บทที่ 7 วงจรออปแอมป์ไม่เชิงเส้นและวงจรกำเนิดสัญญาณ

1. บทที่ 7 วงจรออปแอมป์ไม่เชิงเส้นและวงจรกำเนิดสัญญาณ • วงจรเรียงสัญญาณความแม่นยำสูง • วงจรปรับอัตราขยายอัตโนมัติ • ออปแอมป์ที่มีการป้อนกลับแบบบวก • วงจรชมิตต์ทริกเกอร์ • วงจรกำเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยมและสามเหลี่ยม • วงจรกำเนิดสัญญาณรูปซายน์

2. “Super Diode”

3. High-Precision Recifiter • เมื่อ vI < 0 ไดโอดจะ off (เพราะถ้าไดโอดon จะทำให้vO ~ vI < 0 และเกิดกระแสiD = iR < 0 ซึ่ง • เป็นไปไม่ได้)ทำให้ vO = 0 และ vX = AvI < 0 ( Aคืออัตราขยายแบบไม่มีการป้อนกลับของออปแอมป์) • จนกระทั่งเมื่อ vI= 0.7/A(ซึ่งมีค่าเพียงไม่กี่มิลลิโวลต์) จะทำให้vX= 0.7 V และส่งผลให้ไดโอดเริ่ม on • ต่อจากนี้ ถ้าเราเพิ่ม vIต่อไปเรื่อย ๆ ไดโอดก็จะยังคง on ต่อไปและทำให้ vO ~ vI

4. กราฟถ่ายโอนแรงดันของวงจรเรียงสัญญาณ “ความแม่นยำสูง”

5. Automatic Gain Control (AGC) Circuit “วงจรปรับอัตราขยายอัตโนมัติ” วงจรขยายสัญญาณที่มีอัตราขยายเปลี่ยน ไปตามขนาดของแรงดันอินพุต “ที่มีขนาดใหญ่”

6. AGC Circuit เมื่อแยกให้เห็น “ส่วนขยาย” และ “ส่วนควบคุม (ในเส้นประ)”

7. วงจร AGC เดิม เมื่อตัดไดโอดออกไป

8. กราฟถ่ายโอนแรงดันของวงจรก่อนหน้า (ซึ่งตัดไดโอดออกไป)

9. กราฟถ่ายโอนแรงดันของวงจรAGC (ซึ่งรวมผลจากไดโอด)

10. ตัวอย่างสัญญาณด้านออก (เส้นทึบ) ของวงจร AGC เมื่อสัญญาณด้านเข้าเป็นสัญญาณรูปสามเหลี่ยม (เส้นประ)

11. Op Amp with positive feedback ออปแอมป์ที่มีการป้อนกลับแบบบวก กราฟถ่ายโอนแรงดันของออปแอมป์ “ในขณะที่ยังไม่มีการป้อนกลับ”

12. Op Amp with positive feedback ถ้าแรงดัน v+มีค่าเริ่มต้นเท่ากับศูนย์ ต่อมาที่ขา + มีสัญญาณรบกวนขนาดเล็กปรากฏอยู่ สัญญาณรบกวนดังกล่าวจะถูกขยายด้วยอัตราขยายของ ออปแอมป์ และถูกป้อนกลับมายังขาบวก สัญญาณที่ขาบวกก็จะถูกขยายซ้ำด้วยอัตราขยายของออปแอมป์ และถูกป้อนกลับมายังขาบวกอีกครั้ง เป็นเช่นนี้เรื่อยไปจนในที่สุดออปแอมป์จะเข้าสู่สภาวะอิ่มตัว

13. ทวิเสถียร Bistability เอกเสถียร Monostability

14. Schmitt-Trigger (Bistable Multibrator) BVOH BVOL

15. Non-Inverting Bistable Multivibrator วงจรชมิตต์ทริกเกอร์แบบ “ไม่” กลับเฟส

18. “Astable” Multivibrator Square/Triangular Wave Generator วงจรกำเนิดสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมและรูปสามเหลี่ยม วงจรAstable Multivibrator อันสร้างจาก “วงจรชมิตต์ทริกเกอร์แบบไม่กลับเฟส” กับ “วงจรอินทิเกรเตอร์แบบกลับเฟส” โดยสัญญาณ v2ถูก “ป้อนกลับแบบบวก” ไปยังจุดสัญญาณเข้าของชมิตต์ทริกเกอร์

21. ถ้า VOH = -VOL

22. วงจรกำเนิดสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมวงจรกำเนิดสัญญาณรูปสี่เหลี่ยม โดยที่

23. Positive Feedback and Oscillators

24. LG(s) = A(s)B(s) เงื่อนไขการออสซิลเลต

26. Wein-Bridge OSC

27. Wein-Bridge OSC จะเห็นได้ว่า ถ้า

28. Phase Shift OSC a b เมื่อ feedback loop ถูกเปิดออก Transfer Function จากจุด a ไปยังจุด b จะเป็นแบบ Highpass โดย phaseshift ของสัญญาณทั้งสองจุดจะต่างกัน 270oที่ความถี่ต่ำ ๆ และจะลดลงเรื่อย ๆ จนเข้าสู่ศนย์ที่ความถี่สูง วงจร OSC แบบนี้จะถูกออกแบบให้การออสซิลเลตเกิดขึ้นที่ความถี่ที่ phaseshift ระหว่างสัญญาณจุด a และ b เท่ากับ 180o

29. Phase Shift OSC

30. Phase Shift OSC

31. แนวข้อสอบปลายภาค • 1 วงจรขยาย BJT • แบบจำลอง หาค่าพารามิเตอร์ หาค่าอัตราขยาย • 2. MOSFET • ลักษณะการทำงานของ MOSFET ในสภาวะต่างๆ โครงสร้างทางฟิสิกส์ • 3. วงจรไบแอส MOSFET • หาจุดทำงานไฟตรง คำนวณหาค่า R ในวงจร • 4. วงจร OP-AMP เชิงเส้น • คุณสมบัติความไม่เป็นอุดมคติ กราฟคุณลักษณะถ่ายโอนทางไฟตรง อัตราขยาย วาดรูปสัญญาณ • 5. วงจร OP-AMP ไม่เชิงเส้น • Schmitt triger (VOH, VIH,VOL,VIL) Integrator () วาดรูปสัญญาณ