สัญญาณไฟฟ้าชนิดต่างๆ

สาระการเรียนรู้ 1. รูปคลื่นสัญญาณ 2. การผสมรูปคลื่นสัญญาณ 3. ลักษณะสมบัติของรูปคลื่นพัลส์ 4. รูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริง 5. ความลาดเอียงของรูปคลื่น 6. การแปลงรูปสัญญาณใช้ R,L,C ผลการรียนรู้ที่คาดหวัง 1. บอกชนิดของรูปคลื่นสัญญาณได้ 2. เขียนสัญลักษณ์ของรูปคลื่นชนิดต่างๆ ได้ 3. บอกลักษณะสมบัติของรูปคลื่นพัลส์แต่ละส่วนได้ 4. อธิบายส่วนประกอบของรูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริงได้ 5. แสดงวิธีคำ นวณค่าความลาดเอียงของรูปคลื่นได้ 6. บอกคุณลักษณะการแปลงรูปสัญญาณใช้ R,L,C ได้

บทที่ 1 สัญญาณไฟฟ้่ชนิดต่างๆ สาระสำ คัญประจำ บท สัญญาณไฟฟ้าชนิดต่างๆ สามารถกำ เนิดขึ้นได้จากแหล่งกำ เนิดสัญญาณต่าง ชนิดกัน ได้รูปคลื่นสัญญาณขึ้นมาแตกต่างกัน การวิเคราะห์รูปคลื่นสัญญาณทำ ได้ หลายวิธีด้วยกัน เช่นใช้การวิเคราะห์ด้วยคณิตศาสตร์ฟูริเออร์ และใช้หลักการ สังเกตจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและกระแสอย่างต่อเนื่องในแต่ละส่วน แยกแยะคลื่นออกได้เป็นคลื่นไซน์ คลื่นเอียง คลื่นขั้นบันได และคลื่นเอกซ์โพเนนเชีย ลคลื่นแต่ละชนิดมีคุณสมบัติของคลื่นแตกต่างกัน เมื่อนำ คลื่นพื้นฐานมาผสมกัน จะ ได้คลื่นรูปใหม่ออกมา มีชื่อเรียกคลื่นผสมรูปใหม่แตกต่างออกไป เช่น คลื่นสี่เหลี่ยม จัตุรัส คลื่นพัลส์ คลื่นสามเหลี่ยม คลื่นฟันเลื่อย คลื่นอินติเกรต คลื่นดิฟเฟอเรนติเอต คลื่นแทรปีชอยดัล และคลื่นสแตรเคส รูปคลื่นพัลส์เป็นรูปคลื่นที่ถูกนำ มาใช้งานในระบบดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์มาก มี บทบาทสำ คัญ ส่วนขอบขาขึ้น ส่วนขอบขาลง ส่วนความกว้างพัสส์ ส่วนช่องว่างพัลส์ ส่วนช่วงเวลาเกิดพัลส์ช้ำ อัตราส่วน การเกิดพัลส์ช้ำ ค่แรงดันสูงสุด ค่แรงดันเฉลี่ย ระดับแรงตันพัสส์ และค่าดิวตีไซเคิล รูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริงอาจไม่เป็นรูปคลื่นสี่เหลี่ยมมุมฉากจริง แต่จะเกิดความลาด เอียงของ รูปคลื่นเกิดขึ้นด้วย จึงต้องกำ หนดตำ แหน่งการหาค่าต่างๆ ให้เป็น มาตรฐานเดียวกัน รูปคลื่นพัลส์จริง ประกอบด้วยช่วงเวลาเคลื่อนขึ้น ช่วงเวลาเคลื่อน ลง ช่วงเวลาพัลส์ เวลาช่องว่างพัลส์ ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ การหาคุณลักษณะของรูป คลื่นพัลส์ กำ หนดจุดวัดค่ที่ระดับความแรง 10% และ 90% ของรูปคลื่นพัลส์รูปนั้น รูปคลื่นสัญญาณที่ป้อนเข้าเครือข่ายวงจรเชิงเส้น RLC หากเป็นคลื่นไชน์สัญญาณ ที่ออกเอาต์พุดจะยังคงมีรูปร่างคลื่นเป็นคลื่นไชน์เหมือนเดิม แต่ถ้ารูปคลื่นที่ป้อนเข้า มาไม่ใช่รูปคลื่นไชน์สัญญาณที่ออกเอาต์พุดจะมีรูปคลื่นแตกต่างไปจากรูปคลื่นป้อน เข้ามา สัญญาณที่นิยมใช้งานในระบบดิจิตอลมักเป็นสัญญาณสี่เหลี่ยมหรือสัญญาณ พัสส์

