View
83
Download
3
Category
Tags:
Preview:
Citation preview
PRAKTIKUM ELEKTRONIKA DASAR 1
L A B O R A T O R I U M F I S I K A
P E N D I D I K A N F I S I K A
P E N D I D I K A N M I P A
F A K U L T A S K E G U R U A N D A N I L M U P E N D I D I K A
U N I V E R S I T A S T A D U L A K O
TIM PENYUSUN
2013
PERCOBAAN I
CATHODE RAY OSCILLOSCOPE (CRO)
PENDAHULUAN :
Cathode Ray Osilloscope (CRO) atau yang sering diterjemahkan sebagai
Osiloskop sinar Katode adalah alat yang paling umum digunakan di dalam
pengukuran-pengukuran besaran elektronis. Seperti alat pengukuran multi meter
yang digunakan untuk mengukur tegangan AC, tegangan DC, arus DC dan
tahanan suatu rangkaian , maka osiloscope mempunyai kemampuan yang sama
bahkan melebihi kemampuan multi meter.
Pada prinsipnya CRO dapat digunakan untuk mengukur :
1. Tegangan AC dan DC
2. Bentuk gelombang AC dan DC
3. Frekuensi gelombang, tegangan listrik
4. Beda fase tegangan listrik
Tidak seperti multimeter yang hanya dapat digunakan untuk mengukur tegangan
AC pada frekuensi 50 Hz saja, maka dengan CRO kita dapat mengukur tegangan
AC yang mempunyai frekuensi mulai dari 0 – 10 MHz (untuk NATIONAL VP–
5753 A).
Kemajuan di bidang teknologi telah membawa teknologi CRO menjadi
lebih mudah dalam pengukuran . Dengan CRO dual chanel (dua masukan) kita
dapat mengukur dua gejala listrik sekaligus. Sedang CRO dual beam (dua
sumber elektron gun) dapat digunakan untuk mengukur 3 gejala listrik sekaligus,
dengan kemampuan yang tinggi.
PRINSIP
g1 A LY K adalah sumber electron gun yang
disebut Katode. g1 adalah grid yang
diberi tegangan negative terhadap
k g2 g3 LH
katode, digunakan untuk mengatur
intensitas (terang tidaknya) gambar.
g2 dan g3 adalah grid 2 dan grid 3 yang diberi tegangan positif terhadap katode,
digunakan untuk memfokuskan berkas electron, sehingga berkas sinar yang
diperoleh pada tabir menjadi jelas dan tajam.
A adalah anode yang biasanya diberi tegangan positif sampai ± 100 V, digunakan
untuk menarik electron dari katode menuju tabir.
T adalah tabir yang terbuat dari zat-zat padat /Flour yang akan bercahaya kalau
ditumbuk electron.
LV adalah lempeng vertical yang digunakan untuk menarik berkas electron
tersebut kea rah atas atau bawah, sedangkan LH adalah lempeng horizontal yang
digunakan untuk menarik berkas electron tersebut kea rah kiri atau kanan.
Karena elektron mempunyai muatan negatif maka jika pada lempeng
vertikal bagian atas diberi muatan/tegangan +, elektron akan membelok ke atas.
Kalau lempeng vertikal diberi tegangan bolak-balik (lempeng atas + lempeng
bawah; begitu seterusnya), maka pada tabir atau layar akan diperoleh berkas
elektron yang naik turun dan karena geraknya sangat cepat akan kelihatan sebagai
garis lurus vertikal saja. Besar tegangan AC yang masuk pada lempeng vertikal
menentukan panjang garis pada tabir , makin besar tegangan pada LV, maka
makin panjang garis yang diperoleh.
Gejala listrik naik turun ini dapat kita buat bergerak ke kiri atau ke kanan
dengan cara memasukkan tegangan TGG pada lempeng LH , dan gambar yang
diperoleh pada layar adalah sinusoidal. Tegangan TGG (tegangan gigi gergaji/
saw tooth) yang bentuknya memang mirip gergaji digunakan untuk membuat garis
lurus naik turun tadi menjadi bergerak ke kiri/kanan membentuk gambar
sinusoidal. TGG ini kadang-kadang disebut tegangan alas waktu atau timebase,
karena selain untuk menarik garis naik turun tadi kearah horizontal juga berfungsi
sebagai pengatur gambar menjadi stabil (diam dan tidak lari-lari), dengan cara
mengatur agar frekuensi TGG sebanding dengan frekuensi tegangan yang diukur
(pada LV).
Hal yang perlu diingat adalah bahwa gejala/tegangan yang akan diukur
(lihat gambarnya) dimasukkan pada lempeng vertical , sedangkan TGG yang
biasanya juga digunakan untuk menentukan frekuensi tegangan pada LV,
dimasukkan pada lempeng LH.Pembentukan gambar pada tabir tersebut akan
diterangkan berdasarkan gambar di bawah ini.
Suatu gejala sinus yang akan diukur dimasukkan pada
LV dan secara bersamaan TGG dimasukkan pada LH.
Jika pada saat awal naiknya tegangan sinusoidal tersebut bersamaan dengan saat
awal naiknya TGG, frekuensi sinusvide sebanding dengan frekuensi TGG maka
pada layar akan diperoleh sinusvide yang diam. Tetapi kalau kedua syarat di atas
tidak terpenuhi, maka gambar akan free-running (lari-lari) .
Untuk mengatasi hal tersebut, dikenal istilah synchronisasi. Synchronisasi
digunakan untuk menyamakan saat awal tegangan TGG bersamaan dengan saat
awal sinusvide yang digunakan untuk membuat frekuensi TGG sebanding
(kelipatan bilangan bulat) dengan frekuensi sinusvide.
Synchronisasi ini dapat dilakukan baik secara internal maupun eksternal.
Synchronisasi internal artinya synchronisasi tersebut dikerjakan oleh rangkaian
yang ada dalam CRO sendiri. Sedangkan synchronisasi external berarti
synchronisasi yang dilakukan oleh tegangan dari luar CRO.
Istilah yang lain bahwa CRO dapat digunakan secara external artinya TGG yang
ada dalam CRO diputus sambungannya terhadap lempeng LH, dan sebagai
gantinya gelombang external (dari luar CRO) dimasukkan ke dalam LH untuk
menggantikan fungsi TGG. Prinsip ini digunakan untuk mengukur beda fase dan
perbedaan frekuensi secara lissajous.
