96 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กกกกกก4.2 การใช้งาน SIGNAL GENERATOR ภาพที่ 4.23 ปุ่ม SIGNAL GENERATOR กกกกกกเครื่องก าเนิดความถี่ หรือเรียกว่า ซิกแนล เจนเนอร์เรเตอร์ (Signal Generators) คือเครื่องมือ ทางด้านอิเล็กทรอนิกส์ ที่ใช้ผลิตสัญญาณความถี่ไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ อย่างเช่น คลื่นรูปซายน์ (Sine wave) คลื่นจัตุรัส (Square Wave) คลื่นสามเหลี่ยม (Triangular wave) และพัลส์ (Pulse) เพื่อใช้ในการทดสอบ ปรับแต่งสัญญาณ และตรวจซ่อมวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กกกกกกในตัวอย่างนี้จะใช้สโคปตรวจจับสัญญาณ ที่จ่ายโดยชิกแนล เจนเนอร์เรเตอร์ โดยใช้สายสัญญาณ ต่อเข้า กับเครื่องมือวัด สโคป ในช่อง A แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ภาพที่ 4.24 ใช้สโคป จับสัญญาณที่ Signal Generators กกกกกกเมื่อสั่งให้เครื่องมือ ชิกแนล เจนเนอร์เรเตอร์ โปรแกรมก็จะแสดง VSM Signal Generator ขึ้นมา ซึ่งจะเห็นว่า มีปุ่มเครื่องมือต่าง ๆ มากมายอยู่ทางด้านซ้าย มีทั้งหมด 4 แชนแนล และมีรูปคลื่น แสดงอยู่ที่จอด้านซ้าย ซึ่งเปรียบได้กับเครื่องมือวัด สโคปตัวจริงตัวหนึ่ง ที่ถูกจ าลองขึ้นมานั่นเอง
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 97 ภาพที่ 4.25 แสดงผลหน้าต่าง VSM Signal Generator กกกกกก1 : ปุ่ม Centre ปรับจุดศูนย์รวมของสัญญาณ กกกกกก2 : ปุ่ม Range Frequency ใช้ปรับความถี่ให้กับสัญญาณ กกกกกก3 : ปุ่ม Level ใช้ปรับระดับทริกเกอร์ให้สัญญาณรูปคลื่น กกกกกก4 : ปุ่ม Range Amplitude ปรับความกว้างของสัญญาณรูปคลื่น กกกกกก5 : ปุ่ม Waveform ใช้เลือกสัญญาณรูปคลื่นแบบต่าง ๆ กกกกกก4.3 การใช้งานเครื่องมือวัด DC VOLTMETER ภาพที่ 4.26 ปุ่มเครื่องมือวัด DC VOLTMETER กกกกกกเครื่องมือ DC VOLTMETER เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง โดยจะอ่านค่าเป็น ตัวเลขแสดงผลที่หน้าจอ วิธีการต่อเพื่อวัดแรงดัน ให้ต่อคร่อมไปยังจุดที่ต้องการทราบ แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ภาพที่ 4.27 การใช้งานเครื่องมือ DC VOLTMETER
98 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กกกกกก4.4 การใช้งานเครื่องมือวัด AC VOLTMETER ภาพที่ 4.28 ปุ่มเครื่องมือวัด AC VOLTMETER กกกกกกเครื่องมือวัด AC VOLTMETER การท างานก็จะเหมือนกับ DC VOLTMETER คือ เครื่องมือที่ใช้ วัดแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ โดยจะอ่านค่าเป็นตัวเลขแสดงผลที่หน้าจอ วิธีการต่อเพื่อวัดแรงดัน ให้ต่อ คร่อมไปยังจุดที่ต้องการทราบ แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ภาพที่ 4.29 การใช้งานเครื่องมือ AC VOLTMETER กกกกกก4.5 การใช้งานเครื่องมือวัด DC AMMETER ภาพที่ 4.30 ปุ่มเครื่องมือวัด DC AMMETER กกกกกกเครื่องมือวัดกระแส DC AMMETER เป็นเครื่องมือที่ใช้วัดกระแสที่ไหลผ่านในวงจรตามจุดต่าง