1.1 รูปคลื่นสัญญาณ สัญญาณ (Signal) ไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ สามารถกำ เนิดขึ้นมาได้จากแหล่งกำ เนิด สัญญาณต่างชนิดกัน ได้รูปคลื่นสัญญาณขึ้นมาแตกต่างกันไป ถูกนำ ไปใช้งานกับ เครื่องมือและอุปกรณ์หลายชนิด เครื่องมือและอุปกรณ์ต่าง ที่อยู่รอบตัวเราจะถูก ควบคุมการทำ งานด้วยรูปคลื่นสัญญาณ (Wavefomm) รูปคลื่นสัญญาณต่าง ๆ มี ความจำ เป็นต่อการใช้งานในหลายด้าน เช่น ไฟฟ้า อิเล็กทรอนิกส์ ดิจิตอล อิเล็กทรอนิกส์ และคอมพิวเตอร์ เป็นต้น จึงกล่าวได้ว่าสัญญาณไฟฟ้ามีความสำ คัญ และมีความจำ เป็นต่อการใช้งานเป็นอย่างมาก การศึกษาทำ ความเข้าใจเป็นสิ่งที่จำ เป็น เบื้องต้น ต้องศึกษาทำ ความเข้าใจก่อนเป็นอันดับแรก วิธีการวิเคราะห์รูปคลื่นสัญญาณทำ ได้หลายวิธีด้วยกัน วิธีแรกใช้หลักการ วิเคราะห์ด้วยคณิตศาสตร์ ใช้การวิเคราะห์ด้วยวิธีฟูริเออร์ (Fourier Analysis) เขียนออกมาเป็นสมการที่สามารถนำ ไปเขียนเป็นกราฟขนาดความแรงในรูปของ แถบความถี่ (Amplitude Spectrum)ได้ ความถี่ที่ได้ออกมามีทั้งความถี่พื้นฐาน (Fundamental Frequency) และความถี่ฮาร์มอนิก (Harmonic Frequency) วิธีที่สองใช้หลักการสังเกตจากการเปลี่ยนแปลงของแรงดันและกระแสอย่าง ต่อเนื่องในแต่ละส่วน ทำ ให้ทราบลักษณะและรูปร่างของสัญญาณไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ ได้โดยมีชื่อเรียกและรูปคลื่นที่แตกต่างกัน ดังนี้ คลื่นไชน์ (Sine Wave) คลื่นเอียง (Ramp Wave) คลื่นขั้นบันได (Step Wave) และคลื่น เอกซ์โพเนนเชียล (Exponential Wave) 1.1.1 คลื่นไซน์ เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นมาได้จากแหล่งกำ เนิดสัญญาณต่างๆ ทาง ธรรมชาติ รวมไปถึงคลื่นเสียงบริสุทธิ์ ลักษณะการเปลี่ยนแปลงของคลื่นจะค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไปทางเพิ่มขึ้นทางบวกจนถึงคำ สูงสุดและค่อย ๆ ปลี่ยนแปลงลดลงไป ทางลบ จากนั้นกลับมาเปลี่ยนแปลงเพิ่มขึ้นทางบวกอีก เป็นเช่นนี้สลับกลับไปกลับ มาตลอดเวลา แสดงดังรูปที่ 1.1 รูปที่ 1.1 ลักษณะคลื่นไซน์

