เนื้อหาสาระหน่วยที่ 5

เนอื้ หาสาระหนว่ ยท่ี 5
วงจรทริกเกอร์ วงจรสรา้ งสัญญาณไทมเ์ บสและการซิงคโ์ ครไนซ์

5.1 ความหมายของวงจรทรกิ เกอร์(Trigger Circuit)
วงจรทรกิ เกอร์ (Trigger Circuit) หมายถึงวงจรทีใ่ ห้กำเนิดสัญญาณพัลสเ์ พื่อไปกระตุ้นการทำงานของ

วงจรอิเล็กทรอนิกส์แบบต่าง ๆ เช่นวงจรมัลติไวเบรเตอร์ เป็นต้น โดยทั่วไปวงจรสร้างสัญญาณที่นิยมนำมาใช้
กระตนุ้ การทำงานของวงจรหรือการทริกนน้ั มกั จะเปน็ วงจรสร้างสัญญาณแบบสญั ญาณดิฟเฟอร์เรนเชียลและ
นำไปผ่านวงจรตัดสัญญาณ (Clipper Circuit) และนำสัญญาณที่ได้ออกมาไปใช้งานซึ่งอาจจะเป็นสัญญาณใน
ส่วนครึ่งบวกหรือสัญญาณในส่วนครึ่งลบก็ได้ เพื่อใช้การกระตุ้นการทำงานของวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไป
แรงดันอินพุตของวงจรทรกิ เกอรจ์ ะมีความกว้างของสัญญาณพัลสน์ ้อยมากหรืออาจจะเป็นลักษณะแรงดันแบบ
ขั้นบันได หน้าที่การทำงานของวงจรทริกเกอร์มี 2 อย่างคือปรับเปลี่ยนรูปร่างของพัลส์อินพุตที่ป้อนเข้ามา
และป้อนแรงดันพัลส์ที่ปรับเปลี่ยนแล้วไปกระตุ้นการทำงานให้กับวงจรมัลติไวเบรเตอร์ลักษณะของการทริก
เกอร์แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิดคือ ชนิดไม่สมมาตร (Asymmetrical Type) และชนิดสมมาตร (Symmetrical
Type )

5.1.1 การทรกิ เกอร์แบบไมส่ มมาตร (Asymmetrical Type) คือ การปอ้ นสญั ญาณทรกิ เกอร์พัลส์เข้า
ไปกระตุ้นให้กับทรานซิสเตอรต์ ัวใดตวั หนึ่งของวงจรมัลติไวเบรเตอร์ สัญญาณพัลสท์ ีป่ อ้ นนีจ้ ะทำหน้าที่เปน็ ตัว
ควบคุมในการทำงานของวงจรมัลติไวเบรเตอร์เพียงทิศทางเดียวแต่ถ้าทำการป้อนสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ให้
ทรานซิสเตอรอ์ ีกตัวหนงึ่ ของวงจรมลั ติไวเบรเตอร์ จะทำใหว้ งจรมัลติไวเบรเตอรเ์ ปล่ยี นแปลงสภาวะการทำงาน
กบั มาสู่สภาวะเดมิ

5.1.2 การทรกิ เกอร์แบบสมมาตร (Symmetrical Type) คอื การใชส้ ญั ญาณทริกเกอรจ์ ากภายนอกไป
ทำใหว้ งจรมลั ตไิ วเบรเตอร์เปลี่ยนสภาวะการทำงานโดยการจา่ ยสัญญาณทรกิ เกอรจ์ ะจา่ ยไปควบคมุ การทำงาน
ของทรานซิสเตอร์ทั้งสองตัวในวงจรมัลติไวเบรเตอร์ ทุกๆสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ที่ป้อนเข้ามาจะมีผลต่อการ
เปลี่ยนแปลงสภาวะการทำงานของวงจรมัลติไวเบรเตอร์ทุกครั้ งสัญญาณทริกเกอร์พัลส์จะใช้ในการทำให้
ทรานซสิ เตอร์ทม่ี สี ภาวะไม่ทำงาน (OFF) เป็นทำงา (ON) หรือทำให้ทรานซิสเตอรท์ ี่มีสภาวะทำงาน (ON) เป็น
ทรานซิสเตอร์ไม่ทำงาน (OFF) ตามปกติจะจ่ายทริกเกอร์พัลส์ให้กับทรานซิสเตอร์ตัวที่มีสภาวะทำงาน (ON)
เพราะอัตราการขยายของทรานซิสเตอร์ที่มีสภาวะทำงาน (ON) เมื่อเปลี่ยนสภาวะเป็นหยุดทำงาน (OFF) นั้น
จะเปลยี่ นสภาวะเปน็ (ON) ได้อกี ครงั้ โดยใชส้ ญั ญาณพลั ส์เพยี งเล็กนอ้ ยเทา่ นั้น