Di dalam CRO, masalah synchronisasi kebanyakan dilaksanakan dengan
cara triggering, artinya timebase (TGG) dibangunkan (ditrigger) oleh sebagian
sinyal LV. Dengan cara triggering ini dapat dibuat agar saat awal gelombang pada
tabir adalah naik (slope +), saat awal gelombang adalah turun (slope -) dan saat
awal yang dapat diatur “level”nya (tinggi dan letaknya saat awal tersebut).
Salah satu kesulitan dalam CRO adalah bahwa untuk membelokkan
berkas elektron pada lempeng-lempeng tersebut (LV dan LH) diperlukan tegangan
yang cukup tinggi. Untuk mengatasi hal ini pada tiap masukan vertikal (vertikal
input) dilengkapi dengan amplifier. Amplifier dapat diatur penguatannya dan
disesuaikan dengan besarnya tegangan input yang masuk (pada panel depan CRO
dikenal sebagai tombol Volt/div).
Pada panel depan CRO terdapat tombol time/div. digunakan untuk
mengatur frekuensi tegangan TGG dalam CRO. Mengenai kegunaan
tombollainnya dapat dilihat secara detail pada instruksi manualnya.
PERCOBAAN
CARA MENGHIDUPKAN CRO
Tekan tombol power, maka lampu “on” akan menyala. Beberapa saat
kemudian pada layar CRO akan terlihat barkas garis-garis.
Aturlah terang gelap gambar dengan tombol “intensity”, kedudukan gambar
dengan tombol “horizontal position” dan tombol “vertical posisition”dan
ketajaman gambar dengan tombol focus.
Bila kedudukan berkas garis mendatar tidak horizontal (agak miring), dapat
diatur dengan tombol TRACE SOTATION (pada badan samping CRO).
Garis-garis skala pada layar dapat diatur terang/gelap, dengan tombol SCALE
Sebelum CRO digunakan, periksa kedudukan tombol – tombol lain adalah :
Volt/div masing-masing chanel pada 10 Volt (CCW), variable Volt/div pada
harga kalibrasi CW, switch AC gnd DC pada AC, SOURCE pada INT (X –
Y), SWEEP MODE pada AUTO, TIME/DIV pada 5 mS/div dan “Variabel
time/ div” pada calibrasi (CW).
MENGUKUR TEGANGAN PEAK TO PEAK (Vpp)
Tegangan AC sebesar 4,5 volt RMS akan kita ukur dengan CRO, yang
diperoleh dari lilitan sekunder suatu trafo yang dihubungkan dengan tegangan
PLN 220 V.
Sambungkanlah input X (chanel) CRO dengan kutub-kutub tersebut. Putar
tombol Volt/div chanel 1 pada kedudukan 0,2 V.
Tombol vertical position pada chanel 1 dapat digunakan untuk mengatur
kedudukan gambar pada layar, sehingga gambar mudah dibaca. Kedudukan
tombol time/div diputar pada 2 mS dan kalau gambar pada layar masih belum
stabil (lari – lari) putarlah tombol variable time/div sehingga gambar menjadi
stabil.
Ukurlah tinggi antara puncak atas dan puncak bawah gambar gelombang yang
diperoleh pada layar. Tegangan Vpp = tinggi x harga kedudukan Volt/div
Karena kabel penghubung yang dipakai pada input X adalah probe, maka gambar
pada layar diperkecil sepersepuluh kali gambar sesengguhnya.
Jadi tegangan puncak ke puncak (VPP) sesungguhnya
= 10 x tinggi gelombang x kedudukan Volt/div
Untuk menghitung Vrms maka :
V rms = 0,5 x 0,7 x VPP
Cocokkan apakah harga Vrms yang terhitung di atas, sesuai dengan harga yang
dituliskan pada trafo (4,5 V). Mana yang lebih meyakinkan ?
MENGUKUR FREKUENSI
Selaku dan sekaligus dengan percobaan 2, frekuensi tegangan PLN di atas
dapat diukur/dihitung dengan cara membaca kedudukan time/div nya. Putarlah
tombol time/div pada kedudukan 2 m sec. Untuk mempermudah pembacaan,
kedudukan gambar dapat diatur dengan “horizontal position” .
Ukurlah panjanggelombang ( ) dari gambar yang diperoleh. Maka periode atau
waktu getar T dari gelombang terseebut :
= penjang gelombang x harga kedudukan time/div
dan frekuensinya adalah = 1/T Hz
supaya pengukurannya tepat, maka kedudukan variable time/div harus pada
kalibrasi (CW).
MELIHAT DUA GELOMBANG SECARA BERSAMAAN
Sebagai kelanjutan dari percobaan 3, input Y (chanel2) cRo dihubungkan
juga pada kutub-kutub trafo yang dipakai oleh chanel 1.
Kedudukan tombol Volt/div pada kedua chanel 1 dan 2 diletakkan pada
harga 0,5 volt, tombol time/div pada 5 msec, dan tombol trigger pada chanel 1 (X
– Y). Kalau kedudukan MODE diletakkan pada kedudukan ALT (alternate) maka
gelombang yang diukur pada input X (chanel 1) dan input Y (chanel 2) akan
terlihat secara bergantia pada layar
Pada layar sekarang terlihat dua buah gelombang dan masing-masing gelombang
dapat diukur kedudukannya dengan tombol “vertical position “ pada chanel 1 dan
2.
Kalau MODE diputar pada kedudukan chanel 1 maka yang terlihat pada layar
hanya gelombang yang masuk pada CH 1 saja. Sedangkan MODE pada
kedudukan CH 2 berarti terlihat pada layar hanya gelombang yang masuk pada
chanel 2 saja.
Kedudukan MODE pada CHOP digunakan untuk melihat dua gelombang secara
bersamaan, jadi mirip dengan kedudukan ALT, sedangkan kedudukan ADD
artinya gambar yang terlihat pada layar adalah hasil penambahan antara
gelombang pada chanel 1 dan chanel 2.
Perbedaan antara CHOP dan ALT adalah bahwa CHOP biasanya
digunakan untuk gelombang frekuensi rendah (harga time/div besar) sedangkan
ALT biasanya digunakan untuk gelombang frekuensi tinggi (harga time/div kecil).
Dengan mengubah kedudukan MODE, buatlah gambar yang diperoleh
pada layar ; baik pada saat chanel 1, chanel 2, ALT , CHOP maupun ADD.
Kemudian pada laporan nanti, berikanlah komentar terhadap masing-masing
gambar tersebut.
