สัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคในวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์รอยต่อ ไบโพลาร์

Abstract

สัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคในออสซิลเลเตอร์เป็นหนึ่งในหลายๆ ปัญหาที่ลดทอนสมรรถนะของระบบสื่อสาร ถ้าสามารถลดปริมาณสัญญาณรบกวนชนิดนี้ลงได้จะทำให้ความจุช่องสัญญาณของระบบสื่อสารทั้งภาพและเสียงที่ใช้ในปัจจุบัน เช่น วิทยุ โทรทัศน์ ฯลฯ เพิ่มขึ้น ซึ่งแนวทางการลดสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคสามารถทำได้สองวิธีคือ ออกแบบออสซิลเลเตอร์ที่มีสัญญาณรบกวนภายในต่ำ หรือออกแบบวงจรที่แปลงสัญญาณรบกวนภายในออสซิลเลเตอร์เป็นสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคได้น้อย ดังนั้นเพื่อหาแนวทางการออกแบบที่เหมาะสม วิทยานิพนธ์ฉบับนี้จึงศึกษาสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคด้วยวิธีวิเคราะห์สัญญาณขนาดใหญ่ที่ความถี่ประมาณ 73 MHz โดยเปรียบเทียบวงจรออสซิลเลเตอร์แบบแคลปป์ที่มีส่วนขยายเป็นทรานซิสเตอร์รอยต่อไบโพลาร์ และมีรูปแบบการต่อวงจรขยายแตกต่างกัน 3 ชนิด คือวงจรขยายแบบเบสร่วม คอลเลคเตอร์ร่วม และอิมิเตอร์ร่วม และอิมิเตอร์ร่วมโดยจะแปรค่าของอุปกรณ์ในช่วงที่ออสซิลเลเตอร์มีปริมาณสัญญาณรบกวนภายในวงจรออสซิลเลเตอร์ต่ำดังเงื่อนไขที่กล่าวมา ผลการศึกษาวงจรออสซิลเลเตอร์ทั้ง 3 รูปแบบ พบว่าการออกแบบวงจรออสซิลเลเตอร์ให้มีปริมาณสัญญาณรบกวนในวงจรต่ำ และอัตราส่วนระหว่างส่วนจินตภาพของเรโซเนเตอร์กับส่วนจินตภาพของตัวเก็บประจุในเรโซเนเตอร์มีค่าสูง สามารถลดปริมาณสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคทั้งที่ความถี่ออฟเซตต่ำและสูงลงได้ แต่อย่างไรก็ดีค่าอุปกรณ์ที่ใช้สร้างออสซิลเลเตอร์ที่มีสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคให้มีค่าต่ำสุดทั้งกรณีความถี่ออฟเซตต่ำและสูงมีค่าแตกต่างกันไปตามชนิดของวงจรขยาย ในกรณีที่ต้องการสร้างออสซิลเลเตอร์ตามแนวทางการออกแบบในงานวิจัยนี้พบว่า วงจรเบสร่วมเหมาะสมที่จะใช้ออกแบบออสซิลเลเตอร์ที่มีสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคที่ความถี่ออฟเซตสูงเนื่องจากสามารถทำให้สัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคจะมีค่าต่ำสุดเท่าที่เป็นไปได้ อย่างไรก็ตามที่ความถี่ออฟเซตต่ำสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคจะมีค่าจำกัดค่าหนึ่งวงจรอิมิตเตอร์ร่วมเป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ที่ลดสัญญาณรบกวนเชิงวัฏภาคที่ความถี่ออฟเซตต่ำลงได้มากที่สุดในบรรดาวงจรออสซิลเลเตอร์ทั้ง 3 แบบ