5.2 วงจรเบสทรกิ เกอร์แบบไมส่ มมาตร
วงจรเบสทริกเกอร์แบบไม่สมมาตรหมายถึง วงจรทริกเกอร์ที่ควบคุมการทำงานของวงจรมัลติไวเบร-

เตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN เมื่อมีการป้อนสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ลบป้อนให้ขาเบสของทรานซิสเตอร์
Q2 จะทำให้ทรานซิสเตอร์ Q2 เปลี่ยนสภาวะจากทำงาน (ON) เป็นสภาวะหยุดทำงาน (OFF) ซึ่งจะทำให้
ทรานซิสเตอร์ Q1 เปลี่ยนสภาวะการทำงานจากสภาวะ (OFF) เป็นสภาวะ(ON) และจะเกิดสภาวะเช่นนี้
ตลอดเวลา จนกว่าจะมีสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ลบป้อนที่ขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q2 อีกครั้งหนึ่งจึงจะทำให้
สภาวะการทำงานของวงจรก็จะกลับไปสู่สภาวะเดิมรูปวงจรเบสทริกเกอร์แบบไม่สมมาตรสามารถแสดงได้ดัง
ในภาพที่ 5.1

ภาพท่ี 5.1 แสดงวงจรเบสทริกเกอร์แบบไม่สมมาตร
หากต้องการออกแบบให้วงจรเบสทริกเกอร์แบบไม่สมมาตรสามารถใช้กับทรานซิสเตอร์ Q2 สภาวะ
การทำงานของวงจรก็จะกลับไปสู่สภาวะเดิมได้ดังในภาพที่ 5.1 และหากต้องการออกแบบให้วงจรเบสทริก
เกอร์แบบไม่สมมาตรใช้กับทรานซิสเตอร์ชนิด PNP จะต้องป้อนสัญญาณทริกเกอร์พัลส์บวกเข้าที่ขาเบสของ
ทรานซสิ เตอร์และกลบั ขั้วไดโอด D1 และ D2 ใหเ้ ป็นตรงกนั ขา้ มกับในภาพท่ี 5.1

5.3 วงจรคอลเลก็ เตอรท์ รกิ เกอร์แบบไม่สมมาตร
วงจรคอลเล็กเตอร์ทริกเกอร์แบบไม่สมมาตร หมายถึง วงจรทริกเกอร์ ที่ควบคุมการทำงานของ

วงจรมัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN โดยส่งสัญญาณพัลส์เข้าไปควบคุมการทำงานที่ขา
คอลเล็กเตอร์ของทรานซิสเตอร์ตัวที่ไม่ทำงาน (OFF) วงจรคอลเล็กเตอร์ทริกเกอร์แบบไม่สมมาตรสามารถ
แสดงไดด้ ังในภาพที่ 5.2

ภาพที่ 5.2 แสดงวงจรคอลเลก็ เตอร์ทริกเกอร์แบบไม่สมมาตร
การทำงานของวงจรสามารถอธิบายได้ดังนี้ จากในภาพที่11.2 แสดงวงจรคอลเล็กเตอร์- ทริกเกอร์
แบบไม่สมมาตร วงจรทริกเกอร์ประกอบด้วยตัวเก็บประจุC ไดโอดD1 และไดโอด D2 ต่อวงจรทริกเกอร์เข้าท่ี
คอลเล็กเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q1 ด้วยไดโอด D1 ในขณะที่ยังไม่มีสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ป้อนเข้ามา
ทรานซิสเตอร์ Q1 จะไม่ทำงาน(OFF) และทรานซิสเตอร์ Q2 ทำงาน(ON) กระแส I1 จะไหลทำให้มีแรงดันตก
คร่อม RL แรงดันน้จี ะมขี ัว้ แรงดนั จ่ายเป็นไบอัสกลบั ใหไ้ ดโอด D1 ทำใหไ้ ดโอด D1ไมน่ ำกระแส หรือถา้ กระแส I1
ไมไ่ หลกถ็ ือว่าไดโอด D1 ไดร้ บั ไบอัสกลับท่ีศูนย์ขณะที่ทรานซสิ เตอร์ Q2 นำกระแสถงึ จดุ อิ่มตวั ตัวเกบ็ ประจุ C1
จะประจุแรงดันตกคร่อมประมาณเท่าแหล่งจ่าย VCC เมื่อสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ลบป้อนเข้ามาที่เวลาt+0
ไดโอดD1 จะได้รับแรงดันไบอสั ตรงตวั เกบ็ ประจุ C1 ทป่ี ระจแุ รงดันไว้ทำตวั เปน็ แหลง่ จา่ ยและต่อเป็นอันดับกับ
สัญญาณทรกิ เกอร์พัลส์โดยมีทิศทางการไหลของกระแสดังในภาพท่ี 5.3

