การใช้งาน PROTEUS

1 การใชง้ านโปรแกรม PROTEUS 7.x- 8.x เรียบเรียงโดย อ.มนต์รัก มาลา สำหรบั ผูเ้ รม่ิ ตน้ EL เทคนคิ ลำปาง ใชส้ ำหรบั วชิ าการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ดว้ ยคอมพิวเตอร์ แผนกวิชาชา่ งอเิ ลก็ ทรอนิกส์ วิทยาลัยเทคนิคลำปาง 1st edit : DECEMBER 2016

2 สารบญั Link ดาวนโ์ หลด goo.gl/JZR8Q1 5 บทท่ ี 1 แนะนาํ โปรแกรม บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 บทที่ 4 วงจรดจิ ติ อล 1 13 บทท่ี 5 วงจรดจิ ติ อล 2 บทที่ 6 วงจรไมโครคอนโทรลเลอร EL เทคนิคลำปาง 24 1st edit : DECEMBER 2016

3 บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ ุส บทนาํ โปรแกรม Proteus หรอื Proteus VSM (Virtual System Modeling) เป็นโปรแกรมทพ่ี ัฒนาข้นึ โดยบริษทั แลบ็ เซน็ เตอร์อิเล็กทรอนกิ ส์ จำกัด (Labcenter Electronics Ltd.) ที่ประเทศอังกฤษ โปรแกรม Proteus มชี อื่ เต็มวา่ Labcenter Electronics Proteus ซง่ึ ภายในโปรแกรมจะประกอบด้วยส่วนประกอบหลัก 2 สว่ น คอื ISIS และ ARES โปรแกรม Proteus จะมีอยหู่ ลายเวอรช์ ันใหเ้ ลือกใช้งาน ซึ่งเวอร์ชันในปัจจบุ นั คือ เวอร์ชัน 8 และถา้ ต้องการศกึ ษาหาขอ้ มลู เก่ยี วกับเวอร์ชันนี้ ก็สามารถเย่ยี มชมได้ทีเ่ วบ็ ไซต์ http://www.labcenter.co.uk ความสามารถของโปรแกรม โปรแกรมโปรติอสุ เปน โปรแกรมคอมพิวเตอรชว ยงานออกแบบ (Computer Aided Design : CAD) ทใ่ี ชจ ําลองการทาํ งานของวงจรอิเลก็ ทรอนิกส ดา นแอนะลอก ดิจติ อลและไมโครคอนโทรลเลอร EL เทคนิคลำปางเพื่อออกแบบวงจรและทดสอบการทํางาน นอกจากนีโ้ ปรแกรมโปรตอิ ุสยงั ใชอ อกแบบลายแผน วงจร พิมพไ ดอีกดวย จึงเหมาะทจ่ี ะนาํ ไปใชใ นการเรียนการสอนทางดานอเิ ลก็ ทรอนิกสเพ่อื ใหผเู รยี นไดท ดลอง การทํางานของวงจรกอ นนําไปทาํ เปนตนแบบ ชวยทําใหประหยัดเวลาและงบประมาณในการจดั หาวสั ดมุ า ทดลองเหมอื นแตก อน ตวั อยา งวงจรทจ่ี ะนาํ มาทดลองแสดงในรปู ที่ 1.1 (ก) วงจรแหลงจายไฟตรง รูปท่ี 1.1 ตัวอยา งวงจรทใ่ี ชท ดลองบนโปรแกรมโปรตอิ สุ 1st edit : DECEMBER 2016

4 การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สบ นโปรแกรมโปรติอุส (ข) วงจรควบคมุ ความเร็วมอเตอร EL เทคนิคลำปาง (ค) วงจรไมโครคอนโทรลเลอร รูปที่ 1.1 (ตอ ) 1st edit : DECEMBER 2016

5 บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ สุ คุณลกั ษณะของเครือ่ งคอมพิวเตอร โปรแกรมโปรติอสุ ใชไ ดกับเครอ่ื งคอมพวิ เตอร ทมี่ คี ุณลักษณะดังน้ี 1. มหี นวยประมวลผลกลางไมตา่ํ กวา 2.6 GHz 2. มหี นวยความจําหลกั ไมน อ ยกวา 256 MB 3. ฮารดดสิ มคี วามจุไมน อ ยกวา 80 GB 4. มเี ครื่องอา นแผนซดี ีและตวั ขบั ฟลอปปดิส 3.5 นว้ิ 5. จอภาพสีขนาด 15 นิ้ว 6. มรี ะบบปฏิบตั กิ ารวนิ โดว 98 / Me / XP การติดตงั้ โปรแกรมโปรตอิ สุ การตดิ ตง้ั โปรแกรมโปรตอิ ุสมีขน้ั ตอนดังน้ี 1. ใสแ ผนซดี ีที่มีโปรแกรมโปรติอุสลงในเคร่อื งอา นแผน ซีดี EL เทคนิคลำปาง2. เปด ดไู ฟลท อ่ี ยใู นแผนซีดีจะมชี ือ่ ไฟลต ามรูปท่ี1.2 รูปที่ 1.2 ชื่อไฟลข องโปรแกรมโปรติอุส 3. เล่อื นตวั ช้เี มาสไปทไี่ ฟล Proteus_8 Professional Setup แลวกดปมุ เมาสดับเบิลคลกิ จะเขาสู โปรแกรมการตดิ ตั้ง Proteus 8 Professional ตามรปู ท่ี 1.3 1st edit : DECEMBER 2016

6 การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ ุส set up install licence รปู ท่ี 1.3 เขา สูการตดิ ต้ังโปรแกรม Proteus 8 Professional EL เทคนคิ ลำปาง4. เลือ่ นตัวช้ีเมาสไปท่ีModify แลวกดปุมNext 2 คร้งั รอสักครู เครือ่ งจะทาํ การติดตัง้ โปรแกรม ใหก ดเลอื ก Finish เปนการเสรจ็ สิน้ การติดตงั้ โปรแกรม 5. ตรวจสอบดวู ามโี ปรแกรม Proteus หรอื ไม โดยเขาไปท่ี Start → Program → Proteus 8 Professional หมายเหตุ การติดตัง้ อาจมีการเปลี่ยนแปลงไปในแตล่ ะ VERSION การใชโปรแกรม โปรแกรมโปรติอสุ มีโปรแกรมยอ ย 2 โปรแกรม คือ ISIS ใชเ ขยี นวงจรและจาํ ลองการทํางาน อีกโปรแกรมหนง่ึ คือ ARES ใชอ อกแบบลายแผน วงจรพมิ พ ในการใชโปรแกรมจําเปน ตอ งทราบคําสั่งท่ี มอี ยูบนแถบคําสง่ั (Menu bar) และแถบเครื่องมือ (Toolbar) ตอจากน้ันจะตอ งทราบข้ันตอนในการเขยี น วงจร ซึ่งตอ งเร่ิมจากการเลอื ก การวาง การเคลอื่ นยา ย การโยงสาย การเปลยี่ นคา อุปกรณ การเลือกใช เครอื่ งมอื วัดและการจําลองการทํางาน 1st edit : DECEMBER 2016

7 บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรติอสุ การใชโ ปรแกรม ISIS มขี ั้นตอนดังน้ี 1. เล่ือนตัวชเี้ มาสไปท่ี Start จะปรากฏหนาจอตามรปู ท่ี 1.4 แลวเลอื่ นตวั ชเี้ มาสไ ปท่ี Program และเลอื ก Proteus 8 Professional ตามรูปที่ 1.5 จะไดห นา ตา งของ โปรแกรม ISIS ตามรูปที่ 1.6 EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 1.4 เลอื่ นตวั ช้ีเมาสไ ปท่ี Start 1st edit : DECEMBER 2016

8 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ EL เทคนคิ ลำปางรปู ที่ 1.5 การเขาสูโปรแกรม ISIS รปู ท่ี 1.6 หนาตา งของโปรแกรม ISIS 1st edit : DECEMBER 2016

