LAPORAN PRAKTIKUM I V elektronika
LAPORAN PRAKTIKUM V & VI
PENGENALAN OSCILOSCOP,FUNCTION GENERATOR, RANGAKAIAN DIODA
CLIPPER DAN CLAMPER
Disusun untuk Memenuhi Matakuliah Elektronika
Dibimbing oleh Bapak I Made Wirawan, S.T., S.S.T, M.T.
Asisten Praktikum:
Muhammad Arif Syarifudin
Muhammad Bagus Arifin
Oleh :
Eva Yulia Safitri
160533611462
S1 PTI OFF B
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA
Oktober 2016
A. Tujuan Praktikum
1.
Mahasiswa dapat mengetahui fungsi osiloskop
2.
Mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja osiloskop
3.
Mahasiswa dapat mengetahui frekuensi gelombang secara praktek menggunakan
osiloskop
4.
Mahasiswa mampu mengoperasikan alat ukur osiloskop dan function generator
dengan benar.
5.
Mahasiswa dapat mengetahui fungsi panel function generator maupun osiloskop guna
membaca gelombang pada osiloskop
B. Pendahuluan
Di dalam praktikum, sistem pengukuran maupun analisis bentuk gelombang serta
fenomena lain dalam elektronika dapat menggunakan salah satu instrument yaitu osiloskop.
Oleh karena itu mahasiswa harus mampu memahami fungsi osiloskop, prinsip kerja
osiloskop, serta mengetahui frekuensi gelombang secara praktek menggunakan
osiloskop.Dan juga mahasiswa mampu mengoperasikan alat ukur osciloscop dan function
generator dengan benar. Serta dapat mengetahui fungsi panel function generator maupun
osciloscop guna membaca gelombang pada osciloscop.
C. Dasar Teori
A. OSCILOSCOP
Pengertian
Osiloskop adalah suatu alat elektronik yang dapat menggambarkan bentuk
sinyal listrik dengan menunjukan grafik dari tegangan terhadap waktu pada layarnya. Itu
seperti layaknya voltmeter dengan fungsi kemampuan lebih, penampilan tegangan berubah
terhadap waktu, sebuah graticule setiap 1 cm grid membuat kita dapat melakukan pengukuran
dari tegangan dan waktu pada layar (screen). Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik
atau gambar (plotter) X-Y yang sangat cepat yang memperagakan sebuah sinyal masukan
terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (stylus) plotter adalah sebuah bintik cahaya
yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangantegangan masukan. Kecepatan tanggap osiloskop sangat tinggidan interval frekuensi yang
panjang, dari frekuensi yang rendah ke frekuensi yang tinggi dangan periodik bergerak dari
kiri ke kanan pada layar.
Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang bersifat
periodic. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda , prinsip kerja tabung sinar
katoda adalah sebagai berikut :
·
Electron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang bersifat florocent.
Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda.
·
Arah gerak electron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetic.
Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi
gerak electron kearah anoda. Medan listrik yang dipasang oleh lempeng secara vertikal akan
terbentuk garis lurus vertikal di layar , namun lempeng tersebut harus merupakan lempeng
kapasitor , namun jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodic kini gerak
electron akan melaju kearah horizontal dengan gerak tetap sambil tetap bergerak kearah
vertikal , sehingga terbentuklah garis sinusoidal ( bentuk gelombang naik turun ).
·
Hal ini dipengaruhi juga dan ditetapkan oleh teori gelombang yang menyebabkan benda
bergetar sekaligus gerak harmonic.getaran harmonic yang berfrekuensi dan mempunyai arah
getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonic baru berfrekuensi sama dengan
amplitude dan fase tergantung pada amplitude danfrekuensi setiap bagian getaran harmonic
tersebut.
B. Bagian-bagian Osiloskop beserta fungsinya
B. FUNCTION GENERATOR
Pengertian
Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau
membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk
gelombang
pulsa.
Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator
Utama menyediakan gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan
rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan
bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz
sampai 10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo
Modulation (AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM dapat
diatur dari 0% sampai 100%; FM dapat diatur frekwensi pembawanya hingga ±5%.
Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20
Mhz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan
dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan puncak
ke puncak) kondisi tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan
puncak ke puncak) dengan beban sebesar 50Ω. Output utama ditetapkan oleh SYNC
Output.
Bagian-bagian dan fungsi Function Generator
Keterangan:
1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan
generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi:
Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah
dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
2. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang
kompatibel dengan TTL/CMOS
3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan
mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini
ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal
output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang
kompatibel dengan CMOS.
5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan
putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke
arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini
tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika
tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V
dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat
diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang
diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).
6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang
maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output
akan diperlemah sebesar 20dB.
7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk
gelombang output yang diinginkan
8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi
yang dibutuhkan.
11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah
sebesar 20dB
Uraian berikut berisikan fungsi Function Generator sebagai;
A. Function Generator Output, Untuk mendapatkan keluaran (output) bentuk gelombang
yang diinginkan.
B. Sweep Generator Output, Untuk mendapatkan ayunan (sweep) bentuk gelombang yang
diinginkan.
C. Frequency Counter, untuk menghitung frekuensi.
D. Data dan Analisa
A. Langkah kerja
1. Lakulan proses mempersiapkan osciloscop (proses kalibrasi), kemudian pindahkan
tombol Volt/Dive pada posisi 1V dan tombol Time/Div pada posisi 10 ms
2. Lakukan proses mempersiapkan Function Generator
3. Hubungkan Function Generator signal ke CH1 Osciloscop
4. Atur Osciloscop tombol Time/Div dan Volt/Div dan Function Generator untuk
mengukur sinyal-sinyal berikut
a. Sinyal sinus 150 Hz, amplitudo 5 Vpp (Volt Peak to Peak)
b. Sinyal sinus 2kHz, amplitudo 5Vpp
c. Sinyal kotak 100kHz, amplitudo 5Vpp
d. Sinyal SEGITIGA 650 Hz, amplitudo 25 Vpp
B. Tabel Posisi tombol Osciloscop
N
o
1
2
3
4
Sinyal yang diukur
Volt/Div
Time/Dive
Sinus 150 Hz 5 Vpp
Sinus 2 kHz, 5Vpp
Kotak 100 kHz, 3 Vpp
Segitiga 650 kHz, 4 Vpp
1V
1V
1V
2V
1 ms
0,1 ms
2 µs
1 ms
Perhitungan :
1. Sinus 150 Hz 5 vpp
Menghitung Periode
1
T=
f
1
T=
150 Hz
T = 0,006 sekon = 6 ms
Percobaan :
Menghitung Frekuensi
f =150 hz
Menghitung Periode
Kotak Horisontal = 7 kotak
Time/Div = 1 ms
T= jumlah kotak horisontal×time/
div×Redaman
= 7 × 1 ms ×1
= 7 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
7 ×1 ×10−3 s ×1
= 143 Hz
Untuk mendapatkan sinus 150 Hz 5 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 150 Hz dan
memilih bentuk gelombang sinus. Kemudian mulai membentuk gelombang pada osciloscop
dan membuat gelombang 5 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan volts/div. Pada
percobaan diatas terdapat 5 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V sehingga
diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 5×1 V= 5vpp
2. Sinus 2 kHz, 5 Vpp
Perhitungan :
Menghitung periode
2 kHz= 2000 Hz
1
T=
2000
= 0,0005 sekon = 0,5 ms
Percobaan :
Menghitung frekuensi
f= 2 kHz
= 2000 Hz
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 5
Time / Div = 0,1 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 5 ×0,1×1
= 0,5 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
5× 1× 10−4 s ×1
= 2000 Hz
Untuk mendapatkan sinus 2kHz 5 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi osciloscop.
Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 2kHz dan memilih
bentuk gelombang sinus. Kemudian mulai membentuk gelombang pada osciloscop dan
membuat gelombang 5 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan volts/div. Pada
percobaan diatas terdapat 5 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V sehingga
diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 5×1 V= 5vpp
3. Kotak 100kHz, 3Vpp
Perhitungan :
Menghitung Periode
100 kHz= 100000 Hz
1
T=
100000
= 1 × 10-5 sekon = 0,01 ms
Menghitung Frekuensi
F= 100 kHz= 100000 Hz
Percobaan :
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 5
Time / Div = 2 µs =2×10-3 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 5 ×0,002×1
= 0,01 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
5× 2× 10−6 s ×1
= 100000 Hz = 100kHz
Untuk mendapatkan sinus 100kHz 3 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 100kHz
dan memilih bentuk gelombang kotak. Kemudian mulai membentuk gelombang pada
osciloscop dan membuat gelombang 3 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan
volts/div. Pada percobaan diatas terdapat 3 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V
sehingga diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 3×1 V= 3vpp
4. Segitiga 650 kHz, 4 Vpp
Perhitungan :
Menghitung Periode
650 kHz = 650000 Hz
1
T=
650000
= 1,54 × 10-6 sekon = 1,54 × 10 -3 ms
Percobaan :
Menghitung Frekuensi
f= 650 kHz = 650000 Hz
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 1,5
Time / Div = 1 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 1,5 ×0,001×1
= 0,0015ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
−3
1,5× 10 ×1 s × 1
= 649,350 Hz
Untuk mendapatkan sinus 650kHz 4 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 650kHz
dan memilih bentuk gelombang kotak. Kemudian mulai membentuk gelombang pada
osciloscop dan membuat gelombang 4 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan
volts/div. Pada percobaan diatas terdapat 2 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 2 V
sehingga diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 2×2V= 4vpp
ANALISA :
Kalibrasi
Sebelum digunakan maka osciloscop harus dikalibrasi terlebih dahulu. Tujuan melakukan
kalibrasi pada osciloscop sebelum digunakan yaitu ;
Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu
instrumen ukur.
Menjamin hasil-hsil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun
Internasional.
Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan
spesefikasinya
Setelah semua fungsi tombol pada osiloskop telah dimengerti maka kita dapat mulai
untuk melakukan kalibrasi. Pertama, kita nyalakan terlebih dahulu osiloskopnya. Pastikan
bahwa ada suatu gambar garis pada layar dan terlihat jelas serta tidak kabur. Apabila masih
kabur lakukan pengaturan fokus terlebih dahulu dengan memutar tombol fokus dibawah
layar, serta cek apakah garis yang terlihat miring atau lurus? Jika garis yang muncul sedikit
miring segeralah perbaiki dengan cara memutar pengaturan kemiringan garis pada lubang di
bawah layar dengan menggunakan obeng -(-) kecil. Setelah semua pengaturan awal telah
selesai dilakukan, segera persiapkan probe osiloskop yang akan digunakan. Karena fungsi
probe osiloskop ini sangatlah penting untuk menghubungkan masing masing channel
osiloskop pada alat yang akan kita ukur dan dapat pula digunakan untuk mengkalibrasi
osiloskop itu sendiri. Probe osiloskop itu sendiri sebenarnya selain berfungsi sebagai
penghubung juga dapat digunakan sebagai faktor pengali manakala sumber ataupun
rangkaian yang akan kita ukur memiliki tegangan melebihi batas maksimal kemampuan
osiloskop, karena pada probe osiloskop terdapat saklar yang bertuliskan X1 dan X10. Saklar
tersebut biasanya hanya terdapat pada probe osiloskop yang asli sehingga dengan
menempatkan pada posisi X10 kita masih bisa mengukur sumber tegangan yang lebih besar
dari batas ukur osiloskop (volt/div) sampai 10 kali lipat pada batas kemampuan maksimal
osiloskop. Namun untuk probe osiloskop buatan sendiri kita hanya dapat menggunakan
maksimal 1X pada batas maksimal osiloskop.
Hasil perhitungan dan hasil praktikum
Dari data yang didapat terdapat beberapa perbedaan antara hasil praktikum dan
pengukuran. Hal itu bisa terjadi karena adanya kesalahan paralaks mata saat melakukan
praktikum, bisa saja grafik sinusoida terlalu menyilaukan sehingga menimbulkan
pembacaan yang kurang akurat. Atau ada kesalahan dalam menetukan volt/div. Selain itu
penentuan frekuensi pada function generator juga sulit untuk di setting sama persis
dengan frekuensi yang diinginkan karena tombolnya terlalu sensitif saat diputar sehingga
menghasilkan selisih nol dibelakang koma dengan frekuensi yang diinginkan.
E. KESIMPULAN
1) `Osciloskop merupakan alat ukur yang dapat menganalisis dan menampilkan suatu
gelombang AC ,DC , dan Lissajous pada layar
2) Cara menggunakan osciloskop dengan baik dan benar yaitu dengan cara
mengkalibrasi/mengembalikan posisi ke arah nol sebelum memulai percobaan
3) Bentuk gelombang yang diinginkan dapat dibentuk melalui function generator
4)
Frekuensi dibentuk pada function generator
5) Besar kecilnya gelombang yang dihasilkan dipengaruhi oleh sumber tegangan dan
volt/div atau time/divyang digunakan
F. DAFTAR PUSTAKA
Dhea Intan Patya , Laporan Praktikum Pengenalan Alat Ukur Elektro www.academia.edu
diakses pada 1 November 2016
Dunia Elektronika duniaelektonika.blogspot.co.id diakses pada 2 November 2016
Kahfi Nugroho, Praktikum Osciloscop www.academia.edu diakses pada 1 November 2016
PERCOBAAN 4B
DIODA CLIPPER DAN CLAMPER
A. TUJUAN
1. Mahasiswa dapat menguji karakteristik dioda clipper dan clamper
2. Mahasiswa dapat menggambarkan kurva karakteristik v-i dioda
3. Mahasiswa dapat menguji rangkaian clipper dan clamper
B. PENDAHULUAN
Pada rangkaian elektronika alat yang digunakan untuk memotong dan menghilangkan
sinyal adalah clipper sedangkan untuk penggeser sinyal digunakan clamper. Sehingga
diharapkan mahasiswa mampu menguji karakteristik dioda clipper dan clamper,
menggambarkan kurva karakteristik v-i dioda, dan menguji rangkaian clipper dan
clamper.
C. Dasar Teori
Diode adalah suatu elemen dasar dari piranti non linear. Diode telah di desain
dengan benyak jenis dan digunakan secara luas dalam bentuk satu atau lainnya di
hampir setiap cabang teknologi kelistrikan. Diode merupakan suatu komponen yang
memiliki aplikasi yang sangat banyak apalagi dalam suatu rangkaian, diode memiliki
banyak sekali fungsi. Salah satunya adalah sebagai clipper dan clamper dalam
rangkaian.
1.
Rangkaian Clipper
Salah satu aplikasi prinsipal diode adalah menghasilkan tegangan searah dari sumber
tegangan bolak-balik. Rangkaian Cliiper digunakan untuk memotong atau
menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level
tertentu. Salah satu contoh rangkaian ini adalah penyearah setengah gelombang.
Rangkaian penyearah setengah gelombang ini memotong atau menghilangkan
sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol. Secara umum rangkaian
clipper digolongkan menjadi dua yaitu rangkaian clipper seri dan clipper paralel.
a.