คุณสมบัติของคลื่นไซน์เมื่อนำ ไปใช้กับวงจรที่ประกอบไปด้วยตัวต้านทาน (R) ตัวเก็บประจุ (C) และตัวเหนี่ยวนำ (L) แล้วรูปร่างของรูปคลื่นไท่เปลี่นแปลง อาจเกิดการเปลี่ยนแปลงเฉพาะระดับความแรงหรือเฟสของสัญญาณเท่านั้น 1.1.2 คลื่นเอียง เป็นคลื่นที่มีระดับความแรงของสํญญาณเปลี่ยนแปลง เพิ่มขึ้นหรือลดลงในอัตตราที่เป็นเชิงเส้น (Linear) คลื่นที่ได้ถูกแสดงออกมาใน รูปเส้นตรง มีความลาดเอียงในแนวดิ่งหรือแนวนอน มีมุมลาดเอียงมากหรือ น้อยก็ได้ รูปคลื่นเอียง แสดงดังรูปทีื่ 1.2 1.1.3 คลื่นขั้นบันได เป็นคลื่นที่มีความสำ คัญต่อการทำ งานเกี่ยวกับวงจร ทำ งานในลักษณะสวิตช์ ลักษณะของคลื่นจะเกิดการเปลี่ยนแปลงระดับสัญญาณ อย่างทันทีใดจากระดับแรงดันค่าหนึ่งเป็นระดับแรงดันอีกค่าหนึ่ง เช่น เปลี่ยนแปลงจากระดับดันศูนย์ (0V) เป็นระดับแรงดัน (+V) หรือเปลี่ยแปลงเห็น ตรงข้าม เป็นต้น ลักษณะคลื่นบันได แสดงดังรูปที่ 1.3 การเปลี่ยนแปลงระดับของคลื่นขั้นบันไดในทางทฤาฏีแล้วจะถือว่ามีใน การเปลี่ยนแปลงน้อยมากจนไม่ต้องนำ มาพิจารณา แต่ในทางปฏิบัติแล้วอาจไม่ เป็นเช่นนั้น การเปลี่ยนแปลงระดับของคลื่นขั้นบันไดจะมีเวลาเข้ามาเกี่ยวข้อง การนำ ไปใช้งานจำ เป็นต้องทำ ให้เลาการที่มีเปลี่ยนแปลงน้อยที่สุดระดับการ เปลี่ยนแปลงของคลื่นขั้นบันไดอาจเปลี่ยนแ (ปลงเพพิ่มขั้น (Step Up) หรือ เปลี่ยนแปลงลดลง (Step Down) ก็ได้ 1.1.4 คลื่นเอกซ์โพเนนเชียล เป็นคลื่นที่เกิดขึ้นจากสภาวะทำ งานของตัว เก็บประจุในขณะที่ตัวเก็บประจัทำ การประจุแรงดันไฟตรง และคายประจัแรงดัน ไฟตรง และคายประจุแรงดันฟตรง ผลดังกล่าวนี้เองสามารถวัดรูปคลื่นที่ตก คร่อมตัวเก็บประจุออกมาได้เป็นคลื่นเอกซ์โพเนนเชียล ลักษณะเอกโพเนเชียล แสดงได้ดังรูปที่ 1.4 (ก)คลื่นขาขึ้น (ข)คลื่นขาลง รูปที่ 1.3 ลักษณะคลื่นขั้นบันได รูปที่ 1.2 ลักษณะคลื่นเอียง

1.2 การผสมรูปคลื่นสัญญาณ เอกซืโพเนนเชียลนี้ได้รับชื่มาจากสมการที่เขียนขึ้นมาสำ รับการเปลี่ยนแปลง ของคลื่นชนิดนี้โดยเฉพาะ ลักษณะคลื่นจะมีการเปลี่ยนแปลงระดับอย่างรวดเร็ว ในตอนแรก และเปลี่ยนแปลงระดับน้อยลงในตอนท้าย จนสุดท้ายหยุดการ เปลี่ยนแปลงมีระดับที่คงที่ ระดับแรงดันที่ได้อาจเปลี่ยนแปลงในลักษณะเพิ่มขึ้น หรือลดลงก้ได้ คลื่นสัญญาณที่กล่าวมาในหัวข้อที่ 1.1 เป้นสัญญาณพื้นฐาน ถ้านำ คลื่น สํญญาณพื้นฐาน ถ้านำ คลื่นสํญญาณพื้นฐานเหล่านั้นมาผสมกัน จะได้คลื่นรูป ใหม่ออกมา มีชื่อเรียกคลื่นผสมรูปใหม่แตกต่างออกไป เช่น คลื่นสี่เหลี่ยมจัตุรัส (Square Wave) หรือคลื่นพัลส์ (Pluse Wave) คลื่มสามเหลี่ยม (Triangular Wave)ห หรือคลื่นฟันเลื่อย (Sawtooh Wave) คลื่นอินติเดรเตด (Integrated Wave) คลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตด (Differentiated Wave) คลื่นแทรปิซอยดัล (Trapezoidal Wave) และคลื่นสแตรเคส (Staircase Wave) 1.2.1 คลื่นสี่เหลี่ยม คือคลื่นที่เกิดจากการรวมคลื่นขั้นบันไดขาขึ้นกับขาลง เข้าด้วยกัน หรืออาจเกิดจากการรวมกันของคลื่นไซน์ระหว่างความถี่พื้นฐานกับ ความถี่ฮาร์มอนิกคี่ (Odd Harmonic Frequency) หลาย ๆ ฮาร์มอนิกเข้าด้วย กัน ลักษณะคลื่นสี่เหลี่ยมเกิดจากการรวมกันของคลื่นไซน์ รูปที่ 1.4 ลักษณะคลื่นเอกโพเนนเชียล

