จุดประสงค์การทดลอง...

28
จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปไซน์ได้ 2. ใช้ออสซิลโลสโคปวัดรูปร่าง แรงดันไฟฟ้ า และความถี่ของสัญญาณรูปไซน์ได้ 3. เขียนรูปร่างสัญญาณจากวงจรผลิตสัญญาณรูปไซน์ได้ 4. แก้ไขปัญหาของวงจรผลิตสัญญาณรูปไซน์ได้ เครื ่องมือและอุปกรณ์ 1. ออสซิลโลสโคปแบบ 2 เส้นภาพ จานวน 1 เครื่อง 2. แผ่นเบรนบอร์ด ภาคจ่ายไฟ ± 12 V และสายต่อวงจร จานวน 1 ชุด 3. ดิจิทัลมัลติมิเตอร์ จานวน 1 ตัว 4. ตัวต้านทาน 1 kx3, 2 kx2, 5.6 kx2, 33 kจานวน 8 ตัว 5. ตัวต้านทานปรับค่าได้ 5 k, 10 kType B จานวน 2 ตัว 6. ไอซีออปแอมป์ เบอร์ TL072 หรือเบอร์ LF353 จานวน 1 ตัว 7. คาปาซิเตอร์ 0.033 µF, 0.05 µF x2, 0.1 µF x3 จานวน 6 ตัว ลาดับขั้นการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรูปด้านล่าง (วงจรผลิตสัญญาณไฟฟ้ าแบบ Phase shift oscillators) ปรับ VR 1 ให้มี ค่าต่าสุด รูปที ่ 1 การประกอบวงจรตามข้อ 1

Upload: others

Post on 14-Oct-2019

0 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรผลตสญญาณรปไซนได 2. ใชออสซลโลสโคปวดรปราง แรงดนไฟฟา และความถของสญญาณรปไซนได 3. เขยนรปรางสญญาณจากวงจรผลตสญญาณรปไซนได 4. แกไขปญหาของวงจรผลตสญญาณรปไซนได

เครองมอและอปกรณ 1. ออสซลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ จ านวน 1 เครอง 2. แผนเบรนบอรด ภาคจายไฟ ± 12 V และสายตอวงจร จ านวน 1 ชด 3. ดจทลมลตมเตอร จ านวน 1 ตว 4. ตวตานทาน 1 kΩ x3, 2 kΩ x2, 5.6 kΩ x2, 33 kΩ จ านวน 8 ตว

5. ตวตานทานปรบคาได 5 kΩ, 10 kΩ Type B จ านวน 2 ตว

6. ไอซออปแอมป เบอร TL072 หรอเบอร LF353 จ านวน 1 ตว 7. คาปาซเตอร 0.033 µF, 0.05 µF x2, 0.1 µF x3 จ านวน 6 ตว

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรปดานลาง (วงจรผลตสญญาณไฟฟาแบบ Phase shift oscillators) ปรบ VR1 ใหมคาต าสด

รปท 1 การประกอบวงจรตามขอ 1

Page 2: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

2. ปรบ VR1 ไวกงกลาง ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 2

( ) = 0 Vp-p

T = 0 ms F = 0 Hz

Eo

Eo

รปท 2 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 2

3. ปรบคา VR1 ไปยงต าแหนงอน ๆ จนกวาจะมสญญาณปรากฏทเอาตพต ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 3

( ) = 21.0 Vp-p

T = 1.60 ms F = 625 Hz

Eo

Eo

รปท 3 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 3

4. เหตใดขนตอนของขอท 2 จงไมมสญญาณดานเอาตพต ตอบ สาเหตทสญญาณดานเอาตพต ตามการทดลองขอ 2 ไมมสญญาณ เนองจากอตราการขยายแรงดนของวงจรมคานอยกวา 29 เทา ซงวงจรผลตสญญาณไฟฟาแบบ Phase shift oscillators นนจะตองใชอตราการขยาย AV >= 29 เทาแตขอท 2 ก าหนดใหปรบ VR1 ใหมคาต าสด ท าใหอตราการขยายแรงดนของวงจรประมาณ 27 เทา

Page 3: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

5. ประกอบวงจรตามรปดานลาง (วงจรผลตสญญาณแบบ Wien–bridge oscillator)