MEMPERGUNAKAN MODE ALT DAN CHOP
Hidupkan frekuensi generator(oscillator) TRIO FG 202 A.
Letakkan tombol “output ATT (db)” pada kedudukan 0 db, dan tombol “output
level” pada max (CW). Putar tombol “frekuensi dial” sehingga jarum skala
menunjukkan pada harga 20, tombol “frekuensi range” pada kedudukan 1 x dan
tombol “wafe from” pada kedudukan sinusvide.
Dengan begitu dari terminal output akan keluar sinyal sinusvide dengan frekuensi
= 20 Hz.
Kalau probe chanel 1 dan 2 CRO, keduanya disambungkan pada terminal output
frekuensi generator maka pada layar CRO akan diperoleh gambar dari sinyal
tersebut.
Letakkan kedua tombol volt/div pada chanel 1 dan 2, pada kedudukan 1
Volt, sehingga gambar yang diperoleh cukup besar. Putar tombol time/div pada
kedudukan 10 m sec.
MODE pada ALT dan TRIGG pada chanel 1.
Kemudian amatilah apa yang terjadi.
Sekarang letakkanlah kedudukan MODE pada CHOP dan amati juga apa yang
terjadi. Terangkanlah hal ini dalam laporan.
Putar tombol “frekuensi range FG – 202 A” pada kedudukan x 1000 dan
aturlah tombol “frekuensi dial” sehingga jarum skala menunjukkan pada ankag
70. jadi frekuensi sinyal FG – 202 A adalah 70 KHz.
Putar tombol time/div CRO pada kedudukan 5 msec. Amatilah dan
kemudian gambarkanlah apa yang terjadi pada kedudukan MODE pada ALT dan
CHOP.
Terangkanlah kejadian tersebut pada laporan.
MENGUKUR FREKUENSI PLN DENGAN CARA LISSAJOUS
Selain cara seperti yang disebutkan pada percobaan 3, frekuensi tegangan
PLN tersebut dapat diukur dengan cara membandingkannya terhadap frekuensi
FG – 202 A yang telah diketahui.
Caranya :
Pertama-tama putar tombol Volt/div pada inpu X (chanel 1) pada kedudukan 0,2
Volt/div dan tombol TRIG Pada chanel 1 (X – Y). Kemudian hubungkan
tegangan PLN 4,5 Volt dengan input X ini.
Hidupkan FG – 202 A, pasang “output att” pada 0 db, output level maka,
tombol pengatur frekuensi pada kedudukan jarum skala 20, frekuensi range pada x
1 dan kdudukan tombol “wafe frem” pada sinusvide.
Putar tombol volt/div pada input Y (chanel 2) pada kedudukan 0,5
Volt/div dan masukkan sinyal dari FG-202 A ke input chanel 2 ini.
Letakkan tombol yang lain :
Time/div pada kedudukan EXT (X – Y), TRIG (chanel 1) pada kedudukan CH 1
(X – Y), MODE pada CH 2 (X – Y) dan COUPLING pada DC ( X – Y).
Agar supaya gambar interferensi yang diperoleh berada pada tengah-tegah layar,
maka kedudukannya dapat diatur dengan tombol “horizontal position” dan”
vertical position” chanel 2 .
Putar tombol pengatur frekuensi pada FG – 202 A sehingga jarum skala
menunjukkan angka pada harga sekitar 25 Hz. Didalam kertas laporan , buatlah
gambar yang diperoleh pada layar.
Ulangi hal tersebut untuk frekuensi 30 Hz, 50 Hz, 100 Hz, 150 Hz, dan
200 Hz.. Kemudian dari gambar-gambar dan harga frekuensi FG-202 A, hitunglah
frekuensi tegangan PLN.
Pola-pola interferensi di bawah ini menunjukkan bagaimana perbandingan
frekuensi antara gelombang yang masuk pada lempeng horizontal FH (chanel 1)
dan gelombang yang masuk pada lempeng vertical FV (chanel 2).
fV : fH = 1 : 1 fV : fH = 1 : 2 fV : fH = 1 : 3
fV : fH = 2 : 1 fV : fH = 3 : 1 fV : fH = 3 : 2
1. MENGUKUR RISE TIME
Kebanyakan rangkaian mempunyai sifat mem-filter, artinya, hanya
sinyal-sinyal dengan frekuensi tertentu saja yang dapat dilakukan.
Sinyal-sinyal dengan frekuensi lain akan diperlemah, sehingga relative tidak
dilakukan kebagian outputnya.
Sebagai contoh rangkaian RC di bawah ini hanya akan melakukan sinyal-sinyal
pada frekuensi rendah saja.
Batas frekuensi dimana rangkaian mulai menyaring sinyal (yang sering dikenal
dengan cut off frequency) dapat diketahui dengan cara memasukkan gelombang
kotak pada rangkaian tersebut.
Misalkan gelombang kotak dari FG dengan frekuensi 25 KHz dimasukkan pada
rangkaian tersebut, maka pada rangkaian CRO akan terlihat suatu gelombang
mirip gigi gergaji.
Cara menghitung rise time (waktu bangkitnya) adalah :
Tinggi gelombang 10 % dan 90 % diproyeksikan ke sumbu x sehingga di
dapat interval Tr (rise time). Tr sesungguhnya adalah panjang interval skala x
harga time/div CRO. Sedang frekuensi cut offnya f =0,35/Tr.
Stel “output att” FG pada 0 db dan “output level” pada maks switch “wave from”
pada ohm ( Ω ) dan frekuensi di stel pada 20 KHz.
Kemudian tombol “volt/div” pada chanel 1 CRO diputar pada harga 0,1 volt/div
(tombol variable volt/ div harus pada kedudukan tercalibrasi), sedang harga
time/div pada harga 10 msec TRIG pada NORM, MODE pada chanel 1 dan
COUPLING pada AC.
Dari gambar yang diperoleh pada layar CRO, ukurlah berapa Tr nya dan
berapa “freq cut off” nya.
2. MENGUKUR BEDA FASE
Titik A dan B di dalam gambar di atas mempunyai beda fase. Besarnya beda fase
tergantung Pada harga R.
Kalau R = 0 (potensiometer pada kedudukan CCW) maka bedanya sama dengan
180o.
sedangkan untuk R maks, maka beda fase antara A dan B mendekati 0
o.
Pola interferensi yang diperlihatkan jika antara A dan B mempunyai beda fase
adalah sebagai berikut :
Atau secara umum bahwa beda fase antara
A dan B adalah = arc sin a/A
a = jarak antara perpotongan elips dengan
sumbu vertical.