รูปที่ 1.5 คลื่นสี่เหลี่ยมเกิดจากการรวมกันของคลื่นไซน์ จากรูปที่ 1.5 แสดงคลื่นสี่เหลี่ยมเกิดจากการรวมกันของคลื่นไซน์ระหว่าง คลื่นไชน์พื้นฐานความถี่ฮาร์มอนิกที่ 3 และความถี่ฮาร์มอนิกที่ 5 ได้ผลรวมออก มาเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่มียอดคลื่นได้ผลรวมออกมาเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมที่มียอดคลื่น กระเพื่อมเล็กน้อยการจะทำ ให้ได้คลื่นสี่เหลี่ยมมีรูปร่างใกล้เคียงคลื่นสี่เหลี่ยม จริงต้องใช้ความถี่ฮาร์มอนิกคี่มีค่าฮาร์มอนิกมากขึ้นหลาย ๆ ค่าเข้ามารวมยิ่ง ทำ ให้ยอดกระเพื่อมของคลื่นสี่เหลี่ยมน้อยลง คลื่นสี่เหลี่ยมที่ถูกผลิตขึ้นมาใช้งาน แบ่งได้เป็น 2 แบบคือ คลื่นสี่เหลี่ยม จัตุรัสและคลื่นพัลส์คลื่นทั้งสองแตกต่างกันตรงช่วงเวลาเกิดคลื่นและช่วงเวลา ไม่เกิดคลื่น ถ้าเป็นคลื่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสช่วงเวลาเกิดคลื่นและช่วงเวลาไม่เกิดคลื่น มีค่าเท่ากันส่วนคลื่นพัลส์ช่วงเวลาเกิดคลื่นและช่วงเวลาไม่เกิดคลื่นมีค่าไม่เท่า กันลักษณะคลื่นทั้งสอง แสดงดังรูปที่ 1.6 รูปที่ 1.6 แสดงความแตกต่างระหว่างคลื่นสี่เหลี่ยมจัตุรัสกับพัลส์

1.2.2 คลื่นสามเหลี่ยมือคลื่นที่เกิดขึ้นจากการรวมคลื่นเอียงลาดขึ้นกับคลื่น เอียงลาดลงโดยมีมุมเอียงลาดขึ้นและลาดลงเท่ากัน แต่ถ้าคลื่นเอียงลาดขึ้นกับ คลื่นเอียงลาดลงมีมุมเอียงลาดขึ้นและลาดลงไม่เท่ากัน จะเรียกคลื่นชนิดนี้ว่า คลื่นฟันเลื่อย โดยปกติความเอียงลาดขึ้นจะมีเวลามากกว่าความเอียงลาดลง มาก ๆ ในทางปฏิบัติจริงต้องทำ ให้เวลาของความเอียงลาดลงมีเวลาน้อยที่สุด จนมีค่าเป็นศูนย์ ลักาณะคลื่นสามเหลี่ยมและคลื่นฟันเลื่อย แสดงดังรูปที่ 1.7 รูปที่ 1.7 ลักษณะคลื่นสามเหลี่ยมและคลื่นฟันเลื่อย 1.2.3 คลื่นอินติเกรเตด คือคลื่นที่เกิดขึ้นจากการรวมคลื่นเอกซ์โพเนนเชีย ลลาดขึ้นกับคลื่นเอกซ์โพเนนเชียลลาดลง โดยการป้อนคลื่นสี่เหลี่ยมให้กับตัว เก็บประจุ (C) ขณะตัวเก็บประจุทำ การประจุเกิดคลื่นเอกซ์โพเนนเชียลลาดขึ้นตก คร่อมตัวเก็บประจุ และขณะตัวเก็บประจุทำ การคายประจุเกิดคลื่นเอกซ์โพเนน เชียลลาดลงตกคร่อมตัวเก็บประจุ คลื่นอินติเกรเตดที่เกิดขึ้นจะมีรูปร่าง เปลี่ยนแปลงไปบ้างขึ้นอยู่กับเวลาในการประจุและคายประจุของตัวเก็บประจุที่ ถูกจัดวงจรไว้ กำ หนดค่าไว้ในรูปเวลาคงที่ (Time Constant) ค่าเวลาคงที่ เปลี่ยนแปลงไปรูปคลื่นอินติเกรเตดก็เปลี่ยนแปลงตามไปด้วย แสดงได้ดังรูปที่ 1.8 รูปที่ 1.8 คลื่นอินติเกรเตด

