เกน (อิเล็กทรอนิกส์)

ในสาขาวิชาอิเล็กทรอนิกส์ เกน เป็นการวัดความสามารถของวงจรอิเล็กทรอนิกส์สองพอร์ต (มักจะเป็นตัวขยายสัญญาณ) เพื่อเพิ่มพลังหรือความสูง (อังกฤษ: amplitude) ของสัญญาณจากพอร์ตอินพุทไปยังพอร์ตเอาท์พุท^[1]^[2]^[3]^[4] โดยการเพิ่มพลังงานที่ถูกแปลงจากแหล่งจ่ายไฟไปเป็นสัญญาณ มันมักจะถูกกำหนดให้เป็นอัตราส่วนเฉลี่ยของขนาดสัญญาณหรือกำลังงานที่พอร์ตเอาท์พุทต่อขนาดสัญญาณหรือกำลังงานที่พอร์ตอินพุต^[1] มันมักจะแสดงค่าโดยใช้หน่วยเป็นเดซิเบล (dB)("dB gain")^[4] เกนที่มากกว่าหนึ่ง (ศูนย์เดซิเบล) เป็นการขยายสัญญาณและเป็นคุณสมบัติที่กำหนดให้กับองค์ประกอบหรือวงจรแบบแอคทีฟ (อังกฤษ: active element) ในขณะที่วงจรแบบ passive จะมีเกนน้อยกว่าหนึ่ง^[4]

คำว่า เกน เฉย ๆ จะกำกวมไม่ชัดเจนและสามารถหมายถึงอัตราส่วนของเอาท์พุทต่ออินพุตของแรงดันไฟฟ้า (เกนแรงดันไฟฟ้า) ของกระแส (เกนกระแสไฟฟ้า) หรือของกำลังงานไฟฟ้า (เกนกำลังงานไฟฟ้า) ก็ได้^[4] ในด้านเสียงและตัวขยายสัญญาณอเนกประสงค์, โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ออปแอมป์ คำนี้มักจะหมายถึงเกนแรงดันไฟฟ้า^[2] แต่ในตัวขยายสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุ มันมักจะหมายถึงเกนกำลังงาน นอกจากนี้คำว่าเกนยังถูกนำไปประยุกต์ใช้ในระบบเซ็นเซอร์ที่ input และ output มีหน่วยที่แตกต่างกัน ในกรณีดังกล่าวหน่วยของเกนจะถูกระบุใหม่ เช่นเป็น "5 microvolts ต่อโฟตอน" สำหรับค่าความสามารถในการตอบสนอง (อังกฤษ: responsivity) ของตัวตรวจจับแสง (อังกฤษ: photosensor) เป็นต้น. "เกน" ของทรานซิสเตอร์สองขั้ว (อังกฤษ: bipolar transistor) ปกติจะหมายถึงอัตราการถ่ายโอนกระแสไปข้างหน้า หรือ h_FE ( "เบต้า" ซึ่งเป็นอัตราส่วนคงที่ของ I_c หารด้วย I_b ที่จุดปฏิบัติการ) หรือบางครั้ง h_fe (เกนกระแสสัญญาณขนาดเล็ก ความลาดชันของกราฟของ I_c เมื่อเทียบกับ I_b ที่จุดหนึ่ง)

เกน ของอุปกรณ์หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์โดยทั่วไปจะขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณที่ใส่เข้าไป ยกเว้นที่ระบุไว้เป็นอย่างอื่น คำนี้หมายถึงเกนสำหรับความถี่ใน passband ซึ่งเป็นช่วงความถี่ปฏิบัติการของอุปกรณ์ที่ถูกออกแบบไว้ คำว่าเกนมีความหมายที่แตกต่างกันในการออกแบบสายอากาศ; เกนสายอากาศจะเป็นอัตราส่วนของความเข้มของคลื่นจากเสาอากาศตามทิศทางต่อ $P_{\text{in}}/4\pi$ (ความเข้มเฉลี่ยของคลื่นจากสายอากาศที่ไม่มีการสูญเสียเลย)

อ้างอิง[แก้]

↑ ^1.0 ^1.1 Graf, Rudolf F. (1999). Modern Dictionary of Electronics (7 ed.). Newnes. p. 314. ISBN 0080511988.
↑ ^2.0 ^2.1 Basu, Dipak (2000). Dictionary of Pure and Applied Physics. CRC Press. p. 157. ISBN 1420050222.
↑ Bahl, Inder (2009). Fundamentals of RF and Microwave Transistor Amplifiers. John Wiley and Sons. p. 34. ISBN 0470462310.
↑ ^4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 White, Glenn; Louie, Gary J (2005). The Audio Dictionary (3 ed.). University of Washington Press. p. 18. ISBN 0295984988.

[Graf-1] 1.0 ^1.1 Graf, Rudolf F. (1999). Modern Dictionary of Electronics (7 ed.). Newnes. p. 314. ISBN 0080511988.

[Basu-2] 2.0 ^2.1 Basu, Dipak (2000). Dictionary of Pure and Applied Physics. CRC Press. p. 157. ISBN 1420050222.

[Bahl-3] Bahl, Inder (2009). Fundamentals of RF and Microwave Transistor Amplifiers. John Wiley and Sons. p. 34. ISBN 0470462310.

[White-4] 4.0 ^4.1 ^4.2 ^4.3 White, Glenn; Louie, Gary J (2005). The Audio Dictionary (3 ed.). University of Washington Press. p. 18. ISBN 0295984988.

[1]

[2]

[3]

[4]