Rangkaian Clipper Seri
Rangkaian clipper seri adalah rangkaian clipper yang diodenya berhubungan secara
seri dengan beban. Rangkaian dasar dari clipper seri ini mirip dengan rangkaian
penyearah setengah gelombang. Namun demikian rangkaian ini dapat dibuat dalam
berbagai variasi. Berikut ini adalah petunjuk menganalisa rangkaian clipper seri :
Perhatikan arah dioda, bila arah dioda ke kanan maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper seri ini bersifat
negatif).
Bila arah doida ke kiri, maka bagian negatif dari sinyal input akan dilewatkan
dan bagian positif akan di potong (clipper seri ini bersifat positif).
Bila ada perhatikan polaritas baterai.
Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level baterai.
Batas pemotongan sinyal sesuai dengan sinyal input.
Gambar rangkaian clipper seri positif
Gambar rangkaian clipper seri negatif
b.
Rangakaian Clipper Paralel
Rangkaian cliiper paralel adalah rangkaian clipper yang dodenya dipasang paralel
dengan beban. Berikut adalah cara menganalisa rangkaian clipper paralel :
Perhatikan arah dioda, jika arah dioda ke bawah maka bagian positif dari
sinyal input akan dipotong (rangkaian clipper paralel positif). Jika rah doida ke atas,
kmaka bagian negatif dari sinyal input akan dipotong (rangkaian clipper paralel
negatif).
Jika terdapat baterai, perhatikan polaritasnya.
Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan input.
Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.
Gambar rangkaian clipper paralel positif
Gambar rangkaian clipper paralel negatif
c. Rangkaian Clipper dengan Bias Positif
Rangkaian clipper bias positif adalah rangkaiaan yang memotong level dc
positif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias positif yang diberikan,
seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah. Ketika tegangan input
sinusida (Vin) setengah gelombang positif, maka dioda akan dibias forward
jika Vin = VBIAS + 0,7 Volt.
Rangkaian Clipper dengan Bias Negatif
Rangkaian clipper negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc
negatif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias negatif yang diberikan,
seperti yang ditunjukkkan pada gambar dibawah. Ketika tegangan input
sinusoida (Vin) setengah gelombang negatif, maka dioda akan dibias reverse
jika Vin = -VBIAS – 0,7 volt.
2.
Rangkaian Clamper
Rangkaian clamper digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level DC yang
lain. Rangkaian clamper harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor. Selain
ketiga komponen tersebut bisa juga menambahkan sebuah baterai untuk memperoleh
pergeseran tegangan tambahan. Nilai R dan C harus dipilih sedemikian rupa sehingga
konstanta waktu RC cukup besar. Hal ini berguna agar kapasitor tidak membuang
tegangan (discharge) pada saat diode mengalami periode non konduksi (off). Dalam
analisis kapasitor kita anggap mengisis dan membuang semua dalam 5 kali konstanta
waktu. Berikut adalah gambar rangkaian clamper sederhana :
·
Gambar (a) adalah gambar gelombang kotak yang menjadi sinyal input
rangkaian clamper.
·
Gambar (b) adalah gambar rangkaian pada saat 0 – T/2 sinyal input merupakan
positif sebesar +V, sehingga dioda menghantar (ON). Kapasitor mengisi muatan
dengan cepat melalui tahanan dioda yang rendah.
·
Gambar (d) adalah gambar pada saat sinyal output pada R adalah nol.
·
Gambar (e) adalah saat T/2 – T sinyal input berubah ke negatif sehingga dioda
tidak menghantar (OFF).
·
Gambar (c) adalah kapasitor membuang muatan sangat lambat, karena RC
dibuat cukup lama. Sehingga pengosongan tegangan ini tidak berarti dibanding
dengan sinyal output. Sinyal output merupakan penjumlahan tegangan input –V dan
tegangan pada kapasitor V, yaitu sebesar -2V. Pada gambar ini terlihat bahwa sinyal
output merupakan bentuk gelombang kontak yang level DC nya sudah bergeser ke
arah negatif sebesar –V.
Besarnya penggeseran pada rangkaian ini bisa juga divariasi dengan cara
menambahkan sebuah baterai secara seri dengan diode. Disamping itu arah
penggeseran juga bisa dibuat ke arah positif dengan cara membalik arah diode.
Berikut adalah contoh rangkaian clamper negatif dan positif :
D. Data dan Analisa
Prosedur percobaan :
1. Dengan menggunakan projectboard, rangkaian clipper positif seperti pada gambar 5a
2. Sebelum signal generator dinyalakan, set-lah channel 1 dan 2 dari Osciloscop pada
skala 1 volt/division, dc coupling dan time base = 2 ms/division.
3. Sebelum signal generator dinyalakan, nyalakan terlebih dahulu osciloscop set-lah
posisi garis sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.
4. Nyalakan signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 6 V peak to peak,
pada frekuensi 200 Hz.
5. Pasang probe sesuai dengan gambar rangkaian
6. Hasil percobaan
7. Dari display osciloscop, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output
CH2) pada kertas grafik/milimeter.
8. Matikan signal generator dan osciloscop, kemudian balikkan polaritas dari diode
sehingga menjadi rangkaian clipper negatif seperti yang ditunjukkan pada gambar 5b.
9. Nyalakan kembali osciloscop dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal
tetap sebesar 6V peak to peak, pada frekuensi 200Hz.
10. Hasil percobaan
11. Dari display osciloscop, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output
CH2) pada kertas grafik / milimeter.
12. Matikan signal generator dan osciloscop.
Rangkaian Clamper
13. Rangkai komponen resistor, kapasitor dan dioda dengan menggunakan project biard
14. Amati dengan mengguanakan osciloscop sinyal output yang diperoleh dan gambarkan
bentuk sinyalnya.
15. Berilah analisis terhadap hasil yang anda peroleh.
Tugas
1. Gambar grafik display osciloscop pada kertas grafik
2. Lakukan analisa secara teori terhadap percobaan yang telah dilakukan. Kemudian
bandingkan hasilnya dengan dengan hasil percobaan.
3. Buat kesimpulan dasi hasil analisa yang dilakukan
Jawab :
Analisa:
Rangkaian dasar clipper ini bisa menggunakan dioda. Rangkaian clipper yang menggunakan
dioda ini bisa dirangkai menjadi 2 jenis. Yang pertama adalah rangkaian clipper seri dan juga
rangkaian clipper parallel yang bisa digunakan untuk menyusun rangkaian tersebut.
Rangkaian clipper seri akan menghubungkan tiap dioda secara berjajar dengan beban,
sementara untuk rangkaian clipper paralel akan menghubungkan dioda yang dipasang paralel
dengan beban yang ada di rangkaian tersebut. Untuk masing-masing jenis rangkaian
tersebut, rangkaian clipper ini dibagi menjadi negatif (pemotong pada bagian negatif) dan
juga clipper positif (pemotong bagian positif). Clipper Seri Poin-poin yang perlu diperhatikan
dari rangkaian clipper seri dengan dioda 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).
Sistem kerja dari rangkaian seri adalah bila hasil keluaran atau output pada rangkaian adalah
anoda dioda, maka bagian positif akan dipotong (berarti clipper positif). Besarnya
pemotongan atau penghilangan sinyal adalah tegangan baterai ditambah tegangan diode.
Sementara untuk sistem kerja pada rangkaian paralel sebagai berikut : Dioda dan baterai akan
dipasang secara paralel pada rangkaian clipper tersebut. Bila hasil keluaran atau output pada
rangkaian paralel menggunakan katoda dioda, maka negatif akan dipotong atau disebut juga
clipper negatif. Namun bila hasil keluaran atau output rangkaian paralel dengan anoda dioda,
maka bagian positif akan dipotong.
