YEPE Elektronika Tak Linier 2017 B

  

Elektronika Tak Linier

Elektronika Tak Linier Silabi

Silabi 1. Pendahuluan : komponen tak linier

  

2. Teorema Dioda : dioda penyearah, dioda zener,

dioda terobos ( tunnel dioda), varactor, LED.

  

3. Teorema transistor : pra-tegangan, titik kerja,

penguat tak linier

  4. Rangkaian tak linier : RL, RC, RLC, tanggapan frekuensi, untai resonansi.

  5. Rangkaian operasional : penunda, pemotong, Rangkaian Peka Frekuensi Rangkaian Peka Frekuensi

  Merupakan rangkaian elektronika (baik pasif maupun

• aktif) yang bereaksi terhadap perubahan frekuensi.

  Termasuk di dalamnya :
• Rangkaian Tapis ( filter) : LPF, HPF, BPF, BSF yang
• tersusun dari RC, RL, RLC, LC. Rangkaian Penala ( tuned circuit, resonator) : LC-
• seri, LC-paralel
Rangkaian R-C: Tanggapan frekuensi (Bode plot):

  Rangkaian L-C:

  Rangkaian R-C: Tanggapan frekuensi (Bode plot):

  Rangkaian L-C:

  Rangkaian R-C:

  f = f f = f L C1 H C2

  Tanggapan frekuensi (Bode plot):

  f = f f = f L C1 H C2

  Rangkaian L-C:

  Tanggapan frekuensi : Prinsip : Contoh :

  Contoh : Twin “T” BSF Contoh : LC seri BSF

  Disebut juga   resonant circuit atau  tank circuit : tersusun

• atas komponen induktor (L) dan kapasitor (C). Penggunaan :
• Pembangkitan sinyal (osilator)
• Tapis BPF atau BSF
• Merupakan komponen kunci dari peralatan elektronik
• khususnya di bidang komunikasi elektronik : perangkat radio, osilator, tapis, penala, dan pencampur frekuensi.

Rangkaian Tertala LC seri Rangkaian Tertala LC seri

Rangkaian Penunda Waktu Berfungsi menunda waktu keluar/masuknya sinyal pada suatu proses

• Prinsip dasar : memanfaatkan sifat konstanta waktu RC atau L/R
• sebagai komponen penunda, baik untuk saat pengisian maupun pengosongan C atau L.

  Kegunaan :

• Menyerempakkan 2 buah sinyal atau lebih untuk diproses
• Menghapus sinyal yang tidak diinginkan
• Pengaman pada rangkaian berdaya tinggi
• Contoh : penunda waktu analog menggunakan rangkaian RC
• dengan memanfaatkan konstanta waktu pembuangan muatan kapasitor.

  Aplikasi penunda waktu : pengaman speaker pada penguat daya

• audio.

  Contoh : Rangkaian penunda waktu untuk menghasilkan keluaran pulsa sempit.

Rangkaian Pemotong

  Prinsip : memanfaatkan sifat satu arah dari bahan

• semikonduktor (dioda, transistor) Jenis :
• a. Pemotong positif seri

  b. Pemotong negatif seri

  c. Pemotong positif paralel

  d. Pemotong negatif paralel

  e. Pemotong kombinasi Pemotong positif seri :

• Pemotong positif seri dengan pra-tegangan :

  Penjepit sinyal menggeser seluruh sinyal AC naik atau turun dengan

• menggunakan tegangan DC dan sebuah dioda  tidak mengubah nilai sinyal, hanya “menggeser” sumbu nolnya saja  berbeda dengan pemotong ( clipper) yang mengubah nilai sinyal.

  

Penjepit positif : menggeser seluruh sinyal di atas sumbu nol sehingga

• nilainya selalu positif. Contoh penjepit positif :

  Penjepit negatif : menggeser seluruh sinyal di bawah sumbu nol sehingga

• Penjepit positif dengan pra-tegangan :

• Penjepit negatif dengan pra-tegangan:

  Pengganda tegangan ( voltage doubler)

• Cara kerja : saat puncak setengah perioda negatif, D1 terbias maju

Prinsip dasar :

• dan D2 terbias balik  C1 dimuati setinggi tegangan puncak Vin

  Pelipat tegangan (

voltage multiplier)