รปท 4 การประกอบวงจรตามขอ 5

6. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 5

( ) = 20.4 Vp-p

T = 1.20 ms F = 833 Hz

Eo

Eo

รปท 5 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 6

7. ค านวณคาความถของวงจร จากสมการ fo = 1

2 RC = 861 Hz

8. เปรยบเทยบคาความถจากการทดลอง (จากรปท 5) กบคาความถจากการค านวณ (ขอ 7) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย ซงอาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C คาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด และอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด

Page 4: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

9. ประกอบวงจรตามรปดานลาง (วงจรผลตสญญาณรปไซนแบบ Twin–T oscillator)

รปท 6 การประกอบวงจรตามขอ 9

10. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบ VR1 จนกระทงเกดสญญาณรปไซนทเอาตพต ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 7

( ) = 19.8 Vp-p

T = 0.600 ms F = 1666.6 Hz

Eo

Eo

รปท 7 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 10

11. ค านวณคาความถของวงจร จากสมการ fo = 12 RC

= 1591.54 Hz

Page 5: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

12. เปรยบเทยบคาความถจากการทดลอง (จากรปท 7) กบคาความถจากการค านวณ (ขอ 11) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย ซงอาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C คาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด และอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด

13. ปรบ VR1 จนกระทง w ไมมสญญาณรปไซนทเอาตพต (ปรบอยางละเอยด) ใหปดไฟฟาทจายใหกบวงจร และปลดสายทตอกบ VR1 ออกจากวงจร ใชโอหมมเตอรวดความตานทานของ VR1 เทากบ 8.76 K 14. ผลจากขอ 9 ค านวณหาอตราการขยายของวงจร = 3.3 เทา

สรปผลการทดลอง

Page 6: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมได 2. ใชออสซลโลสโคปวดรปราง แรงดนไฟฟา และความถของสญญาณรปสเหลยมได 3. เขยนรปรางสญญาณจากวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมได 4. แกไขปญหาของวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมได

เครองมอและอปกรณ 1. ออสซลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ จ านวน 1 เครอง 2. แผนเบรนบอรด ภาคจายไฟ ±12 V, ±5 V และสายตอวงจร จ านวน 1 ชด 3. ดจทลมลตมเตอร จ านวน 1 ตว 4. ตวตานทาน 5 kΩ, 20 kΩ, 22 kΩ, 24 kΩ จ านวน 4 ตว

5. ไอซออปแอมป เบอร TL072 หรอเบอร LF353 จ านวน 1 ตว 6. คาปาซเตอร 0.01 µF x 2, 0.22 µF จ านวน 3 ตว

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรปท 1 (วงจรก าเนดสญญาณไฟฟารปสเหลยมทสรางจากออปแอมป)

รปท 1 การประกอบวงจรตามขอ 1

Page 7: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

2. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจด R1, C1 และขา 2 ของไอซตอรวมกน CH2 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 2

( ) = 19.4 Vp-p

T = 3.48 ms F = 287.34 Hz

Eo

Eo

EC1

EC1 = 10 Vp-p T = 3.48 ms F = 287.34 Hz

รปท 2 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 2

3. ค านวณคาความถของวงจร จากสมการ fo = 2

1 13

12R

2R C In 1+ R

= 254.78 Hz

4. เปรยบเทยบคาความถจากการทดลอง (จากรปท 2) กบคาความถจากการค านวณ (ขอ 3) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย อาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C และคาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด ตลอดจนอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด

5. เปลยน R2 เปน 1 k สงเกตรปรางและขนาดสญญาณทเอาตพตเปรยบเทยบกบขอ 2 แตกตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ เมอเปลยน R2 เปน 1 K จะท าใหขนาดของสญญาณเอาตพตมขนาดใหญขน

Page 8: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

6. ประกอบวงจรตามรปท 3 (วงจรก าเนดสญญาณไฟฟารปสเหลยมทสรางจากไอซ 555)

รปท 3 การประกอบวงจรตามขอ 6

7. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจด R2, C1 และขา 2 ของไอซตอรวมกน CH2 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 4