ภาพที่ 5.3 ทิศทางกระแสที่ไหลไปตัวเกบ็ ประจุ
เม่อื สญั ญาณทริกเกอร์ Ein เปลีย่ นแปลงเปน็ ศนู ยท์ เ่ี วลา t+1ทำให้ทศิ ทางของกระแสท่ไี หลเนอ่ื งจากตวั
เกบ็ ประจุ C คายประจุทำให้ทรานซิสเตอร์ Q1 (ON) และทรานซิสเตอร์ Q2 (OFF) ดงั ภาพที่ 11.4

ภาพที่ 5.4 ทิศทางการไหลของกระแสเนื่องจากตวั เกบ็ ประจุคายประจุ

5.4 วงจรเบสทริกเกอร์แบบสมมาตร
วงจรเบสทริกเกอร์แบบสมมาตร หมายถึง วงจรมัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ชนิด NPN ที่เมื่อมี

การปอ้ นสัญญาณทริกเกอร์พัลสเ์ ขา้ ไปในวงจรจะไปทำให้เกิดการเปล่ียนสภาวะการทำงานของวงจรมัลติไวเบร
เตอร์ไปอยู่ในสภาวะเสถียรภาพอีกสภาวะหนึ่งทันทีการทำงานของวงจรเมื่อมีสัญญาณ ทริกเกอร์พัลส์ลบที่
เวลา t+0 ป้อนให้กับขาเบสของทรานซิสเตอร์ Q1 และทรานซิสเตอร์ Q2โดยต่อนุกรมกับแรงดันไบอัสตรงที่ขา
เบสกับอิมิตเตอร์ ดังนั้นไดโอด D2 จะได้รับไบอัสตรงเพราะแรงดันทริกเกอร์พัลส์ลบมีแรงดันน้อยกว่าแรงดัน
ตกคร่อมที่ขาเบสกับอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q2 ดังนั้นตัวเก็บประจุ C จะเริ่มประจุแรงดันผ่านไดโอด D2
และทรานซิสเตอร์ Q2โดยวงจรเบสทรกิ เกอรแ์ บบสมมาตรสามารถแสดงได้ดงั ภาพท่ี 5.5

ภาพที่ 5.5 รูปวงจรเบสทริกเกอรแ์ บบสมมาตร
สัญญาณทริกเกอรพ์ ัลส์ลบที่ป้อนเขา้ มาถูกจา่ ยให้ขาเบสกบั อิมิตเตอรข์ องทรานซิสเตอร์ Q2 ด้วย โดย
ต่อเป็นอันดับกับแรงดันไบอัสตรงที่ขาเบสกับอิมิตเตอร์ ดังนั้นไดโอด D2 จะได้รับไบอัสตรงเพราะแรงดันทริก
เกอร์พัลส์ลบมีแรงดันน้อยกว่าแรงดนั ตกคร่อมท่ีขาเบสกับอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q2 ตัวเก็บประจุ C จะ
เริม่ ประจแุ รงดนั โดยผ่านไดโอด D2 และทรานซิสเตอร์ Q2 ทิศทางการประจุแรงดนั ของตัวเก็บประจุ Cสามารถ
แสดงได้ดงั ในภาพที่ 5.6

ภาพที่ 5.6 ทิศทางการไหลของกระแสเมื่อตวั เก็บประจุทำการเกบ็ ประจุ
เมื่อมีสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ป้อนเข้ามาในวงจรที่เวลา t+1 ทำให้อินพุตพัลส์ Ein เสมือนถูกต่อลง
กราวด์แรงดนั ท่ีถกู ประจุในตัวเก็บประจุ C จะทำหน้าที่เป็นแหล่งจา่ ย มีขั้วแรงดนั จ่ายเป็นไบอัสกลบั ให้ไดโอด
D1 และไดโอด D2 ส่วนไดโอด D3 จะได้รบั แรงดนั เป็นไบอัสตรง ความต้านทานในตัวไดโอด D3 ลดลงเหมอื นถูก
ต่อลงกราวด์ ตัวเก็บประจุ C จะคายประจุผ่านไดโอด D3 ทิศทางการไหลของกระแสเมื่อตัวเก็บประจุทำการ
คายประจุสามารถแสดงไดด้ ังภาพท่ี 5.7

ภาพที่ 5.7 ทิศทางการไหลของกระแสเมอื่ ตัวเก็บประจุทำการคายประจุ
วงจรทริกเกอร์ทน่ี ยิ มนำไปใช้งานมากทส่ี ุดคือวงจรเบสทริกเกอรเ์ พราะวา่ ขนาดความแรงของสัญญาณ
ท่ีนำไปใช้ในการทรกิ เกอร์จะใชค้ ่าต่ำแตก่ ็อาจมีข้อเสยี ทเ่ี กิดขึ้นคือ สญั ญาณรบกวนจากภายนอกสามารถทำให้
วงจรมัลติไวเบรเตอร์เกิดสภาวะการเปลี่ยนแปลงขึ้นได้ ดังนั้นจึงต้องทำการดัดแปลงวงจรเพื่อแก้ไขปัญหาที่
เกิดข้ึน ซ่ึงการแก้ปัญหาน้จี ะดดั แปลงวงจรทริกเกอรใ์ ห้เป็นแบบวงจรคอลเลก็ เตอรแ์ บบสมมาตร