9 บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรตอิ ุส 2. เล่อื นตวั ชเ้ี มาสไปท่รี ายการคําสั่งแตล ะตัวแลว คลกิ เมาสด า นซาย จะมรี ายการคําสั่งยอ ย ตามรูปท่ี 1.7 รูปที่ 1.7 รายการคาํ สงั่ ยอ ยของแถบคําส่ัง EL เทคนคิ ลำปาง3. เลอ่ื นตวั ชี้เมาสไปท่ีไอคอนของแถบเคร่อื งมือ รอสกั ครู จะมคี ําอธบิ ายคาํ สั่งในแตล ะ ไอคอน คาํ สง่ั ท่ีแถบเครอ่ื งมือแบง เปน 4 กลมุ ดงั น้ี 3.1 File / Print เปน คาํ สั่งเกีย่ วกบั แฟม ขอ มูลและการพมิ พ มคี ําสง่ั ยอยตามรูปที่ 1.8 รูปท่ี 1.8 คาํ สง่ั ยอ ยเกย่ี วกบั แฟม ขอมลู และการพิมพ 1st edit : DECEMBER 2016

10 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ 3.2 View Commands เปนคาํ สง่ั เกี่ยวกับการแสดงผล มคี ําส่งั ยอยตามรูปที่ 1.9 EL เทคนิคลำปางรปู ท่ี 1.9 คําสัง่ ยอยเกย่ี วกบั การแสดงผล 3.3 Editing Commands เปนคําส่งั เกย่ี วกบั การแกไ ข มีคาํ สั่งยอ ยตามรูปที่ 1.10 รูปที่ 1.10 คาํ สงั่ ยอยเกยี่ วกบั การแกไ ข 1st edit : DECEMBER 2016

11 บทท่ี 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส 3.4 Design Tools เปน เครอื่ งมือเกีย่ วกบั การออกแบบ มีคําสัง่ ยอยตามรปู ที่ 1.11 รปู ที่ 1.11 คาํ สง่ั ยอยเกย่ี วกบั การออกแบบ 4. ทดลองเขียนวงจรเครือ่ งชว ยฟง ตามรปู ที่ 1.12 ในวงจรน้ปี ระกอบดวยทรานซสิ เตอร ตัวตานทาน คาปาซเิ ตอร และแบตเตอรี่ การเขยี นวงจรใหปฏบิ ัติตามข้ันตอนตอไปนี้ EL เทคนิคลำปาง4.1 เลอื่ นตัวช้ีเมาสไปทีค่ าํ สั่ง File→ NewDesign หรอื เลือกกดไอคอน รูปที่ 1.12 วงจรเครื่องชว ยฟง 1st edit : DECEMBER 2016

12 การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ 4.2 เลือกอปุ กรณทใ่ี ชใ นวงจร 4.2.1 ตอ งการเลอื กทรานซิสเตอร ใหเล่ือนตัวชเ้ี มาสไปท่ี Device และชที้ ต่ี วั P จะมี ขอ ความ Pick Devices ตามรูปที่ 1.13 ใหก ดปุม เมาสดา นซา ยเพอื่ เขา สูหนา ตา ง Pick Devices จะได ตามรปู ท่ี 1.14 EL เทคนิคลำปางรปู ท่ี 1.13 เขาสกู ารเลือกอปุ กรณ รูปท่ี 1.14 หนา ตาง Pick Devices 1st edit : DECEMBER 2016

13 บทที่ 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ สุ ท่ี Libraries ใหเล่อื นตวั ชี้เมาสไ ปที่ BIPOLAR แลว กดปมุ เมาสดา นซา ย 1 ครั้ง จะมรี ายการ เบอรท รานซิสเตอรท ่ี Objects เลือกทรานซสิ เตอรเ บอร BC549 จะแสดงผลตามรูปที่ 1.15 แลว ดบั เบลิ คลิ้ก ทเ่ี บอรท รานซสิ เตอรที่ตองการเลอื ก จะมเี บอรทรานซสิ เตอรปรากฏในชอ ง Devices ตามรปู ท่ี 1.16 EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 1.15 การเลือกทรานซสิ เตอรเ บอร BC549 รูปที่ 1.16 ทรานซสิ เตอรท ถี่ กู เลือกจะอยใู นชอง Devices 1st edit : DECEMBER 2016

14 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอุส การเลือกทรานซิสเตอรเบอร BC548 และเบอร BC558 ก็ทาํ ไดเ ชน เดยี วกัน มขี อ สงั เกตวา ขณะที่กดปุมดบั เบิลคล้ิกทเ่ี บอรท รานซสิ เตอรจ ะมสี ัญลักษณปรากฏขึ้นทางดานขวามอื 4.2.2 การเลอื กตัวตา นทานใหเลอ่ื นตวั ชี้เมาสไ ปท่ี Libraries Device แลว เลอื ก Res ท่ี Objects ตามรปู ท่ี 1.17 ใหดบั เบิลคลกิ้ ท่ี RES จะมีคําวา RES ปรากฏข้ึนที่ชอ ง Devices ตามรูปท่ี 1.18 EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 1.17 การเลือกตวั ตา นทาน รปู ที่ 1.18 แสดงตัวตา นทาน (RES) ในชอ ง Devices 1st edit : DECEMBER 2016

15 บทท่ี 1 แนะนาํ โปรแกรมโปรตอิ สุ 4.2.3 การเลอื กคาปาซเิ ตอรแบบมีข้วั ใหเ ล่อื นตวั ช้เี มาสไปที่ Objects แลว กดเลือก CAP_ELEC และดบั เบลิ คลิก้ ชื่อ CAP_ELEC จะไปปรากฏท่ชี อง Devices ตามรปู ท่ี 1.19 EL เทคนคิ ลำปางรปู ที่ 1.19 การเลือกตัวคาปาซเิตอรแบบมีขั้ว ตามรปู ท่ี 1.20 4.2.4 การเลือกแบตเตอร่ใี หกดเลอื ก BATTERY ซ่ึงอยูใ น Objects 4.2.5 การเลือกสวิตชใ หก ดเลือก Libraries ที่ Active แลวกดเลือก SWITCH รูปที่ 1.20 การเลอื กสวติ ช 1st edit : DECEMBER 2016

16 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส ขอสงั เกต : รายการอปุ กรณทเ่ี ปน COND MIC และ EAR PHONE ไมตองเลอื ก จะเปนจุดปอนสัญญาณเขาและตรวจสัญญาณออกตามลาํ ดบั 4.2.6 เม่อื เลอื กอุปกรณไ ดครบตามวงจรแลว ใหป ด หนาตา ง Pick Devices 4.3 การวางอุปกรณล งบนพนื้ ทใ่ี ชง าน ใหเ ร่ิมจากการวางทรานซิสเตอร Q1 – Q4 โดย เลื่อนตวั ชี้เมาสไปทท่ี รานซิสเตอร BC459 แลว กดปมุ เมาสด า นซาย 1 ครง้ั เมอื่ วางทรานซิสเตอร Q1 การวาง ทรานซิสเตอร Q2 – Q4 กท็ ําเชนเดยี วกนั จะไดตามรปู ที่ 1.21 EL เทคนิคลำปาง รูปที่ 1.21 การวางทรานซิสเตอรลงบนพ้ืนทใ่ี ชงาน มีขอสงั เกตวาทรานซสิ เตอร Q4 จากวงจรในรูปที่ 1.12 ขาอิมิตเตอรอ ยดู า นบนแตทหี่ นาจอ อยูด า นลา ง จะตองมกี ารเปลยี่ นตําแหนง โดยเล่อื นตวั ชเ้ี มาสไ ปท่ี Q4 แลว กดปมุ เมาสด า นขวา 1 ครงั้ สญั ลักษณ Q4 จะเปล่ยี นเปน สีแดง ใหเ ล่อื นตัวชเ้ี มาสไ ปทล่ี กู ศรสีแดงดานมุมลา งซายมอื ใหเ ลือกลกู ศรชีข้ น้ึ u แลวคลก้ิ เมาสดา นซาย 1 ครั้ง ขาอิมติ เตอรจ ะไปอยดู า นบน การวางตวั ตานทาน คาปาซเิ ตอร สวิตช และแบตเตอรี่กท็ ําไดเชน เดยี วกนั และเมื่อตอ งการ หมนุ อปุ กรณใ หใ ชไอคอนลกู ศรทม่ี ุมลางซายมือ เมือ่ วางอปุ กรณค รบแลว จะไดตามรูปท่ี 1.22 1st edit : DECEMBER 2016