ๆ ได้ โดยจะอ่านค่าเป็นตัวเลขแสดงผล วิธีการต่อเพื่อวัดกระแส ให้ต่ออนุกรมกับวงจรยังจุดที่ต้องการทราบ แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 99 ภาพที่ 4.31 การใช้งานเครื่องมือ DC AMMETER กกกกกก4.6 การใช้งานเครื่องมือวัด AC AMMETER ภาพที่ 4.32 ปุ่มเครื่องมือวัด AC AMMETER กกกกกกเครื่องมือวัดกระแส AC AMMETER การท างานก็เหมือนกับ DC AMMETER เป็นเครื่องมือที่ใช้ วัดกระแสที่ไหลผ่านในวงจรตามจุดต่าง ๆ ได้ โดยจะอ่านค่าเป็นตัวเลขแสดงผล วิธีการต่อเพื่อวัดกระแส ให้ต่ออนุกรมกับวงจรยังจุดที่ต้องการทราบแล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ภาพที่ 4.33 การใช้งานเครื่องมือ AC AMMETER
100 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 5. การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น และวงจรแอนะลอก 5.1 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น กกกกกก ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น ซึ่งเป็นวงจร แอนะลอก โดยจะใช้วงจรที่สร้างไว้แล้วในบทที่ 3 เรื่อง การสร้างวงจรไฟฟ้ากระแสตรงเบื้องต้น ซึ่งจะ วิเคราะห์วงจรทางไฟฟ้ากระแสตรง โดยใช้เครื่องมือวัดทางไฟฟ้ากระแสตรงในการวิเคราะห์วงจร กกกกกก 5.1.1 การจ าลองการท างานวงจรอนุกรม จากบทที่ 3 ในหัวข้อ การสร้างวงจรอนุกรม ในตัวอย่างที่ 3.1 เมื่อค านวณหา ค่าพารามิเตอร์ในวงจรทั้งหมดแล้ว จากนั้นน าวงจรมาวาดในโปรแกรม Schematic Capture และก าหนด ค่าพารามิเตอร์ในวงจรตามที่ออกแบบไว้ จะได้ดังภาพที่ 4.34 ภาพที่ 4.34 วงจรอนุกรม จากตัวอย่างที่ 3.1 1. คลิกที่เมนู System > Set Animation Options ภาพที่ 4.35 การตั้งค่าแสดงผลการจ าลองการท างาน
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 101 2. คลิกเครื่องหมายถูกที่ช่อง Show Wire Voltage by Colour เพื่อให้สายสัญญาณ แสดง สีของแรงดันขึ้นมา โดยสีเข้มหมายถึงแรงดังสูง สีอ่อนหมายถึงแรงดันต่ า 3. คลิกเครื่องหมายถูกที่ช่อง Show Wire Current with Arrows เพื่อให้แสดงทิศทางการ ไหลของกระแสไฟฟ้าบนสายสัญญาณ 4. คลิกปุ่ม OK ภาพที่ 4.36 การตั้งค่าแสดงผลการจ าลองการท างานเพื่อให้แสดงทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า 5. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล 6. สังเกตที่สายสัญญาณ จะแสดงทิศทางการไหลของกระแส และสีของสายสัญญาณที่บอก ค่าสูง-ต่ า ของแรงดันไฟฟ้า ภาพที่ 4.37 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรอนุกรม ห