A = tinggi antara puncak atas dengan
puncak bawah.
Caranya adalah :
Masukkan titik A pada input x (chanel 1) dengan harga volt/div pada 0,2
Volt/div, dan titik B pada input Y (chanel 2) dengan harga Volt/div pada 0,2
Volt/div.
Kedudukan tombol – tombol yang lainnya adalah sama dengan kedudukan
tombol pada percobaan Lissajous, yaitu TRIG pada channel 1 ( X – Y ), MODE
pada channel 2 ( X – Y ), time/div pada EXT (X – Y ) dan COUPLING pada DC
( X – Y ).
Putar potensiometer sehingga R = 0 (CCW), R sebarang dan R maks, kemudian
pada kertas laporan buatlah gambar yang diperoleh.
Hitunglah beda fase yang diperoleh dari kedudukan R sebarang tersebut.
HAL – HAL YANG PERLU DIPERHATIKAN
Jangan dibiarkan gambar terlalu terang dalam waktu yang lama, karena akan
mengakibatkan rusaknya zat pendar layar CRO.
sebelum memulai percobaan yang baru, letakkan tombol Volt/div pada kedudukan
10 Volt. Karena sinyal input yang terlalu tinggi akan mengakibatkan rusaknya
rangkaian dalam CRO.
tombol – tombol yang berada di bawah layar digunakan untuk operasi
STORAGE. Oleh karena itu tombol – tombol jangan ditekan.
setiap instruksi yang tidak jelas, tanyakan pada asisten yang sedang bertugas.
Sebelum langkah-langkah percobaan dimulai. Mintalah asisten untuk mengecek
terlebih dahulu. Karena CRO ini sangat peka dan mudah rusak.
DAFTAR KEPUSTAKAAN
Instruction manual storage Oscilloscope VP 5753 A (National) Jepang.
Metode pengukuran fisis dan instrumentasi (bagian I). Oleh : Dr. GH. Dulfer dan
Drs. Fadeli.
PERCOBAAN II
DIODA
PENDAHULUAN
Dalam elektronika sering diperlukan suatu alat yang dapat mengalirkan arus bila
diberi beda tegangan pada satu arah dan tidak mengalirkan arus bila diberi
tegangan pada arah yang berlawanan. Komponen yang dapat berlaku seperti ini
adalah dioda.
Untuk tegangan tidak terlalu tinggi orang banyak menggunakan dioda terbuat dari
pada semikonduktor. Untuk tegangan tinggi orang masih menggunakan dioda
vakum. Dalam percobaan ini kita hanya menyelidiki sifat – sifat dan penggunaan
dioda semikonduktor saja.
Karena sifatnya dioda digunakan untuk mengubah arus bolak balik menjadi arus
dc. Hal ini digunakan dalam catu daya dc dimana tegangan bolak balik PLN
diubah menjadi tegangan dc. Ini akan dibahas pada percobaan penyearah dan catu
daya.
Dioda juga digunakan untuk mendeteksi gelombang radio dan TV. Pada kedua
jenis gelombang ini, isyarat yang ditumpangkan pada gelombang radio yang
berfrekuensi tinggi di ambil. Selain itu dioda juga digunakan untuk menghasilkan
bentuk gelombang tertentu seperti gelombang memotong dan bentuk gelombang.
TUJUAN
Setelah melakukan percobaan ini, praktikan telah memiliki kemampuan sebagai
berikut :
1. Membuat karakteristik statik dioda berupa gambar dan menggunakannya.
2. Membuat karakteristik inverse dioda zener.
3. Menggunakan dioda untuk rangkaian clipper dioda seri
4. Menggunakan dioda untuk rangkaian clipper dioda sejajar
5. Menggunakan dioda untuk rangkaian clipper dioda dengan bias.
6. Menggunakan dioda untuk rangkaian clipper dioda zener
ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN
1. Sinyal generator
2. Osiloskop
3. Multimeter
4. Catu daya variable dc
5. Resistor
6. Kapasitor
7. Dioda
8. Dioda zener
TEORI
1. Karakteristik Statik Dioda
Kita dapat menyelidiki karakteristik statik (grafik 1 sebagai fungsi dari V) dioda
dengan cara berikut :
Pasang dioda seri dengan sebuah catu daya dc dan sebuah resistor.
Gambar 1
Karakteristik static diod dapat diperoleh dengan mengukur tegangan dioda (Vab)
dan arus yang melalui dioda, yaitu I. dapat diubah dengan dua cara , yaitu
mengubah Vdd atau mengubah RL. Dalam percobaan ini kita mengubah I dengan
mengubah Vdd.
Bila arus dioda I kita plotkan terhadap tegangan dioda Vab kita peroleh
karakteristik statik dioda seperti Gambar 2 :
Bila anoda berada pada tegangan lebih
tinggi dari pada katoda (Vd posisitf) dioda
dikatakan mendapat bias forward. Bila Vd
negative diberi bias reverse. Pada gambar
3.2 Vc disebut cut – in voltage, Is arus
saturasi dan Vpiv adalah peak inverse
voltage.
Tugas :
1. Apa fungsi pokok dioda ?
2. Dengan memperhatikan/ mempelajari kurva karakteristik dioda, coba jelaskan
cara memeriksa apakah dioda tersebut masih baik atau rusak.
Bila harga Vdd diubah, maka arus I dan Vd akan berubah pula. Bila kita
mempunyai karakteristik static dioda dan kita thu harga Vdd dan R1 , maka harga
arus I dan Vd dapat kita tentukan sebagai berikut :
Dari Gambar 1.a : Vdd = Vab + I R1 ;
I = -(Vab/ R1) + ( Vdd/ R1 )
Bila persamaan tersebut dilukiskan pada
karakteristik statik dioda, kita akan
mendapatkan garis lurus dengan kemiringan –
(1/R1). Garis ini disebut garis beban (loadline)
ini ditunjukkan pada Gambar 3 :
Kita lihat bahwa garis beban memotong
sumbu Vdioda pada harga Vdd yaitu bila arus I
= 0, dan memotong sumbu I pada harga (Vdd/
R1).
Titik potong antara karakteristik static dengan garis beban memberikan gambaran
harga tegangan dioda Vq dan arus dioda Iq.
Dengan mengubah harga Vdd kita akan mendapatkan garis – garis beban sejajar
seperti Gambar 4 :
Perpotongan garis beban dengan karakteristik statik dioda memberikan harga
tegangan dioda Vd dan arus dioda I.