( ) = 4.40 Vp-p Eo

Eo

EC1

EC1 = 1.8 Vp-p T = 0.48 ms F = 2083 Hz

T = 0.48 ms F = 2083 Hz

รปท 4 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 7

8. ค านวณคาความถของวงจร จากสมการ fo = 1 2 1

1.44(R + 2R )C = 2,057 Hz

Page 9: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

9. เปรยบเทยบคาความถจากการทดลอง (จากรปท 4) กบคาความถจากการค านวณ (ขอ 8) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย อาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C และคาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด ตลอดจนอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด 10. หากตองการรปรางสญญาณสเหลยมทเอาตพตใหมคา Duty cycle ใกลเคยงกบ 50% มากทสด จะมวธการปรบปรงวงจรในรปท 3 อยางไร ตอบ หากตองการรปรางสญญาณสเหลยมทเอาตพตใหมคา Duty cycle ใกลเคยงกบ 50 % มากทสด สามารถปรบปรงวงจรเปนดงรปดานลาง

1

6

7

2 5

3

48

0.01µF

+ 5 V

R1

R2

C2

Eo

22 K

24 K

0.01 µF

555

C1

EC1

D1

สรปผลการทดลอง

Page 10: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรผลตสญญาณรปสามเหลยมได 2. ใชออสซลโลสโคปวดรปราง แรงดนไฟฟาและความถของสญญาณรปสามเหลยมได 3. เขยนรปรางสญญาณจากวงจรผลตสญญาณรปสามเหลยมได 4. แกไขปญหาของวงจรผลตสญญาณรปสามเหลยมได

เครองมอและอปกรณ 1. ออสซลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ จ านวน 1 เครอง 2. แผนเบรนบอรด ภาคจายไฟ ±12 V และสายตอวงจร จ านวน 1 ชด 3. ดจทลมลตมเตอร จ านวน 1 ตว 4. ตวตานทาน 4.7 kΩ, 10 kΩ x2 จ านวน 3 ตว

5. ไอซออปแอมป เบอร TL072 หรอเบอร LF353 จ านวน 1 ตว 6. คาปาซเตอร 0.1 µF จ านวน 1 ตว

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรปท 1 (วงจรก าเนดสญญาณไฟฟารปสามเหลยมดวยออปแอมป)

รปท 1 การประกอบวงจรตามขอ 1

2. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจด Eo1 และ CH2 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคป ใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 2

Page 11: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

( ) = 10 Vp-p Eo

Eo

Eo1

Eo1 = 21.2 Vp-p T = 1.98 ms F = 515 Hz

T = 1.98 ms F = 515 Hz

รปท 2 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 2

3. ค านวณหาคาความถของวงจร จากสมการ fo = 2

1 3 1

R4R R C = 531.91 Hz

4. ค านวณหาคาขนาดของสญญาณของวงจร จากสมการ Eo(p–p) = 1sat

2

R ER = 10.34 Vp-p

5. เปรยบเทยบคาความถจากการทดลอง (จากรปท 2) กบคาความถจากการค านวณ (ขอ 3) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย อาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C และคาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด ตลอดจนอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด

6. เปรยบเทยบคาขนาดของสญญาณจากการทดลอง (จากรปท 2) กบคาขนาดของสญญาณจากการค านวณ (ขอ 4) เหมอนกนหรอตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ ใกลเคยงกน กลาวคอ สญญาณจากการทดลอง = 10 Vp-p สญญาณจากการค านวณ 10.4 Vp-p 7. หากตองการปรบปรงวงจรใหสามารถปรบความถและขนาดของสญญาณได จะมวธการอยางไร ใหอธบายและเขยนวงจรประกอบ ตอบ หากตองปรบปรงวงจรใหสามารถปรบความถและขนาดของสญญาณไดสามารถท าไดโดยตอ VR อนกรมกบ R1

Page 12: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

สรปผลการทดลอง

Page 13: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรผลตสญญาณรปฟนเลอยได 2. ใชออสซลโลสโคปวดรปราง แรงดนไฟฟา และความถของสญญาณรปฟนเลอยได 3. เขยนรปรางสญญาณจากวงจรผลตสญญาณรปฟนเลอยได 4. แกไขปญหาของวงจรผลตสญญาณรปฟนเลอยได

เครองมอและอปกรณ 1. ออสซลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ จ านวน 1 เครอง 2. แผนเบรนบอรด ภาคจายไฟ ±12 V และสายตอวงจร จ านวน 1 ชด 3. ทรานซสเตอร เบอร BD140 จ านวน 1 ตว 4. ตวตานทาน 100 kΩ จ านวน 1 ตว

5. ไอซออปแอมป เบอร 555 จ านวน 1 ตว 6. คาปาซเตอร 0.1µF, 0.01µF จ านวน 2 ตว 7. ไดโอด เบอร 1N4148 จ านวน 1 ตว

