ตวั C ประจุแรงดนั ไฟฟ้าเต็มแลว้ ตวั C จะเริ่มคายประจุแรงดนั ไฟฟ้าอกี คร้งั ผ่านไปให้ตวั L เกิดกระแสไฟฟ้าไหล ผ่านตวั L ตวั L เกิดสนามแมเ่ หล็กไฟฟ้าพองตวั ออกอกี คร้งั ขณะท่ีตวั C คายประจอุ อกมาแรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจดุ A และ B จะค่อยๆ ลดลงจนหมดเป็นศูนยโ์ วลต์ ในขณะทีต่ วั C คายประจอุ อกมา ตวั L จะเกิดสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้าพองตวั ออกเต็มที่ รูปที่ 2.5 (ข) เป็นการนาแรงดนั ไฟฟ้าทต่ี วั C คายประจุไวใ้ นชว่ งเวลาย่อยๆ จากเวลา t3 ถึง t4 มาเขยี นกราฟ A ++ C ++++ L 0123 45 t ---- - - B (ก) วงจร (ข) แรงดนั ไฟฟ้าตกคร่อมจดุ AB รูปท่ี 2.6 สภาวะสนามแมเ่ หลก็ ไฟฟ้าภายในตวั L ยุบตวั ตดั ผ่านตวั เองเกิดเป็นแรงดนั ไฟฟ้าไปประจุให้ตวั C จากรูปที่ 2.6 แสดงสภาวะสนามแม่เหล็กไฟฟ้าภายในตวั L ยุบตวั ตดั ผา่ นตวั เองเกิดเป็นแรงดนั ไฟฟ้าไปประจุให้ตวั C อีกคร้ัง รูปที่ 2.6 (ก) เม่ือตวั C คายประจุหมดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่เกิดข้ึนในตวั L เริ่มยุบตัวลงตัดผ่านตวั เองเกิดเป็น แรงเคลือ่ นไฟฟ้าชกั นาข้ึนภายในตวั จ่ายคา่ แรงดนั ไฟฟ้าออกมาไปประจุให้ตวั C อกี คร้ังมศี กั ยไ์ ฟฟ้าในทิศทางตรงขา้ มกับ คร้งั ที่ผา่ นมา คือ เหมอื นกบั คร้งั แรก เกิดศกั ยบ์ วก (+) ประจุท่ดี า้ นบนจดุ A และศกั ยล์ บ (-) ประจุท่ีดา้ นลา่ งจุด B คอ่ ยๆ เพ่ิม มากข้ึน จนกระทง่ั สนามแม่เหล็กไฟฟ้าในตวั L ยุบตวั หมด ตวั C ประจุแรงดนั ไฟฟ้าถึงค่าสูงสุด รูปที่ 2.6 (ข) เป็นการนา แรงดนั ไฟฟ้าท่ีตวั C ประจไุ วใ้ นช่วงเวลายอ่ ยๆ จากเวลา t4 ถงึ t5 มาเขยี นกราฟ เป็นชว่ งการเกิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ซ้า ทางซีกบวก (+) อีกคร้ัง จะได้แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ซ้าสลบั ไปสลบั มาตลอดเวลา การเกิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ตก คร่อมที่จุด A และ B ของวงจรอยา่ งต่อเน่ือง แสดงดงั รูปท่ี 2.7 + 0 1 2 4 5 6 8 12 15 16 19 20 23 24 t 3 7 9 10 11 13 14 17 18 21 22 25 26 -

รูปที่ 2.7 การเกิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ตกคร่อมทจ่ี ดุ A และ B ของวงจรอย่างตอ่ เนอ่ื ง จากรูปท่ี 2.7 แสดงการเกิดแรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ตกคร่อมทจ่ี ดุ A และ B ของวงจรอยา่ งตอ่ เนื่อง แรงดนั ไฟฟ้า กระแสสลบั ที่ไดอ้ อกมา ก็คือสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั ท่ีมีความถี่คงท่ีค่าหน่ึงท่ีถูกกาเนิดข้นึ มาจากวงจร LC เรโซแนนซ์ แบบขนาน จะได้สัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั เช่นน้ีเร่ือยไปตกคร่อมท่ีจุด A และ B แต่จะไดร้ ะดบั แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ที่ เกิดข้ึนมีค่าแรงดนั ไฟฟ้าค่อยๆ ลดลงเม่ือช่วงระยะเวลาทางานท่ีนานข้ึน ระดบั แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ที่ลดลงน้ีเกิดข้ึน จากคา่ ความตา้ นทานในตวั C และตวั L ตา้ นการไหลของกระแสไฟฟ้าทเ่ี กิดจากการทางานของวงจร ทาให้ระดบั แรงดนั ไฟฟ้า ที่มาประจุในตวั C ลดลง และสนามแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีเกิดในตวั L ลดลง