2.8 Clippers
- Mengetahui dan memahami rangkaian clippers (pemotong sinyal)
- Mengetahui dan memahami clippers pada rangkaian seri dan pararel
- Mengetahui cara kerja dan mengaplikasikannya pada simulasi rangkaian clipper
1. Dioda
Dioda merupakan komponen aktif yang terdapat pada berbagai perangkat elektronik. Benda ini terbuat dari bahan semi konduktor dan akan menghantarkan dan mengunci listrik. Terdiri dari dua kutub yang berlawanan.
Gambar dioda pada proteus
2.Resistor
Resistor adalah komponen elektronik pasif dengan resistansi atau nilai resistansi tertentu yang membatasi dan mengatur arus listrik dalam rangkaian elektronika.
 |
| Gambar Resistor pada Proteus |
Sebuah sumber energi yang terdapat energi kimia di dalamnya yang bisa berubah menjadi energi listrik yang dapat digunakan seperti persngkat elektronik.
Gambar baterai pada proteus
4. Ground
Ground merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai "nol", atau sebagai pertahananyang berfungsi agar tidak ada beda potensial yang menyebabkan kebocoran tegangan arus.
A. Pengertian
Rangkaian clipper berfungsi untuk memotong atau menghilangkan sinyal yang berada di atas atau dibawah level tertentu tanpa mengubah bagian sisanya dari sinyal sinusoida. Komponen utama dari rangkaian clippers (pemotong sinyal) dengan menggunakan dioda.
Rangkaian clippers menggunakan dioda dibagi menjadi dua yaitu; rangkaian clippers seri dan rangkaian clippers pararel dimana clippers seri dipasangkan dengan beban seri dan begitu juga dengan clippers pararel dipasangkan dengan beban pararel. Masing-masing jenis tersebut dibagi lagi menjadi cippers negatif dan clippers positif.
Rangkaian penyearah setengah gelombang merupakan salah satu contoh yang paling mudah dari suatu rangkaian clippers.
B. Rangkaian Clipper Seri
Gambar 1. Rangkaian Clipper Seri
- Sinyal input masuk menuju terminal/kaki dioda, kemudian dioda terhubung dengan beban R atau resistansi yang mana output Vo merupakan tegangan yang jatuh pada beban, dan R merupakan clipper seri.
Gambar 2. Tanggapan sinyal rangkaian clipper pada gambar 1.
- Sinyal input berupa sinyal kotak maka pada bagian siklus negatif pada sinyal kotak nilainya adalah 0, begitu juga dengan sinyal segitiga.
Gambar 3. Penambahan sumber tegangan dc
- Penambahan sebuah sumbeer tegangan dc pada rangkaian clipper akan berpengaruh pada sinyal outputnya.
- Tahapan untuk menganalisis rangkaian clipper pada gambar 4
- Tentukan dioda ON/OFF. Pada gambar 3 Vi harus positif dan nilainya lebih besar dari V agar dioda ON. Daerah negatif pada sinyal masukan akan memaksa dioda menjadi OFF.
- Tentukan tegangan yang membuat dioda berubah. Untuk dioda ideal Vd = 0 dan Id = 0 sehingga ;
Gambar 4. Nilai tegangan saat transisi
- Saat tegangan input (Vi) > V maka rangkaian tertutup (dioda ON)
- Saat Vi < V maka rangkaian terbuka (dioda OFF)
3. Menentukan Persamaan Vo dengan menggunakan Hukum Kirchoff
Gambar 5. Vo saat rangkaian tertutup
=> -Vi + Vo = 0
4. Hitung dan gambarkan nilai Vo berdasarkan nilai sesaat Vi.
- Untuk Vm > V maka rangkaian tertutup dan Vo = Vm - V. Saat Vm = V dioda berubah keadaan, saat Vi + -Vm maka Vo = 0V, sketsa Vo akan ditunjukan pada gambar 6 berikut.
➡➡ 
C. Rangkaian Clipper Pararel
Gambar 8. Rangkaian Clipper Pararel
Pada rangkaian clipper pararel, dioda dipararelkan dengan tegangan keluaran (Vo). Dimana output diukur dari tegangan yang satu pada dioda.
Gambar 9. Tanggapan sinyal clipper pararel
Untuk prediksi luarnya, Vinput jika dilewatkan ke clipper pararel akan memotong siklus positif atau yang diloloskan siklus negatif.
Gambar 10. Penambahan sumber dc pada clipper
- Jika ditambahkan sebuah sumber tegangan dc pada rangkaian clipper pararel, maka akan berpengaruh pada sinyal outputnya.
- Bagaimana cara menentukan output Vo berdasarkan rangkaian clipper diatas?
- Dengan polaritas dan arah dioda pada gambar 10, menyebabkan dioda akan berada pada kondisi "ON" saat sinyal masukan berada pada daerah negatif. Pada saat dioda "ON" maka ilustrasinya seperti ini.
