|
วงจรรีแล็กเซซั่น ออสซิลเลเตอร์
ที่มีการต่ออุปกรณ์เพิ่มเติม
รูปที่ 14 วงจรรีแล็กเซซั่น
ออสซิสเลเตอร์แบบมาตรฐาน ซึ่งผลิตรูปคลื่นสี่เหลี่ยมออกมา วงจรนี้ใช้แหล่งจ่ายไฟ
2 ชุด
 ในรูปที่
14 แสดงถึงวงจรพื้นฐานของรีแล็กเซซั่น ออสซิลเลเตอร์ ซึ่งใช้แหล่งจ่ายไฟเลี้ยง
2 ชุด คือ บวกลบกราวนด์ ซึ่งวงจรนี้เรียกอีกอย่างก็คือวงจรกำเนิดสัญญาณ รูปสี่เหลี่ยมและในวงจรในรูปที่
15 แสดงถึงการดัดแปลงวงจร ให้ใช้กับไฟเลี้ยงชุดเดียว
รูปที่ 15 วงจรรีแล็กเซซั่น
ออสซิลเลเตอร์ซึ่งได้ดัดแปลงมาใช้กับแหล่งจ่ายไฟชุดเดียวตามวงจรใช้ไฟเลี้ยง
15 โวลต์ จะให้รูปคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีคาบเวลาเท่ากับ 6mS มีเวลาไต่ขึ้น
12uS และเวลาไต่ลง 7uS
การทำงานของวงจรในรูปที่
15 อธิบายได้ดังนี้ คือ เอาท์พุทของวงจรจะอยู่ที่ค่าใดค่าหนึ่ง อาจจะเป็นศูนย์โวลท์หรือไม่ก็เป็นค่าบวกซึ่งต่ำกว่าไฟเลี้ยงวงจร
อยู่ประมาณ 3 โวลท์ สมมติว่าตอนนี้เอาท์พุทมีค่าเป็นบวก ในกรณีนี้ R3 จะเสมือนว่าต่อขนานอยู่กับ
R1 ดังนั้นจึงแบ่งแรงดันไฟมาเลี้ยงขา 3 เท่ากับสองในสามของแรงดัน จากแหล่งจ่ายจาก
C1 จะถูกประจุแรงดันจากแหล่งจ่ายจากเอาท์พุทของออปแอมป์โดยผ่าน R4 ดังนั้นออปแอมป์จะให้เอาท์พุทเป็นบวกตลอดจนกระทั่งแรงดันตกคร่อม
C1 มีค่าเท่ากับแรงดันที่ขา 3 ของออปแอมป์ (2/3 ของแรงดันไฟเลี้ยง) จะทำให้เอาท์พุทของออปแอมป์มีค่าเปลี่ยนไปเป็นค่าต่ำ
ที่จุดนี้จะเป็นการเริ่มต้นของขบวนการใหม่ โดยเอาท์พุทของออปแอมป์จะสวิทช์ไปอยู่ที่ค่าศูนย์โวลท์อย่างทันทีทันใด
ภายใต้สภาวะนี้ R3 จะเสมือนต่อขนานอยู่กับ R2 ดังนั้นจึงแบ่งแรงดันไฟมาเลี้ยงขา
3 ของออปแอมป์เป็นหนึ่งในสามของแรงดันไฟเลี้ยงวงจร และ C1 จะเริ่มคายประจุไปสู่ค่าศูนย์
โดยผ่าน R4 เข้าเอาท์พุทของออปแอมป์ เอาท์พุทของออปแอมป์จะมีค่าต่ำ หรือเกือบศูนย์โวลต์ไปจนกระทั่งแรงดันที่ตกคร่อม
C1 ลดลงจนมีค่าเท่ากับค่าแรงดันที่ขา 3 (1/3 ของแรงดันไฟเลี้ยง) ก็จะเป็นการเริ่มต้นขบวนการใหม่โดยเอาท์พุทของ
ออปแอมป์จะมีค่าสูงอย่างทันทีทันใดซึ่งขบวนการก็จะวนอยู่เช่นนี้ไปเรื่อย
ๆ
สำหรับวงจรในรูปที่
15 นี้ จะกำเนิดสัญญาณรูปคลื่นสี่เหลี่ยมที่มีคาบเวลา กำหนดโดยค่าของ R3,
R4 และ C1 โดยคาบเวลานี้จะไม่ขึ้นกับแรงดันไฟเลี้ยงวงจร เมื่อใช้ค่าอุปกรณ์ดังแสดงในวงจรจะให้คาบเวลาประมาณ
6 มิลลิวินาที แต่เราสามารถเพิ่มค่าของคาบนี้ได้โดยการเพิ่มค่าของ C1 หรือ