Dioda bila dibalik sehingga katodanya berhubungan dengan kutub positif catu
daya maka bias dioda adalah reverse. Karakteristik static dan load line adalah
Gambar 5. Garis beban dan load line bila dioda mendapat bias reveese bila Vdd =
0 maka arus dioda yang mengalir adalah kecil sekali, yaitu arus saturasi Is. arus ini
mempunyai harga kira – kira 1μA untuk dioda silicon.
2. Dioda zener
Pada dasarnya dioda zener dan dioda biasa karakteristik sama. Perbedaan
pokoknya hanya pada daerah kerjanya saja.
Tugas :
3. Jelaskan perbedaan daerah kerja tersebut ( bacaan Buku Sutrisno)
Catatan : Jangan lupa membawa kertas grafik
3. Pemrosesan Bentuk Gelombang dengan Dioda
a. Rangkaian Clipper
Beberapa jenis rangkaian Clipper : clipper dioda seri, clipper dioda sejajar,
biased dioda clipper dan slicer .
Clipper dioda seri
Rangkaian untuk clipper dioda seri adalah seperti gambar 6
Bentuk tegangan keluaran Vo pada gambar 6 adalah dioda ideal, yaitu bila arus
saturasi dan tegangan cut in diabaikan. Untuk dioda silokon cut in voltage
mempunyai harga kira – kira 0,5 Volt, dan dioda germanium sekitar 0,2 Volt.
Dengan adanya tegangan cut in bentuk gelombang kita ramalkan seperti Gambar
7.
Gambar 7 Pembentukan gelombang dengan dioda
Tampak bahwa tegangan keluaran menjadi kurang dari tegangan masukan oleh
karena adanya tegangan cut in Vo dan oleh karena kecenderungan statik
dioda.makin besar R1, makin condong load line dan dioda akan beroperasi pada
daerah arus kecil yang tidak linier dekat dengan tegangan cut in. bentuk tegangan
keluaran akan makin mengalami distorsi. Hingga R1 menentukan arus yang
melalui dioda dan harus dipilih agar arus kurang dari arus maksimum dioda.
Clipper Dioda Sejajar
Bentuk rangkaian clipper dioda
sejajar seperti pada Gambar 8.
Resistor R1 dan dioda D
membentuk suatu pembagi
tegangan.
Perlu diperhatikan bahwa pada saat anoda positif arus sebesar (V1 / R1)
seluruhnya melalui dioda. Jelas bahwa R1 harus dipilih agar dioda tidak melebihi
batas maksimum. Resistor yang boleh
dipasang pada keluaran (sejajar dengan dioda) harus mempunyai harga jauh lebih
besar daripada harga hambatan reverse dari dioda, agar tegangan output tak
berpengaruh oleh hambatan ini.
Tugas :
4. Dengan menggunakan prinsip pembagi tegangan, jelaskan terjadinya bentuk
keluaran seperti Gambar 8.
Biased Dioda Clipper
Kita dapat memeotong isyarat
masukan diatas atau dibawah
harga Vi = 0 (base line) dengan
rangkaian seperti Gambar 9
dibawah ini.
Bila anoda positif yaitu bila Vi > Vo + Vb maka tegangan pada dioda Vd menjadi
Vo sehingga keluaran Vo adalah sama dengan Vc + Vd . Pada saat anoda negatif
hambatan dioda Ro menjadi besar, Rd >> R1 . Akibatnya Vo ~ Vi dan kita peroleh
bentuk isyarat keluaran seperti pada Gambar 9
Clipper Dioda Zener
Dengan dioda zener kita dapat
membuat biased clipper serupa
batere. Rangkaian yang digunakan
adalah seperti Gambar 10.
Misalkan digunakan zaner yang mempunyai tegangan (Vpiv) 2,7 volt, pada saat Vi
positif Va > Vb , dioda zaner Z1 berfungsi sebagai dioda biasa sedangkan tegangan
pada zener Z2 sama dengan 2,7 volt. Zener Z2 dapat dianggap sebagai batere dan
rangkaian pada
Gambar 10 bisa disederhanakan menjadi seperti Gambar 10a. Sebaliknya bila
isyarat Vi negatif Va < Vb rangkaiannya dapat digambarkan seperti Gambar 10.b.
Tugas
5. Jelaskan terbentuknya isyarat keluaran seperti gambar 10 (pergunakan gambar
10.a dan 10.b untuk menganalisa rangkaian).
b. Slicer
Bila pada rangkaian biased dioda
clipper polaritas kita balik maka akan
kita peroleh rangkaian slicer seperti
Gambar 11
Tugas
6. Jelaskan terjadinya bentuk isyarat keluaran seperti pada Gambar 11.
c. Clamp Dioda
Suatu rangkaian clamping adalah
rangkaian yang dapat membuat agar
puncak tegangan ac berada pada
suatu tingkat tertentu. Rangkaian ini
juga dikenal dengan nama dc restorer
atau base line restorer.
Suatu rangkaian clamping dioda yang sederhana ditunjukkan pada Gambar 12.
Bagaimana dapat terjadi hasil seperti gambar 3.12, dapat dianalisa menggunakan
gambar 13.
Pada t = 0+ isyarat masukan tiba-tiba berubah positif. Dioda mendapat bias
forward sehingga mempunyai hambatan rF yang rendah (rF = 100 Ω). Arus
transien akan naik dengan segera dan kemudian turun dengan tetapan waktu =
rF.C. Pada saat yang sama kapasitor C akan terisi hingga mempunyai beda
tegangan sebesar Vm. Pada t = 1 ms tegangan masukan tiba-tiba berubah menjadi
negatif. Bias pada dioda menjadi reverse dan hambatan dioda rF berubah menjadi
besar (rB ≈ 1M). Dari gambar 13.b tampak bahwa Vo = -2 Vm. Tegangan Vo = -2
Vm ini akan berkurang karena kapasitor bocor dengan tetapan waktu = rB.c .
Pada t = 2 ms + tegangan kapasitor adalah sedikit lebih kecil dari Vm sehingga (V)
≈ 2 volt. Tampak bahwa dengan clamp dioda kita telah membuat puncak isyarat
input pada 0 volt atau pada base line.
d. Biased Clamp
Perhatikan pada Gambar 14
Rangkaian clamp untuk
membuat signal output
terclamp pada bagian bawah
Dengan membalikkan dioda
pada gambar 3.12 kita dapatkan
dc level pada keluaran naik
sehingga bagian bawah signal
ter-clamp pada V = 0.