Gambar 11. Ilustrasi saat dioda ON
- Dimana pada terminal output mempunyai tegangan Vo = 4 volt. Keadaan transisi dioda dapat ditunjukkan pada gambar 12.
Gambar 12. Keadaan transisi
V1 saat transisi adalah=
-Vi + Id.Vr + V = 0
-Vi + 0 + V = 0
Vi = V = 4 Volt
- Sumber tegangan DC dapat menekan dioda dalam kondisin ON saat tegangan masukan (Vi) kurang dari 4 Volt dan saat tegangan masuk lebih besar dari 4V, maka dioda dalam kondisi OFF.
Gambar 13. Saat dioda OFF
- Pada saat open circuit, tegangan output (Vo) sama dengan tegangan input (Vi)
Gambar 14. Grafik tanggapan tegangan output
D. SIMULASI RANGKAIAN CLIPPER PADA PROTEUS
1. Rangkaian Clipper Seri
4. Simple Series Clipper (Ideal Diodes)
7. Biased Series Clipper (Ideal Diodes)
8. Simple Parallel Clipper (Ideal Diodes)
10. Simple Parallel (Ideal Diodes)
1. Gambarkan bentuk gelombang tegangan output dari rangkaian pada gambar 2. 74
Penyelesaian:
Dioda pada rangkaian Gambar 15 "on" ketika tegangan input vi positif. Ketika tegangan input vi positif, kondisi rangkaian seperti ditunjukkan pada Gambar. 2.74 dan tegangan keluarannya adalah vo = vi 5V.
pada saat level transisi dioda berada diantara kondisi on atau off, maka tegangan dan arus dioda bernilai nol. Rangkaiannya dtunjukka pada gambar 2.76
Polaritas pasokan dc dan arah dioda sangat menyarankan bahwa dioda akan berada dalam keadaan on untuk daerah negatif dari sinyal input. UNtuk wilayah ini jaringan akan muncul seperti ditunjukkan pada gambar 2.84, tempat terminal ditentukan untuk Vo mengharuskna Vo = V= 4V.
Keadaan transisi dapat ditentukan dari Gambar 2.85, di mana id kondisi 0 A pada vd 0 V telah diberlakukan. Hasilnya adalah vi (transisi) V 4 V. Karena catu daya dc jelas-jelas “menekan” dioda untuk tetap dalam keadaan hubung singkat, tegangan input harus lebih besar dari 4 V agar dioda berada dalam keadaan “off”. Tegangan input apa pun yang kurang dari 4 V akan menghasilkan dioda hubung singkat.
3. Menyelesaikan sketsa hasil Vo dalam bentuk gelombang dari Gambar 2.87
Penyelesaian :
Pertama-tama kita tentukan dulu level tegangan yang membuat dioda dalam kondisi transisinya, yaitu pada saat id = 0 dan Vd = 0.7 V. Rangkaiannya ditunjukkan pada gambar 15. Dengan menggunakan hukum Kirchoff tegangan (KVL) dimana arus loopnya searah jarum jam, maka kita dapatkan persamaan tegangan dalam loop tersebut.
Vi + Vt - V = 0
Vi = V - Vt
Vi = 4V - 0,7V
Vi = 3,3 V
Bila tegangan input lebih besar dari 3.3 V, maka dioda menjadi open circuit dan tegangan output vo = vi. Apabila tegangan input kurang dari 3.3 V, dioda menjadi “on” dan rangkaiannya menjadi gambar 16.
Maka tegangan keluaraan dapat dihitung sebesar
Vo = 4V - 0,7 V
Vo = 3,3 V
1. Tentukan bentuk gelombang keluaran untuk input sinusoidal
Penyelesaian :
2.
1. Gambarkan bentuk gelombang tegangan output dari rangkaian
pada gambar
A.
B.
Jawaban : A
2. Berapakah nilai tegangan input vi jika nilai drop tegangan dioda germanium sebesar 0,3 V?
a. 2.5 V
b. 3.3 V
c. 3.7 V
d. 4.2 V
e. 6.4 V
Jawaban : C
Tentukan terlebih dahulu level tegangan yang membuat dioda dalam kondisi transisinya, yaitu pada saat id = 0 dan Vd = 0.3 V. Dengan menggunakan hukum Kirchoff tegangan (KVL) dimana arus loopnya searah jarum jam, maka kita dapatkan persamaan tegangan dalam loop tersebut
Vi + VT – V = 0
Vi = V- V T
Vi = 4 V – 0.3 V
Vi = 3.7 V
3. Manakah di bawah ini yang merupakan gambar rangkaian clipper
seri dengan DC?
A
B.
C.
Jawaban : C
Komentar
Posting Komentar