5.5 วงจรคอลเล็กเตอร์ทริกเกอรแ์ บบสมมาตร
วงจรคอลเล็กเตอร์ทริกเกอร์แบบสมมาตรถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้แก้ปัญหาของวงจรเบสทริกเกอร์แบบ

สมมาตร เพราะคอลเล็กเตอร์ทริกเกอร์แบบสมมาตรจะต้องใช้สัญญาณแรงดนั สูงในการควบคุมการทำงานเพื่อ
ช่วยป้องกันการเปลี่ยนสภาวะของวงจรจากสัญญาณรบกวนได้ โดยวงจรคอลเล็กเตอร์ทรกิ เกอร์แบบสมมาตร
จะประกอบไปด้วยทรานซิสเตอร์ชนิด NPN โดยสมมุติให้ทรานซิสเตอร์ Q1 มีสภาวะ(OFF) และทรานซิสเตอร์
Q2 มีสภาวะ (ON) ทำให้แรงดันตกคร่อมที่ขาคอลเล็กเตอร์กับขาอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q2 ขณะทำงาน
(ON) มีค่าเท่ากับ VCE(sat) หรือประมาณเท่ากับ 0 V และไดโอด D2 ที่ขาแคโทดจะได้รับแรงดันขั้วบวกทำให้มี
แรงดันประมาณเท่ากับแหล่งจ่าย VCC จ่ายผ่านไดโอด D1 ส่วนขาแคโทดของไดโอด D2 จะถูกต่อลงกราวด์
ขณะที่ทรานซิสเตอร์ Q2 มีสภาวะนำกระแส(ON) ทำให้ไดโอด D2 ได้รับไบอัสกลับ ลักษณะวงจร
คอลเลก็ เตอร์ทรกิ เกอร์แบบสมมาตรสามารถแสดงได้ดงั ภาพที่ 5.8

ภาพท่ี 5.8 แสดงวงจรคอลเล็กเตอร์ทรกิ เกอร์แบบสมมาตร
เมื่อมกี ารปอ้ นสัญญาณทริกเกอร์พัลสล์ บให้กบั วงจรคอลเล็กเตอรท์ ริกเกอร์แบบสมมาตรท่ีเวลาt+0 ทำ
ให้มีข้ัวเปน็ ไบอสั ตรงป้อนใหไ้ ดโอด D1 และไดโอด D2ในการส่งสัญญาณทริกเกอร์ในครงั้ นเ้ี พื่อต้องการให้ไดโอด
ต่อกับขาคอลเล็กเตอร์ของทรานซิสเตอร์ตัวที่ทำงาน(ON) ให้ได้รับแรงดันไบอัสกลับในขณะที่มีสัญญาณทริก
เกอรพ์ ลั ส์ลบปอ้ นเข้ามาในวงจร ซ่ึงสามารถทำได้โดยกำหนดขนาดความแรงของทริกเกอร์พลั ส์ให้มีค่าน้อยกว่า
แรงดันไบอัสที่ตกคร่อมไดโอด D2 ดังนั้นไดโอด D2 จึงยังคงได้รับแรงดันไบอัสกลับเช่นเดิม ซึ่งขนาดของ
แรงดนั ทริกเกอรพ์ ัลส์ต้องมีน้อยกวา่ VCC – VCE(sat) จงึ จะทำให้วงจรทำงานและเม่ือมสี ัญญาณทรกิ เกอร์พัลส์ลบ
ป้อนให้กับวงจร ทำให้แรงดันที่ได้ถูกจ่ายไปเปน็ ไบอสั ตรงให้ไดโอด D1 ทำใหไ้ ดโอด D1 นำกระแสเหมือนสวิตช์

ที่กำลงั ต่อวงจร(ON) ดังน้ันสัญญาณทริกเกอร์พลั สล์ บจะถูกต่ออนกุ รมกับแรงดนั ที่ตวั เก็บประจุ C ซ่ึงเป็นเวลา
ที่ตัวเก็บประจุคายประจุ โดยทิศทางการไหลของกระแสเมื่อตัวเก็บประจุทำการเก็บประจุสามารถแสดงได้ดัง
ในภาพที่ 5.9