Pada hasil praktikum pada rangkaian clipper positif dengan arah dioda ke bawah, maka sinyal
input positifnya dipotong. Hal ini berarti bagian negatif dari sinyal input akan dilewatkan.
Sedangkan pada clipper negatif dengan arah dioda ke atas, maka sinyal input negatifnya di
potong. Hal ini berarti bagian positifnya akan dilewatkan.
Clamper
Rangkaian Penggeser(Clamper) ini memberikan penambahan komponen DC pada tegangan
masukan. Akibatnya, seolah-olah terjadi pergeseran (clamping) pada tegangan. Jika
penambahan komponen DC negatif, maka terjadi pergeseran tegangan ke bawah (negatively
clamped), dan begitu pula sebaliknya, (positively clamped).Gambar di atas (Rangkaian
Clamper) menunjukkan sebuah rangkaian penggeser negatif. Selama setengah tegangan
masukan Vin positif, dioda di-forward biased dan dalam kondisi konduksi, sehingga
kapasitor akan terisi dengan polaritas. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan
nol. Namun, selama setengah tegangan masukan Vin negatif, dioda di-reverse biased.
Kapasitor akan mulai membuang tegangannya melalui tegangan keluaran Vo. Akibatnya,
tegangan keluaran Vo akan sama dengan tegangan masukan Vin dikurang dengan tegangan
buangan dari kapasitor VC. Sehingga, secara grafik, tegangan keluaran Vo merupakan
tegangan masukan Vin yang diturunkan sejauh tegangan buangan dari kapasitor VC.Jika
dirancang bahwa waktu buangan kapasitor sangat lama, maka tegangan buangan dari
kapasitor VC akan sama dengan tegangan masukan Vin maksimum. Pada praktikum
digunakan frekuensi 200 Hz dan 6 vpp hasilnya menunjukkan terjadinya pergeseran pada
sinyal input.
Kesimpulan dari pertanyaan di atas :
Bila output rangkaian seri badalah katoda dioda , maka bagian positip dari sinyal
input adan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
Bila output rangkaian seri adalah anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian positif adakn dipotong (clipper positif)
Bila output rangkaian paralel dengan katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
Bila output rangkaian paralel dengan anoda dioda, maka bagian ngatif dari sinyal
input akan dilewatkan, dan bagian positif akan dipotong (clipper positif)
Rangkaian clipper berfungsi untuk melakukan pemotongan atau menghambat serta
menghilangkan beberapa sinyal yang masuk dimaan besarannya melebihi batas yang
telah ditentukan.
Pada clamper jika terjadi penambahan komponen negatif, maka terjadi pergeseran ke
bawah dan begitu pula sebaliknya.
Pertanyaan Pengembangan
1. Simulasikan dengan salah satu program simulasi masing-masing rangkaian percobaan
saudara.
Clipper Positif
Analisa:
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input positif yang terpotong. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
Clipper Negatif
Analisa :
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input negatif yang terpotong. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
Clamper
Analisa :
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input mengalami pergeseran. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
E. KESIMPULAN
1. Rangkaian Cliiper digunakan untuk memotong atau menghilangkan sebagian sinyal
masukan yang berada di bawah atau di atas level tertentu.
2. Rangkaian clipper dibagi menjadi dua yaitu rangkaian clipper seri dan rangkaian
clipper paralel. Rangkaian paralel terdapat rangkain paralel positif dan negatif.
3. Rangkaian clamper digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level DC yang lain.
4. Bila output rangkaian seri badalah katoda dioda , maka bagian positip dari sinyal
input adan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
5. Bila output rangkaian seri adalah anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian positif adakn dipotong (clipper positif)
6. Bila output rangkaian paralel dengan katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
7. Bila output rangkaian paralel dengan anoda dioda, maka bagian ngatif dari sinyal
input akan dilewatkan, dan bagian positif akan dipotong (clipper positif)
8. Rangkaian clipper berfungsi untuk melakukan pemotongan atau menghambat serta
menghilangkan beberapa sinyal yang masuk dimaan besarannya melebihi batas yang
telah ditentukan.
9. Pada clamper jika terjadi penambahan komponen negatif, maka terjadi pergeseran ke
bawah dan begitu pula sebaliknya.
F. DAFTAR PUSTAKA
Amir , Pengertian Clamper dan Clipper, amirmukhlis06.blogspot.co.id diakses pada 31
Oktober 2016
Indrie, clipper, climper, dan Voltage Multpliers indrie7.blogspot.com diakses pada 1
November 2016
Prinsip Kerja Rangkaian Clipper www. Blograngkaianelektronika.wordpress.com di akses
pada 2 November 2016
Ran Nin, Pembahasan Dioda Clamper dan Clipper, www.academia.edu diakse pada 1
November 2016
PENGENALAN OSCILOSCOP,FUNCTION GENERATOR, RANGAKAIAN DIODA
CLIPPER DAN CLAMPER
Disusun untuk Memenuhi Matakuliah Elektronika
Dibimbing oleh Bapak I Made Wirawan, S.T., S.S.T, M.T.
Asisten Praktikum:
Muhammad Arif Syarifudin
Muhammad Bagus Arifin
Oleh :
Eva Yulia Safitri
160533611462
S1 PTI OFF B
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK INFORMATIKA
Oktober 2016
A. Tujuan Praktikum
1.
Mahasiswa dapat mengetahui fungsi osiloskop
2.
Mahasiswa dapat mengetahui prinsip kerja osiloskop
3.
Mahasiswa dapat mengetahui frekuensi gelombang secara praktek menggunakan
osiloskop
4.
Mahasiswa mampu mengoperasikan alat ukur osiloskop dan function generator
dengan benar.
5.
Mahasiswa dapat mengetahui fungsi panel function generator maupun osiloskop guna
membaca gelombang pada osiloskop
B. Pendahuluan
Di dalam praktikum, sistem pengukuran maupun analisis bentuk gelombang serta
fenomena lain dalam elektronika dapat menggunakan salah satu instrument yaitu osiloskop.
Oleh karena itu mahasiswa harus mampu memahami fungsi osiloskop, prinsip kerja
osiloskop, serta mengetahui frekuensi gelombang secara praktek menggunakan
osiloskop.Dan juga mahasiswa mampu mengoperasikan alat ukur osciloscop dan function
generator dengan benar. Serta dapat mengetahui fungsi panel function generator maupun
osciloscop guna membaca gelombang pada osciloscop.
C. Dasar Teori
A. OSCILOSCOP
Pengertian
Osiloskop adalah suatu alat elektronik yang dapat menggambarkan bentuk
sinyal listrik dengan menunjukan grafik dari tegangan terhadap waktu pada layarnya. Itu
seperti layaknya voltmeter dengan fungsi kemampuan lebih, penampilan tegangan berubah
terhadap waktu, sebuah graticule setiap 1 cm grid membuat kita dapat melakukan pengukuran
dari tegangan dan waktu pada layar (screen). Pada dasarnya CRO adalah alat pembuat grafik
atau gambar (plotter) X-Y yang sangat cepat yang memperagakan sebuah sinyal masukan
terhadap sinyal lain atau terhadap waktu. Pena (stylus) plotter adalah sebuah bintik cahaya
yang bergerak melalui permukaan layar dalam memberi tanggapan terhadap tegangantegangan masukan. Kecepatan tanggap osiloskop sangat tinggidan interval frekuensi yang
panjang, dari frekuensi yang rendah ke frekuensi yang tinggi dangan periodik bergerak dari
kiri ke kanan pada layar.
