MULTIVIBRATOR, TEORI DAN APLIKASINYA

  MULTIVIBRATOR, TEORI DAN APLIKASINYA

  Konsep Dasar Multivibrator Konsep Dasar Multivibrator

  Karakteristik Multivibrator Karakteristik Multivibrator Jenis-jenis Multivibrator Jenis-jenis Multivibrator

  Aplikasi Multivibrator Aplikasi Multivibrator ^{--- Daftar Pembahasan ---} Konsep Dasar

  Konsep Dasar Konsep Dasar Multivibrator

  Multivibrator

  Multivibrator

• Multivibrator adalah rangkaian elektronik terpadu yang digunakan untuk menerapkan variasi dari sistem dua keadaan (two state system) yang dapat menghasilkan suatu sinyal kontinu, yang dapat digunakan sebagai pewaktu (timer) dari rangkaian-rangkaian sekuensial.

  Konsep Dasar

  Konsep Dasar

  Multivibrator

  Multivibrator

• Multivibrator beroperasi sebagai osilator, yaitu sebagai sebuah rangkaian pembangkit sinyal, di mana

  sinyal yang dihasilkan pada keluaran

  akan berbentuk gelombang persegi (square wave).

• • Multivibrator dalam pengoperasiannya

  memiliki dua keadaan utama, yaitu keadaan stabil dan keadaan tak stabil.

  Konsep Dasar

  Konsep Dasar

  Multivibrator

  Multivibrator

• • Keadaan stabil adalah keadaan di mana taraf

  _{amplitudo sinyal keluaran adalah} tetap/stagnan pada suatu nilai tertentu.
• Keadaan tak stabil adalah keadaan di mana

  _{taraf ampiltudo sinyal selalu berubah-ubah}

  _aktif.

  mengikuti denyut tegangan pada komponen

• Keadaan tak stabil dipengaruhi oleh waktu

  _{laju pengisian/pengosongan kapasitor yang}

  besarnya ditentukan dari kapasitas kapasitor.

  Konsep Dasar

  Konsep Dasar

  Multivibrator

  Multivibrator

• Rangkaian multivibrator terdiri dari komponen penguat aktif yang dikopel silang dengan komponen-komponen pasif (resistor dan kapasitor).

• • Fungsi resistor pada rangkaian multivibrator

  adalah sebagai sumber arus bagi pengisian muatan kapasitor, sedangkan kapasitor berfungsi sebagai kopel yang akan menentukan besar tegangan dari komponen penguat yang aktif.

  Konsep Dasar

  Konsep Dasar

  Multivibrator

  Multivibrator

• • Rangkaian multivibrator dapat dibuat dengan

  transistor bipolar (bipolar junction transistor, BJT), FET dan penguat operasional

  (operational ampilfer, op-amp), yang mana

  bentuk rangkaian untuk setiap komponen

  aktif perlu disesuaikan dengan karakteristik

  dari setiap komponen aktif tersebut.
• Karena cara kerja FET lebih rumit dari cara kerja BJT, rangkaian multivibrator pada umumnya dibuat dengan rangkaian BJT.

  Jenis-jenis Multivibrator Jenis-jenis Multivibrator Jenis-jenis Multivibrator

• Berdasarkan bentuk sinyal keluaran

  (output), multivibrator dapat dibagi ke dalam 3 jenis, yaitu: _{1. Multivibrator astabil (astable multivibrator) 1. Multivibrator astabil (astable multivibrator) 2. Multivibrator monostabil (monostable}

  2. Multivibrator monostabil (monostable _{multivibrator) multivibrator) 3. Multivibrator bistabil (bistable multivibrator)}

  3. Multivibrator bistabil (bistable multivibrator)

  Multivibrator Astabil Multivibrator Astabil Multivibrator Astabil

• Multivibrator astabil adalah multivibrator yang bersifat free- running, yaitu tidak memiliki keadaan stabil yang permanen pada suatu periode tertentu, oleh sebab itu tidak dibutuhkan suatu masukan (input).
• Waktu aktif dari setiap komponen

  Rangkaian Multivibrator Astabil (BJT) _{C = C Catatan: R = R 2}

  1 ₃ ² V _OUT ^V _OUT

• _{• Keadaan 1} Cara Kerja
_{3. R menaikkan tegangan basis-emitor Q , tetapi dioda basis-emitor Q menahan 2. Kapasitor C diisi melalui R hingga tegangan basis Q mencapai 0,6 V.}

  1. Q menahan tegangan kaki R dan C yang terhubung pada kolektor di 0 V. _{3 1 1 2 1 1}

₁

_{2 1 4. R mengisi muatan C hingga mencapai tegangan sumber (V ), yang waktu pengisiannya lebih cepat dari waktu pengisian C .} tegangan basis pada taraf 0,7 V. _{4 2 1 CC 6. Tegangan basis-emitor Q}

  5. Karena tegangan basis-emitor mencapai 0,7 V, maka Q _{tegangan kaki R dan C yang terhubung pada kolektor Q di 0 V. 4 2 1 akan menurun kurang dari 0 V, yang mengakibatkan Q} ^{2 aktif, dan menahan} _{2 1 7. R}

_{(V ), akan tetapi dioda basis-emitor Q menahan tegangan basis-emitor pada}

nonaktif. _{1 dan R CC 2 akan mengisi muatan kapasitor hingga mencapai tegangan sumber 2 • Keadaan 2} taraf 0,7 V.

