Monday, April 30, 2012
Saturday, April 14, 2012
RANGKAIAN PEMOTONG
RANGKAIAN PEMOTONG
Rangkaian 2: Rangkaian pemotong
(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).
Cara kerja rangkaian sebagai berikut. Melihat pada gambar di atas. Ketika fase positif, dioda seharusnya berada pada posisi panjar maju (forward bias) namun adanya tegangan DC 3V (batere) 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 batere saja. Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar balik sehingga Vo mengikuti grafik nilai 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.
Memperhatikan pada gambar di atas. 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.
Melihat pada gambar di atas, urutan kerjanya sebagai berikut. Akan lebih mudah melihat dari fase negatif terlebih dahulu. Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar maju, arus akan mengalir mengisi capasitor sebesar 10V, Vo tidak mengukur apapun. Ketika fase positif dioda dalam keadaan panjar balik dan tegangan Vi akan dibaca Vo bersamaan pelepasan muatan dari capasitor. Tegangan Vi 10V dan tegangan capasitor 10V akan terbaca oleh Vo sebesar 20V. Begitulah mengapa nilai tegangan dari vi bisa bergeser ke arah positif.
Pada gambar di atas adalah kebalikan dari Penjepit DC positif. Melihat pada gambar, urutan kerjanya sebagai berikut. Ketika fase positif, dioda dalam keadaan panjar maju, arus mengalir mengisi capasitor sebesar -10V, Vo tidak mengukur apapun. Ketika fase negatif dioda dalam keadaan panjar balik dan tegangan Vi akan dibaca Vo bersamaan pelepasan muatan dari capasitor. Tegangan Vi -10V dan tegangan capasitor 10V akan terbaca oleh Vo sebesar -20V. Begitulah mengapa nilai tegangan dari vi bisa bergeser ke arah negatif.
Rangkaian 4: Pengali Tegangan (Voltage Multiplier)
Dioda sebagai pengali tegangan digunakan dalam berbagai perancangan elektronik untuk mendapatkan tegangan sesuai dengan yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya melihat pada gambar berikut :
Akan lebih mudah penjelasan dimulai dari fase negatif terlebih dahulu. Pada fase negatif dioda D1 akan panjar balik sedangkan dioda D2 akan panjar maju. Hal ini menyebabkan capasitor C1 akan menyimpan muatan dari hasil panjar maju D2 sebesar 10V. Vo pada awal fasa masih belum mengukur tegangan. Pada fase positif dioda D1 akan panjar maju dan dioda D2 akan panjar balik. Vo akan mendapatkan tegangan 20V dari V1 sebesar 10V dan pelepasan muatan dari capasitor C1 sebesar 10V. Pada saat ini pula C2 akan menyimpan muatan sebesar -10V hasil dari panjar maju D1.
Pada fase negatif berikutnya dioda D1 akan panjar balik sedangkan dioda D2 akan panjar maju. Hal ini menyebabkan capasitor C1 akan menyimpan muatan dari hasil panjar maju D2 sebesar 10V. Vo akan mendapatkan tegangan -20V dari V1 sebesar -10 V dan pelepasan muatan dari C2 sebesar -10V.
Begitu siklus terus berulang dan didapatkan tegangan 2 kali lipat dari sebelumnya.
dengan teori yang sama maka bisa dibuat rangkaian pengali tegangan sesuai dengan keinginan dari perancangnya. Berikut saya contohkan rangkaian pengali tegangan quadraple, 4 kali dari tegangan semula.
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).
Cara kerja rangkaian sebagai berikut. Melihat pada gambar di atas. Ketika fase positif, dioda seharusnya berada pada posisi panjar maju (forward bias) namun adanya tegangan DC 3V (batere) 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 batere saja. Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar balik sehingga Vo mengikuti grafik nilai 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.
Memperhatikan pada gambar di atas. 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.
Melihat pada gambar di atas, urutan kerjanya sebagai berikut. Akan lebih mudah melihat dari fase negatif terlebih dahulu. Ketika fase negatif, dioda dalam keadaan panjar maju, arus akan mengalir mengisi capasitor sebesar 10V, Vo tidak mengukur apapun. Ketika fase positif dioda dalam keadaan panjar balik dan tegangan Vi akan dibaca Vo bersamaan pelepasan muatan dari capasitor. Tegangan Vi 10V dan tegangan capasitor 10V akan terbaca oleh Vo sebesar 20V. Begitulah mengapa nilai tegangan dari vi bisa bergeser ke arah positif.
Pada gambar di atas adalah kebalikan dari Penjepit DC positif. Melihat pada gambar, urutan kerjanya sebagai berikut. Ketika fase positif, dioda dalam keadaan panjar maju, arus mengalir mengisi capasitor sebesar -10V, Vo tidak mengukur apapun. Ketika fase negatif dioda dalam keadaan panjar balik dan tegangan Vi akan dibaca Vo bersamaan pelepasan muatan dari capasitor. Tegangan Vi -10V dan tegangan capasitor 10V akan terbaca oleh Vo sebesar -20V. Begitulah mengapa nilai tegangan dari vi bisa bergeser ke arah negatif.