1.2.4 คลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตด คือคลื่นที่เกิดขึ้นจากการรวมคลื่นเอกซ์โพ เนนเขียลลาดขึ้นและลาดลงกับคลื่นขั้นบันไดขาขึ้นและขาลง โดยการป้อนคลื่น สี่เหลี่ยมให้กับวงจรที่ประกอบด้วยตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ วัดสัญญาณที่ ตกคร่อมตัวต้านทานเป็นสัญญาณออกเอาต์พุต คลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตดที่เกิด ขึ้นอยู่กับค่าเวลาคงที่ของตัวต้านทานและตัวเก็บประจุที่จัดวงจรไว้ ลักษณะคลื่น ดิฟเฟอเรนติเตด แสดงดังรูปที่ 1.9 รูปที่ 1.9 คลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตด 1.2.5 คลื่นแทรปีซอยดัลและคลื่นสแตรเคส เป็นคลื่นที่อาจพบได้ใน อุปกรณ์เครื่องมือเครื่องใช้อิเล็กทรอนิกส์ต่าง ๆ สำ หรับการควบคุมการทำ งาน ของระบบ คลื่นแทรปีซอยดัลเกิดจากการรวมกันของคลื่นขั้นบันไดขาขึ้นและขา ลงกับคลื่นเอียง ส่วนคลื่นสแตรเคสเกิดจากการรวมกันของคลื่นขั้นบันไดขาขึ้น กับขาลงได้คลื่นออกมามีลักษณะที่แตกต่างไป แสดงได้ดังรูปที่ 1.10 รูปที่ 1.10 คลื่นแทรปิซอยดัลและคลื่นสแตรเคส

1.3 ลักษณะสมบัติของรูปคลื่นพัลส์ รูปคลื่นพัลส์เป็นรูปคลื่นที่ถูกนำ มาใช้งานในระบบดิจิตอลอิเล็กทรอนิกส์ มาก มีบทบาทมีความสำ คัญต่อการทำ งานและการควบคุมให้ระบบทำ งานรูป คลื่นพัลส์มีส่วนประกอบต่าง ๆ ที่สำ คัญ ต้องทำ ความเข้าใจเพื่อให้สามารถนำ ไป ใช้งานได้อย่างถูกต้อง ส่วนประกอบต่าง ๆ แสดงดังรูปที่ 1.11 รูปที่ 1.11 รูปคลื่นพัลส์ทางอุดคติ จากรูปที่ 1.11 แสดงรูปคลื่นพัลส์ทางอุดมคติ มีส่วนประกอบพัลส์ที่มีชื่อเรีย และตำ แหน่งของรูปคลื่นแตกต่างกัน มีรายละเอียดต่างๆ ดังนี้ 1 ) ขอบขาขึ้น (Leading Edge) หรือขอบหน้าเป็นขอบพัลส์ช่วงแรกที่ ปรากฎให้เห็น มีการเปลี่ยนแปลงระดับจาก 0V เป็น 10V 2 ) ขอบขาลง (Trailing Edge)หรือขอบหลังเป็นขอบพัลส์ช่วงที่สองที่ ปรากฎให้เห็น มีการเปลี่ยนแปลงระดับจาก 10V เป็น OV 3) ความกว้างพัลส์ (Pulse Widh) เป็นช่วงที่เกิดพัลส์ โดยพิจารณาตั้งแต่ ขอบขาขึ้นพัลส์ถึงขอบขาลงพัลส์ มักจะบอกค่าไว้ในรูปช่วงเวลาพัลส์ (Pulse Duration) หรือ tp 4) ช่องว่างพัลส์ (Pulse Interval) เป็นช่วงที่ไม่เกิดพัลส์ มีระยะตั้งแต่ขอบ ขาลงของพัลส์ลูกหนึ่งไปถึงขอบขาขึ้นของพัลส์ลูกถัดไป หรือช่วงเวลา ti 5) ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ (Pulse Repetition Time) หรือ pt เป็นช่วงเวลา ที่นับจากจุดเริ่มต้นของพัลส์ลูกแรกไปจนถึงจุดเริ่มต้นของพัลส์ลูกต่อไป ซึ่งอาจ จะเรียกว่าคาบเวลาของพัลส์ (Pulse Period) เป็นการคิดช่วงเวลาของพัลส์ หนึ่งไชเคิล โดยที่ prt = tp + ti = T sec ...(1.1)

