Pemroses Bentukan Gelombang Dengan Dioda

Pemroses Bentukan Gelombang Dengan Dioda

Latar Belakang

Penggunaan elektronika pada saat ini sudah sangat luas dan maju dengan begitupesatnya seiring dgn munculnya beragam inovasi yg terus-menerus dan tiada hentinya.Penggunaan komponen elektronika secara luas telah mencakup kesegala bidang kehidupan manusia yg semakin canggih dan semakin mudah dlm penggunaan komponen elektronika tersebut. Misal saja penggunaan dioda yg digunakan untuk alat-alat elektronika, misalnya utk alat ukur osiloskop, komponen-komponen tersebut sangat sering kita jumpai dalam kehidupan kita sehari-hari karena merupakan komponen utama dlm rangkaian alat elektronika. Oleh karenanya sekiranya perlu praktikum ini dgn judul "Pemrosesan Bentuk Gelombang"

a. Rumusan Masalah

1. Bagaimana output dari rangkaian slicer dan clipper ?
2. Bagaimana hubungan R pada rangkaian clipper dan stegangan batrai pada rangkaian sliccer ?

b. Tujuan

1. Menganalisis pembentukan gelombang clipper ?
2. Menganalisis hubungan R pada rangkaian clipper dan stegangan batrai pada rangkaian sliccer ?

Dasar Teori

A.    PENGERTIAN CLIPPER

Rangkaian dioda pemotong (Clipper) juga dikenal sebagai Pembatas tegangan (voltage limiter). Rangkaian ini digunakan untuk membatasi tegangan sinyal input pada suatu level tegangan tertentu. Rangkaian ini berguna untuk pembentukan sinyal dan juga untuk melindungi rangkaian dari sinyal-sinyal yang tidak diinginkan. Beberapa aplikasi dari pembatas tegangan adalah noise limiter dan audio limiter. Rangkaian pembatas tegangan ada 2 jenis berdasarkan pada level tegangan yg dibatasi. Pembatas tegangan yang membatasi tegangan sinyal input pada bagian positifnya disebut pembatas tegangan positif (positive limiter) sedangkan yang membatasi tegangan sinyal input pada bagian negatifnya disebut pembatas tegangan negatif (negative limiter).

Contoh sederhana dari rangkaian clipper adalah penyearah setengah gelombang. Rangkaian ini memotong atau menghilangkan sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol.

B.     KLASIFIKASI RANGKAIAN CLIPPER

Clippers dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis berdasarkan posisi dioda. Klasifikasi tersebut yaitu:

1.    Seri Clippers (clipper seri), dimana penggabungan antara dioda seri dengan resistansi beban. Hal-hal  yang perlu diperhatikan dari rangkaian clipper seri dengan diode ini adalah:

• Dioda dan baterai sebagai rangkaian utama clipper dipasang secara  seri dengan sumber sinyal.
• Bila output rangkaian adalah katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (berarti clipper negatif).
• Bila output rangkaian adalah anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian positif akan dipotong (berarti clipper positif).
• Besarnya clipping atau pemotongan sinyal adalah tegangan baterai + tegangan dioda (0,7 untuk Si, 0,3 untuk Ge atau Vz bila menggunakan dioda zener)

2.    Paralel Clippers (clipper paralel), dimana dioda didorong melintasi resistansi beban dan dioda dipasang pararel dengan beban. Hal-hal yang perlu diperhatikan pada clipper paralel ini yaitu:

• Bila output rangkaian paralel dengan katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal input akan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (berarti clipper negatif)
• Bila output rangkaian parallel dengan anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input akan dilwatkan, dan bagian positif akan dipotong (berarti clipper positif)
• Baterai dalam rangkaian clipper ini berfungsi untuk batas pemotongan atau level clipping.
• Biasanya clipping atau pemotongan sinyal adalah tegangan baterai _+ tegangan dioda (0,7 untuk Si, 0,3 untuk Ge atau Vz bila menggunakan dioda zener)

Kapasitansi dioda mempengaruhi operasi dari clipper pada frekuensi tinggi dan mempengaruhi pilihan antara kedua jenis di atas. Sinyal frekuensi tinggi yang dilemahkan dalam clipper shunt sebagai kapasitansi dioda menyediakan jalur alternatif untuk output saat ini. Dalam clipper seri, efektivitas kliping berkurang karena alasan yang sama sebagai arus frekuensi tinggi melewati tanpa cukup diblokir.

