วงจรกำเนิดสัญญาณรูปคลื่นซายน์ที่เป็นอิสระจากอุณหภูมิ โดยใช้หลักการแปลงแรงดันเป็นกระแสที่ใช้ DO-CCTA

Abstract

บทคัดย่อ

บทความนี้นำเสนอวงจรกำเนิดสัญญาณรูปคลื่นซายน์ที่เป็นอิสระจากอุณหภูมิโดยใช้หลักการแปลงแรงดันเป็นกระแสที่ใช้อุปกรณ์ DO-CCTA เป็นอุปกรณ์แอคทีฟหลัก จำนวน 3 ตัว ต่อร่วมกับอุปกรณ์พาสซีฟที่ต่อลงกราวนด์อีก 6 ตัว ลักษณะเด่นของวงจรที่นำเสนอคือ สามารถควบคุมค่าความถี่และเงื่อนไขของการกำเนิดสัญญาณได้ด้วยวิธีทางอิเล็กทรอนิกส์อย่างเป็นอิสระจากกันและไม่มีผลกระทบมาจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิภายนอก ทำให้วงจรที่ได้รับการสังเคราะห์ขึ้นมานี้ มีความสะดวกและง่ายต่อทั้งในการนำไปต่อใช้งานหรือมีความเหมาะสมในการนำไปพัฒนาเป็นวงจรรวมและประยุกต์ใช้กับระบบควบคุมแบบอัตโนมัติ หรือควบคุมผ่านไมโครคอนโทรลเลอร์ โปรเซสเซอร์ได้ผลการทดสอบการทำงานด้วยโปรแกรม PSpice โดยกำหนดให้วงจรทำงานที่แรงดันไฟเลี้ยง ±1.5 V พบว่าวงจรสามารถให้กำเนิดสัญญาณรูปคลื่นซายน์แบบ 2 เอาต์พุต ที่มีเฟสต่างกัน 90 องศา โดยมีค่าความผิดเพี้ยนรวมทางฮาร์มอนิกส์ (THD) ของสัญญาณเอาต์พุต Io1 และ Io2 เท่ากับ 5.39% และ 3.59% ตามลำดับ ที่ความถี่ในการกำเนิดสัญญาณเท่ากับ 119 kHz ค่าความถี่ของวงจรมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเพียง 0.106%/°C โดยที่ขนาดของสัญญาณเอาต์พุต 1 และ 2 ของวงจร จะมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่ 16.558%/°C และ 25.168%/°C ตามลำดับซึ่งได้ผลสอดคล้องตามทฤษฎีที่คาดไว้ โดยมีอัตราการดึงกำลังไฟฟ้าที่ 11.4 mW

คำสำคัญ: วงจรกำเนิดสัญญาณรูปคลื่นซายน์ แรงดันเป็นกระแส DO-CCTA

Abstract

This article presents a sinusoidal quadrature oscillator with a temperature-insensitive using the principle of voltage to current conversion based on 3 DO-CCTAs cooperating with 6 grounded passive elements. The features of the proposed circuit are that; the frequency of oscillation and condition of oscillation can be adjusted by electronic methods. In addition, it offers constant output frequency at different temperatures. With the mentioned features, the proposed circuits/system is simple and suitable, to further develop into an integrated circuit architecture and can be consequently used in automatic control based systems or microcontroller/microprocessor based circuits and systems. The circuit performance investigations are obtained via PSpice, the circuit is biased with ±1.5 V supply voltage. It is found that the proposed circuit can generate 2 signal outputs with 90 degrees of different phase. The total harmonic distortion (THD) is 5.39% and 3.59% for output signal; the frequency of oscillation reaches 119 kHz. In addition, the temperature deviation of the output frequency is 0.106%/°C, the temperature deviations of the output amplitudes are 16.558%/°C and 25.168%/°C. The results are in accordance with anticipation. The power consumption is 11.4 mW.

Keywords: Sinusoidal Quadrature Oscilator, Voltage to Current, DO-CCTA