  

Keadaan ini merupakan kebalikan dari keadaan 1, di mana pada keadaan awal

_{jika tegangan basis transistor mencapai 0,6 V. Q nonaktif, sedangkan Q aktif. Siklus pengisian dan pengosongan akan berulang 1 2}

  Rangkaian Multivibrator Astabil (Op-Amp)

• ₊ ^+V
• V
^{V OUT}
Cara Kerja
• Keadaan 1 (output op-amp bernilai 1) _{Tegangan yang melalui kapasitor C}
_{1 akan}

meningkat karena adanya arus yang melalui R

_{3 dari nilai awal t = 0 hingga keadaan t, yang} menyebabkan output op-amp menjadi bernil
• Keadaan 2 _{Keadaan ini merupakan kebalikan dari keadaan 1,} di mana terjadi pengosongan kapasitor hingga _{waktu t sehingga output op-amp berubah dari} nilai 0 kembali pada nilai 1.

  Multivibrator Monostabil Multivibrator Monostabil Multivibrator Monostabil

• Multivibrator monostabil adalah multivibrator yang memiliki satu kondisi stabil dan satu kondisi tak stabil.
• Mempunyai satu buah masukan denyut pemicu (input trigger pulse) untuk mengubah keadaan stabil dan tak stabil.
• Keadaan stabil akan menjadi tak stabil

  apabila diberikan suatu denyut pemicu

  negatif (negative trigger pulse) pada

  komponen penguat yang sedang aktif.

• • Jika suatu denyut masukan berulang-ulang

  yang diterapkan pada rangkaian dapat

  mempertahankan kondisi tak stabil, maka

  rangkaian tersebut disebut retriggerable

  monostable.
• Sebaliknya jika suatu denyut masukan berulang-ulang yang diterapkan pada rangkaian tidak mempengaruhi periode kondisi tak stabil, maka rangkaian tersebut disebut nonretriggerable monostable.

  Rangkaian Multivibrator Monostabil (BJT)

  V _OUT ^V _OUT

• _{• Keadaan stabil (Q 2 aktif)}

  Cara Kerja

  1. Jika diberi suatu denyut masukan pada basis Q , maka kapasitor C akan _{adalah 0 V, sehingga tegangan basis dari Q berada di bawah tegangan mengosongkan muatan karena tegangan pada titik sambungan R dan R 2 2 3 1 4 2. Arus basis Q akan naik dengan cepat mencapai nilai 0,7 V akibat tidak Q} ground (0 V), yang menyebabkan Q _{2 nonaktif. 1} ^{2 berada dalam daerah cut-of sehingga}

adanya kapasitor pada R , sehingga Q berada dalam daerah aktif dalam

_{waktu yang relatif singkat, dan keadaan ini merupakan keadaan tak stabil.}

_{3 1 1. Kapasitor C} • Keadaan tak stabil _{naik mencapai 0,7 V , dan akibatnya Q 1 akan diisi muatannya oleh R 2 berada dalam daerah aktif, yang 1 & R 2 , sehingga arus basis Q 2 akan 2. Saat C berada dalam keadaan jenuh, jika ada suatu denyut masukan pada basis Q} menandakan bahwa multivibrator dalam keadaan stabil. _{2 2 , maka siklus pengosongan dimulai kembali hingga Q 1 kembali aktif.}

  V _IN

  Rangkaian Multivibrator Monostabil (Op-Amp)

• ₊ ^+V
• V
^{V OUT} Cara Kerja
• Keadaan stabil _{Dioda D1 akan menahan (clamp) tegangan pada sebesar 0,6 V, yang menyebabkan output op-amp} titik sambungan masukan negatif pada op-amp _{• Keadaan tak stabil} tetap. _{trigger pulse) pada C} Jika diberikan suatu denyut pemicu negatif (negative _{2 , maka pada titik sambungan}

  _{timbul denyut dengan amplitudo cukup besar yang}

  dioda D ^{2 dengan masukan positif op-amp akan} _{keadaan sebelumnya.} menyebabkan output op-amp menjadi kebalikan dari

  Multivibrator Bistabil Multivibrator Bistabil Multivibrator Bistabil

• • Multivibrator bistabil adalah multivibrator

  yang memiliki dua keadaan stabil.
• Tidak adanya waktu pengisian/pengosongan karena tidak

  memiliki kapasitor, sehingga waktu aktif

  dari komponen penguat diatur oleh pemicu (trigger) eksternal.
• Memiliki dua keadaan ‘set’ dan ‘reset’

  yang menyebabkan pada keadaan awal

  Rangkaian Multivibrator Bistabil (BJT)

