วันพฤหัสบดีที่ 3 ธันวาคม พ.ศ. 2558

Mini project วงจรขยายเเรงดัน

รายชื่อสมาชิก

1 นาย ปรมัตถ์  นุ่มฟัก  5730304510
2 นาย พิริยะ  สาราเอก 5730304609

วัตถุประสงค์

1)เพื่อขยายแรงดันของวงจร 3 V ให้เป็น 220 V โดยใช้ออปแอมป์

2)เพื่อทดสอบการทำงานของโปรแกรม PSIM



ทฤษฏีบทที่เกี่ยวข้อง

ความรู้พื้นฐานเกี่ยวกับออปเเอมป์




รูปที่ 1 แสดงการท ำงานของออปแอมป

ออปแอมป์มีสัญลักษณ์และสัญญาณเข้าออก ตามที่แสดงในรูปที่  1 ความสัมพันธ์ของสัญญาณเข้าและออกแสดงด้วยสูตรง่าย ๆ คือ



 Av เป็นอัตราการของออปเเอมป์


ออปแอมป์ ในอุดมคติ


คุณสมบัติที่พิเศษสุดของออปแอมป์  เมื่อเป็นออปแอมป์ในอุดมคติจะมีคุณสมบัติตามเงื่อนไขดังนี้
1. อัตราการขยายแรงดัน สูงมากจนเป็นอนันต์
2. ความต้านทานทางอินพุต สูงมากจนเป็นอนันต์
 3. ความต้านทานทางเอาท์พุท ต่ ามากจนเป็นศูนย์
 4. แรงดันออฟเซททางอินพุทเป็นศูนย์
 5. กระแสออฟเซททางอินพุทเป็นศูนย์
6. ลักษณะสมบัติเชิงความถี่ ขยายได้ดีตั้งแต่ไฟตรง จนความถี่สูงมากเป็นอนันต์
แต่ในความเป็นจริงแล้วออปแอมป์ก็ไม่ได้มีคุณสมบัติอย่างในอุดมคติเลยทีเดียว แต่อย่างไรก็ตาม เพื่อ ความสะดวกในการทำความเข้าใจ สำหรับผู้เริ่มต้น ในช่วงแรกให้ถือว่าออปแอมป์ที่ใช้ศึกษากันต่อไปนี้มี คุณสมบัติใกล้เคียงกับอุดมคติมากการใช้ออปแอมป์ที่เป็นอุดมคติในการออกแบบวงจรนั้น เป็นวิธีการที่นิยมใช้กันมาก หลังจาก ออกแบบเสร็จแล้ว จึงค่อยมาพิจารณาเงื่อนไข หรือคุณสมบัติต่าง ๆ ที่ไม่เป็นอุดมคติแล้วค่อยแก้ไขและ ปรับปรุงวงจรให้ดีขึ้นอีกทีหนึ่ง

อัตราการขยายเเรงดัน


อัตราการขยาย Go ของวงจรออปแอมป์ ซึ่งต่อเป็นวงจรขยายแบบไม่กลับขั้ว จะมีสูตรทั่วไปคือ


Ex  อัตราการขยายของออปเเอมป์ในอุดมคติ



เราป้อม 10V Ac เข้าไปชึ่งจะเห็นว่า Vout ที่ออกมาเป็น 50V ซึ่งเท่ากับ 5เท่าพอดี



 แต่ในความเป็นจริงอัตราการขยายจะเป็น




 ซึ่งถ้าอัตราการขยายแรงดัน Av ของออปแอมป์มีขนาดสูงมาก ๆ แล้วเทอม (R1 +R2) /Av จะมีขนาดเล็กมาก จนเป็นศูนย์ไป จึงทำให้สูตรเหลือแต่


วงจรขยายเเรงดันโดยใช้ออปเเอมป์ในอุดมคติ




รูปภาพ วงจรขยายเเรงดันโดยป้อน input 3V DC ขยายเป็น 220V DC







รูปภาพ วงจรขยายเเรงดันโดยป้อน input 3V AC ขยายเป็น 220V AC



รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรDCของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวเเรกซึ้งมีอัตราการขยาย 7เท่า



รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรACของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวเเรกซึ้งมีอัตราการขยาย 7เท่า

รูปภาพเเสดงการคำนวณของออปเเอมในอุดมคติตัวเเรก



รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรDCของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สองซึ้งมีอัตราการขยาย 5เท่า





รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรACของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สองซึ้งมีอัตราการขยาย5เท่า

รูปภาพเเสดงการคำนวณของออปเเอมในอุดมคติตัวที่2


    

รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรDCของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สามซึ้งมีอัตราการขยาย 3เท่า



รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรACของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สามซึ้งมีอัตราการขยาย 3เท่า

รูปภาพเเสดงการคำนวณของออปเเอมในอุดมคติตัวที่3


รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรDCของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สี่ซึ้งมีอัตราการขยาย6เท่า





รูปภาพเเสดงการขยายเเรงดันวงจรDCของออปเเอมป์ในอุดมคติตัวที่สี่ซึ้งมีอัตราการขยาย6เท่า

รูปภาพเเสดงการคำนวณของออปเเอมในอุดมคติตัวที่4




รูปภาพเเสดงVrms



รูปภาพเเสดงVout ที่วัดค่าได้มากที่สุด 220v


วิจารณ์และสรุปผล

วงจรนี้ทำขึ้นเพื่อขยายแรงดันจาก 3V  ให้เป็น 220V โดยใช้ออปแอมป์ในอุดมคติเป็นตัวขยายแรงดันซึ่งมี ตัวต้านทานเป็นส่วนประกอบหลักในการขยายแรงดัน โดยอัตราการขยายแรงดัน G=(R_1+R_2)/R_1   จากวงจรขยายแรงดัน 3Vเป็น 220 V ประกอบด้วยออปแอมป์ 4 ตัว ตัวแรกมีอัตราการขยายเท่ากับ 7 เท่า ตัวที่สองมีอัตราการขยายเท่ากับ 5 เท่า ตัวที่สามมีอัตราการขยายเท่ากับ 3.5 เท่า ตัวสุดท้ายมีอัตราการขยายเท่ากับ 6 เท่า  เมื่อเราป้อนแหล่งจ่าย 3 V เข้าไปในวงจรจะได้ แรงดันด้าน Vout เป็น 220 V 




ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น