ความแรงของสัญญาณความถ่ีที่เกิดข้ึนจึงลดลงเป็ น ลาดบั จนหยุดกาเนิดความถี่ในทสี่ ุด สภาวะสญั ญาณคล่ืนท่ีเกิดข้ึนลกั ษณะน้ีจึงเรียกว่าคลื่นทรุด วงจรกาเนิดความถ่ีในลกั ษณะ น้ียงั ไม่สามารถนาไปใชง้ านได้ วงจรกาเนิดความถ่ที ดี่ จี ะตอ้ งกาเนิดความถีข่ ้นึ มาคงทท่ี ้งั ความถี่ และระดบั ความแรงคลื่น 2.3 วงจรกำเนดิ ความถี่แบบพ้นื ฐาน การกาเนิดความถี่ของวงจร LC เรโซแนนซ์แบบขนานดงั ท่ีกล่าวมา พบว่าความถ่ีท่ีถูกกาเนิดข้ึนมามีระดับ แรงดนั ไฟฟ้ากระแสสลบั ไม่คงท่ี มีการทรุดตวั ของแรงดนั ไฟฟ้าตลอดเวลา ทาให้ความถ่ีทผี่ ลติ ข้ึนมาอยู่ไดไ้ ม่นาน ความถ่ีก็ จะหายไปเกิดจากวงจรหยดุ การทางาน มาจากอปุ กรณท์ ใี่ ชง้ านมีความตา้ นทานภายในตวั คอยตา้ นใหค้ วามแรงของสญั ญาณ ความถี่ที่กาเนิดข้นึ มาลดลงตลอดเวลา การแกไ้ ขขอ้ เสียดงั กล่าวสามารถทาไดโ้ ดยหาแรงดนั ไฟฟ้าของสัญญาณความถมี่ า เสริมแรงดนั ไฟฟ้าเดิม เพ่อื เพ่มิ ระดบั แรงดนั ไฟฟ้าของสัญญาณความถ่ีเดิมให้มรี ะดบั คงที่ตลอดระยะเวลาการทางาน วธิ ีการ ทาจะตอ้ งเพ่ิมวงจรขยายสญั ญาณ (Amplifier Circuit) และวงจรป้อนกลบั แบบบวก (Positive Feedback Circuit) เขา้ ไปในวงจร ช่วยให้วงจรกาเนิดความถ่ีมีท้งั ความถี่และความแรงสัญญาณจ่ายออกมาคงที่ หลกั การทางานของวงจรกาเนิดความถแ่ี บบ พ้นื ฐาน แสดงดงั รูปที 2.8 LC รูปท่ี 2.8 หลกั การทางานของวงจรกาเนิดความถ่แี บบพ้ืนฐาน จากรูปท่ี 2.8 แสดงหลกั การทางานของวงจรกาเนิดความถี่แบบพ้ืนฐาน แสดงค่าดว้ ยบลอ็ กไดอะแกรม หลกั การ ทางานของวงจรอธิบายไดด้ งั น้ี ภาคกาเนิดความถี่เป็นวงจร LC เรโซแนนซ์แบบขนาน ให้กาเนิดความถ่ีตามตอ้ งการข้ึนมา ส่งต่อไปภาคขยาย สัญญาณทาการขยายสัญญานความถ่ีท่ีกาเนิดข้นึ มาให้มีระดบั ความแรงสัญญาณมากข้ึนคงท่ีค่าหน่ึง ส่งเป็นสัญญาณความถี่ ออกเอาตพ์ ุต สญั ญาณความถบ่ี างส่วนถกู ป้อนกลบั เขา้ มาดว้ ยวงจรป้อนกลบั แบบบวก ส่งตอ่ ไปเป็นสัญญาณกระตนุ้ เพือ่ เสริม ความแรงของสัญญาณความถ่ีท่ีกาเนิดข้ึนจากภาคกาเนิดความถี่ ให้ยงั คงมีระดบั ความแรงสัญญาณเหมือนกบั คร้ังแรกท่ีให้

กาเนิดข้นึ มากอ่ นส่งตอ่ ไปภาคขยายสัญญาณ ทาให้ระดบั ความแรงของสัญญาณความถ่ีท่กี าเนิดข้ึนมามคี วามคงท่ตี ลอดเวลา ในการทางาน วงจรกาเนิดความถี่ในลกั ษณะน้ีจึงจะสามารถนาไปใชง้ านได้ วงจรกาเนิดความถี่ท่สี ร้างข้ึนมาใชง้ านจริงมีหลายรูปแบบ หลายลกั ษณะวงจรท่ีแตกต่างกนั ไป และมชี ื่อเรียกวงจร แตกต่างกนั ด้วย ข้ึนอยู่กบั ผูอ้ อกแบบคิดคน้ วงจรข้ึนมา โดยการต้งั ช่ือวงจรตามชื่อผอู้ อกแบบหรือตามความตอ้ งการ เช่น แบบ ฮาร์ตเลย์(Hartley) แบบโคลปิตส์ (Colpitts) แบบแคลปป์ (Clapp) แบบอาร์มสตรอง (Armstrong) และแบบคริสตอล (Crystal) เป็น ตน้ ตวั อย่างวงจรกาเนิดความถ่ีแบบฮาร์ตเลย์ (Hartley Oscillator) สร้างข้ึนมามีโครงสร้างวงจรประกอบด้วยส่วนประกอบท่ี สาคัญท้งั 3 ส่วน ได้แก่ ส่วนสร้างความถี่โดยใช้วงจร LC เรโซแนนซ์แบบขนาน ส่วนขยายสัญญาณความถี่โดยใช้ตวั ทรานซิสเตอร์ร่วมกบั ตวั R และตวั C และส่วนป้อนกลบั แบบบวกโดยใช้ตวั เก็บประจุ ลกั ษณะวงจรกาเนิดความถ่ีแบบฮาร์ต เลย์ แสดงดงั รูปที่ 2.9 +VCC L1 C2 R2 C4 VO L1A C1 C3 R1 C L1B B Q1 E รูปที่ 2.9 วงจรกาเนิดความถ่ีแบบฮาร์ตเลย์ จากรูปท่ี 2.9 แสดงวงจรกาเนิดความถแ่ี บบฮาร์ตเลย์ มีส่วนประกอบของวงจรดงั น้ี ตวั L1 และ C1 ตอ่ เป็นวงจร LC เรโซแนนซ์แบบขนาน ทาหนา้ ที่กาเนิดความถ่ขี ้ึนมา ตวั C2 ทาหน้าที่เป็ นวงจรป้อนกลบั แบบบวก ตวั C3, R1, R2, C4 และ Q1 ตอ่ เป็นวงจรขยายสัญญาณความถใ่ี หม้ ีความแรงมากข้ึน หลกั การทางานของวงจรอธิบายได้ ดงั น้ี เมอื่ เริ่มจา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรง +VCC ให้วงจร มีแรงดนั ไฟบวกจา่ ยให้ขา C และขา B ของ Q1 ผ่าน R2 และ R1 ทาใหต้ วั Q1 เร่ิมทางานมีกระแสไฟฟ้าไหลคงท่ีค่าหน่ึง และในเวลาเดียวกนั น้ีแรงดนั ไฟบวกทจ่ี ่ายให้ขา C จะจา่ ยมาประจุที่ ตวั C2, C1, และ C3 ผ่านขา B และขา E ของตวั Q1 ลงกราวด์ ทาให้ตวั C1 ประจุแรงดนั ไฟฟ้ากระแสตรงดา้ นบนเป็ นบวก ดา้ นลา่ งเป็นลบ มกี ระแสไฟฟ้าไหลผ่านจากการประจแุ รงดนั ไฟฟ้าของตวั C2, C1, และ C3 ผ่านขา B และขา E ตวั Q1 ลงกราวด์ ส่งผลให้ตวั Q1 ทางานเพ่มิ ข้นึ อีกจนถึงจุดหน่ึงที่ตวั C2, C1, และ C3 หยุดการประจุแรงดนั ไฟฟ้า ตวั Q1 ทางานมากถงึ จดุ สูงค่า หน่ึงไดส้ ญั ญาณศกั ยล์ บจา่ ยออกเอาตพ์ ตุ ตวั C3 จ่ายศกั ยล์ บท่ีประจุไวอ้ อกมาให้ขา B ของตวั Q1 ทาให้ตวั Q1 คอ่ ยๆ ทางานนอ้ ยลง ในเวลาเดียวกนั ตวั C1 จะเร่ิม คายประจผุ ่านไปตวั L1 มศี กั ยต์ กคร่อมตวั L1 บนบวกลา่ งลบ ตวั L1 เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าพองตวั ออก จนตวั C1 คายประจุ หมด สนามแม่เหล็กไฟฟ้าท่ีตวั L1 เริ่มยุบตวั ตดั ผ่านตวั เอง เกิดเป็ นแรงเคล่ือนไฟฟ้าชักนาข้ึนภายในตวั จ่ายค่าแรงดนั ไฟฟ้า ออกมาไปประจุให้ตวั C1 อีกคร้ังมีศกั ยไ์ ฟฟ้าตกคร่อมตวั C1 บนลบล่างบวก ซ่ึงเป็ นเวลาเดียวกนั ที่ตวั Q1 ทางานนอ้ ยทสี่ ุด ไดส้ ญั ญาณศกั ยบ์ วกจา่ ยออกเอาตพ์ ุต เมอื่ สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้าที่ตวั L1 ยบุ ตวั หมด ตวั C1 ประจุแรงดนั ไฟฟ้าถึงค่าสูงสุด เร่ิมคายประจุแรงดนั ไฟฟ้าจ่าย ไปให้ตวั L1 อีกคร้ังมีศกั ยต์ กคร่อมตวั L1 บนลบล่างบวก ตวั L1 เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าพองตวั ออกอกี คร้ัง ในเวลาเดียวกนั

ศกั ยบ์ วกดา้ นล่างจากตวั C1 จา่ ยมาเสริมไบแอสใหข้ า B ของตวั Q1 ทาให้ตวั Q1 ทางานมากข้ึนอกี คร้งั ไดส้ ญั ญาณศกั ยล์ บจ่ายออก เอาต์พุตอีกคร้ังจ่ายแรงดนั ไฟฟ้าศกั ยล์ บบางส่วนผ่านตวั C2 ไปจ่ายเสริมแรงดนั ไฟฟ้าท่ีจ่ายออกมาจากตวั C1 ไปให้ตวั L1 เกิดสนามแมเ่ หล็กไฟฟ้าพองตวั เตม็ ที่เท่าเดิม เมื่อตวั C1 คายประจุจนหมด ตวั L1 เกิดสนามแม่เหล็กไฟฟ้าพองตวั เตม็ ท่แี ละเร่ิม ยุบตวั ตดั ผ่านตวั เอง เกิดเป็นแรงเคล่ือนไฟฟ้าชกั นาข้ึนภายในตวั จ่ายค่าแรงดนั ไฟฟ้าออกมาไปประจุให้ตัว C1 อีกคร้ัง มี ศกั ยไ์ ฟฟ้าตกคร่อมตวั C1 บนบวกล่างลบอกี คร้ัง เร่ิมทางานซ้ากบั คร้ังแรก ไดส้ ัญญาณไฟฟ้ากระแสสลบั มีท้งั ความถ่ีคงที่และ ความแรงคงที่จ่ายผ่านตวั C4 ส่งออกเอาตพ์ ุต VO กรณีตอ้ งการปรบั เปล่ียนค่าความถ่ีในวงจร ทาได้โดยการเปล่ียนแปลงค่า ความจขุ องตวั C1 หรือเปลี่ยนแปลงคา่ ความเหน่ียวนาของตวั L1 และหรือเปลีย่ นแปลงค่าท้งั ตวั C1 กบั ตวั L1 ไปพร้อมกนั 2.4 การผสมข้อมลู ขา่ วสารเข้ากบั คลืน่ พาห์ การสื่อสารดว้ ยคล่นื วิทยุ เป็นการสื่อสารท่ีถูกนาไปใชง้ านอย่างกวา้ งขวางและแพร่หลายทว่ั ไป โดยการนาคลื่นวิทยุ มาใชเ้ ป็นคล่ืนพาห์นาขอ้ มูลข่าวสารส่งออกไป สิ่งสาคญั ของการทาให้เกิดการสื่อสารด้วยคล่ืนวิทยุน้ีอยู่ที่การผสมคลื่น หรือ การมอดเู ลต (Modulation) ซ่ึงเป็นวธิ ีการนาสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารผสมเขา้ กบั สัญญาณคลื่นวิทยุที่นามาใช้เป็นคลื่นพาห์ ให้ ทาหนา้ ท่ีช่วยนาขอ้ มูลข่าวสารส่งแพร่กระจายออกไปจากเคร่ืองส่งวิทยุ เพราะคลื่นวิทยุสามารถเดินทางไปได้ไกลมาก มี ความเร็วในการเดินทางเท่ากบั คล่ืนแสง เกิดการสูญเสียขณะเดินทางตา่ การนาขอ้ มลู ขา่ วสารผสมเขา้ กบั คล่นื พาห์ คือการนา ขอ้ มลู ข่าวสารเกาะตดิ ไปกบั คลื่นพาห์ เพ่ือชว่ ยให้ขอ้ มูลขา่ วสารสามารถเดนิ ทางไปไดไ้ กลมากข้ึนเท่ากบั คลืน่ พาห์ หลกั การส่ง ขอ้ มลู ขา่ วสารดว้ ยคลื่นพาห์ แสดงดงั รูปท่ี 2.10 รูปที่ 2.10 หลกั การส่งขอ้ มูลข่าวสารดว้ ยคล่นื พาห์ จากรูปท่ี 2.10 แสดงหลกั การส่งขอ้ มูลข่าวสารดว้ ยคล่ืนพาห์ โดยการนาขอ้ มูลข่าวสาร (สัญญาณเสียง สัญญาณ ภาพ สัญญาณขอ้ มูล) ส่งมาเขา้ ขบวนการผสมคล่ืนหรือการมอดูเลตเขา้ กบั คล่ืนพาห์เสียก่อน แลว้ จึงส่งต่อไปใหเ้ ครื่องส่งวิทยุ ส่งแพร่กระจายคล่ืนวิทยุท่ีมีขอ้ มูลข่าวสารผสมอยู่ออกไปในรูปคล่ืนแม่เหล็กไฟฟ้า ให้เคร่ืองรับวิทยุท่ีตอ้ งการขอ้ มูล ขา่ วสารนาไปใชง้ าน วิธีการมอดูเลตขอ้ มูลข่าวสารเขา้ กบั คล่ืนพาห์ในระบบส่ือสารดว้ ยคลื่นวิทยุแบบแอนะลอก (Analog Radio Wave Communication) มีหลายวิธีแตกตา่ งกนั การเลือกใชว้ ิธีการมอดูเลตจะตอ้ งเลือกใชใ้ ห้เหมาะสมกบั ย่านความถี่ของคล่ืนวทิ ยทุ ่ี นามาใชง้ าน สามารถแบง่ การมอดเู ลตออกไดเ้ ป็น 3 แบบ ดงั น้ี 1. การมอดเู ลตทางความสูง หรือแบบ AM (Amplitude Modulation) 2. การมอดเู ลตทางความถี่ หรือแบบ FM (Frequency Modulation) 3. การมอดูเลตทางเฟส หรือแบบ PM (Phase Modulation)

การมอดูเลตสัญญาณข้อมูลข่าวสารเขา้ กบั คล่ืนพาห์ ในแต่ละแบบมีความแตกต่างกนั ไปของลักษณะการผสม สญั ญาณท้งั สองเขา้ ดว้ ยกนั ไดร้ ูปแบบสัญญาณคลื่นผสมออกมาแตกต่างกนั นาไปใชก้ บั งานที่แตกต่างกนั เช่น การมอดูเลต แบบ AM ใชก้ บั เครื่องส่งและเครื่องรับวิทยุ AM วิทยุคล่ืนส้ัน(SW) การมอดูเลตแบบ FM และแบบ PM ใชก้ บั เครื่องส่งและ เคร่ืองรับวิทยุ FM วทิ ยุสื่อสาร และวทิ ยุสมคั รเล่น เป็นตน้ 2.5 การมอดเู ลตทางความสงู (AM) แบบ DSB และ SSB การมอดเู ลตทางความสูง (AM) เป็นการนาขอ้ มูลข่าวสารผสมเขา้ กบั คลื่นพาห์ โดยใชส้ ญั ญาณขอ้ มูลข่าวสารไป ทาให้คลื่นพาห์มีระดบั ความสูงของคลน่ื เปลี่ยนแปลงไป เพ่ิมข้ึนหรือลดลงตามระดบั สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารด้านซีกบวก หรือซีกลบท่สี ่งเขา้ มาผสม โดยทค่ี วามถ่ีของคลื่นพาห์มีค่าคงเดมิ ไม่มกี ารเปล่ียนแปลง การมอดูเลตทางความสูง (AM) แสดง ดงั รูปท่ี 2.11 0t 0t AM 0 t (AM) รูปท่ี 2.11 การมอดเู ลตทางความสูง (AM) จากรูปที่ 2.11 แสดงการมอดเู ลตทางความสูง (AM) โดยภาคมอดูเลตทางความสูงรับสัญญาณเขา้ มา 2 สัญญาณ คือ สัญญาณขอ้ มูลข่าวสาร และสัญญาณคลื่นพาห์ รับเขา้ มาผสมสัญญาณกนั การผสมสัญญาณแบบน้ี สัญญาณขอ้ มูล ข่าวสารจะไปควบคุมคลื่นพาห์ให้มีระดบั ความสูงเปลี่ยนแปลงไป เพิ่มสูงข้ึนหรือลดต่าลงตามสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารที่มา