102 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 7. จากนั้นท าการวัดหาค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าที่ไหลผ่านในวงจร โดยคลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก DC VOLTMETER เพื่อใช้วัดหาค่าแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง 8. น าเครื่องมือวัด DC VOLTMETER ต่อคร่อมจุดที่ต้องการวัด ในที่นี้ต่อคร่อม R1, R2 และ R3 9. จากนั้น คลิกเลือกเครื่องมือวัด DC AMMETER ต่ออนุกรมกับจุดที่ต้องการวัด ในที่นี้ต่อ อนุกรม ที่ขาขั้วบวกของแบตเตอรี่ และขา R1 ตามล าดับ แสดงดังภาพที่ 4.38 แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ภาพที่ 4.38 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรอนุกรม โดยใช้ DC VOLTMETER และ DC AMMETER กกกกกก5.1.2 การจ าลองการท างานวงจรขนาน จากบทที่ 3 ในหัวข้อ การสร้างวงจรขนาน ในตัวอย่างที่ 3.2 เมื่อค านวณหาค่าพารามิเตอร์ ในวงจรทั้งหมดแล้ว จากนั้นน าวงจรมาวาดในโปรแกรม Schematic Capture และก าหนดค่าพารามิเตอร์ ในวงจรตามที่ออกแบบไว้ จะได้ดังภาพที่ 4.39 ภาพที่ 4.39 วงจรขนาน จากตัวอย่างที่ 3.2
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 103 1. ท าการวัดหาค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าที่ไหลผ่านในวงจร โดยคลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก CURRENTเพื่อใช้วัดกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายสัญญาณ 2. น ามาเชื่อมต่อตรงจุดที่ต้องการวัดตามที่ต้องการ 3. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ค่ากระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายสัญญาณก็จะแสดง ขึ้นมา ภาพที่ 4.40 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรขนาน โดยใช้ CURRENT 4. แล้วถ้าหากอยากจะหาค่าก าลังไฟฟ้าในวงจร โดยคลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก WATTMETER 5. น าเครื่องมือวัด WATTMETER ต่อคร่อมจุดที่ต้องการวัด และต่ออนุกรมกับจุดที่ต้องการ วัด ในที่นี้จะวัดค่าก าลังไฟฟ้าทั้งหมดในวงจร แสดงดังภาพที่ 4.41 6. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ค่าก าลังไฟฟ้าทั้งหมดในวงจรก็จะแสดงขึ้นมา ภาพที่ 4.41 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรขนาน โดยใช้ WATTMETER
104 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กกกกกก5.1.3 การจ าลองการท างานวงจรผสม จากบทที่ 3 ในหัวข้อ การสร้างวงจรผสม ในตัวอย่างที่ 3.3 เมื่อค านวณหาค่าพารามิเตอร์ ในวงจรทั้งหมดแล้ว จากนั้นน าวงจรมาวาดในโปรแกรม Schematic Capture และก าหนดค่าพารามิเตอร์ ในวงจรตามที่ออกแบบไว้ จะได้ดังภาพที่ 4.42 ภาพที่ 4.42 วงจรผสม จากตัวอย่างที่ 3.3 1. ท าการวัดหาค่ากระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้า ตามที่ต้องการ โดยใช้เครื่องมือวัดต่าง ๆ ดังข้อ 1.1 และ 1.2 ภาพที่ 4.43 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรผสม โดยใช้เครื่องมือวัด Virtual Instrument และ Probe Mode
