top of page

Experiment 1 - Week 3 : Op-Amp Integrator Circuit (First Order System)

1. Op-Amp Integrator Circuit without Feedback

อุปกรณ์ที่ใช้ในวงจร
  • Op-Amp UA741 1 ตัว
  • ตัวต้านทานค่า 10KΩ 1 ตัว
  • ตัวเก็บประจุค่า 10 μF 1 ตัว
  • แหล่งจ่ายไฟเลี้ยง 12VDC
  • แหล่งจ่ายไฟ Input Ui 12VDC
ใช้ Oscilloscope วัดแรงดัน Output Uo เทียบกับแรงดัน Input Ui ซึ่งเป็น Unit Step มีค่า 5V จะสังเกตเห็นว่าแรงดัน Output Uo ขึ้นที่ 0 เป็น Ramp ซึ่งจะขึ้นเรื่อยๆจนเท่ากับแรงดันของแหล่งจ่าย 
การคำนวณหาค่า Time Constant
T = RC 
    = 100K x 100μ
    = 100 ms
การใช้ Oscilloscope Channel1 วัด Input, Channel2 วัด Output  ในที่นี่เนื่องจากการต่อ Input เข้าขา Invert ของ Op-Amp แรงดัน Output ที่ได้ออกมาจะกลับเฟส เลยต้อง invert แรงดัน Input ด้วยเพื่อเปรียบเทียบกัน จะสังเกตุค่า Time Constant ของวงจรวัดจากกราฟจะได้เท่ากับ 103ms ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณไว้ 100ms

2. Op-Amp Integrator Circuit with Feedback using 3 Op-Amp

อุปกรณ์ที่ใช้ในวงจร
  • Op-Amp UA741 3 ตัว
  • ตัวต้านทานค่า 10KΩ 6 ตัว
  • ตัวเก็บประจุค่า 10 μF 1 ตัว
  • แหล่งจ่ายไฟเลี้ยง 12VDC
  • แหล่งจ่ายไฟ Input Ui 12VDC
การคำนวณหาค่า Time Constant
T = R4 x C 
    = 100K x 100μ
    = 100 ms
ใช้ Oscilloscope วัดแรงดัน Output Uo เทียบกับแรงดัน Input Ui ซึ่งเป็น Unit Step มีค่า 5V จะสังเกตเห็นว่าแรงดัน Output Uo ขึ้นที่ 0 เป็นเส้นโค้ง Exponential ซึ่งจะขึ้นเรื่อยๆจนเท่ากับแรงดัน Input Ui
การใช้ Oscilloscope วัด Channel1 วัด Input ซึ่งเป็น Unit Step, Channel2 วัด Output เป็นเส้นโค้ง Exponential จะสังเกตุค่า Time Constant ของวงจรวัดที่กราฟที่ 63% ของแรงดัน Input จะได้เท่ากับ 102ms ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณไว้ 100ms

3. Op-Amp Integrator Circuit with Feedback using single Op-Amp

อุปกรณ์ที่ใช้ในวงจร
  • Op-Amp UA741 1 ตัว
  • ตัวต้านทานค่า 10KΩ 2 ตัว
  • ตัวเก็บประจุค่า 10 μF 1 ตัว
  • แหล่งจ่ายไฟเลี้ยง 12VDC
  • แหล่งจ่ายไฟ Input Ui 12VDC
การคำนวณหาค่า Time Constant
T = R2 x C 
    = 100K x 100μ
    = 100 ms
ใช้ Oscilloscope วัดแรงดัน Output Uo เทียบกับแรงดัน Input Ui ซึ่งเป็น Unit Step มีค่า 5V จะสังเกตเห็นว่าแรงดัน Output Uo ขึ้นที่ 0 เป็นเส้นโค้ง Exponential ซึ่งจะขึ้นเรื่อยๆจนเท่ากับแรงดัน  Input Ui
การใช้ Oscilloscope วัด Channel1 วัด Input ซึ่งเป็น Unit Step, Channel2 วัด Output เป็นเส้นโค้ง Exponential จะสังเกตุค่า Time Constant ของวงจรวัดที่กราฟที่ 63% ของแรงดัน Input จะได้เท่ากับ 104ms ซึ่งใกล้เคียงกับค่าที่คำนวณไว้ 100ms ซึ่งจะสังเกตุเห็นว่าการต่อแบบมี Feedback ที่ใช้ Op-Amp ตัวเดี่ยวและ ใช้ Op-Amp 3 ตัวนั้นจะมีลักษณะเหมือนกัน Output ที่ได้ออกมาเหมือนกัน
Using the Laplace transform as a basic tool to model such systems

Classical Control System

bottom of page