6) อัตราการเกิดพัลส์ซ้ำ (Pulse Repetion Rate) หรือ prr เป็นจำ นวนข องพัลส์ที่เกิดขึ้นในเวลา 1 วินาที หรืออาจเรียกว่าความถี่ของการเกิดพัลส์ซ้ำ (Pulse Repetition Frequency) หรือ prf มีหน่วยเป็นเฮิรตช์ (Hz) โดยที่ 7 ) แรงดันสูงสุด (Peak Voltage) หรือ Ep เป็นระดับแรงดันพัลส์อ่านค่า ถึงยอดสูงสุดของพัลส์ 8 ) แรงดันเฉลี่ย (Average Voltage) หรือ Eav เป็นค่าแรงดันไฟตรงที่ วัดออกมาได้ด้วยดีซีโวลต์มิเตอร์ เกิดจากค่าแรงดันเฉลี่ยของรูปคลื่นพัลส์ หา ได้โดยการนำ ช่วงเวลาเกิดพัลส์ช้ำ (Prt) ไป (Pulse Area) หรือ A, เขียนออกมา ได้เป็น 9) ระดับแรงดันพัลส์ (Pulse Voltage Level) พัลส์จะมีระดับสัญญาณอยู่ 2 ระดับคือ ระดับมีสัญญาณ (High) หรือสภาวะ "1" ถูกเรียกว่าระดับเอนาเบิล (Enable) หรือระดับทำ งาน ส่วนอีกระดับไม่มีสัญญาณ (Low) หรือสภาวะ "0"ถูกเรียกว่าระดับดิสเอเบิล (Disable) หรือระดับหยุดทำ งาน 10) ดิวตีไซเคิล (Duty Cycle) เป็นค่าเปอร์เซ็นต์ที่บอกให้ทราบถึงอัตราส่วน ของส่วนเกิดพัลสและส่วนช่องว่างพัลส์มีค่าเท่าไร ค่าดิวตีไซเคิลหาได้จาก การนำ ค่าแรงดันสูงสุด (Ep) ไปหารค่า แรงดันเฉลี่ย (Eav ) และนำ ค่า 100 คูณ สมการที่หาได้ เพื่อคิดค่าออกมาเป็นเปอร์เซ็นต์ เขียนออกมาได้เป็น หรือดิวตีไซเคิลหาได้จากการนำ ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ (prt) ไปหารค่าเวลา ความกว้างพัลส์ (tp) และคูณด้วย 100 เขียนออกมาได้เป็น

ตัวอย่างที่ 1.1 จากรูปที่ 1.12 เป็นรูปคลื่นพัลส์ประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ จงหาค่า ต่อไปนี้ รูปที่ 1.12 รูปคลื่นพัลส์ใช้ในตัวอย่างที่ 1.1 1. ความกว้างพัลส์ (tp) 2. ช่องว่างพัลส์ (ti) 3. ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ (prt) 4. อัตราการเกิดพัลส์ซ้ำ (prr) 5. แรงดันสูงสุดของพัลส์ (Ep) 6. แรงดันเฉลี่ยของพัลส์ (Eav) 7. ดิวตีไซเคิล วิธีทำ 1. ความกว้างพัลส์ 2. ช่องว่างพัลส์ 3. ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ 4. อัตราการเกิดพัลส์ซ้ำ

1.4 รูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริง 7. ดิวตีไซเคิล 6. แรงดันเฉลี่ยของพัลส์ 5. แรงดันสูงสุดของพัลส์ รูปคลื่นพัลส์ที่ถูกสร้างขึ้นมาใช้งานจริงบางครั้งอาจไม่ได้รูปคลื่นลักษณะ สี่เหลี่ยมมุมฉากจริงออกมา แต่จะมีความลาดเอียงของรูปคลื่นปนมาด้วย ดังนั้น การหาค่าลักษณะสมบัติของรูปคลื่นพัลส์จำ เป็นต้องมีระดับตำ แหน่งที่เหมาะ สมในการหาค่าให้เป็นมาตรฐานเดียวกัน ใช้เปรียบเทียบคุณสมบัติของรูปคลื่น พัลส์ที่ต่างกันได้ ลักษณะรูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริง แสดงดังรูปที่ 1.13 รูปที่ 1.13 รูปคลื่นพัลส์ใช้งานจริง