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 105 5.2 การจ าลองการท างานวงจรแอนะลอก กกกกกก ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรแอนะลอก โดยจะใช้วงจรที่สร้างไว้แล้วในบท ที่ 3 เรื่อง การสร้างวงจร Power Supply และวงจรกรองความถี่แบบพาสซีฟ ซึ่งจะวิเคราะห์วงจรทาง ไฟฟ้ากระแสสลับ โดยใช้เครื่องมือ Graph Mode ในการแสดงผลการจ าลอง กกกกกก 5.2.1 การจ าลองการท างานวงจร Power Supply จ าก บ ท ที่ 3 ใน หั วข้ อ ก า ร ส ร้ างวงจ ร Power Supply เมื่ อ ค าน วณ ห า ค่าพารามิเตอร์ในวงจรทั้งหมดแล้ว จากนั้นน าวงจรมาวาดในโปรแกรม Schematic Capture และก าหนด ค่าพารามิเตอร์ในวงจรตามที่ออกแบบไว้ จะได้ดังภาพที่ 4.44 โดยใช้เครื่องมือ ANALOGUE ของ Graph Mode ในการวิเคราะห์วงจร Power Supply เครื่องมือ ANALOGUE เป็นการวิเคราะห์วงจรไฟฟ้าแบบ Transient คือ การวิเคราะห์เชิง เวลา (time-based analysis) เพื่อหาผลตอบสนองของวงจรตามจุดต่าง ๆ ที่ค่าแหล่งจ่ายไฟมีการ เปลี่ยนแปลงไปตามเวลาซึ่งรูปคลื่นที่ได้ก็จะน าไปเปรียบเทียบกับเวลา ภาพที่ 4.44 วงจร Power Supply 1. เรียกใช้ Probe Mode เพื่อวัดสัญญาณตามจุดต่าง ๆ คลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก VOLTAGE 2. น ามาเชื่อมต่อตรงจุดที่ต้องการวัด ในตัวอย่างนี้ เชื่อมต่อตรงจุดเอาต์พุต ที่ขา R1
106 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ภาพที่ 4.45 การเรียกใช้ Probe Mode เพื่อวัดสัญญาณตามจุดต่าง ๆ 3. จากนั้นคลิกที่ (Graph Mode) 4. คลิกที่ ANALOGUE จากนั้นน าวางในพื้นที่การท างาน ตามที่ต้องการ ภาพที่ 4.46 การเรียกใช้ Graph Mode 5. ในการแสดงผลรูปสัญญาณ โดยคลิกค้างที่ Probe ตรงเอาต์พุต จากนั้นลากน าไปวางไว้ ที่หน้าต่าง ANALOGUE ANALYSIS
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 107 ภาพที่ 4.47 การน า Probe ตรงเอาต์พุต ไปวางไว้ที่หน้าต่าง ANALOGUE ANALYSIS 6. จากนั้นดับเบิ้ลคลิกที่หน้าต่าง ANALOGUE ANALYSIS เพื่อก าหนดค่าการแสดงผล - Start time เป็นการก าหนดจุดเริ่มต้นของเวลาที่การวิเคราะห์สัญญาณ โดยในที่นี้จะ ก าหนดให้มีค่าเท่ากับ 0ms ซึ่งเป็นค่ามมาตรฐานที่ใช้กัน - Stop time เป็นการก าหนดจุดสุดท้ายของเวลาที่จะท าการวิเคราะห์สัญญาณ โดยใน ที่นี้จะก าหนดให้มีค่าเท่ากับ 100ms ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับความเหมาะสมนการใช้งาน 7. จากนั้นคลิก OK ภาพที่ 4.48 การก าหนดค่าการแสดงผลกราฟของ ANALOGUE ANALYSIS 8. จากนั้นให้กด spacebar ที่คีย์บอร์ด หรือคลิกขวาที่หน้าต่าง ANALOGUE ANALYSIS และเลือกไปที่ Simulate Graph เพื่อท าการแสดงผลของสัญญาณ
108 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ภาพที่ 4.49 การแสดงผลของสัญญาณ วงจร Power Supply กกกกกก 5.2.2 การจ าลองการท างานวงจรกรองความถี่แบบพาสซีฟ ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรกรองความถี่แบบพาสซีฟ โดยใช้ เครื่องมือ AC SWEEP ของ Graph Mode ในการวิเคราะห์วงจรกรองความถี่แบบพาสซีฟ AC SWEEP คือ การกวาดค่าแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งการวิเคราะห์แบบนี้จะเป็นการ วิเคราะห์ถึงผลที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงทางเฟส และทางความถี่ กกกกกก 1. การจ าลองการท างานวงจรกรองความถี่ต่ าผ่าน (Low - pass Frequency Filter Circuits : LPF) วงจรกรองความถี่ต่ าผ่าน เป็นวงจรที่ยอมให้สัญญาณที่มีความถี่ต่ ากว่าที่ก าหนดไว้ ผ่านไปจากอินพุตไปถึงเอาต์พุต ในขณะเดียวกันจะกั้นสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าที่ได้ก าหนดไม่ให้ออกไป ด้วย ภาพที่ 4.50 แสดงกราฟการตอบสนองทางปฏิบัติวงจรกรองความถี่ต่ าผ่าน จากภาพที่ 4.50 แสดงกราฟการตอบสนองทางปฏิบัติวงจรกรองความถี่ต่ าผ่าน ขอบเขตของความถี่ที่ผ่าน ถึงความถี่ที่ก าหนดไว้ ช่วงหรือย่านความถี่ที่ผ่าน เรานิยมเรียกว่า “แถบผ่าน (Pass band)” ของวงจรกรองนั่นเอง เมื่อพิจารณาต าแหน่งที่อยู่สูงกว่าจุดสุดท้ายของแถบผ่าน คือที่
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 109 ความถี่วิกฤต (Critical - Frequency : fC) หรือเรียกว่า ความถี่ตัด (Cutoff Frequency) จากภาพจะเห็น ได้ว่า ความถี่ตัด คือความถี่ที่ต าแหน่งของแรงดันปรากฏที่เอาต์พุตมีค่าเท่ากับ 70.7% ของแรงดันสูงสุด ความถี่ของวงจรกรอง หรือ -3dB Frequency ในตัวอย่างนี้ จะใช้วงจรกรองความถี่ต่ าผ่านแบบอาร์ซี แสดงในภาพที่ 4.51 สังเกตเห็นได้ว่า เอาต์พุตของวงจรได้จากแรงดันที่ตกคร่อมตัวเก็บประจุ ภาพที่ 4.50 วงจรกรองความถี่ต่ าผ่านแบบอาร์ซี - สมการความถี่ตัด (fc) จะได้ C 1 f = 2πRC - สมการแรงดันทางเอาต์พุตที่ความถี่ตัด จะได้ out in u = 0.707 × u - อัตราส่วนแรงดันทางเอาต์พุตกับอินพุตที่ความถี่ตัดนี้ สามารถอธิบายโดยใช้หน่วยเป็น Decibel ดังนี้ out in u = 0.707 × u out in u = 0.707 u out in u 20 log 20 log 0.707 -3dB u ตัวอย่างที่ 4.1 จากภาพที่ 4.50 จงหาออกแบบวงจรกรองความถี่ต่ าผ่านแบบอาร์ซี โดยต้องการความถี่ตัด เท่ากับ 100kHz เมื่อก าหนดให้ R = 10kΩ
110 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ วิธีท า จากสมการ C 1 f = 2πRC จะได้ C 1 C = 2πRf จะได้ 1 = 2π 10k 100kHz C จะได้ C = 159.154 pF ในตัวอย่างที่ 4.1 เมื่อค านวณหาค่าพารามิเตอร์ในวงจรทั้งหมดแล้ว จากนั้นน าวงจร มาวาดในโปรแกรม Schematic Capture และก าหนดค่าพารามิเตอร์ในวงจรตามที่ออกแบบไว้ จะได้ดัง ภาพที่ 4.51 ภาพที่ 4.51 วงจรกรองความถี่ต่ าผ่านแบบอาร์ซีโดยใช้โปรแกรม Proteus วาดวงจร 1. เรียกใช้ Generator Mode เพื่อป้อนแหล่งจ่ายไฟให้วงจร คลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก SINE 2. น ามาเชื่อมต่อตรงจุดที่ต้องการ ในตัวอย่างนี้ เชื่อมต่อตรงจุดอินพุต ที่จุด Uin
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 111 ภาพที่ 4.52 การป้อนแหล่งจ่ายไฟให้วงจร โดยใช้ SINE 3. เรียกใช้ Probe Mode เพื่อวัดสัญญาณตามจุดต่าง ๆ คลิกที่ปุ่ม และ คลิกเลือก VOLTAGE 4. น ามาเชื่อมต่อตรงจุดที่ต้องการวัด ในตัวอย่างนี้ เชื่อมต่อตรงจุดเอาต์พุต ที่ขา Uout ภาพที่ 4.53 การเรียกใช้ Probe Mode เพื่อวัดสัญญาณตามจุดต่าง ๆ 5. จากนั้นคลิกที่ (Graph Mode) 6. คลิกที่ AC SWEEP จากนั้นน าวางในพื้นที่การท างาน ตามที่ต้องการ