17 บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส EL เทคนิคลำปางรปู ที่1.22 การวางสัญลกั ษณข องวงจรเคร่ืองชวยฟง 4.4 การเคลือ่ นยา ยสญั ลักษณของอปุ กรณ เพ่ือใหเ หมอื นกบั วงจรท่ีกาํ หนดให ทําไดด ังน้ี 4.4.1 เลอ่ื นตวั ชเ้ี มาสไปทส่ี ญั ลกั ษณข องอปุ กรณที่ตอ งการเคล่ือนยาย แลว คล้กิ เมาสดา นขวา 1 ครงั้ สญั ลักษณจะเปลย่ี นเปน สีแดงแสดงวา สญั ลักษณต ัวนั้นถูกเลือก 4.4.2 การเคลอื่ นยายสัญลกั ษณ ใหก ดปมุ เมาสด านซา ย 1 ครั้ง แลวเลือ่ นตัวชไี้ ปที่ สัญลกั ษณทไี่ ดเ ลอื กไวแ ลว ใหกดปมุ เมาสด า นซา ยคา งไว แลว เลื่อนตวั ชเ้ี มาสไ ปไวท ต่ี ําแหนงทตี่ อ งการ 4.4.3 ยกเลกิ การเคล่ือนยา ยสัญลักษณ เลอ่ื นตวั ช้เี มาสไ ปไวท ว่ี างแลว กดปุมเมาส ดานขวา 1 ครง้ั สญั ลกั ษณท เ่ี คลอ่ื นยา ยจะเปลยี่ นเปน สดี าํ 4.5 การเรียกใชส ญั ลกั ษณ การตอ ลงกราวด ใหเ ล่ือนตัวช้เี มาสไปท่ีไอคอนดา นซา ยมือ ชที้ ี่ไอคอน ' (Inter Sheet Terminal) แลวกดเมาสด านซาย 1 คร้ังเลอื ก GROUND เลื่อนตวั ชี้เมาสไปที่ ตําแหนง ตอลงกราวด กดปมุ เมาสด านซา ย 1 ครั้ง จะมีสัญลกั ษณตอ ลงกราวดป รากฏขน้ึ 4.6 การยอ ขยายสญั ลกั ษณข องอุปกรณ เพ่อื ใหมองเหน็ สญั ลกั ษณท ง้ั หมด หรอื ดู รายละเอียดของสญั ลักษณแตล ะตัว ใหเลอื กไอคอน เมือ่ ตอ งการลดขนาดหรือเลอื กไอคอน เมอ่ื ตองการ ขยายใหโตขน้ึ 1st edit : DECEMBER 2016

18 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรติอุส 4.7 การเลือกดูสวนของวงจรทีม่ องไมเห็น ใหเล่ือนตวั ชเ้ี มาสไ ปทก่ี รอบดานบนและเลอ่ื น ตัวชีไ้ ปยงั จดุ ทต่ี อ งการดูใหก ดปุมเมาสดานซา ย 1 คร้งั บนพืน้ ทีใ่ ชงาน จะแสดงสว นของวงจรท่ตี องการดู รายละเอียด 4.8 เมอ่ื วางสัญลกั ษณไ ดเ หมือนตน แบบแลว ควรจดั เกบ็ แฟม ใหช ือ่ วา Hearing Aid1 กด เลือก Save ตองจาํ ไวด วยวา จัดเกบ็ ไวทไี่ ดรฟ หรอื ไดเรกทอรีใ่ ด 4.9 การโยงสายเช่ือมตอสัญลักษณ เพ่อื ใหก ารตอสายทาํ ไดง ายควรขยายสัญลกั ษณใ หโต ขึ้น และควรเรมิ่ โยงสายจากดานซายไปขวามือ เริม่ ทขี่ า R1 ตอกบั C1 ใหเ ลือ่ นตวั ชไ้ี ปท่ีขา R1 จะมี เครื่องหมาย X กดปมุ เมาสด า นซายคา งไวแ ลวเลอื่ นตัวชไ้ี ปที่ขา C1 ปลอ ยมอื ท่กี ดปุมเมาส สําหรบั การโยง สายของอุปกรณตัวอน่ื ก็ทําไดเชน เดยี วกัน เม่ือโยงสายครบทุกเสนแลวใหจ ัดเก็บไวใ นช่อื วา Hearing Aid2 4.10 การเปลี่ยนคา อุปกรณใหป ฏบิ ัตดิ งั น้ี 4.10.1 ควรเริม่ กําหนดคา จากดานซา ยไปขวามือ 4.10.2 เม่ือตองการเปล่ียนคา R1 เปน 2.2k ใหเ ลอื่ นตวั ชไี้ ปที่ R1 แลว กดปุมเมาส ดานขวา 1 ครง้ั สัญลกั ษณ R1 จะเปน สแี ดง ตอจากนั้นใหก ดปุม เมาสด านซา ย 2 ครง้ั เพ่อื เขา สูก รอบโตตอบ Edit Component ตามรูปที่ 1.23 เล่ือนตัวช้เี มาสไ ปทีช่ องเติมคา Resistance พมิ พ 2.2k แทน 10k แลวกด OK 4.10.3 เลอ่ื นตวั ชเ้ี มาสไปที่วา งแลวกดปมุ เมาสดา นขวา EL เทคนิคลำปาง4.10.4 การเปลีย่ นคา อปุ กรณทเี่หลือ กาํ หนดไดเชนเดยี วกันแลว จัดเก็บแฟมใหช อ่ื วา Hearing Aid3 รูปท่ี 1.23 แสดงกรอบโตต อบ Edit Component 1st edit : DECEMBER 2016

19 บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส 4.11 การเรยี กใชเครื่องมือวดั ใหเ ลอ่ื นตวั ช้ีไปท่ไี อคอนรูปเครื่องมอื วดั ดานซายมอื จะมี รายการเคร่ืองมือวดั แสดงในรูปท่ี 1.24 EL เทคนิคลำปาง รูปที่ 1.24 แสดงรายการเคร่ืองมอื วดั 4.12 จากตัวอยา งวงจรเครอื่ งชวยฟง เมอื่ ตอ งการจาํ ลองการทํางานจะตองปอนสัญญาณ รูปไซนเขาทดี่ า นอนิ พุตโดยใชเคร่อื งกําเนดิ สญั ญาณและใชอ อสซลิ โลสโคปตรวจดรู ูปคลื่นทดี่ านเอาตพ ุต โดยตอเขา ทีข่ าคอลเลกเตอรของ Q4 การเรียกใชเ คร่อื งกาํ เนิดสัญญาณและออสซลิ โลสโคปใหเลอื่ นตัวชี้ เมาสไ ปท่ี SIGNAL GENERATORS แลวกดปุม เมาสดา นซาย 1 คร้งั จะมีรูปเครอื่ งกาํ เนดิ สญั ญาณดานบน ของรายการ INSTRUMENT เลอื่ นตวั ชไี้ ปท่จี ดุ ใกลก ับ C1 กดปมุ เมาสด า นซา ย 1 คร้ัง จะมีรปู เคร่อื งกําเนิด สัญญาณทพี่ น้ื ท่ใี ชงาน เลอ่ื นตวั ชี้เมาสไปที่ OSCILLOSCOPE แลว วางออสซิลโลสโคปไวด า นบนของ Q4 โดยสายเคร่อื งกาํ เนดิ สญั ญาณข้วั บวกเขาทข่ี า C1 ทต่ี อกบั R1 และข้ัวลบตอ ลงกราวด โยงสายออสซิลโล- สโคปชอ ง A กบั ข้วั บวกของเคร่อื งกําเนดิ สญั ญาณ สว นชอ ง B ตอกบั ขาคอลเลกเตอรของ Q4 ไดตามรปู ท่ี 1.25 แลว จดั เกบ็ ไฟลช่อื Hearing Aid4 1st edit : DECEMBER 2016