1.5 ความลาดเอียงของรูปคลื่น จากรูปที่ 1.13 แสดงคลื่นพัลส์ใช้งานจริง ลักษณะพัลส์ประกอบด้วยช่วง เวลาเคลื่อนขึ้น (Rise Time) หรือ เ, ช่วงเวลาเคลื่อนลง (Fall Time) หรือ tf, ช่วงเวลาพัลส์ (tp) และเวลาช่องว่างพัลส์ (ti) การหาค่าคุณลักษณะของรูปคลื่น พัลสใช้งานจริง จะกำ หนดจุดวัดค่ที่ระดับความแรง 10% และ 90%ของรูปคลื่น พัสส์รูปนั้น สามารถกำ หนดค่าต่างๆ ได้ดังนี้ 1) เวลาเคลื่อนขึ้น (tr) คิดระยะเวลาของสัญญาณพัลส์เริ่มเคลื่อนขึ้นตั้งแต่ ค่าระดับแรงดันที่ 10% จนถึงค่ระดับแรงดันที่ 90% ของค่สูงสุดของรูปคลื่น พัสส์คิดหน่วยเป็นวินาที (S) 2) เวลาเคลื่อนลง (tf)คิดระยะเวลาของสัญญาณพัลส์เริ่มเคลื่อนลงจาก ระดับสูงสุดของแรงดันที่ค่าเริ่มต้น 90% จนถึงค่าระดับแรงดันที่ 10% คิดหน่วย เป็นวินาที (S) 3) ช่วงเวลาพัลส์ (tp) คิดระยะเวลาของสัญญาณพัลส์ที่ค่าความสูงของ พัลส์ที่มากกว่า 90% ขึ้นไปของคำ แรงดันพัลส์สูงสุด คิดหน่วยเป็นวินาที (S) 4) เวลาช่องว่างพัสส์ (ti) คิดระยะเวลาของสัญญาณพัลส์ช่วงลดต่ำ ลง มีระ ดับพัลส์น้อยกว่า 10% ลงไปจากค่าแรงดันพัลส์สูงสุด คิดหน่วยเป็นวินาที (S) 5) ช่วงเวลาเกิดพัลส์ซ้ำ (prt) คิดระยะเวลาของรูปคลื่นพัลส์ตั้งแต่ช่วงเวลา พัลสไปจนถึงช่วงเวลาช่องว่างพัลส์ ที่ระดับแรงดันพัลส์ 10% คิดหน่วยเป็น วินาที (S) ความลาดเอียงของรูปคลื่น(Waveform Tit) เกิดขึ้นได้เนื่องจากส่งผ่านรูป คลื่นจำ พวกคลื่นสี่เหลี่ยมมุมฉากเข้าไปในเครือข่ายวงจรคัปปลิ้ง (Coupling Network) บางชนิด ทำ ให้รูปคลื่นสี่เหลี่ยมเกิดความเอียงขึ้นมา ได้คลื่น ดิฟเฟอเรนติเอเตดออกมา แสดงดังรูปที่ 1.14 รูปที่ 1.14 รูปคลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตดพร้อมค่าความบาดเอียง

จากรูปที่ 1.1 4 แสดงรูปคลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตดพร้อมค่าความลาดเอียง ค่า อัตราส่วนความลาดเอียง (Fractional Tilt) หรือ P หาได้จากอัตราส่วนระหว่าง ช่วงเวลาพัลส์ (tp) กับช่วงเวลาเอียง(Tilt Time) หรือ tt สามารถเขียนเป็น สมการ ได้ดังนี้ นอกจากนั้นอัตราส่วนความลาดเอียง (P) สามารถหาได้ในอัตราส่วนของแรง ต้นผลต่างของแรงดันพัลส์ E1 - E2 กับแรงดัน E/2 เขียนเป็นสมการ ได้ดังนี้ เมื่อ P = อัตราส่วนความลาดเอียง tp = ช่วงเวลาเกิดพัลส์ หน่วย วินาที (S) tt = ช่วงเวลาเอียง หน่วย วินาที (S) E1 = ค่าแรงดันระดับสูงสุดของสัญญาณ หน่วย โวลต์(V) E2 = ค่าแรงดันที่ลดลงจากแรงดันสูงสุดของสญญาณที่เวลา tp หน่วย โวลต์ (V) E3 = ระดับแรงดันพัลส์เปลี่ยนแปลงสูงสุด หน่วย โวลต์ (V)

ตัวอย่างที่ 1.2 จากรูปที่ 1.15 เป็นรูปคลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตดประกอบด้วยค่า ต่างๆ แสดงดังรูปคลื่นมีความถี่ 10 kH2 จงหาค่าเปอร์เซ็นต์อัตราส่วนความ ลาดเอียง (P) และช่วงเวลาเอียง (t) รูปที่ 1.15 คลื่นดิฟเฟอเรนติเอเตดใช้ในตัวอย่างที่ 1.2