112 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ภาพที่ 4.54 การเรียกใช้ AC SWEEP ของ Graph Mode 7. ในการแสดงผลรูปสัญญาณ โดยคลิกค้างที่ Probe ตรงเอาต์พุต จากนั้นลากน าไป วางไว้ที่หน้าต่าง AC SWEEP ANALYSIS ภาพที่ 4.55 การน า Probe ตรงเอาต์พุต ไปวางไว้ที่หน้าต่าง AC SWEEP ANALYSIS 8. จากนั้นดับเบิ้ลคลิกที่หน้าต่าง AC SWEEP ANALYSIS เพื่อก าหนดค่าการ แสดงผล - Reference ก าหนดชื่อให้กับแหล่งจ่าย (Uin) - Start frequency คือการก าหนดความถี่เริ่มต้นของการวิเคราะห์วงจร (โดย ได้ก าหนดให้เริ่มต้นที่ความถี่ 1Hz) - Stop frequency คือการก าหนดความถี่สุดท้ายของการวิเคราะห์วงจร (โดย ได้ก าหนดให้เริ่มต้นที่ความถี่ 100MHz)
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 113 - Interval เป็นการก าหนดรูปแบบของกราฟผลตอบสนองความถี่ ว่าให้เป็น รูปแบบใด โดยแบ่งออกได้คือ DECADES เป็นการก าหนดรูปแบบของกราฟที่มีการเพิ่มความถี่ทีละ 10 เท่า คือ 1-10-100…. OCTAVES เป็นการก าหนดรูปแบบของกราฟที่มีการเพิ่มความถี่ทีละ 2 เท่า คือ 1-2-4-8.... LINEAR เป็นการก าหนดรูปแบบของกราฟแบบเชิงเส้น คือ เพิ่มความถี่ขึ้นทีละ เท่าๆ กัน คือ 1-2-3-4... - No. Steps/Interval เป็นการก าหนดจุดที่จะค านวณในช่วงหนึ่งช่วง โดยได้ใช้ ค่าเท่ากับ 101 ซึ่งเป็นค่ามาตรฐานที่ส่วนใหญ่จะใช้กัน 9. จากนั้นคลิก OK บันทึกค่าที่ก าหนด ภาพที่ 4.56 การก าหนดค่าการแสดงผลกราฟของ AC SWEEP ANALYSIS 10. จากนั้นให้กด spacebar ที่คีย์บอร์ด หรือคลิกขวาที่หน้าต่าง AC SWEEP ANALYSIS และเลือกไปที่ Simulate Graph เพื่อท าการแสดงผลของสัญญาณ ภาพที่ 4.57 แสดงกราฟการตอบสนองความถี่ วงจรกรองความถี่ต่ าผ่านแบบอาร์ซี
114 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กกกกกก 2. การจ าลองการท างานวงจรกรองความถี่สูงผ่าน (High - pass Frequency Filter Circuits : HPF) ฃ ;วงจรกรองความถี่สูงผ่าน จะอนุญาตให้สัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าที่ได้ก าหนดไว้ผ่านไป จากอินพุตไปถึงเอาต์พุต ในขณะเดียวกันจะกั้นสัญญาณที่มีความถี่ต่ ากว่าที่ได้ก าหนดไว้ไม่ไห้ออกไปด้วย ภาพที่ 4.58 แสดงกราฟการตอบสนองทางปฏิบัติวงจรกรองความถี่สูงผ่าน ฃ ; จากภาพที่ 4.58 แสดงกราฟการตอบสนองทางปฏิบัติวงจรกรองความถี่สูงผ่าน ขอบเขตของความถี่ที่สามารถผ่านได้จรถึงความถี่ที่ก าหนดไว้โดยวงจรกรองความถี่สูงผ่านเรานิยมเรียกว่า “แถบผ่าน” ของวงจรกรองเมื่อพิจารณาต าแหน่งต่ ากว่า จุดสุดท้ายของแถบผ่าน คือที่ความถี่ตัด ซึ่ง เหมือนกับวงจรกรองความถี่ต่ าผ่าน เราก็จะได้เอาต์พุตมีค่า 70.7% ของอินพุต ฃ ; ในตัวอย่างนี้ จะใช้วงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบอาร์ซี แสดงในภาพที่ 4.59 สังเกตเห็นได้ว่า เอาต์พุต ของวงจรได้จากแรงดันที่ตกคร่อมตัวต้านทาน ภาพที่ 4.59 วงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบอาร์ซี ตัวอย่างที่4.2 จากภาพที่ 4.59 จงหาออกแบบวงจรกรองความถี่สูงผ่านแบบอาร์ซี โดยต้องการความถี่ตัด เท่ากับ 500Hz เมื่อก าหนดให้ R = 10kΩ วิธีท า จากสมการ C 1 f = 2πRC
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 115 จะได้ C 1 C = 2πRf จะได้ 1 = 2π 10k 500Hz C จะได้ C = 31.83 nF 5.3 การจ าลองการท างานวงจรอิเล็กทรอนิกส์เบื้องต้น กกกกกกกกก 5.3.1 การจ าลองการท างานวงจรไฟกระพริบ ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรไฟกระพริบ ซึ่งเป็นวงจรแอนะลอก โดยจะใช้วงจรที่สร้างไว้แล้วในบทที่ 3 เรื่อง การสร้างวงจรไฟกระพริบ ภาพที่ 4.59 วงจรไฟกระพริบ 1. คลิกที่เมนู System > Set Animation Options ภาพที่ 4.60 การตั้งค่าแสดงผลการจ าลองการท างาน
116 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 2. คลิกเครื่องหมายถูกที่ช่อง Show Wire Voltage by Colour เพื่อให้สายสัญญาณ แสดง สีของแรงดันขึ้นมา โดยสีเข้มหมายถึงแรงดังสูง สีอ่อนหมายถึงแรงดันต่ า 3. คลิกเครื่องหมายถูกที่ช่อง Show Wire Current with Arrows เพื่อให้แสดงทิศทางการ ไหลของกระแสไฟฟ้าบนสายสัญญาณ 4. คลิกปุ่ม OK ภาพที่ 4.61 การตั้งค่าแสดงผลการจ าลองการท างานเพื่อให้แสดงทิศทางการไหลของกระแสไฟฟ้า 5. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล 6. LED ก็จะติดสว่าง พร้อมทิศทางการไหลของกระแส และสีของสายสัญญาณที่บอกค่าสูงต่ า ของแรงดันไฟฟ้า ภาพที่ 4.62 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรไฟกระพริบ 7. คลิกที่ปุ่ม (VOLTAGE) เพื่อวัดแรงดันที่สายสัญญาณ
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 117 8. น ามาเชื่อมตรงจุดที่ต้องการวัดตามต้องการ 9. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผล ค่าแรงดันก็จะขึ้นมา ภาพที่ 4.63 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรไฟกระพริบ โดยใช้ Probe Mode วัดแรงดันที่ สายสัญญาณ กกกกกก5.3.2 การจ าลองการท างานวงจรหรี่ไฟ 500 W ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรหรี่ไฟ 500 W ซึ่งเป็นวงจรแอนะลอก โดย จะใช้วงจรที่สร้างไว้แล้วในบทที่ 3 เรื่อง การสร้างวงจรหรี่ไฟ 500 W ภาพที่ 4.64 วงจรหรี่ไฟ 500 W 1. คลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก OSCILLOSCOPE เพื่อใช้เครื่องมือวัดสโคป 2. สโคปช่อง A ต่อกับ VSINE และช่อง B ต่อกับขา MT2 ของไตรแอก BTA06-600B