20 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 1.25 การตอเคร่อื งกาํ เนดิ สญั ญาณและออสซลิ โลสโคปเขา ทวี่ งจร 4.13 การประมวลผลการทาํ งานของวงจร ใหเล่อื นตวั ชีเ้ มาสไปทเี่ ครอื่ งหมาย ► ซงึ่ อยู ดานลางซายมอื จะมรี ูปจาํ ลองของเครอ่ื งกาํ เนิดสัญญาณและรูปออสซลิ โลสโคปปรากฏข้ึน ใหเ คลอ่ื นยา ย เครื่องกําเนดิ สญั ญาณ ไวทม่ี มุ ดานซาย โดยเลอ่ื นตวั ชเี้ มาสไ ปท่ีแถบชื่อเครอ่ื งกาํ เนิดสญั ญาณ (VSM Signal Generator) แลวกดปมุ เมาสด านซายคา งไว ใหเ ลื่อนตัวชไ้ี ปท่มี ุมดานซา ยเพ่ือยายเครอื่ งกําเนิดสญั ญาณ สวนการยายออสซิลโลสโคปทาํ ไดเ ชนเดยี วกัน เมอ่ื วางตําแหนงเครอื่ งมือวดั เสรจ็ แลวจะไดตามรปู ท่ี 1.26 1st edit : DECEMBER 2016

21 บทที่ 1 แนะนําโปรแกรมโปรติอุส EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 1.26 การวางตําแหนง เครอ่ื งมือวดั 4.14 การปรับปมุ ทอ่ี อสซลิ โลสโคป ต้ังปมุ ดรู ปู สญั ญาณไวท ี่ Dual (ดู 2 เสน ภาพ) ปุมนี้ อยทู างดา นขวาของออสซลิ โลสโคป ใหเ ลอ่ื นตวั ช้เี มาสไ ปที่ปุมนน้ั แลว กดปมุ เมาสดา นซา ย 1 คร้งั จะมเี สน ภาพ 2 เสน ปรากฏท่ีจอภาพ ตอ จากนน้ั จึงปรับ CH1 และ CH2 ไวท่ี AC และปรับปมุ Y Pos 1 โดยกดปุม เมาสด านซา ยคา งไว ใชต วั ชห้ี มุนปุมใหเสน สัญญาณอยดู า นลา ง สว นปมุ Y Pos 2 ปรับใหเ สน สัญญาณอยู ดานบน 4.15 การต้งั คา ทีเ่ คร่อื งกาํ เนิดสัญญาณ ในการจําลองการทาํ งานของวงจรเครอ่ื งชวยฟง จะ ใชสญั ญาณรูปไซน โดยกดปมุ waveform ใหห ลอดไฟตดิ สวางหนาสญั ญาณรูปไซน แลวตง้ั คา ปมุ Center ไวตรงกลาง ปมุ Range เลอื กความถไ่ี วท่ี 1 KHz ปมุ Level ตั้งไวท่ี 1 และปุม Amplitude ไวท ี่ 1 mV ถา สัญญาณทป่ี อ นเขา ดา นอินพตุ มีสัญญาณแรงไป ใหใชต วั ตานทานปรบั คา ไดต อ เขา ทอี่ ินพตุ เพ่ือปรับระดับ ความแรงของสัญญาณใหเ หมาะสม 4.16 การดูรูปสญั ญาณที่ออสซิลโลสโคป ใหป รับปมุ Y – Gain1 และปมุ Y – Gain2 เพื่อ ปรบั ความสงู ของสัญญาณ (Amplitude) สวนปุม Timebase ใชปรบั ความถี่ 1st edit : DECEMBER 2016

22 การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบ นโปรแกรมโปรตอิ สุ 4.17 การตรวจสอบการทํางานของวงจรเครื่องชว ยฟง ใหส งั เกตดูรูปคล่นื ของสัญญาณ ดานอนิ พุต (เสนลา ง) เปรยี บเทยี บกับสัญญาณดานเอาตพ ุต(เสน บน) ถา วงจรทาํ งานไดถ ูกตอ งจะได รูปคลนื่ ตามรูปท่ี 1.27 EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 1.27 รูปคลน่ื สญั ญาณของวงจรเครอื่ งชว ยฟง สรุป โปรแกรมโปรติอสุ เปน โปรแกรมท่ีใชจ ําลองการทาํ งานของวงจรอิเลก็ ทรอนิกส ทางดาน แอนะลอก ดจิ ติ อล และไมโครคอนโทรลเลอร นอกจากน้ยี ังใชใ นการออกแบบลายแผนวงจรพมิ พ การ เริม่ ตนใชโปรแกรมตอ งมีการตดิ ต้ังโปรแกรมและตองเขา ใจข้ันตอนในการใชโ ปรแกรม ซงึ่ มีขั้นตอนใน การจําลองการทาํ งานของวงจรดังนี้ การเรยี กใชอ ุปกรณ การวาง การเคลอื่ นยาย การโยงสายเช่อื มตอ การ เปลยี่ นคา อุปกรณ การเรียกใชเ ครื่องมอื วดั และการประมวลผลการทาํ งานของวงจร 1st edit : DECEMBER 2016

23 บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 บทนาํ วงจรแอนะลอกเปนวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สท ่ีทาํ งานกับสญั ญาณที่มหี ลายระดับ มีลักษณะตอ เนือ่ ง (สญั ญาณแอนะลอก) วงจรแอนะลอกประกอบดว ยอุปกรณประเภทเฉอ่ื ยงาน เชน ตัวตา นทาน คาปาซเิ ตอร หรือขดลวดเหนยี่ วนํา กบั อปุ กรณประเภทไวงาน เชน ไดโอด ทรานซิสเตอร หรอื ไอซี ในบทเรียนนี้จะ กลา วถึงการทดลอง วงจรไดโอด วงจรไบโพลารทรานซิสเตอร และวงจรเฟต โดยทาํ การทดลองบน โปรแกรมโปรติอุส วงจรไดโอด ไดโอดเปนอุปกรณส ารกง่ึ ตวั นาํ ทีย่ อมใหก ระแสไฟฟา ไหลผานไดทิศทางเดยี ว จึงนาํ มาใชเ ปน วงจรเรยี งแรงดนั ไฟฟา กระแสสลับใหเ ปน ไฟฟากระแสตรง มกี ารตอ เปนวงจรไดด งั น้ี 1. วงจรเรียงแรงดันแบบครง่ึ คล่นื (Half Wave Rectifier) เปน วงจรเรียงแรงดนั ไฟฟากระแส EL เทคนิคลำปางสลับใหเปน ไฟฟา กระแสตรงแบบไมราบเรียบมวี งจรตามรปู ท่ี2.1 (ก) วงจร (ข) รูปคลื่นทีอ่ นิ พตุ /เอาตพ ุต รูปที่ 2.1 วงจรเรียงแรงดนั แบบครง่ึ คล่ืน 1st edit : DECEMBER 2016

24 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ ภาคปฏิบตั ิ ใหว าดวงจรตามรูปท่ี 2.1 ลงบนโปรแกรมโปรตอิ ุสใชไดโอดเบอร 1N4001 ตวั ตานทาน 1 kΩ แลว ประมวลผลการทาํ งานของวงจรโดยปอ นคาตามตารางที่ 2.1 ใชออสซลิ โลสโคปตรวจดรู ูปคลน่ื และ วาดรปู คลืน่ Vout ลงในตารางท่ี 2.1 ตารางที่ 2.1 คา ที่ใชทดลองวงจรในรปู ที่ 2.1 Vin (V) Vout (peak) รูปคล่นื Vout 3 6 9 12 จากตารางที่ 2.1 สรุปความสมั พนั ธของ Vin กับ Vout ไดดงั นี้ Vout = 2. วงจรเรียงแรงดันแบบเตม็ คลื่น (Full Wave Rectifier) จากวงจรเรยี งแรงดนั ในหวั ขอ ที่ 1 จะ EL เทคนิคลำปางเหน็ ไดว า ไดโอดยอมใหก ระแสไฟฟาไหลผานไดเ ฉพาะชวงทรี่ ปู คล่นื สัญญาณมีคา เปนบวก ทําใหไ ดไ ฟฟา กระแสตรงที่ไมราบเรียบ จึงมกี ารตอไดโอดเพ่มิ เปน 2 ตวั หรอื 4 ตัว มีวงจรตามรูปท่ี 2.2 (ก) ใชไ ดโอด 2 ตัว รูปท่ี 2.2 วงจรเรยี งแรงดนั แบบเตม็ คลืน่ 1st edit : DECEMBER 2016