Rangkaian 4: Pengali Tegangan (Voltage Multiplier)
Dioda sebagai pengali tegangan digunakan dalam berbagai perancangan elektronik untuk mendapatkan tegangan sesuai dengan yang diinginkan. Untuk lebih jelasnya melihat pada gambar berikut :
Akan lebih mudah penjelasan dimulai dari fase negatif terlebih dahulu. Pada fase negatif dioda D1 akan panjar balik sedangkan dioda D2 akan panjar maju. Hal ini menyebabkan capasitor C1 akan menyimpan muatan dari hasil panjar maju D2 sebesar 10V. Vo pada awal fasa masih belum mengukur tegangan. Pada fase positif dioda D1 akan panjar maju dan dioda D2 akan panjar balik. Vo akan mendapatkan tegangan 20V dari V1 sebesar 10V dan pelepasan muatan dari capasitor C1 sebesar 10V. Pada saat ini pula C2 akan menyimpan muatan sebesar -10V hasil dari panjar maju D1.
Pada fase negatif berikutnya dioda D1 akan panjar balik sedangkan dioda D2 akan panjar maju. Hal ini menyebabkan capasitor C1 akan menyimpan muatan dari hasil panjar maju D2 sebesar 10V. Vo akan mendapatkan tegangan -20V dari V1 sebesar -10 V dan pelepasan muatan dari C2 sebesar -10V.
Begitu siklus terus berulang dan didapatkan tegangan 2 kali lipat dari sebelumnya.
dengan teori yang sama maka bisa dibuat rangkaian pengali tegangan sesuai dengan keinginan dari perancangnya. Berikut saya contohkan rangkaian pengali tegangan quadraple, 4 kali dari tegangan semula.
Rangkaian Dioda: Pembatas Tegangan (Voltage Limiter)
Pembatas tegangan (voltage
limiter) juga dikenal sebagai pemotong tegangan (voltage clipper).
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 sinyal2 yang tidak diinginkan.
Beberapa aplikasi dari pembatas tegangan adalah noise limiter dan audio
limiter.
Rangkaian pembatas tegangan dibagi
menjadi 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).
Pembatas tegangan positif (positive clipper)
Pembatas tegangan positif (positive clipper)
Dari grafik sinyal terlihat bahwa tegangan input dibatasi bagian positifnya pada suatu level tegangan tertentu, yaitu sebesar tegangan offset dioda dimana untuk jenis dioda silikon (Si) sebesar 0,7V dan untuk jenis dioda germanium (Ge) sebesar 0,3V. Pada simulasi diatas digunakan jenis dioda silikon, sehingga sinyal tegangan input dibatasi pada level 0,7V.
Dengan menambahkan sebuah tegangan DC yang diseri dengan dioda maka akan mengubah level tegangan yang akan dibatasi yaitu sebesar (VDC + VD), seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut.
Dari grafik sinyal terlihat bahwa tegangan input dibatasi bagian positifnya pada level tegangan 2,7V.
Pembatas tegangan negatif (negative clipper)
Rangkaian pembatas tegangan negatif
hampir sama dengan rangkaian pembatas tegangan positif, hanya saja polaritas
dioda-nya yang dibalik.
Variasi pembatas tegangan
Dari 2 jenis pembatas tegangan
seperti yang telah disebutkan sebelumnya, dapat dibuat variasi pembatas
tegangan yang lain. Yang harus diperhatikan adalah polaritas pada dioda dan
(besar) tegangan DC yang dipakai, karena hal ini menentukan level tegangan yang
akan dibatasi. Selain itu pula, hambatan beban (RL) harus lebih
besar daripada hambatan input (Rs), paling tidak 100 kali lebih
besar.
Gambar rangkaian dan sinyal di atas menunjukkan pembatas tegangan yang membatasi sinyal tegangan input pada bagian positif dan negatif. Level tegangan input dibatasi pada tegangan sebesar (VDC + VD), yaitu 2,7V pada bagian positif dan -2,7V pada bagian negatif.
Pada pembatas tegangan seperti gambar rangakaian diatas terlihat bahwa sinyal input dibatasi pada bagian negatifnya saja. Hal ini dikarenakan level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan pertama bernilai negatif, yaitu : VD + VDC = 0,7V + (-2V) = - 1,3V
Apabila level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan pertama lebih kecil daripada level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan kedua maka sinyal yg dihasilkan hanya dipengaruhi oleh pembatas tegangan yang kedua saja. Hal ini berlaku pula sebaliknya.
Gambar rangkaian dan sinyal di atas menunjukkan pembatas tegangan yang membatasi sinyal tegangan input pada bagian positif dan negatif. Level tegangan input dibatasi pada tegangan sebesar (VDC + VD), yaitu 2,7V pada bagian positif dan -2,7V pada bagian negatif.
Pada pembatas tegangan seperti gambar rangakaian diatas terlihat bahwa sinyal input dibatasi pada bagian negatifnya saja. Hal ini dikarenakan level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan pertama bernilai negatif, yaitu : VD + VDC = 0,7V + (-2V) = - 1,3V
Apabila level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan pertama lebih kecil daripada level tegangan yang dibatasi oleh pembatas tegangan kedua maka sinyal yg dihasilkan hanya dipengaruhi oleh pembatas tegangan yang kedua saja. Hal ini berlaku pula sebaliknya.
Subscribe to:
Posts (Atom)