ภาพท่ี 5.9 แสดงทิศทางการไหลของกระแสเมื่อตัวเก็บประจุทำการเก็บประจุ
จากภาพที่ 5.9 แสดงทิศทางการไหลของกระแสเมื่อตัวเก็บประจุทำการเก็บประจุ ในขณะที่ตัวเก็บ
ประจุทำการเก็บประจุจะมีทิศทางการไหลของกระแสที่ผ่านขาเบสกับอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ Q2 ที่มี
สภาวะ(ON) เปลี่ยนสภาวะเป็น(OFF) และในขณะที่มีสัญญาณทริกเกอร์พัลส์ลบถูกป้อนเข้ามาจะทำให้ไดโอด
D3 ได้รับไบอัสกลับอยู่เสมอเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวเก็บประจุทำการประจุแรงดันผ่านไดโอด D3ได้ ดังนั้นเมื่อไม่มี
สัญญาณทริกเกอร์พัลส์ป้อนให้กับวงจรที่เวลาt+1 ทำให้อินพุตพัลส์Ein เปรียบเสมือนถูกต่อลงกราวด์ทำให้
แรงดันถูกจ่ายไปเป็นไบอัสกลับให้ไดโอด D1 และไดโอด D2 ส่วนไดโอด D3 จะได้รับแรงดันไบอัสตรงทำให้ตัว
เก็บประจทุ ำการคายประจุที่เก็บไวผ้ า่ นลงกราวด์ได้ โดยผ่านทางไดโอด D2 และไหลผ่านทรานซิสเตอร์ Q1 โดย
ทิศทางการไหลของกระแสเม่อื ตัวเก็บประจุทำการคายประจุสามารถแสดงไดด้ ังในภาพท่ี 5.10

ภาพท่ี 5.10 แสดงทศิ ทางการไหลของกระแสเม่ือตัวเก็บประจทุ ำการคายประจุ

5.6 ตัวเก็บประจเุ พิ่มความเร็ว (Speed Up Capacitor)
ตัวเก็บประจทุ ี่ทำหน้าเพิ่มความเร็ว (Speed Up Capacitor) หมายถงึ ตวั เกบ็ ประจทุ ่ีใช้เพ่ิมความเร็ว

ในการทำงานให้กับวงจรทรานซิสเตอร์สวิตช์ บางครั้งจะถูกเรียกว่าตัวประจุทำหน้าที่สับเปลี่ยนการทำงาน
(Commutating Capacitors) เปน็ ตวั เกบ็ ประจทุ ี่ใชท้ ำหน้าที่ควบคมุ การทำงานของวงจร มลั ติไวเบรเตอร์
ให้ทรานซิสเตอรใ์ นวงจรทำงานไดร้ วดเร็วขนึ้ ดว้ ยการประจแุ ละคายประจุแรงดันผา่ นตวั มัน การเลอื กค่าความจุ
ของตัวเก็บประจุที่ทำหนา้ เพิ่มความเร็วที่ถูกตอ้ งในการนำมาใช้งานจะขึน้ อยู่กับสว่ นประกอบสองสว่ น คือ ค่า
ประจุสะสมท่เี บสของทรานซิสเตอร์ตวั ทนี่ ำมาใช้ในวงจรและคา่ แรงดนั แหล่งจ่าย (VCC) ทตี่ กคร่อมตัวเก็บประจุ
โดยค่าประจุสะสมที่ขาเบสจะทำให้มีกระแสคอลเล็กเตอร์ไหลถึงจุดอิ่มตัว เมื่อมีสัญญาณพัลส์ลูกแรกจ่ายเข้า
มาทำให้กระแสประจุของตัวเก็บประจุทำหน้าที่สับเปลี่ยนการทำงาน ผลรวมของประจุสะสมที่เบสของ
ทรานซิสเตอร์จะขึ้นอยู่กับกระแสคอลเลก็ เตอร์ ค่าประจุสะสมของเบสในทรานซิสเตอร์สวิตซ์จะมคี ่าประมาณ
50 pC สำหรับค่ากระแสคอลเล็กเตอร์ในย่าน 1 mA ถึง 500 mA เมื่อมีแรงดันจ่ายตกคร่อมตัวเก็บประจุทำ
หน้าทสี่ บั เปล่ียนการทำงานจะต้องเท่ากับค่าประจุสะสมที่เบสของทรานซสิ เตอร์ทีท่ ำงาน (ON ) คา่ ความจุของ
ตัวเก็บประจทุ ำหน้าทส่ี ับเปลี่ยนการทำงานที่มคี ่ามาก ๆ จะเป็นตัวจำกัดค่าความถี่สูงสดุ ของสัญญาณทริกเกอร์
ให้วงจรมัลติไวเบรเตอร์ ผลรวมของประจุในตัวเก็บประจุเท่ากับเวลาในการเก็บประจุโดยสมการหาค่าประจุ
ไฟฟ้าในตัวเก็บประจสุ ามารถหาได้ ดงั ในสมการท่ี (5.1)