25 บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 (ข) ใชไดโอด 4 ตวั รปู ท่ี 2.2 (ตอ) ภาคปฏิบตั ิ ใหวาดวงจรตามรปู ท่ี 2.2(ก) ไดโอด D1 และ D2 ใชเ บอร 1N4001 ตวั ตานทาน RL ใชคา 1 kΩ EL เทคนคิ ลำปางแลว ประมวลผลการทํางานโดยปอนแรงดนั ไฟฟา กระแสสลับตามคา ในตารางท่ี2.2ใชออสซิลโลสโคป ตรวจดรู ปู คลน่ื และวดั คาแรงดนั ตารางที่ 2.2 คา แรงดันท่ปี อ นเขาวงจรในรูปที่ 2.2(ก) Vin Vout (peak) รูปคลนื่ Vout 6V 12 V 18 V 24 V จากคา ที่วดั ไดใ นตารางท่ี 2.2 เขียนเปน สูตรสรุปความสัมพันธข อง Vin กับ Vout Vout = 1st edit : DECEMBER 2016

26 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ ใหวาดวงจรตามรูปท่ี 2.2(ข) ไดโอด D1 – D4 ใชเบอร 1N4001 หรือ ไดโอดบริดจ ตวั ตา นทาน ใชคา 1 kΩ แลวประมวลผลการทาํ งานโดยปอนแรงดนั ไฟฟา กระแสสลบั ตามคาในตารางท่ี 2.3 ใหใช ออสซิลโลสโคปตรวจดรู ปู คลื่นและวดั คาแรงดันที่เอาตพ ุต ตารางที่ 2.3 คา แรงดนั ทปี่ อ นเขาวงจรในรปู ที่ 2.2(ข) รูปคล่ืน Vout Vin Vout (peak) 6V 12 V 18 V 24 V จากคา ทวี่ ดั ไดใ นตารางที่ 2.2(ข) จงเขยี นเปนสตู รสรปุ ความสมั พนั ธข อง Vin กับ Vout Vout = วงจรแหลง จา ยไฟฟา กระแสตรง EL เทคนคิ ลำปางวงจรแหลงจายไฟฟากระแสตรงเปนหวั ใจของระบบอเิลก็ ทรอนิกสทกุ ระบบตองมแี หลงจาย ไฟตรงทีป่ อนกระแสไฟฟาใหก ับวงจรทาํ งาน แหลง จายไฟกระแสตรงประกอบดว ย วงจรเรยี งแรงดนั วงจรกรองกระแสและแรงดนั และวงจรคงคา แรงดันแสดงเปนแผนภาพบล็อกไดต ามรปู ท่ี 2.3 ไฟฟา วงจรเรยี งแรงดนั วงจรกรองกระแส วงจรคงคา แรงดัน โหลด และแรงดัน กระแสสลับ รูปที่ 2.3 แผนภาพบลอ็ กแหลงจา ยไฟฟากระแสตรง วงจรกรองกระแสและแรงดนั จากวงจรเรียงแรงดนั ตามทก่ี ลา วมาแลว จะเหน็ ไดว า รปู คล่ืนทีไ่ ดไ มร าบเรียบ เหมอื นกับ แรงดันไฟฟา ที่ไดจ ากแบตเตอรี่ จึงตองมวี งจรกรองแรงดัน โดยใชต วั คาปาซิเตอรตอ ขนานกับโหลดตาม รปู ที่ 2.4 1st edit : DECEMBER 2016

27 บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 รูปที่ 2.4 การตอคาปาซิเตอรกรองแรงดนั ภาคปฏบิ ตั ิ ใหว าดวงจรตามรปู ท่ี 2.4 กําหนดให Vin = 12 V D1 − D4 เบอร 1N4001 หรือบริดจไ ดโอด EL เทคนคิ ลำปางRL =1kΩ สว นคาปาซเิ ตอรมีคาตามตารางท่ี2.4 เปลีย่ นคา Cแลว ใชออสซิลโลสโคปตรวจดรู ูปคลื่นท่ี เอาตพ ุตและวาดรปู ไวใ นตารางท่ี 2.4 ตารางท่ี 2.4 คา คาปาซิเตอรใ นวงจรแหลง จา ยไฟฟา กระแสตรง C (μF) รูปคลน่ื ที่ Vout 10 100 1000 2200 จากรปู คล่ืนที่ Vout จะเห็นไดว า คาปาซิเตอรมคี า เปนอยา งไร จึงจะไดแรงดนั ไฟตรงท่ีราบเรยี บ เหมอื นกบั แรงดันไฟฟา ทไ่ี ดจ ากแบตเตอร่ี วงจรคงคา แรงดัน แรงดันไฟฟา ที่ไดจากวงจรกรองกระแสและแรงดันจะมคี าคงท่ีเมอ่ื ยังไมตอกบั โหลด แตเ มอ่ื ตอ โหลดแรงดนั จะลดลง หรือเมอ่ื แรงดนั อนิ พตุ เปลีย่ นไปจะทาํ ใหแ รงดนั ท่ีเอาตพ ตุ เปลยี่ นไปดว ย ทาํ ให โหลดทาํ งานไมเ ต็มประสิทธิภาพ จึงจาํ เปน ตองมีวงจรคงคาแรงดนั เพอ่ื ใหไดแ รงดนั ทเ่ี อาตพ ตุ คงท่ี ถงึ แมวา 1st edit : DECEMBER 2016

28 การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรติอุส รูปที่ 2.5 วงจรแหลงจายไฟตรง 5 โวลต ภาคปฏิบตั ิ EL เทคนคิ ลำปางใหว าดวงจรตามรูปท่ี2.5ลงในโปรแกรมโปรติอสุ แลวจาํ ลองการทํางานโดยปอ นแรงดันท่ี อนิ พุตและวดั แรงดนั ทีเ่ อาตพ ตุ ตามตารางที่ 2.5 ตารางที่ 2.5 คา แรงดันท่อี นิ พตุ ทปี่ อนเขา วงจรตามรูปที่ 2.5 แรงดนั อนิ พตุ (V) แรงดนั เอาตพ ตุ (V) 6 7 8 9 10 จากแรงดนั เอาตพตุ ที่บนั ทึกลงในตารางที่ 2.5 สรุปไดวา ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 1st edit : DECEMBER 2016

29 บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 การดัดแปลงวงจรคงคา แรงดนั ท่ีใชไ อซี LM317 ใหสามารถคงคา แรงดันท่ีปรับคาไดมีวงจรตาม รูปท่ี 2.6 ปรบั คาได 0V – 30 V โดยตอตัวตานทานแบบปรบั คา ได มคี า 5 kΩ เขาท่ีขา Common ของไอซี รปู ท่ี 2.6 วงจรแหลงจายไฟตรงทปี่ รบั คาได ภาคปฏบิ ตั ิ EL เทคนิคลำปางใหวาดวงจรตามรูปท่ี2.6โดยใชโ ปรแกรมโปรตอิ ุสแลวจาํ ลองการทาํ งานของวงจรโดยปอน แรงดันไฟฟากระแสสลบั 30 V เขา ท่ีอนิ พุต แลว ปรบั คา ตัวตา นทาน 5 kΩ และวัดคา แรงดันท่ีเอาตพ ตุ วงจรไบโพลารทรานซสิ เตอร การนําไบโพลารทรานซิสเตอรไปตอ ใชงาน ตองเร่ิมตนจากการวัดแรงดันไฟตรง (bias) ให ทรานซสิ เตอรอ ยางเหมาะสมจงึ จะทาํ ใหทรานซสิ เตอรทาํ งานได ในบทเรยี นนจ้ี ะไดเ รียนรกู ารทาํ งานของ วงจรท่ใี ชไ บโพลารท รานซิสเตอรเ ปนสวติ ช เปนวงจรขยายแบบเบสรว ม อมิ ิตเตอรร วม คอลเลกเตอรร ว ม วงจรขยายขั้นตน และวงจรขยายกาํ ลงั วงจรทรานซิสเตอรสวิตช จากวงจรในรปู ที่ 2.7 เปน วงจรทใ่ี ชท รานซสิ เตอรเปน สวติ ช มที รานซสิ เตอร Q1 และ Q2 ทีข่ า เบสของทรานซสิ เตอร Q1 มตี วั ตานทาน R1 ตอกับขาเบสและตอ ลงกราวด สว นขาเบส Q2 ตอ กบั ตวั ตา นทาน R2 และตอกบั ไฟบวก 6 V ใหส งั เกตผลจากการทดลองวา ทรานซิสเตอรตัวใดทาํ หนาทตี่ อวงจร (on) หรอื ตัดวงจร (off) 1st edit : DECEMBER 2016

30 การทดลองวงจรอิเลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ รูปท่ี 2.7 วงจรทรานซสิ เตอรสวติ ช ภาคปฏบิ ตั ิ ใหตอ วงจรตามรปู ท่ี 2.7 แลวจําลองการทาํ งานของวงจรและสังเกตผลที่หลอดไฟ D1 และ D2 และวดั คา แรงดันท่ที รานซสิ เตอร Q2 ตามตารางท่ี 2.6 โดยใชโวลตมเิ ตอรวดั แรงดนั ไฟตรง EL เทคนิคลำปางตารางที่2.6วดั แรงดนั ท่ที รานซสิ เตอรQ2 วัดแรงดันที่ คา ทว่ี ัดได (V) CB BE CE สรปุ ความสมั พนั ธของแรงดนั ท่ขี าทรานซิสเตอร Q2 VCE = การตอ วงจรทรานซิสเตอรส วิตช จะตองปรบั คากระแสทไี่ หลเขาขาเบสใหเ หมาะสมจงึ จะทําให มีกระแสไหลจากขาคอลเลกเตอรไ ปยังขาอิมิตเตอรได ใหท ดลองวงจรตามรปู ที่ 2.8 1st edit : DECEMBER 2016

31 บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 EL เทคนิคลำปางรปู ที่ 2.8 วงจรสวติ ชทีม่ ีการปรบั กระแสทขี่ าเบส ภาคปฏิบตั ิ ใหต อวงจรตามรปู ที่ 2.8 แลว จําลองการทาํ งานของวงจร ทดลองปรบั RV1 แลว สังเกตผลท่ี D1 และสรุปผลไดว า ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... จากวงจรทรานซสิ เตอรสวติ ชในรปู ท่ี 2.6 เมื่อเพิ่มตวั คาปาซิเตอรเขา ไปตามรปู ท่ี 2.9 จะทาํ ให ไดเปนวงจรตงั้ เวลาปด หลอดไฟฟาโดยอตั โนมตั ิ 1st edit : DECEMBER 2016

32 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ สุ รูปท่ี 2.9 วงจรปดหลอดไฟโดยอตั โนมตั ิ ภาคปฏบิ ตั ิ EL เทคนิคลำปางใหต อวงจรตามรปู ท่ี2.9 แลว จาํ ลองการทาํ งาน สังเกตผลทีห่ ลอดไฟD1 แลวทดลองเปลยี่ นคา C1 เปน 100 μF และ 10,000 μF สรปุ ผลไดดงั น้ี ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... จากวงจรในรปู ท่ี 2.9 ถาสลับที่ C1 กบั R1 และยายสวติ ช S1 ไปไวทด่ี านลา ง เม่ือจาํ ลองการ ทาํ งานของวงจรจะไดผลดังน้ี ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... การตอ วงจรทรานซิสเตอรใ หทําหนาท่ขี ยายสญั ญาณไฟกระแสสลับ สามารถตอเปนวงจรได 3 แบบ คือ วงจรแบบอิมิตเตอรรวม วงจรคอลเลกเตอรร ว มและวงจรเบสรวม 1st edit : DECEMBER 2016

33 บทท่ี 2 วงจรแอนะลอก 1 วงจรอิมติ เตอรร วม จากวงจรในรปู ท่ี 2.10 เปน วงจรอิมิตเตอรรวมมสี ัญญาณอินพุตปอ นเขาท่ขี าเบส และสง สญั ญาณออกทข่ี าคอลเลกเตอร สว นขาอมิ ติ เตอรเ ปนขาท่ีตอ รวมกบั อนิ พุตและเอาตพุต โดยตอ กับ ตัวตา นทาน R6 EL เทคนคิ ลำปาง รปู ท่ี 2.10 วงจรอมิ ิตเตอรรวม ภาคปฏบิ ตั ิ 1. ใหตอวงจรตามรูปที่ 2.10 แลว จําลองการทาํ งานของวงจร โดยใชโ วลตม เิ ตอรว ดั แรงดัน ไฟตรงที่ขา BC BE และ CE แลวหาความสมั พนั ธข องแรงดนั ทวี่ ดั ได สรุปเปนสตู รได VCE = 2. ใหปอนสญั ญาณรูปไซน 1 kHz เขา ทอ่ี ินพุตแลวใชออสซลิ โลสโคปตรวจดรู ูปคล่ืนท่ี เอาตพ ตุ ไดอ ัตราการขยายแรงดนั เทา กับ vo = vi 1st edit : DECEMBER 2016

34 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ วงจรเฟต ไบโพลารทรานซสิ เตอรเปน อุปกรณท ที่ ํางานโดยใชก ารควบคมุ กระแสโดยใชก ระแสทขี่ าเบส ไปควบคุมกระแสทไี่ หลผานขาคอลเลกเตอร สว นเฟตเปนทรานซิสเตอรท่ีทํางานโดยการควบคมุ แรงดนั ใช การปอนแรงดนั เขา ทขี่ าเกตเพอ่ื ควบคุมกระแสทไี่ หลผานอุปกรณ เมอ่ื เปรียบเทียบกบั ไบโพลารทรานซิส- เตอรกับเฟตจะพบวาเฟตมคี วามตา นทานดา นอินพตุ สูงมาก เฟตจาํ แนกไดเ ปน 2 ชนดิ คือ เจเฟต (Junction Filed Effect Transistor : JFET) และ มอสเฟต (Metal – Oxide Semiconductor FET : MOSFET) มี สญั ลกั ษณตามรูปท่ี 2.17 – รูปที่ 2.19 EL เทคนิคลำปางเดรน(D) เดรน(D) เกต(G) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พแี ชนเนล รปู ท่ี 2.17 สัญลกั ษณเจเฟต 1st edit : DECEMBER 2016

บทที่ 2 วงจรแอนะลอก 1 35 เดรน(D) เดรน(D) เกต(G) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พีแชนเนล รูปที่ 2.18 สัญลักษณด ี - มอสเฟต EL เทคนคิ ลำปางเดรน(D) เดรน(D) เกต(G) ซอรส (S) ซอรส (S) (ก) เอน็ แชนเนล (ข) พีแชนเนล รูปท่ี 2.19 สัญลกั ษณอ ี - มอสเฟต การนําเฟตไปตอเปน วงจรขยายสัญญาณ จดั เปน วงจรได 3 แบบ คอื วงจรขยายแบบซอรส รว ม วงจรขยายแบบซอรส รวม มวี งจรตามรปู ที่ 2.20 โดยปอนสญั ญาณเขาทีข่ าเกตโดยผา น C1 โดยมี RG ตอกบั ขาเกตและตอลงกราวด เพื่อทาํ ใหข าเกตมคี าแรงดันประมาณ 0 V (เพราะ IGSS มคี า นอย) RG ตอ ง มคี าเปนเมกกะโอหม เพื่อไมใหเ กิดการโหลดท่แี หลง จา ยสัญญาณไฟฟา กระแสสลับ การวัดแรงดนั ไบแอส 1st edit : DECEMBER 2016

