การสังเคราะห์และออกแบบวงจรกาเนิดสัญญาณซายน์แบบควอเดรเจอร์โหมดกระแสโดยใช้ CCCDTA และการประยุกต์ใช้งานกับการศึกษาด้านการออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์

Abstract

การวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อ (1) สังเคราะห์และออกแบบวงจรกำเนิดสัญญาณซายน์ แบบควอเดรเจอร์โหมดกระแสที่สามารถปรับความถี่ได้ด้วยวิธีการทางอิเล็กทรอนิกส์ (2) วิเคราะห์ และเปรียบเทียบสมรรถนะของวงจรกำเนิดสัญญาณซายน์ที่ได้ออกแบบไว้ในทางทฤษฏีกับการ จำลองด้วยโปรแกรม PSpice และการทดลองจริง (3) สร้างและหาประสิทธิภาพชุดการสอน เรื่อง การออกแบบวงจรกำเนิดสัญญาณซายน์แบบควอเดรเจอร์โหมดกระแสโดยใช้ CCCDTA วงจรกำเนิดสัญญาณแบบควอเดรเจอร์โหมดกระแสที่นำเสนอใช้ CCCDTA เป็นอุปกรณ์ แอกทีฟ จุดเด่นของวงจรที่นำเสนอคือ สามารถปรับความถี่และเงื่อนไขในการกำเนิดสัญญาณได้ ด้วยวิธีทางอิเล็กทรอนิกส์ โครงสร้างของวงจรไม่ซับซ้อนประกอบไปด้วย CCCDTA จำนวน 1 ตัว และตัวเก็บประจุที่ต่อลงกราวนด์อีก 2 ตัว โดยไม่ต้องใช้ตัวต้านทานภายนอกและใช้เพียงอุปกรณ์ ที่ต่อลงกราวนด์ วงจรที่นำเสนอจึงเหมาะที่จะนำไปพัฒนาเป็นวงจรรวม อีกทั้งความต้านทานที่ เอาต์พุตของวงจรมีค่าสูง จึงสามารถนำไปต่อคาสเคดในโหมดกระแสได้โดยง่ายโดยไม่ต้องใช้วงจร กันชนกระแส ผลการจำลองด้วยโปรแกรม PSpice พบว่าที่ความถี่ในการกำเนิดสัญญาณเท่ากับ 590.59kHz มีค่าผิดเพี้ยนทางฮาร์มอนิกส์ (THD) เท่ากับ 2.94% วงจรมีอัตราดึงกำลังงานไฟฟ้า เฉลี่ย 4.36mW ที่แหล่งจ่ายแรงดัน ±2.5V นอกจากนี้ยังพบว่าผลการจำลองและการทดลองจริง สอดคล้องตามที่คาดการณ์ไว้ในทางทฤษฎี เพื่อเป็นการนำองค์ความรู้ที่ได้จากการสังเคราะห์และออกแบบวงจรสมัยใหม่จึงนำชุดการ สอนที่สร้างขึ้นไปถ่ายทอดให้กับกลุ่มตัวอย่าง ได้แก่ นักศึกษาระดับปริญญาตรีชั้นปีที่ 2 และ 3 สาขาวิชาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ คณะเทคโนโลยีอุตสาหกรรม มหาวิทยาลัยราชภัฏสวนสุนันทา จำนวน 25 คน ด้วยการเลือกแบบเจาะจง ก่อนเรียนในแต่ละเรื่องจะให้กลุ่มตัวอย่างทำ แบบทดสอบก่อนเรียน เมื่อกลุ่มตัวอย่างเรียนจบในแต่ละเรื่องแล้วจึงทำแบบทดสอบหลังเรียนและเมื่อจบทุกเรื่องแล้วให้กลุ่มตัวอย่างทำแบบทดสอบวัดผลสัมฤทธิ์ หลังจากนั้นนำคะแนนที่ ได้มาคำนวณหาค่าประสิทธิภาพชุดการสอน E1/E2 ผลการวิจัยพบว่า ชุดการสอนที่ผู้วิจัยสร้างขึ้นมีประสิทธิภาพเท่ากับ 85.143/80.8 ซึ่งสูง กว่าเกณฑ์ 80/80 ที่กำหนดไว้ นอกจากนี้แล้วผลการประเมินเพื่อหาคุณภาพของชุดการสอนจาก ผู้เชี่ยวชาญ พบว่าชุดการสอนที่สร้างขึ้นมีความเหมาะสมอยู่ในระดับมากที่สุด (ค่าเฉลี่ย 4.531) ส่วนความพึงพอใจของนักศึกษาที่มีต่อการจัดการเรียนการสอนโดยใช้ชุดการสอนอยู่ในระดับเห็น ด้วยมาก (ค่าเฉลี่ย 4.199)