Q = CE…………… (5.1)

เมอ่ื C= คา่ ความจุทีใ่ ช้ มหี นว่ ยเป็นฟารัด (F)
Q= ประจไุ ฟฟ้า มีหน่วยเปน็ คูลอมบ์ (C)
E= ศกั ยต์ กคร่อมตวั เกบ็ ประจุ มีหน่วยเปน็ โวลต์ (V)

5.7 ค่าความจุทีใ่ ชใ้ นวงจรทริกเกอร์
ค่าประจุสะสมรวมที่เบสจะใช้ในการหาค่าความจุต่ำสุดของตัวเก็บประจุด้วย นอกจากจะใช้ในการหา

ค่ากระแสคอลเล็กเตอรอ์ ิ่มตัวด้วยการใชห้ าค่าตัวเก็บประจุ C1 หลักทั่วไปในการหาค่าความจขุ องตัวเก็บประจุ
จะใช้คา่ ประมาณ 2 เท่าของคา่ ปกติในการหาค่าความจขุ อง C1โดยสามารถหาคา่ ได้ดังในสมการท่ี (11.2)

C = 2Q …………… (5.2)
VCC

เมอ่ื C= ค่าความจทุ ใ่ี ช้ มีหนว่ ยเป็นฟารัด(F)
Q= ประจุไฟฟ้า มีหนว่ ยเปน็ คูลอมบ(์ C)
VCC= คา่ แรงดันจากแหล่งจ่ายแรงดันในวงจร(V)

ตัวอย่างที่ 5.1 จากวงจรดังในรูป กำหนดให้ VCC= 10 V, IC= 20 mA, Q1และQ2= 2N3903 จงหาค่าความจุ
ต่ำสุดของตัวเกบ็ ประจุ C1 จงหาคา่ ความจุตำ่ สุดของตวั เกบ็ ประจุ C1 และหาคา่ ความจขุ องตวั เกบ็ ประจุ C ที่ใช้
ในวงจร

วิธที ำ

จากตารางคุณสมบตั ิของทรานซิสเตอร์ 2N3905 คา่ ประจุสะสมท่ีเบสของทรานซสิ เตอร์ท่กี ระแส

คอลเลก็ เตอร์ 20 mA มคี า่ 400 pC

จากสมการ Q = CE

C1= Q = Q
E VCC

C =1 400 × 10-12
10

C1= 40 pF
2Q
จากสมการ C= VCC

C = 2  400  10−12

10

ดงั นัน้ C = 80 pF

5.8 การทำงานของวงจรสร้างสัญญาณไทมเ์ บส (Timebase Circuit)
วงจรสร้างสัญญาณไทม์เบส (Timebase Circuit) หมายถึงวงจรที่ใช้กำเนิดสัญญาณฐานเวลาเป็น

วงจรท่ีทำใหข้ นาดของกระแสหรือแรงดนั ของสัญญาณอินพุตมีขนาดเพ่ิมขึ้นหรือลดลงเป็นเชิงเส้น (Linear)กับ
ค่าเวลาที่เปลี่ยนแปลงไปวงจรสร้างสัญญาณไทม์เบสอาจสร้างขึ้นมาจากวงจรกลับสัญญาณโดยใช้
ทรานซสิ เตอร์(Transistor Inverter Circuit) ดังแสดงในภาพท่ี 5.11

ภาพที่ 5.11 วงจรสร้างสัญญาณไทม์เบสและสัญญาณอินพตุ เอาต์พุต

จากวงจรในรูปที่ 5.11 เป็นวงจรที่ใช้สร้างสัญญาณไทม์เบสและรูปร่างของสัญญาณที่อินพุตและ
เอาต์พุตของวงจรโดยการทำงานของวงจรสร้างสัญญาณไทม์เบสในภาพที่ 5.11 จะพิจารณาการทำงานจาก
รูปร่างของสัญญาณเอาต์พุตดังนี้ จากสัญญาณเอาต์พุตที่แสดงในภาพที่ 5.11 ในช่วงtrคือช่วงเวลาไต่ขึ้น(Rise
Time) โดยเป็นช่วงเวลาที่ทรานซิสเตอร์ไม่นำกระแสและตัวเก็บประจุจะทำการเก็บประจุผ่านตัวต้านทาน R2
การเก็บประจขุ องตวั เก็บประจนุ จ้ี ะขึน้ อยู่กับค่า RC (Time Constant) ของวงจรชว่ งเวลาต่อมาคือชว่ งเวลา tre
หรอื ชว่ งเวลา (Retrace Time) เปน็ ชว่ งเวลาทที่ รานซสิ เตอร์นำกระแสทำใหต้ วั เก็บประจุทำการคายประจุผ่าน
ความตา้ นทานระหวา่ งรอยต่อของ C กบั E หรอื RCE ช่วงเวลา treจะขนึ้ อย่กู ับคา่ ของ RCE

