ศ. ดร.วัลลภ สุระกำพลธร
ภาคีสมาชิก สำนักวิทยาศาสตร์
วงจรประมวลผลสัญญาณแอนะล็อก (analog signal processing) มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง และยังเป็นองค์ประกอบพื้นฐานสำคัญของระบบการประมวลผลสัญญาณ ทั้งนี้ เนื่องมาจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติอยู่ในรูปแบบแอนะล็อกเกือบทั้งหมด โดยในการประมวลผล ปรากฏการณ์ทางกายภาพจะถูกแปลงเป็นสัญญาณไฟฟ้าด้วยตัวรับรู้ (sensor) แต่เนื่องจากขนาดของสัญญาณยังมีอาจขนาดเล็กและอยู่ในสภาวะแวดล้อมที่มีสัญญาณรบกวน (noise) มาก จึงต้องทำการประมวลผลทางแอนะล็อกเสียก่อน ซึ่งอาจทำได้โดยการขยาย (amplify) ให้สัญญาณมีขนาดใหญ่ขึ้น หรือทำการกรอง (filter) ให้สัญญาณรบกวนน้อยลง เป็นต้น
ด้วยความก้าวหน้าของเทคโนโลยีการออกแบบวงจรรวมที่สามารถสร้างวงจรที่มีความซับซ้อนให้มีขนาดเล็ก แต่มีประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างรวดเร็วและมีความคล่องตัวสูง จึงเกิดการพัฒนาอุปกรณ์ทางอิเล็กทรอนิกส์ที่สามารถพกพาได้ เช่น คอมพิวเตอร์พกพา อุปกรณ์เครื่องมือดิจิทัลพกพา หรือ โทรศัพท์พกพา เป็นต้น อุปกรณ์พกพาเหล่านี้หากใช้แบตเตอรี่สำรองขนาดใหญ่จะไม่สะดวก จึงนิยมใช้แบตเตอรี่สำรองขนาดเล็กที่มีแรงดันไฟฟ้าเลี้ยงต่ำ (เช่น ๕ โวลต์ เป็นต้น) และเพื่อให้ระบบการประมวลผลสัญญาณแอนะล็อกสามารถทำงานร่วมกับอุปกรณ์ดิจิทัลพกพาได้ จึงมีการเปลี่ยนมาเป็นวงจรประมวลผลสัญญาณแอนะล็อกที่เป็นการประมวลสัญญาณในรูปแบบกระแส (current-mode processing) แทน
ในปี ค.ศ. ๑๙๙๙ ได้มีการนำเสนอบล็อกวงจรกัมมันต์ (active) ที่ให้ชื่อเรียกว่า วงจรขยายผลต่างสัญญาณกระแสต่อเรียงด้วยบัฟเฟอร์ หรือ CDBA (Current Differencing Buffered Amplifier) โดยที่โครงสร้างของบล็อกกัมมันต์ CDBA นี้เหมาะสมกับการออกแบบสร้างเป็นวงจรรวมแบบเทคโนโลยีสองขั้ว (bi-polar technology) และเทคโนโลยีซีมอส (CMOS) นอกจากนี้ CDBA ยังให้พิสัยพลวัต (dynamic range) และแบนด์วิดด์ (bandwidth) ที่กว้าง มีความยืดหยุ่นในการออกแบบและการประยุกต์ใช้สูง โดยเฉพาะกับการออกแบบวงจรกรองและวงจรออสซิลเลเตอร์ ทั้งนี้อาจนำเอา CDBA ไปประยุกต์ใช้ในการออกแบบวงจรกรองรูปแบบกระแสที่ทำการแปลงมาจากวงจรอนุโลม RLC แบบบันไดพาด (passive RLC ladder network) เช่น วงจรกรองผ่านความถี่ต่ำอันดับ ๓ ในรูปแบบกระแสได้
รูปภาพ: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Analog_signal.png