36 การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส (Q point) ทําใหกระแสทขี่ าเดรนสา ยไปมาดวย เม่ือกระแสท่ีขาเดรนเพ่ิมขน้ึ แรงดนั ท่ีตกครอ ม RD กจ็ ะ เพิ่มขน้ึ ดว ยทําใหแรงดันทข่ี าเดรนกบั กราวดลดลง EL เทคนคิ ลำปางรปู ที่ 2.20 วงจรขยายแบบซอรส รวม ภาคปฏิบตั ิ ใหตอวงจรตามรูปท่ี 2.20 เพื่อจําลองการทาํ งานของวงจร โดยทําตามข้ันตอนดงั น้ี 1. ตอ วงจรโดยใชโ ปรแกรมโปรตอิ สุ 2. จาํ ลองการทํางานของวงจร โดยไมตอสญั ญาณอินพุต แลว ตอ โวลตม เิ ตอรวัดแรงดนั ไฟตรงทข่ี า GD GS และ DS 3. ตอ สัญญาณรูปไซนจากเครื่องกาํ เนดิ สัญญาณเขา ทีอ่ นิ พตุ โดยตง้ั ความถ่ีไวท่ี 1 KHz และ แอมปลจิ ดู 100 mVrms 4. ตอ ออสซิลโลสโคป วดั รปู คล่ืนสัญญาณท่อี ินพตุ และเอาตพ ตุ 5. จาํ ลองการทํางานของวงจรแลว วาดรปู คลื่นท่อี ินพตุ และเอาตพ ตุ 6. ปรบั แอมปลิจดู ของสญั ญาณจากเครื่องกําเนดิ สัญญาณแลวสังเกตผลท่ีเอาตพ ตุ สรุปผลการสังเกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 1st edit : DECEMBER 2016

37 บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 บทนาํ วงจรแอนะลอก 1 ในบทท่ี 2 เปนการจําลองการทาํ งานของวงจรไดโอด ทรานซสิ เตอร ไบโพลาร และทรานซิสเตอรเ ฟต ในบทที่ 3 จะเปนการจาํ ลองการทาํ งานของวงจรทีจ่ ดั อยใู นรปู ของวงจร รวม มีออปแอมปและไอซที เ่ี กีย่ วกับฐานเวลา (ไอซี 555) ออปแอมปจ ะนาํ ไปตอเปนวงจรบฟั เฟอร วงจรขยายอินเวอรตงิ วงจรขยายนอนอนิ เวอรติง วงจรอินทริเกต วงจรดิฟเฟอเรนเชยี ล วงจรขยายผลตาง วงจรกรองความถ่ไี วงาน สว นไอซี 555 จะกลา วถงึ ภาพรวม วงจรทดสอบไอซี วงจรมัลติไวเบรเตอร แบบโมโนสเตเบลิ และอะสเตเบลิ การประยุกตใ ชง านไอซี 555 ออปแอมป ออปแอมปเปน วงจรขยายผลตา งทมี่ อี ตั ราการขยายสงู มาก มอี นิ พุตอมิ พแิ ดนซส ูงมากและมี เอาตพตุ อมิ พิแดนซต า่ํ ออปแอมปม ีอินพุต 2 ขา คอื ขาอินเวอรต งิ (-) และขานอนอนิ เวอรต งิ (+) ดา น EL เทคนิคลำปางเอาตพ ตุ มี1ขาปกติจะใชก บั แหลง จายไฟคูทมี่ คี าแรงดนั ±5V ถงึ ±15V มีลกั ษณะภายนอกและ สัญลกั ษณตามรูปที่ 3.1 (ก) ลกั ษณะภายนอก (ข) สัญลกั ษณ รูปที่ 3.1 ออปแอมป 1st edit : DECEMBER 2016

38 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส การนาํ ออปแอมปไปตอใชงาน จะนําไปใชเ ปนวงจรขยายสญั ญาณ วงจรกรองความถ่ี และวงจร เปรยี บเทยี บ มรี ายละเอียดดงั นี้ วงจรบฟั เฟอร วงจรบัฟเฟอรเปน วงจรทม่ี อี ตั ราขยายเทา กบั 1 มีวงจรตามรปู ท่ี 3.2 EL เทคนิคลำปางวงจรขยายอนิ เวอรต งิ รูปท่ี 3.2 วงจรบัฟเฟอร วงจรขยายอนิ เวอรต ิงเปนวงจรขยายทีม่ ีสญั ญาณปอ นเขา ท่ีขาอินเวอรต ิงโดยผานตวั ตานทาน R1 10 kΩ มีวงจรตามรปู ที่ 3.3 รูปที่ 3.3 วงจรขยายอินเวอรต ิง 1st edit : DECEMBER 2016

39 บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 วงจรขยายนอนอินเวอรติง วงจรขยายนอนอนิ เวอรตงิ เปนวงจรออปแอมปท่ตี อสญั ญาณอินพตุ เขา ทขี่ านอนอินเวอรต ิง มี วงจรตามรปู ที่ 3.4 EL เทคนคิ ลำปางรูปท่ี 3.4 วงจรขยายนอนอินเวอรต งิ ภาคปฏบิ ตั ิ ใหจ ําลองการทาํ งานของวงจร ในรปู ที่ 3.2 – รูปที่ 3.4 โดยทาํ ตามข้นั ตอนตอไปน้ี 1. ตอ วงจรตามรปู ที่ 3.2 2. ตอ เครอ่ื งกําเนดิ สัญญาณเขา ท่ีอนิ พุตและตอ ออสซิลโลสโคปเขา ทเ่ี อาตพุต 3. ปอ นสญั ญาณรูปไซน ความถ่ี 1 KHz เขาทอ่ี นิ พตุ 4. สงั เกตรูปดคู ล่ืนทเ่ี อาตพ ุต แลว วาดรปู ไวด า นลา ง เอาตพ ตุ อนิ พตุ 5. ใหจําลองการทํางานของวงจรในรปู ที่ 3.3 และรปู ท่ี 3.4 โดยทาํ ตามข้นั ตอนเชนเดยี วกับ ขอ 1 ถงึ ขอ 4 แลว วาดรูปไวด านลา ง 1st edit : DECEMBER 2016

40 การทดลองวงจรอเิ ล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอุส เอาตพ ตุ เอาตพ ุต อนิ พตุ อนิ พุต รปู คล่ืนของวงจรในรูปที่ 3.3 รูปคล่ืนของวงจรในรปู ท่ี 3.4 สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... EL เทคนคิ ลำปางวงจรอนิ ทริเกรต(Integrator) วงจรอนิ ทรเิ กรตเปนวงจรท่ีเปล่ียนสัญญาณรูปสเี่ หลีย่ ม ใหเ ปนสญั ญาณรูปสามเหลยี่ ม มีวงจร ตามรูปท่ี 3.5 รูปท่ี 3.5 วงจรอินทริเกรต 1st edit : DECEMBER 2016

41 บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 วงจรดฟิ เฟอเรนเชียล (Differentiator) วงจรดิฟเฟอเรนเชยี ล เปน วงจรท่เี ปลี่ยนสญั ญาณรูปสามเหลยี่ มใหเปน สัญญาณรูปไซน มีวงจร ตามรูปที่ 3.6 รปู ที่ 3.6 วงจรดิฟเฟอเรนเชยี ล วงจรขยายผลตาง (Difference Amplifier) EL เทคนิคลำปางวงจรขยายผลตา งใชเปรียบเทียบแรงดนั ทปี่ อนเขา ขาอนิ พตุ แลวแสดงผลทเ่ีอาตพตุ มวี งจรตาม รูปที่ 3.7 รูปท่ี 3.7 วงจรขยายผลตาง 1st edit : DECEMBER 2016