R4 และจะลดคาบให้น้อยลงโดยการลดค่าของ C1 หรือ R4 เช่นเดียวกัน ซึ่ง R4 สามารถมีค่าได้ในช่วง
10 kโอห์ม จนถึง 10 Mโอห์ม
และ C1 จะมีค่าได้จา 33 pF จนถึง 1,000 uF
วงจรในรูปที่
15 นี้ มีประโยชน์มากทีเดียว แต่วงจรก็ยังได้รับผลกระทบกระเทือนจากสิ่งต่าง
ๆ เหล่านี้ คือ อย่างแรกเนื่องจากเอาท์พุทไม่ได้สวิทช์ไป ที่ค่าแรงดันไฟเลี้ยงวงจร
ดังนั้นรูปคลื่นจึงไม่ค่อยจะสมมาตร (symmetrical) กันนัก และคาบเวลาของรูปคลื่นและการสมมาตรจะเปลี่ยนไปเล็กน้อย
เมื่อแรงดันไฟเลี้ยงของวงจรเปลี่ยนไป อย่างที่สองคือ เวลาไต่ขึ้นและเวลาไต่ลง
(rise and fall time) ของรูปคลื่นเอาท์พุทจะถูกจำกัด โดยคุณสมบัติของออปแอมป์
กล่าวคือเมื่อใช้ไฟเลี้ยง 15 โวลต์ เอาท์พุทของวงจรในรูปที่ 15 นี้จะใช้เวลา
12 ไมโครวินาทีในการไต่ขึ้นไปเป็นค่า 12 โวลต์ และใช้เวลา 7 ไมโครวินาทีในการไต่
ลงมาที่ค่าศูนย์โวลต์ ในสภาวะที่ใช้โหลดเป็นตัวเก็บประจุค่า 50 pF
รูปที่ 16 วงจรรีแล็กเซซั่น
ออสซิลเลเตอร์ที่ได้ต่อทรานซิสเตอร์เพิ่มเติม โดยใช้แหล่งจ่ายไฟ 15 โวลต์
มีคาบเวลา 6mS เวลาไต่ขึ้นลดลงเหลือ 1uS เวลาไต่ลงเป็น 0.7uS
ในรูปที่
16 นี้ แสดงถึงการต่ออุปกรณ์เพิ่มเติมจากวงจรในรูปที่ 15 ซึ่งจะมีผลทำให้วงจรปลอดต่อผลกระทบจากสิ่งต่าง
ๆ กล่าวมาแล้ว รูปคลื่นเอาท์พุทจะมี ความสมมาตรอย่างสมบูรณ์คือ จะสวิทช์ไปมาระหว่างเท่ากับแรงดันไฟเลี้ยงวงจรกับค่าศูนย์โวลต์
โดยที่คาบเวลาของรูปคลื่นไม่ขึ้นอยู่กับค่าแรงดันไฟเลี้ยงวงจร และมีค่าเวลาไต่ขึ้นและไต่ลงเป็น
1 ไมโครวินาที และ 0.7 ไมโครวินาทีตามลำดับ ซึ่งวงจรก็คล้ายกับที่เคยอธิบายมาก่อนแล้ว
ยกเว้นแต่ได้เพิ่ม Q1, R5, R6 เข้ามาในวงจรและเปลี่ยนแปลงการต่อขาอินพุทเข้าออปแอมป์
รูปที่ 17 วงจรออสซิลเลเตอร์ที่มีความถี่คงที่
สามารถปรับอัตราส่วนของคาบเวลาในช่วงที่มีค่าสูงกับช่วงที่มีค่าต่ำได้จาก
25 ต่อ 1 จนถึง 1 ต่อ 25 โดยตัวต้านทานปรับค่า VR1
ในรูปที่
17 นี้ แสดงถึงการนำเอาวงจรกำเนิดความถี่ที่มีค่าคงที่ ซึ่งอัตราส่วนของคาบเวลาของคลื่นช่วงที่มีค่าสูงกับช่วงที่เป็นศูนย์โวลต์
(duty cycle) สามารถเปลี่ยนไปได้ในอัตราส่วน 25 : 1 ถึง 1 : 25 โดยการเปลี่ยนค่าของตัวต้านทานปรับค่าได้
VR1 ซึ่งการทำงานวงจรสามารถอธิบายได้เช่นเดียวกับรูปที่ 15 ยกเว้นตอนช่วงเอาท์พุทของวงจรมีค่าสูง
C1 จะทำการประจุผ่าน R4, D2 และตัวต้านทาน VR1 ทางด้านขวามือและในช่วงที่เอาท์พุทของวงจรมีค่าต่ำ
C1 จะคายประจุผ่าน R4, D1 และตัวต้านทาน VR1 ด้านซ้ายมือ
|
