วัตถุประสงค์
1. เพื่อศึกษาหลักการมัลติเพล็กซ์ทางเวลา
2. เพื่อทดลองการส่งสัญญาณแบบ มัลติเพล็กซ์ทางเวลา 4 ช่อง
3. เพื่อศึกษาหลักการทำงานของวงจรมัลติเพล็กซ์ และดีมัลติเพล็กซ์
อุปกรณ์
1. ชุดทดลองระบบสื่อสารมัลติเพล็กซ์
2. แหล่งจ่ายไฟตรงสำหรับวงจรทดลอง
3. ออสซิลโลสโคป 20 MHz แบบ 2 เส้นสัญญาณ
4. เครื่องนับความถี่
5. สายคีบ
ทฤษฎี
วงจรในการทดลองแบ่งเป็น สองส่วนคือภาคส่ง(Transmitter) และภาครับ (Receiver)ดังรูปที่ 2 ซึ่ง
ภาคส่งอยู่ทางซ้ายมือ
รูปที่ 2 ภาพบอร์ดที่ใช้ในการทดลอง
สัญญาณที่ผ่านการมัลติเพล็กซ์ทางเวลาแล้วจะมีการแบ่งช่องเวลาออกเป็น 5 ช่องเวลาเพื่อเรียงสัญญาณ ดังนี้
รูปที่3สัญญาณมัลติเพล็กซ์ทางเวลาจาก TP.9
ดังนั้นในวงจรภาคส่งจะมีวงจรที่ทา หน้าที่ต่างๆเพื่อสร้างสัญญาณตามที่ต้องการ
รูปที่ 4 วงจรภาคส่ง (ซ้าย) และ ภาครับ(ขวา)
ด้านซ้ายมือของวงจรภาคส่งมีอินพุตขาเข้า 4 อินพุท (1,2,3,4) สามารถป้อนสัญญาณความถี่เสียงเข้าได้ โดยอินพุททั้งสี่ สามารถเลือกว่ามาจากภายในบอร์ดก็ได้โดยการควบคุมที่ดิปสวิทช์ 4 ช่อง IC#4051 (TP.9) ทำหน้าที่เป็นสวิทช์ 5 ช่องควบคุมจาก IC#7490 (TP.5,6,7) ซึ่งสัญญาณควบคุมกำหนดจากสัญญาณนาฬิกา IC555(TP.8)
วงจรภาครับแสดง IC#MC1733 ทำหน้าที่ขยายสัญญาณที่รับมาผ่านวงจรแปลงสัญญาณแสงเป็นไฟฟ้าออกที่ TP.11 จากนั้นเข้าวงจรแยก Sync. ออกเพื่อสร้างสัญญาณนาฬิกาภาครับให้เข้าจังหวะกับสัญญาณนาฬิกาภาคส่ง โดยใช้ #565PLL ส่วน 7490 และ 4051 ทำหน้าที่เหมือนภาคส่ง
นำแผงวงจรทดลองติดตั้งเข้ากับแหล่งจ่ายไฟตรงของชุดทดลองซึ่งจะจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงค่า +5v
และ-10v ให้กับวงจรการเชื่อมต่อสัญญาณให้ใช้สายนำแสงต่อเชื่อมสัญญาณ
ขั้นตอนการทดลอง
1. เลือกใช้แหล่งกำเนิดสัญญาณอินพุตภายในหรือภายนอก ถ้าใช้จากภายนอกป้อนสัญญาณเข้าได้ไม่เกิน 2 Vp-p
2. เปิดสวิทซ์ให้วงจรทำงานวัดและบันทึกรูปสัญญาณเข้าทั้งสี่ช่อง
3.วัดความถี่และสัญญาณนาฬิกาที่ภาคส่งที่จุด TP8 บันทึกรูปและขนาดของสัญญาณ
4.บันทึกรูปคลื่นที่จุด TP5,TP6,TP7 ตั้งค่าฐานเวลาของเครื่องออสซิลโลสโคปให้แสดงสัญญาณอย่างน้อย 4 พัลซ์
5.ป้อนสัญญาณเข้ารูป sine wave อย่างเดียวโดยเลือกที่สวิทซ์อินพุทแล้วบันทึกสัญญาณที่ TP9
6.วัดความถี่ของสัญญาณ Sync ที่ TP9 ได้ความถี่ 87.41 KHz
7.เปรียบเทียบขนาดของสัญญาณ Vin ที่เข้าไปที่ภาครวมสัญญาณและขนาดของ Vin ที่ปรากฏที่ TP9ว่ามีขนาดเหมือนกันอย่างไร มีแรงดันสูญเสียใน multiplexer switch เท่าไหร่
8.บันทึกรูปคลื่นของสัญญาณที่ตกคร่อมความต้านทาน 10 Ohms (TP4) ว่าเป็นอย่างไร
9.วัดและบันทึกรูปกระแสพัลซ์ที่เข้า Infrared transmitter ว่ามีรูปร่างอย่างไร
10.ขนาดของสัญญาณที่จุด TP11เปลี่ยนแปลงอย่างไร หลังการปรับที่ Gain adj.
11. บันทึกความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ภาค PLL ของวงจรภาครับสร้างขึ้นมามีค่าเท่าไหร่? และความแตกต่างกับสัญญาณนาฬิกาที่ภาคส่งอย่างไร?