Tugas
7. Jelaskan terjadinya bentuk isyarat keluaran seperti Gambar 14 ?
KEGIATAN PERCOBAAN
Pada percobaan ini anda diminta untuk membuat plot karakteristik statik dioda
pada bias forward dan reverse. Ini dimaksudkan agar anda “ merasa “ betapa peka
arus dioda pada keadaan forward dan pada keadaan breakdown (bias reverse)
terhadap perubahan tegangan.
1. Buat rangkaian pada Gambar 15.
Gunakan dioda silikon pasang Vdd mulai
dari 0 volt sampai 5 volt. Dengan
multimeter ukur Vab dan Vbc untuk setiap
harga Vdd.
Hitung arus dioda Id = ( Vbc / R1). Dari
data pengukuran ini dapat dilukiskan kurva
karakteristik statik dioda.
2. Pasang rangkaian pada Gambar 16.
Dioda yang digunakan adalah dioda zener.
Dengan cepat temukan dahulu Vpiv
dengan mengukur Vbc sambil Vdd diubah
dengan cepat.
Bila tegangan PIV tercapai maka arus Id
akan mulai membesar dan Vbc mulsi
membesar. Pada keadaan ini catat harga
tegangan dioda Vab.
3. Buat karakteristik statik reverse untuk dioda zener yang anda gunakan, yaitu
untuk memotong, mengiris, clamping, dan menghasilkan tegangan dc yang
merupakan kelipatan amplitudo isyarat masukan.
a. Pasang rangkaian clipper dioda seri
seperti pada Gambar 17. Gunakan isyarat
berbentuk sinusoidal dengan tegangan
Vpp dan frekwensi 1 KHz. Catat bentuk
dan tegangan isyarat V1(t) dan VO(t) yang
terlihat pada layar osiloskop. Gunakan R
= 100 Ω dan ulangi dengan R = 10 KΩ.
b. Ulangi percobaan pada bagian (a) dengan
isyarat berbentuk gelombang persegi.
Pasang rangkaian clipper sejajar seperti
Gambar 18. Lakukan langkah-langkah a dan b
.
c. Pasang rangkaian biased dioda clipper
seperti pada Gambar 19. Lakukan
langkah-langkah a dan b .
d. Pasang rangkaian slicer seperti pada
Gambar 20. Lakukan langkah-
langkah a dan b .
e. Pasanglah rangkaian clipper dioda zener
seperti pada Gambar 21. Kemudian
lakukan langkah-langkah seperti
percobaan a dan b
f. Pasang rangkaian clamp dioda seperti pada Gambar 22a. Berikan masukan
gelombang sinusoidal dan persegi.
g. Pasang rangkaian Gambar 22b. Berikan masukan gelombang persegi.
LAPORAN
Lukiskan kurva karakteristik dioda pada kertas grafik linier dan hitung
hambatan inoremental dioda rd untuk V = 1,2 volt dan 1,5 volt. Bandingkan
dengan perhitungan aproksimasi rd = 25/(Id (mA))
Lukiskan kurva breakdown untuk dioda zener yang digunakan dan ukur
hambatan inoremental rz pada beberapa harga tegangan dekat dengan tegangan
PIV. Buat grafik antara rz dengan V.
Lukiskan bentuk gelombang masukan dan keluaran untuk setiap percobaan
dari a hingga h dan beri analisa mengapa terjadi bentuk gelombang seperti
apa yang anda amati.
PERCOBAAN III
PENYEARAH DAN CATUDAYA
PENDAHULUAN
Dalam percobaan ini kita akan bekerja dengan dioda yang akan digunakan untuk
catudaya. Pada dasarnya catudaya terdiri dari suatu transformator untuk
menurunkan tegangan AC. Beberapa buah dioda untuk menyearahkan tegangan,
dan kapasitor untuk meratakan tegangan. Tegangan dc yang dihasilkan akan
mudah terbebani oleh adanya hambatan hubungan sekunder, dan hambatan dioda.
Dengan menggunakan dioda zener kita dapat membuat agar dalam batas-batas
arus beban tertentu tegangan keluaran dapat dibuat bertahan pada nilai yang tetap.
TUJUAN
Setelah selesai melakukan percobaan ini dan membuat laporannya anda
diharapkan telah memiliki kemampuan :
1. Mengukur hambatan keluaran suatu transformator daya.
2. Memasang dioda pada rangkaian agar bekerja sebagai penyearah setengah
gelombang dan juga penyearah gelombang penuh.
3. Mengukur tegangan ac dan dc pada pada penyearah tegangan bertapis untuk
berbagai nilai beban dan menggunakan teori kasar untuk menganalisa hasil
pengukuran.
4. Menggunakan dioda zener serta memasangnya di dalam suatu untai catu daya
untuk pengaturan tegangan serta melakukan pengukuran untuk memperoleh
lengkung pembebanan.
ALAT – ALAT YANG DIGUNAKAN
a. Jala – jala PLN f. Resistor
a. Dioda penyearah dua buah g. Osiloskop
b. Transformator daya 500 μF h. Multimeter
c. Kapasitor 47 μF dan 2200 μ F i. Papan rangkai (bread board)
d. Dioda zener 6,8 V, 1 Watt j. Kabel – kabel
TEORI
1. Transformator
Seperti telah kita ketahui transformator berfungsi untuk menurunkan tegangan
atau menaikan tegangan ac.
Dalam percobaan ini digunakan transformato untuk menurunkan tegangan
sekunder. Perhatikanlah diagram transformator pada Gambar 1
Setiap transformator memiliki hambatan
keluaran Ro, hal ini akan menyebabkan turunnya
tegangan sekunder dari transformator jika dipasang
beban antara CT dan V. Turunnya tegangan sebesar
V = I i . Ro dengan I i adalah arus beban. Makin besar
arus beban yang ditarik maka tegangan keluaran akan
makin kecil.
Tegangan keluaran dalam keadaan terbebani ( Vo, b) :
Vo, b = Vo, o - Ii.Ro
Vo, o adalah tegangan output open (tanpa beban) yang merupakan tegangan
keluaran transformator diukur dengan multimeter tanpa beban.
Tugas :
1. Turunkan persamaan tersebut di atas.
2. Gambarkanlah grafik tegangan keluaran (Vo, b) terhadap arus beban, dan
nyatakanlah kemiringan grafik tersebut.