5.9 การคำนวณออกแบบวงจรสร้างสญั ญาณไทม์เบส
การคำนวณออกแบบวงจรสร้างสัญญาณไทม์เบสนนั้ นิยมคำนวณหาขนาดของแรงดันจากสมการเกบ็

ประจุของตวั เก็บประจดุ งั สมการท่ี (5.3)

εEO = VCC (1 – -tr / RL  C ) ……………(5.3)

เมอ่ื Eo คือ แรงดันท่ี เอาต์พุต (V)
VCC คือ แรงดนั ทแ่ี หลง่ จ่าย (V)

ε คอื ค่าคงทเ่ี ทา่ กับ 2.718

tr คือ คา่ เวลาท่ีมพี ลั ส์ (Sec)
RL คือ คา่ ความตา้ นทานของตัวต้านทานท่ตี ่อเข้ากับขาคอลเล็กเตอร์ (Ω)
C คือ ค่าความจุของตัวเกบ็ ประจทุ เี่ อาต์พุตของวงจร (F)

ตัวอย่างท่ี 5.2 จงวิเคราะหแ์ ละออกแบบวงจรสร้างสญั ญาณไทม์เบส ดงั รปู

วธิ ที ำ การวิเคราะหห์ าแรงดันทเ่ี อาต์พุตของวงจรสามารถทำได้ดงั น้ี
1.เมือ่ ปอ้ นสญั ญาณอินพุตขนาด +5 V และความถ่เี ทา่ กับ 1kHz

แทนคา่ ท่ีได้ในสมการ tr = 1
2f

1
tr = 2´ 1 kHz

tr = 0.5 mS

จากสมการหาค่าแรงดันทเ่ี อาต์พตุ 2

εEO = VCC (1 – -tr / RL  C )
EO = 15 V(1- ε-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF )
EO = 15 V(1 – 0.036)
EO = 14.16 V ที่ความถ่ี 1 kHz

2. เมอ่ื ความถีเ่ ปล่ียนแปลงไปเป็น 5 kHz สามารถหาคา่ แรงดันทเี่ อาต์พตุ ได้ดังนี้

tr = 1
2f

1
tr = 2´ 5 kHz

tr = 0.1 mS

จากสมการหาค่าแรงดันทเ่ี อาตพ์ ุต

(1- ε )EO = VCC
-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF

EO = 15 V(1- ε )-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF

EO = 15 V(1 – 0.513)

EO = 7.30 V ที่ความถี่ 5 kHz

3. เมอื่ ความถ่เี ปลี่ยนแปลงไปเปน็ 10 kHz สามารถหาคา่ แรงดันทีเ่ อาตพ์ ุตได้ดังน้ี

tr = 1
2f

1
tr = 2´ 10 kHz

tr = 0.05 mS

จากสมการหาคา่ แรงดันทีเ่ อาตพ์ ุต

εEO = VCC (1 – -tr / RL  C )

EO = 15 V(1- ε )-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF
EO = 15 V(1 – 0.717)
EO= 4.24 V ที่ความถ่ี 10 kHz

4. เมือ่ ความถีเ่ ปล่ียนแปลงไปเปน็ 50kHz สามารถหาค่าแรงดนั ทีเ่ อาตพ์ ุตไดด้ ังน้ี

tr = 1
2f

tr = 1
2 50 kHz

tr = 0.01 mS

จากสมการหาค่าแรงดนั ทเ่ี อาตพ์ ตุ

ε )EO = VCC (1 – -tr / RL  C

EO= EO= 15 V(1- ε )-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF
EO= 15 V(1 –0.935)
EO= 0.97 V ที่ความถี่ 50 kHz

5. เม่ือความถีเ่ ปลยี่ นแปลงไปเปน็ 100 kHz สามารถหาค่าแรงดันที่เอาต์พุตได้ดงั นี้

tr = 1
2f

tr = 1
2100 kHz

tr = 0.005 mS

จากสมการหาค่าแรงดนั ทเ่ี อาตพ์ ตุ

ε )EO = VCC (1 – -tr / RL  C

EO= 15 V (1- ε )-0.05 mS/1.5 k× 0.1 μF
EO = 15 V (1 – 0.968)
EO = 0.48 V ท่ีความถี่ 100 kHz

5.10 ความหมายและการทำงานของวงจรซิงโครไนซ์ (Synchronize Circuit)
วงจรซิงโครไนซ์ (Synchronize Circuit) หมายถึง วงจรที่ใช้ในการผสมผสานสญั ญาณ2 สัญญาณเข้า