Osiloskop sinar katoda dapat digunakan untuk menyelidiki gejala yang bersifat
periodic. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda , prinsip kerja tabung sinar
katoda adalah sebagai berikut :
·
Electron dipancarkan dari katoda akan menumbuk bidang gambar yang bersifat florocent.
Bidang gambar ini berfungsi sebagai anoda.
·
Arah gerak electron ini dapat dipengaruhi oleh medan listrik dan medan magnetic.
Umumnya osiloskop sinar katoda mengandung medan gaya listrik untuk mempengaruhi
gerak electron kearah anoda. Medan listrik yang dipasang oleh lempeng secara vertikal akan
terbentuk garis lurus vertikal di layar , namun lempeng tersebut harus merupakan lempeng
kapasitor , namun jika pada lempeng horizontal dipasang tegangan periodic kini gerak
electron akan melaju kearah horizontal dengan gerak tetap sambil tetap bergerak kearah
vertikal , sehingga terbentuklah garis sinusoidal ( bentuk gelombang naik turun ).
·
Hal ini dipengaruhi juga dan ditetapkan oleh teori gelombang yang menyebabkan benda
bergetar sekaligus gerak harmonic.getaran harmonic yang berfrekuensi dan mempunyai arah
getar sama akan menghasilkan satu getaran harmonic baru berfrekuensi sama dengan
amplitude dan fase tergantung pada amplitude danfrekuensi setiap bagian getaran harmonic
tersebut.
B. Bagian-bagian Osiloskop beserta fungsinya
B. FUNCTION GENERATOR
Pengertian
Function Generator adalah alat ukur elektronik yang menghasilkan, atau
membangkitkan gelombang berbentuk sinus, segitiga, ramp, segi empat, dan bentuk
gelombang
pulsa.
Function generator terdiri dari generator utama dan generator modulasi. Generator
Utama menyediakan gelombang output sinus, kotak, atau gelombang segitiga dengan
rangkuman frekwensi 0,01 Hz sampai 13 MHz. Generator modulasi menghasilkan
bentuk gelombang sinus, kotak, dan segitiga dengan rangkuman frekwensi 0,01 Hz
sampai 10 kHz. Generator sinyal input dapat digunakan sebagai Amplitudo
Modulation (AM) atau Frequensi Modulation (FM). Selubung (envelope) AM dapat
diatur dari 0% sampai 100%; FM dapat diatur frekwensi pembawanya hingga ±5%.
Function Generator umumnya menghasilkan frekuensi pada kisaran 0,5 Hz sampai 20
Mhz atau lebih tergantung rancangan pabrik pembuatnya. Frekuensi yang dihasilkan
dapat dipilih dengan memutar-mutar tombol batas ukur frekuensi (frequency range).
Amplitudo sinyal yang dapat diatur berkisar antara 0,1V – 20 Vp-p (tegangan puncak
ke puncak) kondisi tanpa beban, dan 0,1 V – 10Vp-p (Volt peak to peak/tegangan
puncak ke puncak) dengan beban sebesar 50Ω. Output utama ditetapkan oleh SYNC
Output.
Bagian-bagian dan fungsi Function Generator
Keterangan:
1. Saklar daya (power switch): Untuk menyalakan generator sinyal, sambungkan
generator sinyal ke tegangan jala‐jala, lalu tekan saklar daya ini.Pengatur Frekuensi:
Tekan dan putar untuk mengatur frekuensi keluaran dalam range frekuensi yang telah
dipilih.Indikator frekuensi: Menunjukkan nilai frekuensi sekarang.
2. Terminal output TTL/CMOS: terminal yang menghasilkan keluaran yang
kompatibel dengan TTL/CMOS
3. Duty function: Tarik dan putar tombol ini untuk mengatur duty cycle gelombang.
4. Selektor TTL/CMOS: Ketika tombol ini ditekan, terminal output TTL/CMOS akan
mengeluarkan gelombang yang kompatibel dengan TTL. Sedangkan jika tombol ini
ditarik, maka besarnya tegangan kompatibel output (yang akan keluar dari terminal
output TTL/CMOS) dapat diatur antara 5‐15Vpp, sesuai besarnya tegangan yang
kompatibel dengan CMOS.
5. DC Offset: Untuk memberikan offset (tegangan DC) pada sinyal +/‐ 10V. Tarik dan
putar searah jarum jam untuk mendapatkan level tegangan DC positif, atau putar ke
arah yang berlawanan untuk mendapatkan level tegangan DC negatif. Jika tombol ini
tidak ditarik, keluaran dari generator sinyal adalah murni tegangan AC. Misalnya jika
tanpa offset, sinyal yang dikeluarkan adalah sinyal dengan amplitude berkisar +2,5V
dan ‐2,5V. Sedangkan jika tombol offset ini ditarik, tegangan yang dikeluarkan dapat
diatur (dengan cara memutar tombol tersebut) sehingga sesuai tegangan yang
diinginkan (misal berkisar +5V dan 0V).
6. Amplitude output: Putar searah jarum jam untuk mendapatkan tegangan output yang
maksimal, dan kebalikannya untuk output ‐20dB. Jika tombol ditarik, maka output
akan diperlemah sebesar 20dB.
7. Selektor fungsi: Tekan salah satu dari ketiga tombol ini untuk memilih bentuk
gelombang output yang diinginkan
8. Terminal output utama: terminal yang mengelurakan sinyal output utama
9. Tampilan pencacah (counter display): tampilan nilai frekuensi dalam format 6×0,3″
10. Selektor range frekuensi: Tekan tombol yang relevan untuk memilih range frekuensi
yang dibutuhkan.
11. Pelemahan 20dB: tekan tombol untuk mendapat output tegangan yang diperlemah
sebesar 20dB
Uraian berikut berisikan fungsi Function Generator sebagai;
A. Function Generator Output, Untuk mendapatkan keluaran (output) bentuk gelombang
yang diinginkan.
B. Sweep Generator Output, Untuk mendapatkan ayunan (sweep) bentuk gelombang yang
diinginkan.
C. Frequency Counter, untuk menghitung frekuensi.
D. Data dan Analisa
A. Langkah kerja
1. Lakulan proses mempersiapkan osciloscop (proses kalibrasi), kemudian pindahkan
tombol Volt/Dive pada posisi 1V dan tombol Time/Div pada posisi 10 ms
2. Lakukan proses mempersiapkan Function Generator
3. Hubungkan Function Generator signal ke CH1 Osciloscop
4. Atur Osciloscop tombol Time/Div dan Volt/Div dan Function Generator untuk
mengukur sinyal-sinyal berikut
a. Sinyal sinus 150 Hz, amplitudo 5 Vpp (Volt Peak to Peak)
b. Sinyal sinus 2kHz, amplitudo 5Vpp
c. Sinyal kotak 100kHz, amplitudo 5Vpp
d. Sinyal SEGITIGA 650 Hz, amplitudo 25 Vpp
B. Tabel Posisi tombol Osciloscop
N
o
1
2
3
4
Sinyal yang diukur
Volt/Div
Time/Dive
Sinus 150 Hz 5 Vpp
Sinus 2 kHz, 5Vpp
Kotak 100 kHz, 3 Vpp
Segitiga 650 kHz, 4 Vpp
1V
1V
1V
2V
1 ms
0,1 ms
2 µs
1 ms
Perhitungan :
1. Sinus 150 Hz 5 vpp
Menghitung Periode
1
T=
f
1
T=
150 Hz
T = 0,006 sekon = 6 ms
Percobaan :
Menghitung Frekuensi
f =150 hz
Menghitung Periode
Kotak Horisontal = 7 kotak
Time/Div = 1 ms
T= jumlah kotak horisontal×time/
div×Redaman
= 7 × 1 ms ×1
= 7 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
7 ×1 ×10−3 s ×1
= 143 Hz
Untuk mendapatkan sinus 150 Hz 5 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 150 Hz dan
memilih bentuk gelombang sinus. Kemudian mulai membentuk gelombang pada osciloscop
dan membuat gelombang 5 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan volts/div. Pada
percobaan diatas terdapat 5 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V sehingga
diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 5×1 V= 5vpp
2. Sinus 2 kHz, 5 Vpp
Perhitungan :
Menghitung periode
2 kHz= 2000 Hz
1
T=
2000
= 0,0005 sekon = 0,5 ms
Percobaan :
Menghitung frekuensi
f= 2 kHz
= 2000 Hz
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 5
Time / Div = 0,1 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 5 ×0,1×1
= 0,5 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
5× 1× 10−4 s ×1
= 2000 Hz
Untuk mendapatkan sinus 2kHz 5 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi osciloscop.
Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 2kHz dan memilih
bentuk gelombang sinus. Kemudian mulai membentuk gelombang pada osciloscop dan
membuat gelombang 5 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan volts/div. Pada
percobaan diatas terdapat 5 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V sehingga
diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 5×1 V= 5vpp
3. Kotak 100kHz, 3Vpp
Perhitungan :
Menghitung Periode
100 kHz= 100000 Hz
1
T=
100000
= 1 × 10-5 sekon = 0,01 ms
Menghitung Frekuensi
F= 100 kHz= 100000 Hz
Percobaan :
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 5
Time / Div = 2 µs =2×10-3 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 5 ×0,002×1
= 0,01 ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
5× 2× 10−6 s ×1
= 100000 Hz = 100kHz
Untuk mendapatkan sinus 100kHz 3 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 100kHz
dan memilih bentuk gelombang kotak. Kemudian mulai membentuk gelombang pada
osciloscop dan membuat gelombang 3 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan
volts/div. Pada percobaan diatas terdapat 3 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 1 V
sehingga diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 3×1 V= 3vpp
4. Segitiga 650 kHz, 4 Vpp
Perhitungan :
Menghitung Periode
650 kHz = 650000 Hz
1
T=
650000
= 1,54 × 10-6 sekon = 1,54 × 10 -3 ms
Percobaan :
Menghitung Frekuensi
f= 650 kHz = 650000 Hz
Menghitung Periode
Kotak horisontal = 1,5
Time / Div = 1 ms
T = Jumlah kotak horisontal ×
Time/Div ×Redaman
= 1,5 ×0,001×1
= 0,0015ms
Menghitung Frekuensi
1
f=
T
1
f=
jumlah kotak horisontal ×Time /¿ × Redaman
1
f=
−3
1,5× 10 ×1 s × 1
= 649,350 Hz
Untuk mendapatkan sinus 650kHz 4 vpp maka yang dilakukan adalah mengkalibrasi
osciloscop. Kemudian memasukkan input frekuensi ke function generator sebesar 650kHz
dan memilih bentuk gelombang kotak. Kemudian mulai membentuk gelombang pada
osciloscop dan membuat gelombang 4 vpp dengan cara mengatur tombol time/div dan
volts/div. Pada percobaan diatas terdapat 2 kotak vertikal dan volts/div menunjuk pada 2 V
sehingga diperoleh vpp, vpp= jumlah kotak vertikal × volts/div, vpp = 2×2V= 4vpp
ANALISA :
Kalibrasi
Sebelum digunakan maka osciloscop harus dikalibrasi terlebih dahulu. Tujuan melakukan
kalibrasi pada osciloscop sebelum digunakan yaitu ;
Menentukan deviasi (penyimpangan) kebenaran nilai konvensional penunjukan suatu
instrumen ukur.
Menjamin hasil-hsil pengukuran sesuai dengan standar Nasional maupun
Internasional.
Menjaga kondisi instrumen ukur dan bahan ukur agar tetap sesuai dengan
spesefikasinya
Setelah semua fungsi tombol pada osiloskop telah dimengerti maka kita dapat mulai
untuk melakukan kalibrasi. Pertama, kita nyalakan terlebih dahulu osiloskopnya. Pastikan
bahwa ada suatu gambar garis pada layar dan terlihat jelas serta tidak kabur. Apabila masih
kabur lakukan pengaturan fokus terlebih dahulu dengan memutar tombol fokus dibawah
layar, serta cek apakah garis yang terlihat miring atau lurus? Jika garis yang muncul sedikit
miring segeralah perbaiki dengan cara memutar pengaturan kemiringan garis pada lubang di
bawah layar dengan menggunakan obeng -(-) kecil. Setelah semua pengaturan awal telah
selesai dilakukan, segera persiapkan probe osiloskop yang akan digunakan. Karena fungsi
probe osiloskop ini sangatlah penting untuk menghubungkan masing masing channel
osiloskop pada alat yang akan kita ukur dan dapat pula digunakan untuk mengkalibrasi
osiloskop itu sendiri. Probe osiloskop itu sendiri sebenarnya selain berfungsi sebagai
penghubung juga dapat digunakan sebagai faktor pengali manakala sumber ataupun
rangkaian yang akan kita ukur memiliki tegangan melebihi batas maksimal kemampuan
osiloskop, karena pada probe osiloskop terdapat saklar yang bertuliskan X1 dan X10. Saklar
tersebut biasanya hanya terdapat pada probe osiloskop yang asli sehingga dengan
menempatkan pada posisi X10 kita masih bisa mengukur sumber tegangan yang lebih besar
dari batas ukur osiloskop (volt/div) sampai 10 kali lipat pada batas kemampuan maksimal
osiloskop. Namun untuk probe osiloskop buatan sendiri kita hanya dapat menggunakan
maksimal 1X pada batas maksimal osiloskop.
Hasil perhitungan dan hasil praktikum
Dari data yang didapat terdapat beberapa perbedaan antara hasil praktikum dan
pengukuran. Hal itu bisa terjadi karena adanya kesalahan paralaks mata saat melakukan
praktikum, bisa saja grafik sinusoida terlalu menyilaukan sehingga menimbulkan
pembacaan yang kurang akurat. Atau ada kesalahan dalam menetukan volt/div. Selain itu
penentuan frekuensi pada function generator juga sulit untuk di setting sama persis
dengan frekuensi yang diinginkan karena tombolnya terlalu sensitif saat diputar sehingga
menghasilkan selisih nol dibelakang koma dengan frekuensi yang diinginkan.
E. KESIMPULAN
1) `Osciloskop merupakan alat ukur yang dapat menganalisis dan menampilkan suatu
gelombang AC ,DC , dan Lissajous pada layar
2) Cara menggunakan osciloskop dengan baik dan benar yaitu dengan cara
mengkalibrasi/mengembalikan posisi ke arah nol sebelum memulai percobaan
3) Bentuk gelombang yang diinginkan dapat dibentuk melalui function generator
4)
Frekuensi dibentuk pada function generator
5) Besar kecilnya gelombang yang dihasilkan dipengaruhi oleh sumber tegangan dan
volt/div atau time/divyang digunakan
F. DAFTAR PUSTAKA
Dhea Intan Patya , Laporan Praktikum Pengenalan Alat Ukur Elektro www.academia.edu
diakses pada 1 November 2016
Dunia Elektronika duniaelektonika.blogspot.co.id diakses pada 2 November 2016
Kahfi Nugroho, Praktikum Osciloscop www.academia.edu diakses pada 1 November 2016
PERCOBAAN 4B
DIODA CLIPPER DAN CLAMPER
A. TUJUAN
1. Mahasiswa dapat menguji karakteristik dioda clipper dan clamper
2. Mahasiswa dapat menggambarkan kurva karakteristik v-i dioda
3. Mahasiswa dapat menguji rangkaian clipper dan clamper
B. PENDAHULUAN
Pada rangkaian elektronika alat yang digunakan untuk memotong dan menghilangkan
sinyal adalah clipper sedangkan untuk penggeser sinyal digunakan clamper. Sehingga
diharapkan mahasiswa mampu menguji karakteristik dioda clipper dan clamper,
menggambarkan kurva karakteristik v-i dioda, dan menguji rangkaian clipper dan
clamper.
