Advertisement

ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
ป้ายโฆษณา
1Hz-20MHz Square Wave Generator
โครงงาน - ฉบับที่ 41 March 2014
เขียนโดย ณัฏฐพล วงศ์สุนทรชัย   

square-waveบอร์ดกำเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยมสำหรับการทดลองวงจรดิจิตอล

 

เครื่องมือสำคัญสำหรับนักทดลองวงจรดิจิตอลที่สร้างได้ง่ายๆ ด้วยอุปกรณ์พื้นฐาน ให้สัญญาณรูปสี่เหลี่ยมช่วงความถี่กว้างมาก ตั้งแต่ความถี่ต่ำ 1Hz ไปจนถึงความถี่สูงถึง 20MHz

 

แหล่งกำเนิดสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมเป็นเครื่องมือที่นักทดลองวงจรดิจิตอลทั้งมือเก่าและมือใหม่ควรมีไว้ใช้งาน เนื่องจากวงจรลอจิกส่วนใหญ่อาศัยคลื่นรูปสี่เหลี่ยมในการทำงานกันแทบทั้งนั้น สำหรับนักเล่นไมโครฯ ก็มีประโยชน์เช่นกัน เนื่องจากสามารถใช้เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณให้กับการทดลองการทำงานเฉพาะบางอย่างได้ เช่น ทดสอบการทำงานของโมดูลตรวจจับรูปสัญญาณหรือ Capture, ทดสอบการวัดคาบเวลาและความถี่ เป็นต้น

 

เมื่อ TPE นำมาเสนอทั้งทีย่อมต้องไม่ธรรมดา บอร์ดกำเนิดสัญญาณที่แนะนำให้สร้างกันนี้ ให้สัญญาณที่มคาวมถี่ในย่านกว้างมากๆ ไม่ใช่แค่ไม่กี่กิโลเฮิรตช์ โครงงานบอร์ดกำเนิดสัญญาณรูปสี่เหลี่ยมที่ช่วยให้สร้างนี้ให้ความถี่สูงสุดถึง 20MHz โดยความถี่ต่ำสุดที่กำเนิดได้คือ 1Hz ดังนั้นจึงนำบอร์ดกำเนิดสัญญาณไปทดลองได้ตั้งแต่เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณนาฬิกาพื้นฐาน ใช้เป็นฐานเวลาสำหรับทดลองวงจรนาฬิกา หรือใช้เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณแก่ไมโครคอนโทรลเลอร์ก็ยังไหว มาดูวงจรและลงมือสร้างกัน

 

คุณสมบัติทางเทคนิคที่สำคัญ

• สัญญาณเอาต์พุตเป็นรูปสี่เหลี่ยม ที่มีดิวตี้ไซเกิล 50%

 

 ย่านความถี่ 1Hz ถึง 20MHz แยกเป็น 7 เอาต์พุต

 

 มีหลายเอาต์พุตเลือกความถี่ที่ต้องการได้ ทำให้ใช้งานสัญญาณได้หลายๆ ความถี่พร้อมกัน

 

 ใช้โมดูลออสซิลเลเตอร์เป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณหลัก ทำให้มีความเที่ยงตรงสูง

 

 ใช้ไฟเลี้ยงย่านกว้าง +9 ถึง +12V มีวงจรควบคุมไฟเลี้ยงคงที่ที่ +5V ต้องการกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า 100mA

 

 ใช้อุปกรณ์พื้นฐาน ไม่ต้องเขียนโปรแกรม

 

วงจรสุดพื้นฐานที่มีประสิทธิภาพ

วงจรของบอร์ดกำเนิดสัญญาณสี่เหลี่ยมสำหรับการทดลองวงจรดิจิตอลแสดงในรูปที่ 1 อาจเห็นว่า มีไอซีอยู่หลายตัว ทั้งนี้เนื่องจากต้องการให้มีเอาต์พุตของสัญญาณออกมาหลายๆ ความถี่ แต่การทำงานไม่ซับซ้อน เรามาเริ่มกันที่ IC9 ก่อน IC9 นี้เป็นไอซีเรกูเลเตอร์ทำหน้าที่ควบคุมไฟเลี้ยงวงจรให้คงที่ที่ +5V โดยรับแรงดันไฟตรงมาจากแจ็กอะแดปเตอร์ผ่านไดโอดเรียงกระแส D1 ถึง D4 เพื่อจัดขั้วแรงดันใหม่ ทำให้ใช้งานกับอะแดปเตอร์ที่มีการจัดขั้วแบบใดก็ได้ แรงดันเข้าสู่ขาอินพุตของ IC9 เพื่อลดแรงดันจาก +9 ถึง +12V ให้เป็นไฟเลี้ยงคงที่ที่ +5V เพื่อจ่ายไปยังส่วนต่างๆ ของวงจร