1.6 การแปลงรูปสัญญาณใช้ R, L ,C รูปคลื่นสัญญาณที่ป้อนเข้าเครือข่ายวงจรเชิงเส้น (Linear Network) ถ้า คลื่นสัญญาณที่ป๊อนเป็นคลื่นไชน์ สัญญาณที่ออกเอาต์พุดจะยังคงมีรูปร่าง คลื่นเป็นคลื่นไซน์เหมือนเดิม แต่ถ้ารูปคลื่นที่ป้อนเข้ามาไม่ใช่รูปคลื่นไขนั สัญญาณที่ออกเอาต์พุตจะมีรูปคลื่นแตกต่างไปจากรูปคลื่นป้อนเข้ามา อุปกรณ์ ที่ทำ หน้าที่ปรับแต่งรูปคลื่นเบื้องต้น ได้แก่ ตัวต้านทาน (R), ตัวเหนี่ยวนำ (L), และตัวเก็บประจุ (C)จัดวงจรร่วมกัน เช่น วงจร RC และวงจร RL เป็นต้น สัญญาณที่นิยมนำ มาใช้งานในระบบดิจิตอลมักจะเป็นสัญญาณสี่เหลี่ยม หรือสัญญาณพัลส์สัญญาณทั้งสองนี้เมื่อส่งเข้าเครือข่ายวงจรเชิงเส้น RLC มี ผลให้รูปสัญญาณส่งออกเอาตัพุตผิดเพี้ยนไปสัญญาณที่ได้ออกมาเป็นรูปคลื่น แบบอินติเกรเตด หรือรูปคลื่นแบบดิฟเฟอเรนติเอเตด สัญญาณและเครือข่าย วงจรเชิงเส้น แสดงดังรูปที่ 1.16 รูปที่ 1.16 สัญญาณสี่เหลี่ยมป้อนผ่านเครือข่ายวงจรเชิงเส้น RLC สัญญาณที่นิยมนำ มาใช้งานในระบบดิจิตอลมักจะเป็นสัญญาณสี่เหลี่ยม หรือสัญญาณพัลส์สัญญาณทั้งสองนี้เมื่อส่งเข้าเครือข่ายวงจรเชิงเส้น RLC มี ผลให้รูปสัญญาณส่งออกเอาตัพุตผิดเพี้ยนไปสัญญาณที่ได้ออกมาเป็นรูปคลื่น แบบอินติเกรเตด หรือรูปคลื่นแบบดิฟเฟอเรนติเอเตด สัญญาณและเครือข่าย วงจรเชิงเส้น แสดงดังรูปที่ 1.16

จากรูปที่ 1.16 แสดงสัญญาณสี่เหลี่ยมป้อนผ่านเครือข่ายวงจรเชิงเส้น RLC มีผลทำ ให้สัญญาณสี่เหลี่ยมเกิดความผิดเพี้ยนไปเป็นคลื่นอินติเกรตหรือ คลื่นดิฟเฟอเรนติเอตออกเอาต์พุต การเกิดผลเช่นนี้เกิดจากคุณสมบัติในการ ทำ งานของอุปกรณ์ RLC กับลักษณะของสัญญาณที่ป้อน นอกจากนั้นขนาดค่า ของอุปกรณ์ RLC ที่จัดไว้ในวงจรก็มีผลต่อลักษณะรูปร่างของสัญญาณ เอาต์พุตค่าของอุปกรณ์นี้มีผลทำ ให้เวลาคงที่ (Time Constant) ในการทำ งาน เปลี่ยนแปลงไป ค่าเวลาคงที่ของวงจร RC และวงจร RL หาได้ดังนี้ เมื่อ T (ทาว) = เวลาคงที่ หน่วย S R = ค่าความต้านทาน หน่วย Ω C = ค่าความจุ หน่วย F L = ค่าความถี่ หน่วย H ตัวอย่างที่ 1.3 วงจรเชิงเส้นวงจรหนึ่งประกอบด้วยตัวต้านทาน 20 kΩ อนุกรมกับตัวเก็บประจุ 0.47 นF จงหาค่าเวลาคงที่ จงหาค่าเวลาคงที่ วงจร RC ตัวอย่างที่ 1.4 วงจรไฟฟ้าวงจรหนึ่งประกอบด้วยตัวเหนี่ยวนำ 50 mH ต่อ อรุนกรมกับตััวต้าน 220 Ω จงหาค่าเวลาคงที่วงจร RL