42 การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรติอสุ ภาคปฏบิ ตั ิ ใหตอ วงจรตามรูปที่ 3.5 – รูปที่ 3.7 แลวจําลองการทาํ งานและวาดรปู คลนื่ สญั ญาณทเ่ี อาตพ ุต เอาตพ ตุ เอาตพ ตุ อนิ พตุ อนิ พุต รปู คลน่ื ของวงจรในรปู ท่ี 3.5 รูปคลืน่ ของวงจรในรูปท่ี 3.6 สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... EL เทคนิคลำปาง.......................................................................................................................................................................... วงจรกรองความถไี่ วงาน (Active Filters) วงจรกรองความถเ่ี ปนวงจรกรองสัญญาณอินพตุ ใหไดค วามถ่ีตามตอ งการ แลว สง ออกทีเ่ อาตพตุ และสามารถปรบั แอมปลจิ ดู ของสัญญาณทผี่ านออกมาได วงจรกรองความถ่ีไวงานแบงเปน วงจรกรอง ความถ่ตี ํา่ วงจรกรองความถีส่ ูง และวงจรกรองแถบความถี่ มีรายละเอยี ดดังนี้ วงจรกรองความถีต่ ํ่าไวงาน (Active Lowpass Filters) วงจรกรองความถ่ีต่ําไวงาน เปน วงจรทย่ี อมใหความถไ่ี มเ กิน 1 KHz ผา นออกทเ่ี อาตพ ตุ ความถ่ี ท่ผี านไปไดจะมีแอมปลิจูดสงู กวาสญั ญาณท่ีปอ นเขาท่ีอินพตุ มวี งจรตามรูปท่ี 3.8 1st edit : DECEMBER 2016

43 บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 รูปท่ี 3.8 วงจรกรองความถต่ี าํ่ แบบไวงาน ภาคปฏบิ ตั ิ ใหผ เู รียนปฏบิ ตั ติ ามขน้ั ตอนตอไปนี้ 1. ตอวงจรตามรปู ที่ 3.8 EL เทคนคิ ลำปาง2. ตอเครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณและออสซลิ โลสโคปเขา ทอ่ี ินพตุ และเอาตพุตตามลาํ ดับ 3. จําลองการทาํ งานของวงจร โดยปอนสัญญาณอินพตุ เปน สญั ญาณรูปไซน ความถี่ 1 KHz แลวสังเกตดรู ูปคลนื่ ที่ออสซิลโลสโคปและวาดรปู ไวใ นรูปท่ี 3.9 รูปท่ี 3.9 รปู คลืน่ ไซนความถ่ี 1 KHz ผานวงจรกรองความถีต่ ่ํา 1st edit : DECEMBER 2016

44 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ สุ 4. เปลี่ยนความถที่ ี่ปอ นเขา เปน 100 Hz แลวสังเกตดผู ลที่ออสซลิ โลสโคปและวาดรูปคล่ืน ลงในรูปท่ี 3.10 รปู ท่ี 3.10 รูปคล่นื ไซนความถี่ 100 Hz ทผ่ี า นวงจรกรองความถี่ตาํ่ 5. เปล่ียนคา C1 เปน 1 μF แลว จําลองการทาํ งานตามขอ 3 และขอ 4 และวาดรูปลงใน รูปที่ 3.11 EL เทคนิคลำปาง (ก) รูปคลนื่ ไซน 1 KHz (ข) รูปคลื่นไซน 100 Hz รูปที่ 3.11 รูปคลน่ื ทผี่ านวงจรกรองความถตี่ ่าํ เมือ่ C1 = 1 μF 1st edit : DECEMBER 2016

45 บทท่ี 3 วงจรแอนะลอก 2 สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... วงจรกรองความถส่ี ูงไวงาน (Active Highpass Filters) วงจรกรองความถีส่ ูงไวงานเปน วงจรทยี่ อมใหความถี่ทส่ี งู กวา 1 KHz ผา นไดดี มวี งจรตาม รูปที่ 3.12 EL เทคนคิ ลำปาง รูปที่ 3.12 วงจรกรองความถีส่ งู ไวงาน ภาคปฏิบตั ิ ใหผ ูเ รยี นปฏบิ ตั ติ ามขั้นตอนตอ ไปนี้ 1. ตอ วงจรตามรปู ที่ 3.12 2. ตอ เครอ่ื งกาํ เนดิ สญั ญาณและออสซิลโลสโคปเขา ทีอ่ ินพตุ และเอาตพ ุตตามลําดบั 3. จาํ ลองการทาํ งานของวงจร โดยปอ นสญั ญาณรปู ไซน ความถี่ 1 KHz เขาทอี่ ินพตุ 4. สงั เกตดผู ลท่ีออสซลิ โลสโคป แลว วาดรปู คลืน่ ลงในรูปที่ 3.13 1st edit : DECEMBER 2016

46 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนกิ สบนโปรแกรมโปรตอิ ุส รูปท่ี 3.13 รปู คลืน่ ไซนความถ่ี 1 KHz ท่ีผานวงจรกรองความถ่ีสูง 5. เปลี่ยนความถท่ี ี่ปอ นเขา วงจรกรองความถสี่ ูง เปน 100 Hz และ 10 KHz แลว สงั เกตดผู ลท่ี ออสซิลโลสโคปและวาดรูปคล่ืนลงในรปู ท่ี 3.14 EL เทคนิคลำปาง (ก) ความถ่ี 100 Hz (ข) ความถี่ 10 KHz รปู ท่ี 3.14 รปู คลื่นไซน 100 Hz และ 10 KHz ท่ผี า นวงจรกรองความถี่สงู 6. เปลี่ยนคา C1 เปน 4.7 μF แลวจาํ ลองการทาํ งานตามขอ ท่ี 3 – 5 และวาดรปู คลื่นลงใน รูปที่ 3.15 1st edit : DECEMBER 2016

47 บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 (ก) ความถี่ 1 KHz EL เทคนิคลำปาง(ข)ความถี่10KHz (ค) ความถี่ 100 Hz รปู ที่ 3.15 รูปคลื่นไซนท่ผี านวงจรกรองความถี่สงู เม่ือ C = 4.7 μF สรปุ ผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 1st edit : DECEMBER 2016

48 การทดลองวงจรอิเล็กทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส ไอซี 555 ภาพรวมของไอซี 555 ไอซี 555 เปนไอซีแอนะลอกท่มี ี 8 ขา ใชต อเปน วงจรมลั ติไวเบรเตอรแ บบโมโนสเตเบลิ หรอื อะสเตเบลิ มรี ูปรางภายนอก ตาํ แหนง ขา และสัญลกั ษณต ามรูปท่ี 3.19 (ก) ลกั ษณะภายนอก (ข) ตําแหนง ขา (ค) สัญลกั ษณ รูปที่ 3.19 ตําแหนงขาไอซี 555 บริษทั ผูผลิตไอซี 555 มหี ลายบรษิ ัทและไดก าํ หนดเบอรต ามรายละเอียดในตารางท่ี 3.1 EL เทคนคิ ลำปางตารางท่ี3.1 เบอรไอซี555ของแตล ะบรษิ ัท บริษัทผผู ลิต 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 1st edit : DECEMBER 2016

49 บทที่ 3 วงจรแอนะลอก 2 EL เทคนคิ ลำปางรูปที่ 3.21 วงจรทดสอบไอซี555 ภาคปฏบิ ตั ิ ใหป ฏิบตั ติ ามขัน้ ตอนตอ ไปน้ี 1. ใหตอ วงจรตามรปู ที่ 3.21 2. เปล่ียนคาอุปกรณใ หต รงตามวงจรในรปู ที่ 3.21 3. จาํ ลองการทาํ งานของวงจรและสงั เกตดผู ลการทาํ งาน บันทึกผลการสงั เกต ....................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... .......................................................................................................................................................................... 1st edit : DECEMBER 2016

50 การทดลองวงจรอเิ ลก็ ทรอนิกสบนโปรแกรมโปรตอิ ุส โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร เปนวงจรที่ใชกาํ เนิดพัลซ 1 ลกู เมอื่ มสี ญั ญาณมากระตนุ ที่ขา Trigger (ขา 2) ความกวา งของพัลซทเ่ี อาตพ ุตข้ึนกับคา R และ C ท่ีตอ ภายนอก มีวงจรตามรูปท่ี 3.22 รปู ท่ี 3.22 โมโนสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร EL เทคนคิ ลำปางอะสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร อะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร เปน วงจรกาํ เนดิ พลั ซทีม่ ีความตอ เนื่อง คาความถขี่ องพัลซขึ้นกบั คา RC ที่นํามาตอ ภายนอก มีวงจรตามรูปที่ 3.24 รปู ที่ 3.24 วงจรอะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร 1st edit : DECEMBER 2016