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรปท 1 (วงจรก าเนดสญญาณไฟฟารปฟนเลอย)

รปท 1 การประกอบวงจรตามขอ 1

Page 14: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

2. ปรบ VR1 ใหมความตานทานต าสด ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทจด Eo1 และ CH2 ตอทจดเอาตพตของวงจร ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคา ตาง ๆ ลงในรปท 2

( ) = 1.88 Vp-p Eo

Eo

Eo1

Eo1 = 0 Vp-p T = 0 ms F = 0 Hz

T = 0.672 ms F = 1488 Hz

รปท 2 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 2

3. ปรบ VR1 ใหมความตานทานสงสด แลวท าตามขอ 2 บนทกผลลงในรปท 3

( ) = 1.88 Vp-p Eo

Eo

Eo1

Eo1 = 0 Vp-p T = 0 ms F = 0 Hz

T = 4.36 ms F = 229 Hz

รปท 3 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 3

4. ใหเปรยบเทยบผลการทดลองในรปท 2 กบรปท 3 เหมอนกนหรอแตกตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ คาความถจากการทดลองกบคาความถจากการค านวณตางกนเลกนอย อาจจะเกดจากคาผดพลาดของ R, C และคาความจทเกดจากแผนเบรนบอรด ตลอดจนอาจจะเกดจากเครองมอวด หรอการอานคาของผวด

Page 15: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

5. หากตองการปรบปรงวงจรใหสามารถปรบความถและขนาดของสญญาณไดจะมวธการอยางไร ใหอธบายและเขยนวงจรประกอบ ตอบ ในวงจรสามารถปรบความถไดอยแลว โดยการปรบ VR1 สรปผลการทดลอง

Page 16: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

จดประสงคการทดลอง 1. ประกอบวงจรผลตสญญาณหลายรปแบบได 2. ใชออสซลโลสโคปวดรปราง แรงดนไฟฟา และความถของสญญาณได 3. เขยนรปรางสญญาณจากวงจรผลตสญญาณหลายรปแบบได 4. แกไขปญหาของวงจรผลตสญญาณรปหลายรปแบบได

เครองมอและอปกรณ 1. ออสซลโลสโคปแบบ 2 เสนภาพ จ านวน 1 เครอง 2. แผนเบรนบอรด ภาคจายไฟ ±12 V และสายตอวงจร จ านวน 1 ชด 3. ตวตานทาน 1 kΩ x2, 4.7 kΩ x2, 10 kΩ x2, 18 kΩ, 5.6 MΩ จ านวน 8 ตว

4. ตวตานทานปรบคาได 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ x2 จ านวน 4 ตว

5. ไอซฟงกชนเจเนเรเตอร เบอร ICL8038 จ านวน 1 ตว 6. คาปาซเตอร 4.7 nF, 100 nF จ านวน 2 ตว 7. ไดโอดเบอร 1N4001 จ านวน 1 ตว

Page 17: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

ล าดบขนการทดลอง 1. ประกอบวงจรตามรปท 1 (วงจรก าเนดสญญาณไฟฟาหลายรปแบบ)

รปท 1 การประกอบวงจรตามขอ 1

2. ปรบ VR1, VR2, VR3 และ VR4 ไวตรงกลาง แลวใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทเอาตพต 1 และ CH2 ตอทจดเอาตพต 2 ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 2

1

2 = 4.0 Vp-p

EO1 = 4.0 Vp-p T = 0.96 ms F = 1042 Hz

T = 0.96 ms F = 1042 Hz

EO2

รปท 2 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 2

Page 18: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

3. ปรบ VR3 และ VR4 ใหสญญาณทเอาตพต 2 เปนสญญาณ Sine wave สมบรณทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 3

1

2 = 4.0 Vp-p

EO1 = 4.0 Vp-p T = 0.96 ms F = 1042 Hz

T = 0.96 ms F = 1042 Hz

EO2

รปท 3 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 3

4. ใหเปรยบเทยบผลการทดลองในรปท 2 กบรปท 3 เหมอนกนหรอแตกตางกนอยางไร เพราะเหตใด ตอบ เหมอนกน 5. ปรบ VR1 ใหมคาความตานทานสงสด แลวใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทเอาตพต 1 และ CH2 ตอท จดเอาตพต 2 ปรบออสซลโลสโคปใหอานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคา ตาง ๆ ลงในรปท 4