 

การกำเนิดความถี่จะเริ่มขึ้นที่โมดูลออสซิเลเตอร์ OSC1 ความถี่ 20MHz ความถี่ (F1) นี้จะถูกส่งออกมาจากขา 8 ของ OSC1 จากนั้นความถี่นี้จะถูกส่งต่อให้กับคอนเน็กเตอร์ K2 ในตำแหน่ง 20M เพื่อนำไปใช้งานได้ทันที และสัญญาณความถี่ 20MHz นี้ยังส่งไปยังขา 14 ของ IC1 เบอร์ 74LS90 ด้วย โดย IC1 มีฟลิบฟลอปอยู่ภายใน 4 ตัวด้วยกัน นำมาต่อเป็นวงจรนับหรือหารได้หลายๆ แบบ ในที่นี้เลือกให้ IC1 ทำหน้าที่เป็นวงจรหารสองหนึ่งชุดและหารสี่อีกหนึ่งชุด สัญญาณนาฬิกา F1 ที่ป้อนเข้าที่ขา14 ซึ่งเป็นอินพุตA นั้นจะถูกหารสองด้วยฟลิปฟลอปภายในได้สัญญาณ F2 ค่า 10MHz ส่งออกมาทางขา 12 (QA) แล้วส่งไปยังคอนเน็กเตอร์ K2 ตำแหน่ง 10M

 

สัญญาณอีกส่วนของ F2 จะถูกส่งไปยังอินพุต B ของ IC1 ซึ่งต่อเป็นวงจรหารสองอีกชุดหนึ่ง ดังนั้นสัญญาณเอาต์พุตที่ขา QB ซึ่งก็คือ สัญญาณ F3 จึงถูกหารสี่จากสัญญาณ F1 ทำให้สัญญาณ F3 ที่ขา QB มีค่าความถี่ 5MHz จากนั้นสัญญาณนี้จะถูกส่งไปยังจุดต่อเอาต์พุตที่คอนเน็กเตอร์ K2 ต่อไป

 

สัญญาณ F2 จากขา QA ของ IC1 ก็จะถูกส่งต่อไปให้กับขาอินพุต B ของ IC2 ด้วย โดยที่ IC2 นี้จะถูกต่อเป็นวงจรหารสิบ ดังนั้นสัญญาณ F2 ที่มีความถี่ 10MHz จะถูกหารให้เหลือ 1MHz แล้วส่งออกมาทางขา QA ของ IC2 นี้ กลายเป็นสัญญาณ F4 จากนั้นส่งไปยังคอนเน็กเตอร์ที่ตำแหน่ง1M ต่อไป

 

สัญญาณส่วนหนึ่งของ F4 ค่า 10MHz นี้ จะถูกส่งไปเป็นสัญญาณอินพุตให้กับไอซีภาคถัดไปตั้งแต่IC3 ถึง IC8 ไล่กันไป โดยไอซีทั้งหกตัวที่เหลือจะต่อวงจรเหมือนกันหมด นั่นคือ ต่อเป็นวงจรหารสิบ ทำให้สัญญาณที่ได้จากเอาต์พุต QA ของ IC3 ถึง IC8 เป็น 100kHz, 10kHz, 1kHz, 100Hz,10Hz และ 1Hz ตามลำดับ สัญญาณเอาต์พุตทั้งหมดจะได้รับการส่งต่อไปยังคอนเน็กเตอร์ K2 เพื่อนำไปใช้งานต่อไป

 


ติดตามต่อใน The Prototype Electronics ฉบับที่ 41 หรือสมัครสมาชิกราย 12 ฉบับ ในราคา 800 บาท พร้อมรับส่วนลด 15% เมื่อซื้อสินค้าจากwww.inex.co.th

สั่งซื้อออนไลน์  สมัครสมาชิก


 
 
JOOMLA TEMPLATES Joomla Templates By JoomlaBear