3. Diagram transformasi pada Gambar 1 dapat kita nyatakan dalam rangkaian
ekivalen Thevenin. Untuk hambatan beban R1 . Gambarkan rangkaian
ekivalen Theveninnya.
4. Dari rangkaian Thevenin yang anda buat pada soal 3 kita dapat pula
menyatakan keluaran transformator sebagai fungsi dari hambatan beban
dengan memandang hambatan beban tersebut sebagai pembagi tegangan.
Tuliskanlah persamaan hubungan tersebut.
Hal ini perlu kita lakukan untuk dapat menentukan hambatan keluaran
transformator , karena kita tidak memiliki amperemeter ac yang akan dapat
mengukur Langsung arus beban.
5. Samakah hambatan keluaran trafo untuk tegangan sekunder yang berbeda
pada sebuah trafo yang sama ? Apakah yang menentukan besar hambatan
keluaran transformator ?
2. Penyearah
Untuk memperoleh tegangan searah yang cukup konstan pada suatu harga,
kita dapat membuat penyearah tegangan dengan menggunakan dioda, berbagai
macam rangkaian yang dapat kita buat, seperti misalnya : penyearah setengah
gelombang, penyearah gelombang penuh.
Untuk memperoleh tegangan dc yang lebih konstan, kita dapat menambah
kapasitor dalam rangkaian kita, sehingga kita peroleh rangkaian penyearah dengan
tapis yang berfungsi meratakan tegangan keluaran.
Adanya hambatan keluaran trafo yang menyebabkan hilangnya tegangan
atau turunnya tegangan keluaran dapat kita hindari dalam batas–batas arus beban
tertentu. Untuk tujuan ini kita dapat memasang dioda zener di samping kapasitor
dalam rangkaian penyearah. Jadi kita dapat membuat penyearah gelombang
dengan menggunakan dioda, kapasitor, dan dioda zener dengan berbagai macam
desain.
Tugas :
6. Untuk penyerah gelombang tanpa tapis , perhatikanlah rangkaian penyearah
dibawah ini. Dari Gambar 2, gambarkannlah bentuk isyarat keluaran (Vcb) dari
rangkaian (a) dan bentuk isyarat Vcb serta Vdb tegangan keluaran dari
rangkaian (b), jika masukannya merupakan isyarat sinusoidal.
7. Jelaskanlah bgaiman terbentuknya tegangan keluaran penyearah setengah
gelombang dan penyearah gelombang penuh dari rangkaian (a) dan (b).
8. Pada penyearah gelombang dengan
tapis, kita dapat memperoleh tegangan
keluaran yang lebih rata atau berayun
kecil pada suatu harga tegangan. Dari
Gambar 3, gambarkanlah bentuk
isyarat keluarannya. Apakah fungsi
kapasitor dalam rangkaian gambar (a)
?
9. Jelaskan bagaimana terbentuknya tegangan keluaran penyearah gelombang
penuh dengan tapis dengan mengunakan pengertian adanya pengisian dan
pengosongan kapasitor sebagai penyimpan muatan.
10. Dengan adanya tapis dalam rangkaian (Gambar 3) tegangan keluaran yang
kita peroleh berayun pada suatu harga tegangan tertentu. Berapakan besarnya
tegangan ripple (nyatakan terhadap tegangan masukan).
3. Penyearah tegangan dengan pengaturan zener
Seperti telah kita ketahui tegangan keluaran dari penyearah akan mengalami
penurunan tegangan jika kita bebani. Kita dapat mncegah terjadinya hal ini
sehingga kita peroleh penyearah yang tidak akan turun tegangan keluarannya jika
kita bebani dalam batas–batas tertentu. Dengan menggunakan dioda zener maka
tujuan tersebut akan tercapai.
Perhatikanlah gambar rangkaian pada Gambar 4 :
Tugas :
11. Dari rangkaian di samping,
perhatikanlah cara memasang
dioda zener. Mengapa dioda zener
kita pasang dalam keadaan bias
mundur ? gambarkanlah pula garis
beban dioda zener.
12. Gambarkanlah bentuk grafik
lengkung pembebanan (Vo
terhadap Ii) dan nyatakanlah
kemiringannya.
13. Tentukan nilai Rs. Jelaskan cara anda menghitung nilai Rs tersebut dengan
menggunakan skema yang jelas.
KEGIATAN PERCOBAAN
1. Pembebanan pada trafo
Dengan menggunakan multimeter untuk tegangan ac dan osilioskop, buatlah
lengkung pembebanan untuk kumparan sekunder trafo antara CT dan tegangan
ac maksimum, dan antara tegangan max dan tegangan ac max (Gambar 1)
tanpa mengukur arus secara langsung (gunakan persamaan) :
10
1b,00
RR
RVV
Untuk penentuan hambatan keluaran gunakan tiga buah pengukuran. Pertama
dalam keadaan terbuka, dan dalam keadaan terbebani ( R1 150 Ohm dan 50
Ohm).
2. Pembebanan pada penyearah setengah gelombang.
Pasanglah rangkaian seperti pada gambar 5 di bawah ini :
Gunakan Osiloskop dan multimeter (dc
Volt) untuk mengukur Vo dan mengukur R1
untuk tiap pembebanan. Buat lengkung
pembebanan untuk rangkaian di atas ( cukup
5x pengukuran)
Catatlah bentuk gambar untuk tiap pengukuran. Catatlah pula bentuk tegangan
pada titik a.
Balikkan polaritas dioda dan lukis bentuk tegangan Vo untuk keadaa tanpa
beban.
3. Pembebanan pada penyearah gelombang penuh
Pasanglah rangkaian seperti pada
Gambar 6.
Buatlah pengukuran untuk menentukan
lengkung pembebanan dengan
menggunakan multimeter dc Volt dan
osiloskop.
Catatlah bentuk – bentuk tegangan pada titik a, b dan c terhadap ground untuk
tiap pembebanan.
Balikkan polaritas dioda D1 dan D2 serta catat bentuk tegangan pada titik c
(tanpa beban ).
4. Pembebanan pada penyearah gelombang penuh bertapis
Pasang rangkaian seperti Gambar 7
di samping ini :
Dengan menggunakan multimeter
(dc Volt) untuk mengukur Vrpp
lakukan pengukuran untuk
menentukan lengkung
pembebanan. Catatlah besar dan
bentuk tegangan riplle untuk tiap
pengukuran. C = 1000 F dan
ulangi untuk C = 100 uF.