1

2 = 4.0 Vp-p

EO1 = 4.0 Vp-p T = 1.53 ms F = 653 Hz

T = 1.53 ms F = 653 Hz

EO2

รปท 4 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 5

Page 19: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

6. ปรบ VR2 ใหมคาเปลยนแปลงไปมา สงเกตรปรางสญญาณทจอออสซลโลสโคป ผลการสงเกตเปนอยางไร ตอบ คา Duty cycle เปลยนไป 7. ใชสายวดของออสซสโลสโคป CH1 ตอทเอาตพต 1 และสายวด CH2 ตอทจดเอาตพต 3 ปรบออสซลโลสโคปให อานสญญาณไดชดเจนทสด บนทกรปคลนสญญาณ พรอมบนทกคาตาง ๆ ลงในรปท 5

1

2 = 4.0 Vp-p

EO1 = 4.0 Vp-p T = 1.56 ms F = 641 Hz

T = 1.56 ms F = 641 Hz

EO2

รปท 5 ส าหรบบนทกผลการทดลองขอ 7

8. จากผลการทดลองพบวา 1. สญญาณทเอาตพต 1 เปนสญญาณรปคลน รปสเหลยม 2. สญญาณทเอาตพต 2 เปนสญญาณรปคลน รปไซน 3. สญญาณทเอาตพต 3 เปนสญญาณรปคลน รปสามเหลยม

สรปผลการทดลอง

Page 20: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

ค าสง จงอธบาย/บรรยายหรอออกแบบวงจร 1. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปไซนทตองการความถ 3 kHz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปไซนแบบ Phase shift oscillators ตอบ

จากสตร fo = 12 RC 6

เลอกใช C = 0.01 F

3 KHz = -61

2 ×R×0.01×10 × 6

R = 3 -61

2 ×3×10 ×0.01×10 × 6

= 2165 อตราการขยาย > 29 เทา ดงนนเลอกใช RF = 68 K เขยนวงจรไดดงน

+Vcc

-Vcc

Rf

t

E

0+

-

R1

R3R2

C1 C2 C3

2165

68 K

0.01 µF 0.01 µF

0.01 µF2165 2165

Page 21: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

2. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปไซนทตองการความถ 1200 Hz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปไซนแบบ Wien–bridge oscillator ตอบ วธค านวณ ใช R1 = R2 = R และ C1 = C2 = C

fo = 12 RC

เลอกใช C1 = C2 = C = 0.033 µF

1200 = 12 R 0.033 F µ

R = 12 1200 0.033 F µ

= -61

2 1200 0.033 10

= 4,019.06 R1 = R2 = R = 4,019.06 จากสตร Rf = 2R3 เลอกใช R3 = 1 K Rf = 2 1 K = 2 K ในทางปฏบตอตราการขยายตองมากกวา 3 เทาเลกนอย วงจร Wien-bridge oscillator จงจะท างานไดปกต ดงนนจงเลอกใช Rf = 2.2 K เขยนวงจรทสมบรณไดดงน

+Vcc

-Vcc

R1

Rf

R2

R3C2

C1

t

E

0+

-

0.033 µF

0.033 µF

1 K

2.2 K

4019

4019

Page 22: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

3. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปไซนทตองการความถ 2400 Hz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปไซนแบบ Twin–T oscillator ตอบ วธค านวณ ใช R1 = R2 = R และ C1 = C2 = C เลอกใช C1 = C2 = C = 0.05 µF

2400 = 12 R 0.05 F µ

R = 12 2400 0.05 F µ

= -61

2 2400 0.05 10

R = 1,326.29 R1 = R2 = R = 1,326.29

คา R3 = R2

= 1,326.292

= 663.14 คา C3 = 2C = 2 0.05 µF = 0.1 µF เขยนวงจรไดดงน

+Vcc

-Vcc

R4 Rf

R2R1

t

E

0+

-

C1

R30.05 µF

1326.29

33 K

663.14

0.05 µF

5 K

0.1 µF

1326.29

Page 23: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

4. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปสเหลยมทตองการความถ 4 kHz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมท สรางจาก Op–amp ตอบ วธค านวณ