12.ปรับ R16 ที่ภาค PLL เพื่อดูผลว่าวงจรสามารถที่จะสร้างสัญญาณนาฬิกาต่างจากสัญญาณ Sync ได้ในช่วงใดบ้าง เมื่อปรับค่า R16 ไม่ถูกต้องสัญญาณที่ส่งมาจะไม่สามารถออกไปที่เอ้าท์พุทได้ และอาจมีเสียงน้อยซ์จากการที่สัญญาณนาฬิกาไม่ถูกต้อง
13.ทดลองหาค่าความกว้างของแถบความถี่ที่ช่องที่ 1 โดยการใช้เครื่องกหนดสัญญาณออดิโอจากภายนอกป้อนสัญญาณเข้ารูป Sine ขนาดไม่เกิน 2 Vp-p แล้วปรับค่าความถี่ไปเรื่อยๆเพื่อบันทึกช่วงผ่านความถี่ภายใน 3 dB
14.วัดสัญญาณขาออกที่จุดเอ้าท์พุทของสัญญาณที่ 1 ทดลองปรับ R16 และดูว่าถ้าสัญญาณนาฬิกาทางภาครับไม่ตรงกับทางภาคส่งแล้วจะเกิดอะไรขึ้น
***หมายเหตุ*** : การทดลองที่ 9,10,13 ไม่ทำ
ผลการทดลอง
1. เลือกใช้แหล่งกำเนิดสัญญาณอินพุตวัดและบันทึกรูปสัญญาณเข้าทั้งสี่ช่อง
CH.1
CH.2
CH.3
CH.4
3. วัดความถี่และสัญญาณนาฬิกาที่ภาคส่งที่จุด TP8 บันทึกรูปและขนาดของสัญญาณ
Volts/Div = 2 Volts/Div
Times/Div = 1 us/Div
Frequency = 438.6 kHz
4. บันทึกรูปคลื่นที่จุด TP5,TP6,TP7 ตั้งค่าฐานเวลาของเครื่องออสซิโลสโคปให้แสดงสัญญาณอย่าง
น้อย 4 พัลซ์
TP.5
TP.6
TP.7
5. ป้อนสัญญาณเข้ารูป sine อย่างเดียวโดยเลือกที่สวิทซ์อินพุท แล้วบันทึกสัญญาณที่จุดออก TP9
6. วัดความถี่ของสัญญาณ Sync ที่ TP9 ว่าเป็นเท่าไหร่ ในหน่วย KHz
ตอบ 87.41 kHz
7. เปรียบเทียบขนาดของสัญญาณ Vinที่เข้าไปที่ภาครวมสัญญาณ และขนาดของ Vin ที่ปรากฏที่TP9 ว่ามีขนาดเหมือนกันอย่างไร มีแรงดันสูญเสียใน multiplexer switch เท่าไหร่
i/p voltage = 938 mV
o/p voltage = 200 mV
มีแรงดันสูญเสียใน multiplexer switch 0.7-0.5 = 0.2 V
8. บันทึกรูปคลื่นของสัญญาณที่ตกคร่อมความต้านทาน 10 Ohms (TP4) ว่าเป็นอย่างไร
11. บันทึกความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ภาค PLL ของวงจรภาครับ และ ภาคส่ง มีค่าเท่ากัน
มีการเลื่อนเฟสเล็กน้อย จะเลื่อนมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับการปรับ CLOCK ADJ.
12. เมื่อปรับค่า R16 ไม่ถูกต้องสัญญาณที่ส่งมาจะไม่สามารถออกไปที่เอ้าท์พุทได้ และอาจมีเสียงบีท
จากการที่สัญญาณนาฬิกาไม่ถูกต้อง ถ้าในกรณีที่สัญญาณถูกต้อง จะไม่มีเสียง
14. ถ้าสัญญาณนาฬิกาทางภาครับไม่ตรงกับทางภาคส่ง รูปสัญญาณขาออกจะไม่เป็นรูป sine และ มี
เสียงความสูง-ต่ำ
วิจารณ์ผลการทดลอง
จากการทดลองรูปสัญญาณ หรือเฟสของสัญญาณอาจคลาดเคลื่อนไปเล็กน้อย และสัญญาณไม่เรียบ ซึ่งอาจเกิดจากการมีสัญญาณรบกวนเกิดขึ้น โดยอาจเกิดจากภายนอก หรือในภาคอุปกรณ์เอง และอาจเกิดจากขั้นตอนการทดลอง เพราะในบางขั้นตอนไม่สามารถหาผลการทดลองได้เนื่องจากความสามารถที่จำกัดของอุปกรณ์ ทำให้ดูภาพสัญญาณได้ยาก
สรุปผลการทดลอง
จากการทดลอง Timer Division Multiplexing and Demultiplexing วงจรภาคส่งจะใช้ ic ที่ชื่อว่า ic555 ซึ่งทำหน้าที่สร้างสัญญาณนาฬิกาเพื่อที่จะส่งไปที่ DM7490 ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนับสัญญาณนาฬิกา(หาร 1, 2 และ 4) เพื่อใช้เป็นสัญญาณ control ของ MC14051 นอกจากสัญญาณนาฬิกาจาก ic555 ยังถูกนำไปกลับเฟส เพื่อใช้เป็นสัญญาณ inhibit ใน 4051 ด้วย เมื่อป้อน input เข้าไปในวงจร 4051 และทำการ multiplex สัญญาณออกมาที่ขา 3 (x) เป็นสัญญาณ Timer Slot ที่มี 4 ช่องสัญญาณ
เมื่อต่อสาย coaxial มาสู่ภาครับ วงจรภาครับจะส่งสัญญาณที่ได้รับเข้าที่ขา 3 (x) ของ 4051 ของภาครับ แล้ว demultiplex สัญญาณออกมาที่ output โดยสัญญาณ control ที่ได้มาจะใช้หลักการเดียวกับภาคส่ง แต่สัญญาณนาฬิกาจะได้มาจาก PLL เพื่อให้สัญญาณที่ออกมามีการ synchronize กับสัญญาณที่รับมา
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น