C. Dasar Teori
Diode adalah suatu elemen dasar dari piranti non linear. Diode telah di desain
dengan benyak jenis dan digunakan secara luas dalam bentuk satu atau lainnya di
hampir setiap cabang teknologi kelistrikan. Diode merupakan suatu komponen yang
memiliki aplikasi yang sangat banyak apalagi dalam suatu rangkaian, diode memiliki
banyak sekali fungsi. Salah satunya adalah sebagai clipper dan clamper dalam
rangkaian.
1.
Rangkaian Clipper
Salah satu aplikasi prinsipal diode adalah menghasilkan tegangan searah dari sumber
tegangan bolak-balik. Rangkaian Cliiper digunakan untuk memotong atau
menghilangkan sebagian sinyal masukan yang berada di bawah atau di atas level
tertentu. Salah satu contoh rangkaian ini adalah penyearah setengah gelombang.
Rangkaian penyearah setengah gelombang ini memotong atau menghilangkan
sebagian sinyal masukan di atas atau di bawah level nol. Secara umum rangkaian
clipper digolongkan menjadi dua yaitu rangkaian clipper seri dan clipper paralel.
a.
Rangkaian Clipper Seri
Rangkaian clipper seri adalah rangkaian clipper yang diodenya berhubungan secara
seri dengan beban. Rangkaian dasar dari clipper seri ini mirip dengan rangkaian
penyearah setengah gelombang. Namun demikian rangkaian ini dapat dibuat dalam
berbagai variasi. Berikut ini adalah petunjuk menganalisa rangkaian clipper seri :
Perhatikan arah dioda, bila arah dioda ke kanan maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper seri ini bersifat
negatif).
Bila arah doida ke kiri, maka bagian negatif dari sinyal input akan dilewatkan
dan bagian positif akan di potong (clipper seri ini bersifat positif).
Bila ada perhatikan polaritas baterai.
Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol pada level baterai.
Batas pemotongan sinyal sesuai dengan sinyal input.
Gambar rangkaian clipper seri positif
Gambar rangkaian clipper seri negatif
b.
Rangakaian Clipper Paralel
Rangkaian cliiper paralel adalah rangkaian clipper yang dodenya dipasang paralel
dengan beban. Berikut adalah cara menganalisa rangkaian clipper paralel :
Perhatikan arah dioda, jika arah dioda ke bawah maka bagian positif dari
sinyal input akan dipotong (rangkaian clipper paralel positif). Jika rah doida ke atas,
kmaka bagian negatif dari sinyal input akan dipotong (rangkaian clipper paralel
negatif).
Jika terdapat baterai, perhatikan polaritasnya.
Gambarlah sinyal output dengan sumbu nol sesuai dengan input.
Batas pemotongan sinyal adalah pada level baterai.
Gambar rangkaian clipper paralel positif
Gambar rangkaian clipper paralel negatif
c. Rangkaian Clipper dengan Bias Positif
Rangkaian clipper bias positif adalah rangkaiaan yang memotong level dc
positif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias positif yang diberikan,
seperti yang ditunjukkan pada gambar dibawah. Ketika tegangan input
sinusida (Vin) setengah gelombang positif, maka dioda akan dibias forward
jika Vin = VBIAS + 0,7 Volt.
Rangkaian Clipper dengan Bias Negatif
Rangkaian clipper negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc
negatif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias negatif yang diberikan,
seperti yang ditunjukkkan pada gambar dibawah. Ketika tegangan input
sinusoida (Vin) setengah gelombang negatif, maka dioda akan dibias reverse
jika Vin = -VBIAS – 0,7 volt.
2.
Rangkaian Clamper
Rangkaian clamper digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level DC yang
lain. Rangkaian clamper harus mempunyai sebuah kapasitor, dioda, dan resistor. Selain
ketiga komponen tersebut bisa juga menambahkan sebuah baterai untuk memperoleh
pergeseran tegangan tambahan. Nilai R dan C harus dipilih sedemikian rupa sehingga
konstanta waktu RC cukup besar. Hal ini berguna agar kapasitor tidak membuang
tegangan (discharge) pada saat diode mengalami periode non konduksi (off). Dalam
analisis kapasitor kita anggap mengisis dan membuang semua dalam 5 kali konstanta
waktu. Berikut adalah gambar rangkaian clamper sederhana :
·
Gambar (a) adalah gambar gelombang kotak yang menjadi sinyal input
rangkaian clamper.
·
Gambar (b) adalah gambar rangkaian pada saat 0 – T/2 sinyal input merupakan
positif sebesar +V, sehingga dioda menghantar (ON). Kapasitor mengisi muatan
dengan cepat melalui tahanan dioda yang rendah.
·
Gambar (d) adalah gambar pada saat sinyal output pada R adalah nol.
·
Gambar (e) adalah saat T/2 – T sinyal input berubah ke negatif sehingga dioda
tidak menghantar (OFF).
·
Gambar (c) adalah kapasitor membuang muatan sangat lambat, karena RC
dibuat cukup lama. Sehingga pengosongan tegangan ini tidak berarti dibanding
dengan sinyal output. Sinyal output merupakan penjumlahan tegangan input –V dan
tegangan pada kapasitor V, yaitu sebesar -2V. Pada gambar ini terlihat bahwa sinyal
output merupakan bentuk gelombang kontak yang level DC nya sudah bergeser ke
arah negatif sebesar –V.
Besarnya penggeseran pada rangkaian ini bisa juga divariasi dengan cara
menambahkan sebuah baterai secara seri dengan diode. Disamping itu arah
penggeseran juga bisa dibuat ke arah positif dengan cara membalik arah diode.
Berikut adalah contoh rangkaian clamper negatif dan positif :
D. Data dan Analisa
Prosedur percobaan :
1. Dengan menggunakan projectboard, rangkaian clipper positif seperti pada gambar 5a
2. Sebelum signal generator dinyalakan, set-lah channel 1 dan 2 dari Osciloscop pada
skala 1 volt/division, dc coupling dan time base = 2 ms/division.
3. Sebelum signal generator dinyalakan, nyalakan terlebih dahulu osciloscop set-lah
posisi garis sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.
4. Nyalakan signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 6 V peak to peak,
pada frekuensi 200 Hz.
5. Pasang probe sesuai dengan gambar rangkaian
6. Hasil percobaan
7. Dari display osciloscop, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output
CH2) pada kertas grafik/milimeter.
8. Matikan signal generator dan osciloscop, kemudian balikkan polaritas dari diode
sehingga menjadi rangkaian clipper negatif seperti yang ditunjukkan pada gambar 5b.
9. Nyalakan kembali osciloscop dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal
tetap sebesar 6V peak to peak, pada frekuensi 200Hz.
10. Hasil percobaan
11. Dari display osciloscop, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output
CH2) pada kertas grafik / milimeter.