จากสตร fo = 2

1 13

12R

2R C In 1+ R

เลอกใช C1 = 0.01 µF เลอกใช R2 = 5 K เลอกใช R3 = 20 K

4 KHz = 1

12 5 K2 R 0.01 F In 1+ 20 K

µ

R1 = z

110 K2 4 KH 0.01 F In 1+ 20 K

µ

=

12 4KHz 0.01 F In 1.5 µ

= 3 6

12 4 10 0.01 10 In 1.5

= 3 6

12 4 10 0.01 10 0.405

= 30864.19 เขยนวงจรดงน

+15 V

-15V

R2

R3

R1C1

0.01 µF 30864

5 K

20 K

Page 24: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

5. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปสเหลยมทตองการความถ 4 kHz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมท สรางจากไอซ 555 ตอบ วธออกแบบ

จากสตร fO = 1 2 1

1.44(R +2R )C

4 KHz = 1 2 1

1.44(R +2R )C

เลอกใช C = 0.01 µF

4 KHz = 1 2

1.44(R +2R ) 0.01 µF

(R1+2R2) = 1.444 KHz 0.01 µF

= 36000 = 36 K เลอกใช R1 = 12 K R1+2R2 = 36 K 12 K + 2R2 = 36 K 2R2 = 36 K - 12 K = 24 K

R2 = 24 K2 = 12 K

เขยนเปนวงจรไดดงน

1

6

7

25

3

48

0.01µF

R1

C2

Eo

12 K

0.01 µF

555

C1

R212 K

+Vcc

Page 25: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

6. จากวงจรในรปดานลาง จงค านวณหาคาความถดานเอาตพตของวงจร

วธค านวณ วงจรทก าหนด เปนวงจรผลตสญญาณรปไซนแบบ Twin-T oscillator ดงนนคาความถเอาตพตค านวณไดดงน

จากสมการ fO = 12 RC

=

12 10K 0.01 F

=

3 -6

12 10 10 0.01 10

= 1591.55 Hz ดงนน ความถเอาตพต = 1591.55 Hz ตอบ

Page 26: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

7. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปสามเหลยมทตองการความถ 2 kHz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมทสรางจาก Op–amp ตอบ ลกษณะของวงจรสรางสญญาณรปสามเหลยมทตองการความถ 2 kHz โดยใชวงจรผลตสญญาณรปสเหลยมทสรางจาก Op–amp ดงรปดานลาง

+Vcc

-VccR2

R1

+Vcc

-Vcc

R3

C1

t

E

0

+

- Esat

Eo1

Eo

+ Esat EoEo1

-

จากสตร fO = 2

1 3 1

R4R R C

เลอกใช R1 = 5 K

เลอกใช C1 = 0.1 F เลอกใช R2 = 10 K

fO = 2

1 3 1

R4R R C

2 KHz = 2

1 3 1

R4R R C

R3 = 2

1 1

R4×2KHz×R C

= 10K4×2KHz×5K ×0.1 F

= 3

3 3 610×10

4×2×10 ×5×10 ×0.1×10

= 2500 = 2.5 K

Page 27: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

8. จงออกแบบวงจรสรางสญญาณรปฟนเลอย ทตองการความถ 1 kHz ก าหนดใหใชไอซ 555 รวมกบ ทรานซสเตอร PNP ทม hFE = 100 ตอบ ลกษณะของวงจรสรางสญญาณรปฟนเลอย ทตองการความถ 1 kHz ก าหนดใหใชไอซ 555 รวมกบ ทรานซสเตอร ดงรปดานลาง

1

555

+5 V

1

67

2 5

3

8 4

2

R1

D1

C1 C20.01 µF

Q1IB

IE

IC

1N4148 BD140

จากสตร f = C

CC 1

3IV C

เลอกใช C1 = 0.1 F

f = C

CC 1

3IV C

1 KHz = C

CC

3IV × 0.1 F

IC = cc1 KHz × V × 0.1 F3

= 1 KHz × 5 × 0.1 F

3

= 0.1667 mA IC = IB = 100×IB

IB = CI

= 0.1667 mA

100 = 0.001677 mA

Page 28: จุดประสงค์การทดลอง เครื่องมือและอุปกรณ์ · จุดประสงค์การทดลอง 1. ประกอบวงจรผลิตสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมได้

IB = CC BE(ON)

1

V - VR

0.001677 mA = CC BE(ON)

1

V - VR

R1 = CC BE(ON)V - V0.001667 mA

= 5 V - 0.7 V0.001667 mA

= 2,579,484