Page 112 - 22-0722 EBOOK
P. 112
วารสารราชบััณฑิิตยสภา
ปีีที่่� ๔๖ ฉบัับัที่่� ๓ กัันยายน-ธัันวาคม ๒๕๖๔
102 วิิศวิกรรมอิิเล็็กทรอินิิกส์์ : จากหล็อิดส์ุญญากาศส์่�การส์่�อิส์ารไร้ส์าย
วงจริขยายเชิ้ิงด้ำาเนินการิ (operational amplifier) หริือเริ้ยกกันด้�วยชิ้ื�อสำั�น ๆ ว�า
ออปแอมป์ (op-amp) เป็นวงจริขยายผู้ล็ต้�างแริงด้ันของสำัญญาณ์ท้�ม้ค�าอัต้ริาขยาย (gain) สำ้งมาก
วงจริภายในถึ้กเชิ้ื�อมต้�อโด้ยต้ริง (direct coupling) โด้ยม้ขั�วสำัญญาณ์เข�า ๒ ขั�ว แล็ะม้ขั�วสำัญญาณ์ออก
๑ หริือ ๒ ขั�ว ออปแอมป์เป็นอุปกริณ์์อิเล็็กทริอนิกสำ์ท้�ปัจจุบันม้การิปริะยุกต้์ใชิ้�อย�างมาก เนื�องจาก
สำามาริถึนำาไปใชิ้�ออกแบบวงจริต้�าง ๆ ได้�ง�าย โด้ยเฉพาะวงจริเชิ้ิงด้ำาเนินการิ (operational) ต้�าง ๆ เชิ้�น
วงจริขยายสำัญญาณ์ (amplifier) วงจริขยายบวกสำัญญาณ์ (summing amplifier) วงจริหาปริิพันธ์์
(integrator) วงจริหาอนุพันธ์์ (differentiator) วงจริขยายล็อการิิท่ม (logarithmic amplifier) จ่งเริ้ยก
ได้�ว�าเป็นวงจริขยายอเนกปริะสำงค์ (general purpose)
พัฒนาการิของออปแอมป์ม้มาต้ั�งแต้�ยุคของเทคโนโล็ย้หล็อด้สำุญญากาศแล็�ว แล็ะ
อาจกล็�าวได้�ว�าเริิ�มจาก ค.ศ. ๑๙๓๔ เมื�อ แฮโรล็ด์ ส์ตีเวินิ แบล็็ก (Harold Stephen Black) ซึ่่�งเป็น
นักวิจัยของห�องปฏิบัต้ิการิเบล็ล็์ (Bell Laboratories) ได้�คิด้ค�นหล็ักการิของการิป้อนกล็ับแบบล็บ
(negative feedback) เพื�อแก�ปัญหาการิม้สำมบัต้ิไม�เป็นเชิ้ิงเสำ�นของอุปกริณ์์ขยายสำัญญาณ์อย�างเชิ้�น
หล็อด้ไทริโอด้ หล็ักการิของการิป้อนกล็ับแบบล็บน้�ถึือได้�ว�าเป็นวิวัฒนาการิท้�สำำาคัญของการิออกแบบ
วงจริ แล็ะม้ปริะโยชิ้น์แก�การิปริะยุกต้์ใชิ้�มาจนถึ่งปัจจุบัน ภาพท้� ๕ เป็นแผู้นภาพท้�แสำด้งถึ่งหล็ักการิ
ของแบล็็ก (Black, 1999; Kline, 1993) ในภาพของริะบบท้�ป้อนสำัญญาณ์ออกกล็ับมาชิ้ด้เชิ้ยผู้ล็ของ
ความไม�เป็นเชิ้ิงเสำ�น ต้ามภาพท้� ๕ พบว�า ถึ�าทำาให�สำ�วนภาคขยายสำัญญาณ์ม้ค�าอัต้ริาขยาย A สำ้ง
OL
เพ้ยงพอ ค�าอัต้ริาขยายวงริอบ (loop gain) ของริะบบจะถึ้กกำาหนด้โด้ยอัต้ริาขยายท้�มาจากสำ�วน
ป้อนกล็ับ (β) เท�านั�น หล็ักการิน้�ทำาให�สำามาริถึออกแบบริะบบวงจริได้�โด้ยไม�ต้�องคำาน่งถึ่งผู้ล็ของความ
ไม�เป็นเชิ้ิงเสำ�นของอุปกริณ์์ท้�ใชิ้�ขยายสำัญญาณ์ แต้�ไปออกแบบในสำ�วนของวงจริป้อนกล็ับแทน
วงจริออปแอมป์วงจริแริกท้�สำริ�างโด้ยใชิ้�หล็อด้สำุญญากาศนั�น ม้หล็ักฐานการิจด้
สำิทธ์ิบัต้ริไว�ใน ค.ศ. ๑๙๔๑ โด้ย ค้าร์ล็ ดี. ช็วิาร์ตเซิล็ จ่เนิียร์ (Karl D. Swartzel Jr.) นักวิจัยของ
ห�องปฏิบัต้ิการิเบล็ล็์ เป็นวงจริขยายบวกสำัญญาณ์ท้�สำริ�างข่�นจากหล็อด้สำุญญากาศ ๓ หล็อด้ เพื�อให�
วงจริม้อัต้ริาขยายถึ่ง ๙๘ เด้ซึ่ิเบล็ แล็ะใชิ้�แริงด้ันไฟฟ้ากริะแสำต้ริง ±๓๕๐ โวล็ต้์ ผู้้�นิพนธ์์ได้�คัด้ล็อกวงจริ
ขยายบวกสำัญญาณ์ของชิ้วาริ์ต้เซึ่ล็มาแสำด้งไว�ในภาพท้� ๖ นิยามของออปแอมป์ได้�ม้การิเข้ยนไว�เป็น
คริั�งแริกใน ค.ศ. ๑๙๔๗ ในบทความของ ศาส์ตราจารย์จอิห์นิ อิาร์. รากัซซีนิี (Professor John R.
Ragazzini) แห�งมหาวิทยาล็ัยโคล็ัมเบ้ย สำหริัฐอเมริิกา ซึ่่�งกล็�าวถึ่งออปแอมป์ท้�ออกแบบโด้ย เล็ิบ จ่ล็ี