  V _OUT ^V _OUT

  Cara Kerja

• Pada awal rangkaian diaktifkan, kedua

  _{transistor berada dalam keadaan aktif karena}

  _{• Jika ada masukan denyut pemicu dari terminal} tak adanya kapasitor. _{sedangkan Q akan berada pada daerah cut-of.}

  ‘set’, maka Q akan berada pada daerah aktif,

₂ 1<
• Jika ada masukan denyut pemicu dari terminal _{‘reset’, maka Q akan berada pada daerah aktif,}
₂ sedangkan Q akan berada pada daerah cut-of. ₁

  Rangkaian Multivibrator Bistabil (Op-Amp)

• V

• -

  ₊
_{V OUT} ^V IN<
• V
Cara Kerja

• Ada/tidaknya denyut masukan dari terminal V mempengaruhi nilai
_IN keluaran (output) dari op-amp, di mana jika ada sinyal masukan pada terminal masukan negatif op-amp, maka akan timbul nilai ‘1’ pada terminal keluaran dan begitu juga sebaliknya untuk nilai ‘0’ pada

  Karakteristik Karakteristik

  Karakteristik Multivibrator Multivibrator Multivibrator

• Multivibrator astabil

  1. Memiliki waktu tunda pengisian dan pengosongan kapasitor.

  2. Tidak memiliki masukan (input) karena keadaan ditentukan oleh besarnya tegangan pada komponen penguat aktif.

  Karakteristik Multivibrator

  Karakteristik Multivibrator

• Periode waktu osilasi
• Frekuensi osilasi

  2 ^{2 2 3 1 1 2 V t 1 C R C R V t T t t BE BE    } RC

  V T f _BE

  2

  1

  1 _{ }

  Karakteristik Multivibrator

  Karakteristik Multivibrator

• Bentuk gelombang multivibrator astabil

  Karakteristik Karakteristik

  Multivibrator Multivibrator

• Multivibrator monostabil

  1. Keadaan tak stabil dicapai dengan menerapkan sinyal pemicu ujung negatif (negative edge triggering).

  2. Memiliki 1 buah masukan pada salah satu komponen kopel yang mengatur keadaan stabil dan tak stabil.

  Karakteristik Karakteristik

  Multivibrator Multivibrator

• Multivibrator monostabil

  1. Keadaan tak stabil dicapai dengan menerapkan sinyal pemicu ujung negatif (negative edge triggering).

  2. Memiliki 1 buah masukan pada salah satu komponen kopel yang mengatur keadaan stabil dan tak stabil.

  Karakteristik Karakteristik

  Multivibrator Multivibrator

• Periode waktu osilasi adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk mengubah keadaan rangkaian dari keadaan stabil menjadi tak stabil, yang dirumuskan dengan:

  V RC 

   _BE

  Karakteristik Multivibrator

  Karakteristik Multivibrator

• Bentuk gelombang multivibrator monostabil

  Karakteristik Karakteristik

  Multivibrator _{• Multivibrator bistabil} Multivibrator

  1. Tidak menggunakan kapasitor sehingga pada _{awal rangkaian diaktifkan komponen penguat 2. Pengubahan keadaan dari sinyal keluaran} berada pada daerah aktif. _{dan “reset” pada komponen penguat yang} dilakukan dengan menerapkan masukan “set” _{terminal tersebut, maka keadaan keluaran} aktif. Jika diberikan masukan pada salah satu _awal. akan berubah ke taraf kebalikan dari keadaan

  Karakteristik Multivibrator

  Karakteristik Multivibrator

• Bentuk gelombang multivibrator bistabil

  Aplikasi Multivibrator Aplikasi Multivibrator Aplikasi Multivibrator

_{Kegunaan dari multivibrator bistabil antara lain:}

• Multivibrator astabil

  1. Sebagai pembangkit sinyal yang _{menghasilkan gelombang keluaran dengan 2. Sebagai rangkaian pembangkit denyut} periode tetap. _{pencacah (counter), penghitung waktu} lonceng (clock pulse) untuk rangkaian _{digital lainnya.} (timer), modulator dan rangkaian logika

  Aplikasi Multivibrator Aplikasi Multivibrator

• Multivibrator monostabil

  Kegunaan dari multivibrator monostabil

  antara lain:

  1. Peregangan periode waktu terhadap denyut sinyal keluaran (pulse stretching).

  Aplikasi Multivibrator Aplikasi Multivibrator

• Multivibrator bistabil

  Kegunaan dari multivibrator bistabil antara

  lain:

  1. Membangkitkan dan memproses sinyal- sinyal denyut.

  2. Melakukan operasi-operasi seperti penyimpanan bit data dan operasi logika (aljabar Boole)

  

3. Pembentuk sistem memori dalam bentuk

  Rangkaian dan tabel kebenaran RS- FF