ควบคุม สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารซีกบวกถูกนามาผสม ทาให้คล่ืนพาห์มีระดบั ความสูงเพิ่มข้ึนมากกว่าปกติ และถา้ สัญญาณ ขอ้ มลู ขา่ วสารซีกลบถูกนามาผสม ทาให้คล่ืนพาห์มีระดบั ความสูงลดต่าลงนอ้ ยกว่าปกติ และถา้ ไมม่ ีสัญญาณขอ้ มลู ข่าวสาร เขา้ มาผสม คล่ืนพาห์จะมีระดบั ความสูงปกติตามเดิม ระดบั ความสูงของคล่นื พาห์ท่ีเปล่ียนแปลงไปน้ี คือ สัญญาณขอ้ มูล ข่าวสารที่เกาะติดไปดว้ ย การมอดูเลตทางความสูง (AM) น้นั ส่ิงสาคญั ของการมอดูเลตแบบน้ีอยู่ที่เปอร์เซ็นตข์ องการมอดูเลต โดยคิดจาก ระดบั ความแรงของสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารไปเปรียบเทียบค่ากบั ระดบั ความแรงของคลื่นพาห์ ดว้ ยการคานวณค่าดชั นีการ มอดูเลตและเปอร์เซ็นตก์ ารมอดูเลตออกมา ตาแหน่งการวดั ระดบั ความแรงของคลื่นในการมอดูเลตทางความสูง (AM) แสดงดงั รูปที่ 2.12

E V(max) 0 V(min) t รูปท่ี 2.12 ตาแหน่งการวดั ระดบั ความแรงของคล่ืนทม่ี ีการมอดเู ลตทางความสูง (AM) จากรูปที่ 2.12 แสดงตาแหน่งการวดั ระดบั ความแรงของคล่ืนทม่ี กี ารมอดเู ลตทางความสูง (AM) โดยการนาคา่ ความ แรงของคลื่น AM วดั ทีร่ ะดบั ตา่ สุด (Vmin) และคา่ ความแรงวดั ที่ระดบั สูงสุด (Vmax) มาเขา้ สมการเขยี นเป็นสูตรคานวณได้ ดงั น้ี V(max) − V(min) ..…(2-2) mAM = V(max) + V(min) V(max) − V(min) ..…(2-3) % mAM = V(max) + V(min) x 100 เมอ่ื mAM = ดชั นีการมอดูเลตทางความสูง (AM Index) V(max) = ระดบั แรงดนั ไฟฟ้าวดั จากแกนศูนยถ์ ึงยอดสูงสุดตาแหน่งแรงสุด หน่วย VP V(min) = ระดบั แรงดนั ไฟฟ้าวดั จากแกนศูนยถ์ ึงยอดสูงสุดตาแหน่งเบาสุด หน่วย VP การมอดูเลตทางความสูง (AM) น้นั สามารถมอดเู ลตคลน่ื ไดส้ ูงสุดไมเ่ กิน 100% ในช่วงการมอดูเลตไมเ่ กิน 100% น้ี สญั ญาณขอ้ มลู ข่าวสารทกุ ระดบั ความแรงสามารถเกาะตดิ ไปกบั คล่ืนพาห์ไดท้ ้งั หมด ทาใหค้ ล่ืนสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารที่ ไดร้ บั ทางปลายทางมีความสมบูรณ์ และมีรูปร่างสัญญาณเหมือนกบั สัญญาณที่ส่งมาจากดา้ นส่งทกุ ประการ ถา้ การมอดูเลต ทางความสูง (AM) เกินกวา่ 100% ความแรงส่วนเกินบางส่วนของสญั ญาณขอ้ มูลข่าวสารไม่สามารถเกาะติดไปกบั คลืน่ พาห์ จะถูกตดั ทิ้งไป ทาใหค้ ล่ืนสญั ญาณขอ้ มูลข่าวสารที่ไดร้ ับปลายทางมีความผิดเพ้ียนเกิดข้ึน การมอดเู ลตทางความสูง (AM) เกิน กว่า 100% น้ีจะถูกเรียกว่า การมอดูเลตมากเกินปกติ (Over Modulation) การมอดูเลตทางความสูง (AM) จะทาให้เกิดความถที่ ่ีถกู มอดเู ลตส่งออกมา แบ่งออกได้เป็น 3 ส่วนประกอบด้วย ความถ่ีคลื่นพาห์เดิม (Carrier Frequency ; fc) แถบความถ่ีขา้ งด้านต่า (Lower Sideband ; LSB) และแถบความถี่ขา้ งดา้ นสูง (Upper Sideband ; USB) ความถี่ท้งั หมดน้ีจะถูกแพร่กระจายคลื่นออกไป องคป์ ระกอบของการมอดูเลตทางความสูง (AM) แสดงดงั รูปที่ 2.13