118 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 3. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผลการท างาน ภาพที่ 4.65 การเชื่อมต่อ OSCILLOSCOPE ตามจุดต่าง ๆ 4. โปรแกรมก็จะแสดงรูปคลื่น หากปรับค่าตัวต้านทานปรับค่าได้ และสังเกตหลอดไฟจะมี การเปลี่ยนแปลง ภาพที่ 4.66 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรหรี่ไฟ 500 W กกกกกก5.3.3 การจ าลองการท างานวงจรนับ 0-9 ด้วยไอซีดิจิตอล ในตัวอย่างนี้ จะท าการจ าลองการท างานวงจรนับ 0-9 ด้วยไอซีดิจิตอล โดยจะใช้วงจรที่ สร้างไว้แล้วในบทที่ 3 เรื่อง การสร้างวงจรนับ 0-9 ด้วยไอซีดิจิตอล
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 119 ภาพที่ 4.67 วงจรนับ 0-9 ด้วยไอซีดิจิตอล 1. คลิกที่ปุ่ม และคลิกเลือก OSCILLOSCOPE เพื่อใช้เครื่องมือวัดสโคป 2. ให้ต่อสโคปช่อง A ต่อกับขา 3 ของ U3, ช่อง B ต่อขา 13 ของ U2, ช่อง C ต่อขา 12 ของ U2 และช่อง D ต่อกับขา 11 ของ U2 3. แล้วคลิกที่ปุ่ม เพื่อให้แสดงผลการท างาน ภาพที่ 4.68 การเชื่อมต่อ OSCILLOSCOPE ตามจุดต่าง ๆ 4. โปรแกรมก็จะแสดงรูปคลื่นขึ้นมาตามต้องการ และตัวเลขก็จะนับ 0-9
120 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ภาพที่ 4.69 แสดงผลการจ าลองการท างานวงจรนับ 0-9 ด้วยไอซีดิจิตอล โดยวัดรูปคลื่นจากสโคป
การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 121 แบบฝึกหัดท้ายบทที่ 4 ค าสั่ง ท าเครื่องหมายวงกลมล้อมรอบข้อค าตอบที่ถูกที่สุดเพียงข้อเดียว 1. แหล่งจ่ายสัญญาณเสียง AUDIO อยู่ในปุ่มเครื่องมือ ข้อใด ก. Virtual Instrument ข. Generator ค. Simulator Primitives ง. Probe 2. แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ VSINE อยู่ในปุ่มเครื่องมือ ข้อใด ก. Virtual Instrument ข. Generator ค. Simulator Primitives ง. Probe 3. OSCILOSCOPE อยู่ในปุ่มเครื่องมือ ข้อใด ก. Virtual Instrument ข. Generator ค. Simulator Primitives ง. Probe 4. SIGNAL GENERATOR อยู่ในปุ่มเครื่องมือ ข้อใด ก. Virtual Instrument ข. Generator ค. Simulator Primitives ง. Probe จากรูป ใช้ท าในข้อ 5 5. จากรูป คือเครื่องมือในข้อใด ก. VA METER ข. UV METER ค. WATT METER ง. MULTI METER 6. จาก Digital Oscilloscope ปุ่มค าสั่งข้อใด สามารถใช้วัดแรงดันกับคาบเวลาของรูปคลื่นได้ ก. Position ข. Auto ค. Oscilloscope Meter ง. Cursors 7. ข้อใดคือคุณสมบัติของ Digital Oscilloscope ก. ไม่สามารถวัดไฟฟ้ากระแสตรงได้ ข. ไม่สามารถวัดไฟฟ้ากระแสสลับได้ ค. สามารถวัดไฟฟ้ากระแสสลับได้ ง. สามารถวัดไฟฟ้ากระแสสลับ และกระแสตรงได้ 8. จาก Signal Generators ปุ่มค าสั่งข้อใด สามารถเลือกสัญญาณรูปคลื่นแบบต่าง ๆ ก. Range Waveform ข. Waveform ค. Selector Waveform ง. Cursors
122 การจ าลองการท างานวงจรไฟฟ้า และวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ค าสั่ง จงตอบค าถามต่อไปนี้ 9. จงบอกวิธีการต่อเครื่องมือ DC VOLTMETER เพื่อวัดแรงดันไฟฟ้า ………………………………………………… 10. จงบอกวิธีการต่อเครื่องมือ AC AMMETER เพื่อวัดกระแสไฟฟ้า ..........................................................