Tidak hanya itu, clippers juga dapat diklasifikasikan berdasarkan orientasi (s) dari dioda. Orientasi tersebut memutuskan setengah siklus dipengaruhi oleh aksi kliping. Tergantung dari fitur dari dioda, wilayah positif atau negatif dari sinyal input adalah "dipotong" dari & dengan demikian clipper dioda dapat diklasifikasikan sebagai:

Dioda Clipper  positif, setengah siklus positif dari input akan dihapus.

Dioda Clipper  negatif, setengah siklus negatif dari input akan dihapus.

Kliping ini juga dapat dibuat dengan menggunakan elemen biasing (sumber potensial) secara seri dengan dioda. Sinyal dapat dijepitkan antara dua tingkat dengan menggunakan kedua jenis gunting dioda dalam kombinasi clipper ini disebut sebagai Diode Kombinasional Clipper atau Dua-Level Clippers. Jaringan menjepit adalah salah satu yang akan "menjepit" sinyal ke tingkat DC yang berbeda. Jaringan harus memiliki kapasitor, dioda, dan elemen resistif, tetapi juga menggunakan suplai DC independen untuk memperkenalkan pergeseran tambahan.

Sketsa tegangan output untuk rangkaian clipper positif ditunjukkan pada gambar berikut ini.

C.    CARA KERJA CLIPPER

Ketika fase positif, dioda seharusnya berada pada posisi panjar maju (forward bias) namun adanya tegangan DC 3V (baterai) yang diseri dengan dioda maka harus diperhitungkan dulu nilai Vi. Untuk nilai Vi dibawah 3V, dioda dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan 3V atau lebih makan dioda dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda dan Vo hanya mengukur tegangan baterai saja.

Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar balik sehingga Vo mengikuti grafiknilai Vi dengan nilai minimum -10V. Teori di atas berlaku juga untuk pembatas tegangan negatif (negative clipper). Rangkaian pembatas tegangan negatif hampir sama dengan rangkaian pembatas tegangan positif, hanya saja polaritas diodanya yang dibalik. Kombinasi pembatas tegangan. Dari 2 jenis pembatas tegangan yang telah disebutkan sebelumnya, dapat dibuat kombinasi pembatas tegangan. Yang harus diperhatikan adalah polaritas pada dioda dan tegangan DC yang dipakai, karena hal ini menentukan level tegangan yang akan dibatasi.

Ketika fase positif, dioda D1 pada posisi panjar maju (forward bias) dan D2 pada posisi panjar balik. Untuk nilai Vi di bawah 3V, dioda D1 dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan 3V atau lebih maka dioda D1 dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda D2 dan Vo hanya mengukur tegangan batere V1 saja. Ketika fase negatif, dioda D2 pada posisi panjar maju (forward bias) dan D1 pada posisi panjar balik. Untuk nilai Vi di atas -3V, dioda D2 dalam keadaan panjar balik (reverse bias) sehingga nilai Vo mengikuti Vi. Ketika Vi berada pada tegangan -3V atau kurang maka dioda D2 dalam keadaan panjar maju (forward bias), maka tegangan Vi akan melewati dioda D2 dan Vo hanya mengukur tegangan batere V2 saja. Sinyal yang dihasilkan sesuai dengan pembatas yang diberikan yaitu 3V ~ -3V saja.Rangkaian 3: Penjepit Tegangan (Clamper),dioda digunakan sebagai penjepit tegangan (clamper), fungsinya adalah untuk menambahkan tegangan tertentu pada suatu tegangan AC. Penjepit DC ini mempunyai 2 jenis, yaitu penjepit DC positif dan penjepit DC negatif. Kedua jenis penjepit DC ini dibedakan dengan posisi pemasangan dioda pada rangkaian penjepit dimana arah panah dioda menunjukkan pergeseran sinyal outputnya.Teori di atas berlaku juga untuk pembatas tegangan negatif (negative lipper). Rangkaian pembatas tegangan negatif hampir sama dengan rangkaian  pembatas tegangan positif, hanya saja polaritas diodanya yang dibalik.

Metodelogi Percobaan

a. Alat Dan Bahan

1. KIT
2. Power Supply
3. AVO meter
4. Osiloskop
5. Resistor Dioda
6. Batrai

b. Langkah percobaan

Terlampir