V V Vc mVc 0 LSB fc USB f 2 fc - fs fc + fs 0 fc - fs fc fc + fs f (ข) การแพร่กระจายคลนื่ ออกไปแบบ 2 แถบความถีข่ า้ ง (ก) แถบความถข่ี องการมอดูเลตทางความสูง (AM) รูปท่ี 2.13 องคป์ ระกอบของการมอดเู ลตทางความสูง (AM) จากรูปท่ี 2.13 แสดงองคป์ ระกอบของการมอดูเลตทางความสูง (AM) โครงสรา้ งความถ่ีประกอบดว้ ยความถี่พาหะ fc และความถส่ี ัญญาณขอ้ มูลข่าวสาร fs ความถี่ท้งั สองเมื่อมอดูเลตกนั ในแบบ AM จะเกิดชุดความถ่ีข้ึนมา รูปที่ 2.13 (ก) เป็ น แถบความถ่ขี องการมอดูเลตทางความสูง (AM) ประกอบดว้ ยความถี่พาห์ fc ความถีข่ า้ งดา้ นต่า fc - fs และความถีข่ า้ งดา้ นสูง fc + fs ส่วนรูปที่ 2.13 (ข) เป็นการแพร่กระจายคลื่นความถี่แบบ AM ออกไปชนิดสองแถบขา้ งมีพาหะ (Double Sideband Full Carrier ; DSBFC) ประกอบดว้ ยความถ่ีคล่ืนพาห์ (fc) แถบความถขี่ า้ งดา้ นต่า (LSB) และแถบความถีข่ า้ งดา้ นสูง (USB) การแพร่กระจายคลื่นสัญญาณความถี่ในแบบการมอดูเลตทางความสูง (AM) ชนิด DSBFC แลว้ ยงั มีการแพร่กระจาย ออกไปชนิดอ่ืนอีก ไดแ้ ก่ ชนิดสองแถบขา้ งไม่มีพาหะ (Double Sideband Suppressed Carrier ; DSBSC) ชนิดแถบขา้ งดา้ นเดียวไม่ มีพาหะ (Single Sideband Suppressed Carrier ; SSBSC) แบ่งย่อยออกไดเ้ ป็นแบบใชแ้ ถบขา้ งดา้ นสูง (SSBSC - USB) และแบบ ใชแ้ ถบขา้ งดา้ นตา่ (SSBSC - LSB) การแพร่กระจายคล่นื ความถ่ีแบบ AM ชนิดต่างๆ แสดงดงั รูปท่ี 2.14 VVV LSB fc USB f 0 fc USB f LSB fc f 0 fc - fs fc + fs fc + fs 0 fc - fs (ก) ชนิด DSBSC (ข) ชนิด SSBSC - USB (ค) ชนิด SSBSC - LSB รูปที่ 2.14 การแพร่กระจายคลน่ื ความถี่แบบ AM ชนิดตา่ งๆ จากรูปท่ี 2.14 แสดงการแพร่กระจายคล่ืนความถ่แี บบ AM ชนิดตา่ งๆ ไม่มคี ลนื่ พาห์ (fc) ถูกส่งออกไป และบางชนิด ยงั แพร่กระจายคลื่นความถ่ีออกไปเพียงความถี่แถบขา้ งดา้ นเดียว เพ่ือจุดประสงค์ในการประหยดั แถบคล่ืนความถี่ และ สามารถส่งแพร่กระจายคลน่ื ความถีอ่ อกไปไดจ้ านวนชอ่ งใชง้ านมากข้ึน 2.6 การมอดเู ลตทางความถ่ี (FM) การมอดูเลตทางความถ่ี (FM) เป็ นการนาข้อมูลข่าวสารไปผสมกับคลื่นพาห์ โดยสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารจะไป ควบคุมให้ความถี่คลื่นพาห์เปลี่ยนแปลง มีความถี่สูงข้ึนหรือต่าลงตามระดบั ความแรงทางซีกบวกหรือซีกลบของสัญญาณ ขอ้ มลู ขา่ วสาร โดยทีร่ ะดบั ความแรงของความถคี่ ลน่ื พาห์ยงั คงเดิมไมเ่ ปล่ยี นแปลง การมอดเู ลตทางความถ่ี (FM) แสดงดงั รูป ที่ 2.15

0t 0t FM 0 t (FM) รูปที่ 2.15 การมอดเู ลตทางความถี่ (FM) จากรูปท่ี 2.15 แสดงการมอดูเลตทางความถี่ (FM) มีภาคมอดูเลตทางความถ่ีทาหน้าที่ผสมสัญญาณขอ้ มูลข่าวสาร เขา้ กบั คลื่นพาห์ โดยการทาใหค้ ลื่นพาหถ์ ูกสัญญาณขอ้ มลู ข่าวสารควบคุมคา่ ความถี่ ใหม้ ีการเปลี่ยนแปลงสูงข้ึนหรือต่าลง ตามสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารซีกบวกหรือซีกลบที่ส่งมา นาสัญญาณขอ้ มูลขา่ วสารซีกบวกมาผสม ทาให้คล่ืนพาห์มีความถี่ สูงข้ึนมากกว่าปกติ ระดบั ความแรงของสญั ญาณขอ้ มูลขา่ วสารซีกบวกย่ิงเพิ่มข้ึน ความถค่ี ลื่นพาห์จะย่ิงสูงมากข้ึน ถา้ นาสัญญาณ ข้อมูลข่าวสารซีกลบมาผสม ทาให้คลื่นพาห์มีความถ่ีต่าลงกว่าปกติ ระดบั ความแรงของสัญญาณขอ้ มูลข่าวสารช่วงลบยิ่ง เพิม่ ข้นึ ความถี่คล่ืนพาหก์ ย็ ่งิ ลดตา่ ลง ระดบั ความถ่คี ลื่นพาห์ทเี่ ปลีย่ นแปลงไป ก็คอื สัญญาณขอ้ มลู ข่าวสารทีเ่ กาะติดไปดว้ ย แถบคลื่นความถ่ีของการมอดูเลตทางความถี่ (FM) เป็ นแถบคลื่นความถี่ที่เกิดข้ึนจากการนาสัญญาณขอ้ มูล ข่าวสารมอดูเลตกบั คลื่นพาห์ ทาให้คลื่นพาห์เกิดการเปล่ียนแปลงความถีเ่ พิ่มข้ึนหรือลดลง เกิดความถี่พาห์ค่าใหม่ข้ึนมา มากมายในรูปแถบความถี่ขา้ ง ซ่ึงจะเกิดข้ึนเป็ นคๆู่ กระจายห่างออกไปจากความถ่ีพาห์เดิม (fc) เป็นลาดบั มที ้งั ความถขี่ า้ งสูง (USB) และความถ่ีขา้ งตา่ (LSB) ทาให้สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารท่ถี ูกการมอดเู ลตทางความถ่ี (FM) มกี ารใชง้ านเป็นแถบความถ่ี ความสัมพนั ธ์ของความถี่พาหก์ บั ความถขี่ า้ งในระบบ FM ข้ึนอยู่กบั ดชั นีการมอดูเลตทางความถ่ี (FM Index) เนื่องจากดชั นี การมอดูเลตทางความถี่เป็นตวั กาหนดแถบความถี่ขา้ ง ตวั อย่างแถบคลื่นความถ่ีของการมอดูเลตทางความถ่ี (FM) แสดงดงั รูปที่ 2.16 V 1 fc0.5=0.94 0.75 fc1.0=0.77 fc2.0=0.22 1=0.58 1=0.58 0.50 1=0.44 1=0.44 2=0.35 2=0.35 0.25 1=0.24 1=0.24 2=0.11 2=0.11 3=0.13 3=0.13 3=0.02 3=0.02 4=0.03 4=0.03 2=0.03 2=0.03 0 0.5 1.0 2.0 b รูปที่ 2.16 ตวั อยา่ งแถบคลื่นความถี่ของการมอดูเลตทางความถี่ (FM)

จากรูปท่ี 2.16 แสดงตวั อย่างแถบคล่ืนความถ่ีของการมอดูเลตทางความถี่ (FM) ซ่ึงมีค่าดชั นีการมอดูเลต (b) แตกต่างกนั เช่น b = 0.5 มีความถ่พี าหะอยู่ส่วนกลางระดบั ความแรง 0.94 มคี วามถีข่ า้ ง 2 คู่ คูท่ ี่ 1 ระดบั ความแรง 0.24 คู่ท่ี 2 ระดบั ความแรง 0.03 หรือท่ี b = 1 มีความถี่พาหะอยู่ส่วนกลางระดบั ความแรง 0.77 มคี วามถข่ี า้ ง 3 คู่ คู่ที่ 1 ระดบั ความแรง 0.44 ค่ทู ี่ 2 ระดบั ความแรง 0.11 และคทู่ ่ี 3 ระดบั ความแรง 0.02 และท่ี b = 2 มคี วามถพ่ี าหะอยู่ส่วนกลางระดบั ความแรง 0.22 มี ความถี่ขา้ ง 4 คู่ คู่ท่ี 1 ระดบั ความแรง 0.58 คทู่ ่ี 2 ระดบั ความแรง 0.35 คูท่ ี่ 3 ระดบั ความแรง 0.13 และคู่ที่ 4 ระดบั ความแรง 0.03 เป็นตน้ ตามตวั อย่างในรูปท่ี 2.16 ดงั กล่าว จะเห็นว่ามีความแตกต่างกนั ไป ท้งั ระดบั ความแรงของสัญญาณ และจานวน ค่าความถข่ี า้ งท่ไี ดอ้ อกมา บอกใหท้ ราบวา่ ในการมอดูเลตทางความถ่ี (FM) ท่ใี ช้ ถา้ ใชค้ ่าดชั นีการมอดูเลต (b) แตกต่างกนั จะทาให้เกิดแถบความถ่ีขา้ งท่ีแตกต่างกนั ค่าดชั นีการมอดูเลต (b) ของการมอดูเลตทางความถี่ (FM) มีค่าแตกต่างกนั มากมาย สามารถหาค่าไดจ้ ากตารางฟังกช์ นั เบสเซล (Bessel Function) แสดงตามตารางท่ี 2.1 ตารางท่ี 2.1 ตารางฟังกช์ นั เบสเซลของการมอดเู ลตแบบ FM ดชั นีการ ความแรง ความแรงความถีข่ ้าง ค่ทู ี่ มอดเู ลต(b) คลื่นพาห์ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 0.25 0.98 0.12 0.5 0.94 0.24 0.03 1.0 0.77 0.44 0.11 0.02 1.5 0.51 0.56 0.23 0.06 0.01 2.0 0.22 0.58 0.35 0.13 0.03 2.5 -0.05 0.50 0.45 0.22 0.07 0.02 3.0 -0.26 0.34 0.49 0.31 0.13 0.04 0.01 4.0 -0.40 -0.07 0.36 0.43 0.28 0.13 0.05 0.02 5.0 -0.18 -0.33 0.05 0.36 0.39 0.26 0.13 0.05 0.02 6.0 0.15 -0.28 -0.24 0.11 0.36 0.36 0.25 0.13 0.06 0.02 7.0 0.30 0.00 -0.30 -0.17 0.16 0.35 0.34 0.23 0.13 0.06 0.02 8.0 0.17 0.23 -0.11 -0.29 -0.10 0.19 0.34 0.32 0.22 0.13 0.06 0.03 9.0 -0.09 0.2 0.1 - - - 0.2 0.3 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.0 4 4 0.1 0.2 0.0 0 3 0 1 2 6 3 1 2.7 การมอดูเลตทางเฟส (P8M) 7 6 การมอดูเลตทางเฟส (PM) เป็นการนาขอ้ มูลข่าวสารไปผสมกบั คลื่นพาห์ โดยเฟสของสญั ญาณขอ้ มูลขา่ วสารจะ ไปควบคมุ ให้ความถคี่ ลนื่ พาหม์ ีความถีเ่ ปล่ียนแปลงไปเพ่มิ ข้นึ หรือลดลง ตามชว่ งการเปล่ยี นแปลงของสญั ญาณขอ้ มูลขา่ วสาร จากซีกบวกเป็นซีกลบ หรือจากซีกลบเป็นซีกบวก คือเป็นช่วงเปล่ียนเฟสของสญั ญาณขอ้ มูลข่าวสารนนั่ เอง โดยระดบั ความ สูงของคลื่นพาห์ยงั คงเดิมไม่เปลย่ี นแปลง การมอดเู ลตทางเฟส (PM) แสดงดงั รูปท่ี 2.17