• Contoh praktis :

DC-DC voltage doubler

• Prinsip : membangkitkan tegangan AC dengan berbagai metoda, kemudian dilakukan penggandaan tegangan dengan dioda.
• Contoh praktis :

  Pembatas

• Ada 2 jenis : pembatas tegangan dan pembatas arus .
• Pembatas tegangan : membatasi tegangan yang secara umum memanfaatkan sifat komponen dioda zener.
• Keluaran sesuai dengan karakteristik dioda zener.
• _Z Cara kerja : dioda D membatasi tegangan patokan pada basis Tr1

  Prinsip dasar :

• sebesar V . Tegangan V adalah 0.7V sehingga tegangan keluaran _{Z BE} adalah sebesar V  = V  - V .
_{OUT Z BE OUT} Jika tegangan V  naik (karena efek pembebanan),  teg
• V  akan naik  arus I naik  arus kolektor-emitter naik. Maka ada _{BE B}

  _Z Cara kerja : tegangan patokan V  dibandingkan dengan tegangan umpan-

•  balik V menghasilkan tegangan kesalahan  digunakan untuk _F mengendalikan elemen kendali  mengoreksi kesalahan pada V . _OUT

  Pembatas arus dengan dioda :

• Cara kerja : saat arus ke beban normal
• atau kurang  kedua dioda tidak aktif  pasokan arus tidak dibatasi. Saat arus ke beban melebihi normal
• (terlalu besar)  kedua dioda aktif  arus I turun  arus kolektor ke beban _B juga turun.

  Pembatas arus dengan transistor :

• Cara kerja : saat arus ke beban normal

  Merupakan rangkaian terintegrasi yang berfungsi sebagai penguat yang

• memiliki 2 terminal masukan dan 1 terminal keluaran.

  Masukan 1 : masukan tak membalik V ₊

• ( non-inverting)  menghasilkan _o keluaran yang sefasa. (0 ) _-

  Masukan 2 : masukan membalik V • ( inverting)  menghasilkan keluaran _o yang berbalikan fasa (180 ).

  Secara umum bati ( gain) op-amp adalah :

  Rangkaian dasar dan bati :

• Jika masukan R = 0 dan R = ~ maka :
• 2

  1

• v /v = ~
_{o s}

  Rangkaian dasar dan bati :

• f

  Jika masukan R = ~ dan Ri = 0 maka :

   op-amp bisa memiliki bati tak berhingga ! Rangkaian dasar :

• Hitung berapa besar tegangan keluaran dari rangkaian penjumlah di bawah ini !
• Mengatur nada frekuensi

  Rangkaian kontrol nada ( tone control) pada sistem penguat audio :

• rendah ( bass), frekuensi menengah ( mid-range), dan frekuensi tinggi audio ( treeble).

  Keluaran penguat

• merupakan penjumlahan dari ketiga sinyal masukan.
• Rangkaian dasar :

  Rangkaian dasar :

  Keluaran dari penguat ini

• merupakan hasil integrasi sinyal masukan dengan bati yang proporsional. Sinyal keluaran merupakan
• sinyal kendali yang bisa diaplikasikan ke rangkaian pengendali motor.

Diferensial (PID) Analog

  Keluaran dari penguat ini

• merupakan hasil integrasi sinyal masukan yang sudah dibandingkan (selisih) dengan suatu sinyal acuan. Sinyal keluaran merupakan
• sinyal kendali yang bisa diaplikasikan ke rangkaian pengendali motor.
Pada dasarnya, sebuah op-amp tanpa komponen tambahan sduah
• membentuk rangkaian pembanding sederhana. Jika salah satu masukannya diberikan tegangan patokan maka

• keluaran akan menyesuaikan dengan tegangan patokan tersebut 

  jika tegangan patokan = 0V maka disebut pembanding lintas nol (

  zero crossing comparator ). Masukan tak membalik merupakan hasil keluaran pembagi tegangan R1

• dan R2  R2 merupakan sensor suhu (misalnya thermistor).

  Saat nilai R2 = R1 maka

• keluaran tidak menghasilkan tegangan karena masukan pembalik diberi tegangan 0V dan selisih antara terminal 2 dan 3 = 0V. Saat R2 berubah nilainya maka
• keluaran akan menghasilkan