ด้วยกัน เช่น สัญญาณพัลส์ความถี่ต่ำซิงโครไนซ์กับพัลส์ความถี่สูง เพื่อใช้ในการสร้างสัญญาณควบคุมวงจร
ต่างๆ เช่น วงจรกระตุ้นการทำงานของอุปกรณ์ประเภทไทริสเตอร์ เป็นต้นวงจรซิงโครไนซ์มีหลายแบบขึ้นอยู่
กับการนำไปใช้งาน ตัวอย่างวงจรซิงโครไนซ์แบบง่ายได้แก่ วงจรซิงโครไนซ์ที่ใช้ลอจิกเกตซิงโครไนซ์กับ
วงจรอะสเตเบิล โดยลักษณะของวงจรลอจิกเกตสามารถแส.ดงดังที่แสดงในภาพที่ 13.2 และวงจรอะสเตเบิล
สามารถแสดงดงั ทีแ่ สดงในภาพท่ี 13.3

ภาพท่ี 5.12 วงจร AND Gate วงจร Diode Logic Gate และตารางความจริง
จากภาพท่ี 5.12 แสดงวงจร AND Gate วงจร Diode Logic Gate และตารางความจริงของแอนด์
เกตโดยวงจรแอนดเ์ กตนจ้ี ะใช้ซิงโครไนซส์ ัญญาณกบั วงจรอะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอรโ์ ดยวงจรอะสเตเบิล มัลติ
ไวเบรเตอร์จะมลี ักษณะดังในภาพท่ี 5.13

ภาพท่ี 5.13 แสดงวงจรอะสเตเบลิ มลั ตไิ วเบรเตอร์ (AstableMutivibrator Circuit)

จากภาพที่ 5.13 แสดงวงจรอะสเตเบิล มัลติไวเบรเตอร์ (AstableMultivibrator Circuit)
เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีสภาวะกึ่งเสถียรภาพ 2 สภาวะโดยระยะเวลาของสภาวะกึ่งเสถียรภาพทั้งสองจะ
ขึ้นอยู่กับค่าเวลาคงท่ี (Time Constant) ที่มีในวงจรวงจรอะสเตเบิล มัลติไวเบรเตอร์สามารถเปลี่ยนสภาวะ
การทำงานได้ถึงแม้ว่าไม่มีสัญญาณพัลส์จากอินพุตป้อนเข้ามากระตุ้นการทำงานก็ตาม วงจรอะสเตเบิลมัลติ -
ไวเบรเตอร์ก็สามารถกำเนิดสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมออกเอาต์พุตได้ โดยลักษณะการทำงานของวงจรจะทำงาน
คล้ายกับวงจรกำเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยม (Square Wave Generator Circuit) หรือวงจรกำเนิดความถี่
(Oscillator)

วงจรซิงโครไนซ์ที่นิยมใช้กันมากที่สุดคือวงจรแอนด์เกต (AND Gate) และแซมปลิ้งเกต
(Sampling Gate) ที่นำมาซิงโครไนซ์สัญญาณกับวงจรอะสเตเบิ้ลมัลติไวเบรเตอร์สามารถแสดงได้ดังวงจรใน
ภาพท่ี 5.14

ภาพท่ี 5.14 วงจรซงิ โครไนซ์ท่ใี ช้แอนด์เกตซิงโครไนซ์สญั ญาณกบั วงจรอะสเตเบลิ มัลตไิ วเบรเตอร์
การทำงานของวงจรสามารถอธิบายได้ดังนี้ จากวงจรในภาพที่ 5.14 จะใช้แอนด์เกตที่เป็น

แบบวงจร Diode Logic Gate โดยสัญญาณที่เอาต์พุตของวงจรแอนด์เกตจะมีขนาดแรงดันเท่ากับแหล่งจ่าย
(VCC ) ได้ก็ต่อเมื่ออินพุตที่เข้ามาทั้ง 2 ค่าของแอนด์เกตมีค่าแรงดันเท่ากับแรงดันท่ี VCC เนื่องจากวงจรแอนด์
เกตนั้นสัญญาณเอาต์พุตจะมีขนาดของแรงดันเท่ากับVCC ได้ก็ต่อเมื่อสัญญาณอินพุตทั้ง 2 มีขนาดแรงดัน
เท่ากับแรงดัน VCC ดังนั้นสัญญาณเอาต์พุตของวงจรที่ได้จึงเป็นลักษณะการซิงโครไนซ์ระหว่างสัญญาณที่
อินพุตทัง้ 2 สญั ญาณ โดยสามารถสรุปการทำงานของวงจรได้ดงั ในภาพที่ 5.15

ภาพท่ี 5.15 บลอ็ กไดอะแกรมวงจรแอนดเ์ กต (AND Gate) และแซมปล้ิงเกต (Sampling Gate)
ทีน่ ำมาซงิ โครไนซส์ ัญญาณกับวงจรอะสเตเบ้ิลมลั ติไวเบรเตอร์