0t 0t PM 0 t (PM) รูปที่ 2.17 การมอดูเลตทางเฟส (PM) จากรูปที่ 2.17 แสดงการมอดูเลตทางเฟส (PM) มภี าคมอดเู ลตทางเฟสทาหนา้ ที่ผสมสัญญาณขอ้ มลู ขา่ วสารเขา้ กับ คล่ืนพาห์ โดยการทาให้คลืน่ พาหถ์ กู สญั ญาณขอ้ มลู ข่าวสารควบคุมค่าความถี่ ใหม้ กี ารเปลย่ี นแปลงสูงข้ึนหรือต่าลงตามเฟส ของสัญญาณขอ้ มูลข่าวสาร สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารช่วงเปล่ียนเฟสจากบวกเป็นลบถูกมอดูเลตเข้ามา ทาให้คล่ื นพาห์มี ความถี่ต่าลงกว่าปกติ และถา้ สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารช่วงเปลี่ยนเฟสจากลบเป็นบวกถูกมอดูเลตเขา้ มา ทาให้ คล่ืนพาห์มี ความถ่ีสูงข้ึนกว่าปกติ ความถี่คลื่นพาห์จะเกิดการเปล่ียนแปลงไปมากท่ีสุด ในขณะที่สัญญาณขอ้ มูลข่าวสารเปลี่ยนระดับ ความแรงผ่านตาแหน่งค่าศูนย์ คลืน่ พาห์ที่ไดร้ ับการมอดูเลตทางเฟส (PM) จงึ อาจเรียกวา่ การมอดเู ลตทางความถี่ (FM) โดย ออ้ ม (Indirect FM) การมอดูเลตทางเฟส (PM) กค็ อื การมอดูเลตทางความถ่ี (FM) นนั่ เอง แตกตา่ งเพียงชว่ งสัญญาณขอ้ มลู ข่าวสารท่ีจะ ไปควบคุมให้ความถ่ีพาห์เกิดการเปลี่ยนแปลงมีตาแหน่งแตกต่างกนั การมอดูเลตทางความถี่ (FM) จะใช้ความแรงของ สัญญาณขอ้ มลู ขา่ วสารไปควบคุมใหค้ วามถ่พี าห์เปลีย่ นแปลง ส่วนการมอดูเลตทางเฟส (PM) จะใชช้ ว่ งเปล่ียนเฟสสญั ญาณ ขอ้ มูลขา่ วสารไปควบคุมให้ความถีพ่ าหเ์ ปลยี่ นแปลง วงจรใชง้ านในระบบสื่อสารแบบการมอดูเลตทางความถี่ ส่วนมากจะเป็นการมอดูเลตทางเฟส (PM) เน่ืองจากใน วงจรกาเนิดความถี่สามารถใช้วงจรกาเนิดความถีแ่ บบคริสตอลได้ ทาให้ในการผลติ ความถค่ี ล่ืนพาห์มีความเที่ยงตรงและมี เสถียรภาพดี ขณะที่การมอดูเลตทางความถ่ี (FM) ตอ้ งใชต้ วั สรา้ งสัญญาณความถี่ในชว่ งกวา้ งๆ ซ่ึงวงจรกาเนิดความถ่ีแบบ คริสตอลทาไมไ่ ด้ และส่วนสาคญั การมอดเู ลตทางเฟส (PM) วงจรสร้างไดง้ า่ ยกว่าการมอดเู ลตทางความถี่ (FM) 2.8 บทสรปุ วงจรกาเนิดความถ่ี เป็ นวงจรให้กาเนิดสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับความถี่หน่ึงข้ึนมา ความถ่ีท่ีกาเนิดมีความคงที่ สมา่ เสมอ ความถ่ีทกี่ าเนิดข้นึ มาจะตอ้ งมีส่วนประกอบทีส่ าคญั คือ มกี ารทางานของวงจรกาเนิดความถี่ มีท้งั ค่าแรงดนั ไฟฟ้า กระแสสลบั และกระแสไฟฟ้ากระแสสลับคงท่ีตลอดเวลา เกิดความถี่ข้ึนมาคงที่ค่าหน่ึงคิดเทียบกับเวลาใน 1 วินาที ได้ คา่ ความถมี่ หี น่วยเป็นเฮิรตซ์ออกมา และตอ้ งเสริมความแรงคลืน่ ความถี่ให้ไดค้ วามแรงคลื่นคงที่สม่าเสมอตลอดเวลา การมอดเู ลต เป็นวธิ ีการนาสัญญาณขอ้ มลู ขา่ วสารผสมเขา้ กบั สัญญาณคล่ืนวิทยุท่ีใช้เป็นคล่ืนพาห์ ทาหนา้ ท่ชี ่วยนา ขอ้ มูลข่าวสารส่งแพร่กระจายออกไปจากเคร่ืองส่งวิทยุ การมอดูเลตมีหลายวิธี คือ การมอดูเลตทางความสูง (AM) การมอดู เลตทางความถ่ี (FM) และการมอดูเลตทางเฟส (PM) การมอดูเลตแตล่ ะแบบมีความแตกต่างกนั ไป