12. Matikan signal generator dan osciloscop.
Rangkaian Clamper
13. Rangkai komponen resistor, kapasitor dan dioda dengan menggunakan project biard
14. Amati dengan mengguanakan osciloscop sinyal output yang diperoleh dan gambarkan
bentuk sinyalnya.
15. Berilah analisis terhadap hasil yang anda peroleh.
Tugas
1. Gambar grafik display osciloscop pada kertas grafik
2. Lakukan analisa secara teori terhadap percobaan yang telah dilakukan. Kemudian
bandingkan hasilnya dengan dengan hasil percobaan.
3. Buat kesimpulan dasi hasil analisa yang dilakukan
Jawab :
Analisa:
Rangkaian dasar clipper ini bisa menggunakan dioda. Rangkaian clipper yang menggunakan
dioda ini bisa dirangkai menjadi 2 jenis. Yang pertama adalah rangkaian clipper seri dan juga
rangkaian clipper parallel yang bisa digunakan untuk menyusun rangkaian tersebut.
Rangkaian clipper seri akan menghubungkan tiap dioda secara berjajar dengan beban,
sementara untuk rangkaian clipper paralel akan menghubungkan dioda yang dipasang paralel
dengan beban yang ada di rangkaian tersebut. Untuk masing-masing jenis rangkaian
tersebut, rangkaian clipper ini dibagi menjadi negatif (pemotong pada bagian negatif) dan
juga clipper positif (pemotong bagian positif). Clipper Seri Poin-poin yang perlu diperhatikan
dari rangkaian clipper seri dengan dioda 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).
Sistem kerja dari rangkaian seri adalah bila hasil keluaran atau output pada rangkaian adalah
anoda dioda, maka bagian positif akan dipotong (berarti clipper positif). Besarnya
pemotongan atau penghilangan sinyal adalah tegangan baterai ditambah tegangan diode.
Sementara untuk sistem kerja pada rangkaian paralel sebagai berikut : Dioda dan baterai akan
dipasang secara paralel pada rangkaian clipper tersebut. Bila hasil keluaran atau output pada
rangkaian paralel menggunakan katoda dioda, maka negatif akan dipotong atau disebut juga
clipper negatif. Namun bila hasil keluaran atau output rangkaian paralel dengan anoda dioda,
maka bagian positif akan dipotong.
Pada hasil praktikum pada rangkaian clipper positif dengan arah dioda ke bawah, maka sinyal
input positifnya dipotong. Hal ini berarti bagian negatif dari sinyal input akan dilewatkan.
Sedangkan pada clipper negatif dengan arah dioda ke atas, maka sinyal input negatifnya di
potong. Hal ini berarti bagian positifnya akan dilewatkan.
Clamper
Rangkaian Penggeser(Clamper) ini memberikan penambahan komponen DC pada tegangan
masukan. Akibatnya, seolah-olah terjadi pergeseran (clamping) pada tegangan. Jika
penambahan komponen DC negatif, maka terjadi pergeseran tegangan ke bawah (negatively
clamped), dan begitu pula sebaliknya, (positively clamped).Gambar di atas (Rangkaian
Clamper) menunjukkan sebuah rangkaian penggeser negatif. Selama setengah tegangan
masukan Vin positif, dioda di-forward biased dan dalam kondisi konduksi, sehingga
kapasitor akan terisi dengan polaritas. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan
nol. Namun, selama setengah tegangan masukan Vin negatif, dioda di-reverse biased.
Kapasitor akan mulai membuang tegangannya melalui tegangan keluaran Vo. Akibatnya,
tegangan keluaran Vo akan sama dengan tegangan masukan Vin dikurang dengan tegangan
buangan dari kapasitor VC. Sehingga, secara grafik, tegangan keluaran Vo merupakan
tegangan masukan Vin yang diturunkan sejauh tegangan buangan dari kapasitor VC.Jika
dirancang bahwa waktu buangan kapasitor sangat lama, maka tegangan buangan dari
kapasitor VC akan sama dengan tegangan masukan Vin maksimum. Pada praktikum
digunakan frekuensi 200 Hz dan 6 vpp hasilnya menunjukkan terjadinya pergeseran pada
sinyal input.
Kesimpulan dari pertanyaan di atas :
Bila output rangkaian seri badalah katoda dioda , maka bagian positip dari sinyal
input adan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
Bila output rangkaian seri adalah anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian positif adakn dipotong (clipper positif)
Bila output rangkaian paralel dengan katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
Bila output rangkaian paralel dengan anoda dioda, maka bagian ngatif dari sinyal
input akan dilewatkan, dan bagian positif akan dipotong (clipper positif)
Rangkaian clipper berfungsi untuk melakukan pemotongan atau menghambat serta
menghilangkan beberapa sinyal yang masuk dimaan besarannya melebihi batas yang
telah ditentukan.
Pada clamper jika terjadi penambahan komponen negatif, maka terjadi pergeseran ke
bawah dan begitu pula sebaliknya.
Pertanyaan Pengembangan
1. Simulasikan dengan salah satu program simulasi masing-masing rangkaian percobaan
saudara.
Clipper Positif
Analisa:
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input positif yang terpotong. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
Clipper Negatif
Analisa :
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input negatif yang terpotong. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
Clamper
Analisa :
Dimasukkan inputan yang sama ke program EWB yaitu frekuensi 200 Hz, menggunakan 6
vpp dan hambatan 4700 ohm maka menghasilkan grafik sinusoida yang sama dengan hasil
praktikum yaitu sinyal input mengalami pergeseran. Tetapi jika terjadi ketidaksamaan
mungkin ada kesalahan dalam mengoperasikan program atau alat yang digunakan kurang
akurat.
E. KESIMPULAN
1. Rangkaian Cliiper digunakan untuk memotong atau menghilangkan sebagian sinyal
masukan yang berada di bawah atau di atas level tertentu.
2. Rangkaian clipper dibagi menjadi dua yaitu rangkaian clipper seri dan rangkaian
clipper paralel. Rangkaian paralel terdapat rangkain paralel positif dan negatif.
3. Rangkaian clamper digunakan untuk menggeser suatu sinyal ke level DC yang lain.
4. Bila output rangkaian seri badalah katoda dioda , maka bagian positip dari sinyal
input adan dilewatkan, dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
5. Bila output rangkaian seri adalah anoda dioda, maka bagian negatif dari sinyal input
akan dilewatkan, dan bagian positif adakn dipotong (clipper positif)
6. Bila output rangkaian paralel dengan katoda dioda, maka bagian positif dari sinyal
input akan dilewatkan dan bagian negatif akan dipotong (clipper negatif)
7. Bila output rangkaian paralel dengan anoda dioda, maka bagian ngatif dari sinyal
input akan dilewatkan, dan bagian positif akan dipotong (clipper positif)
8. Rangkaian clipper berfungsi untuk melakukan pemotongan atau menghambat serta
menghilangkan beberapa sinyal yang masuk dimaan besarannya melebihi batas yang
telah ditentukan.
9. Pada clamper jika terjadi penambahan komponen negatif, maka terjadi pergeseran ke
bawah dan begitu pula sebaliknya.
F. DAFTAR PUSTAKA
Amir , Pengertian Clamper dan Clipper, amirmukhlis06.blogspot.co.id diakses pada 31
Oktober 2016
Indrie, clipper, climper, dan Voltage Multpliers indrie7.blogspot.com diakses pada 1
November 2016
Prinsip Kerja Rangkaian Clipper www. Blograngkaianelektronika.wordpress.com di akses
pada 2 November 2016
Ran Nin, Pembahasan Dioda Clamper dan Clipper, www.academia.edu diakse pada 1
November 2016