5. Catu daya dengan pengaturan tegangan Zener
Pasanglah rangkaian seperti pada
Gambar 8, dengan C = 2200F:
27
Sebelum aliran listrik dipasang,
periksalah lengkung ciri dioda zener
dengan perunut lengkung
(curve tracer). Mintalah bentuan asisten dan secermat mungkin catatlah
bentuk lengkung ciri (anda akan diminta menghitung kemiringan lengkung
ciri).
Lakukanlah pengukuran pada titik a, b dan c dengan osiloskop dan multimeter
untuk menentukan lengkung pembebanan. Perhatikan arus maksimum yang
boleh melewati zener, jangan sampai zener rusak.
Ambillah beberapa pengamatan di sekitar nilai : s
zbSi
R
VVII
PERTANYAAN AKHIR
1. a. Lukis lengkung pembebanan dan tentukan Ro pada arus berapa tegangan
keluaran turun menjadi setengah nilai tegangan keluaran terbuka ?.
b. Buatlah dua kesimpulan tentang dioda terhadap hasil pengukuran di atas!
2. a. Lukis bentuk gelombang yang anda amati pada titik a dan b. tuliskan hasil
pengamatan anda dalam bentuk tabel.
b. Lukis lengkung pembebanan dan hitung hambatan keluarannya. Pada arus
beban berapa besar tegangan keluaran akan menjadi setengah tegangan
keluaran terbuka ?
c. Lukis bentuk isyarat keluaran jika polaritas dioda dibalik. Berilah
keterangan dengan terjadinya bentuk tegangan yang anda amati.
3. a. Bandingkan nilai Vrpp yang anda amti dengan perhitungan kasar (secara
teori) untuk kedua kapasitansi yang digunakan dalam Kegiatan Percobaan
4.
b. Lukis lengkung pembebanan dan hitung Ro. Pada arus berapa besar
tegangan keluaran turun menjadi setengah tegangan keluaran terbuka.
4. a. Lukis lengkung ciri dioda zener dan lukis pula garis beban arus dioda
untuk arus beban minimum dan maximum. Tentukan hambatan dioda zener
28
untuk daerah dadal dan daerah sebelum dadal dari lengkung cirri yang anda
dapat.
b. Lukis lengkung pembebanan serta hitung Ro dalam keadaan berpengaturan
dan dalam keadaan di luar pengaturan. ( Arus beban lebih besar dari pada
arus yeng melalui resistor Rs).
Terangkan hasil pengukuran anda dengan perhitungan teori.
5. a. Sebutkan dan jelaskan kriteria catu daya yang baik.
b. Apakah perbedaan catu daya berpengaturan dan catu daya tak berpengaturan
(beregulasi dan tak beregulasi).
PERCOBAAN IV
UNTAI AC
PENDAHULUAN
Pada percobaan ini kita masih bekerja dengan untai RC, namun disini kita pelajari
tanggapannya terhadp isyarat tegangan sinusoidal. Untuk menganalisa hasil
pengukuran pada percobaan ini anda gunakan bagan bode untuk amplitudo fase.
Dalam percobaan ini, selain memantapkan keterampilan membaca tegangan dan
periode pada layar osiloskop, anda juga akan belajar menggunakan osiloskop
untuk mengukur beda fase. Anda juga akan melakukan pengukuran pada untai
RLC paralel dan mengamati gejala resonansi dan mengukur G dari lebat lengkung
resonansi.
TUJUAN
Setelah selesai melakukan percobaan ini anda diharapkan telah memiliki
kemampuan untuk :
1. Mengukur tanggapan amplitude dan fase untuk tapis lolos rendah dan tapis
lolos tinggi pada untai RC.
2. Mengukur tanggapan amplitude untai RLC paralel terhadap sumber arus tetap
sinusoidal.
Tanggapan amplitude dan fase pada untai tapis lolos rendah akan sangat
bermanfaat dalam membahas sifat penguat maupun saklar elektronika untuk
daerah frekuensi rendah. Sedangkan tanggpan amplitude dan fase pada untai tapis
lolos tinggi bermanfaat dalam membahas pada daerah frekuensi tinggi.
Pengertian resonansi AC yang kita pelajari akan sangat berguna dalam memahami
tekhnik radio, gelombang mikro, dan laser yang tak lain adalah system-sisten
resonansi untuk berbagai daerah frekuensi gelombang elektromagnetik.
ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN
Breadboard
R, C dan L
Pembangkit isyarat (signal generator)
Osiloskop
Kabel penghubung
Kertas grafik
TEORI
4. Tapis Lolos Randah
Untai tapios lolols rendah adalah seperti Gambar 1
Fungsi transfernya :
pw
p
j)(G
;
CRR
1
sp
Bagan bode dari tapis lolos rendah adalah seperti Gambar 2
Tugas :
1. Apa yang harus dilakukan agar dilakukan agar
hambatan keluaran pembangkit isyarat tidak
membani untai lolos rendah ? (tunjukkan)
2. Turunkan fungsi alih kompleks gambar 5.3 dan
lukiskan bagan bode untuk amplitude dan fase
dengan menghitung fungsi alih dan pergeseran
fase untuk berbagai nilai frekuensi (gunakan
kertas grafik semilog). Bila diketahui (Rs
diabaikan ) R = 10 K ohm, C = 0,1 μ F.
Beda fase antara keluaran dan masukan diukur dengan osiloskop dengan cara
seperti berikut :
Osiloskop diatur pada posisi eksternal sweep, isyarat keluaran Vo dihubingkan
dengan masukan horizontal sedangkan isyarat masukan Vi dihubungkan ke
masukan vertical . Masukan Vi dikalikan dengan factor a (1) yang tak bergantung
frekuensi oleh adanya pembagi tegangan pada saklar V/ cm sehingga Vo = a. Vi.
Kedua isyarat ini menghasilkan superposisi dilayar osiloskop. Bila keduanya
memiliki frekuensi yang sama, maka akan diperoleh pola Lissajous seperti pada
Gambar 4.
Pada Gambar 4.a garis A adalah garis yang akan tampak pada layar osiloskop bila
isyarat vertikal dinolkan, sedangkan garis B tampak bila isyarat horisontal
dinolkan. Maka A = a. Vi dan B = Vo. Dengan mengatur posisi gambar terpusat
ditengah layar osiloskop maka beda fase Ø dapat diukur dari :
Ø = sin-1
(Y/Yo) = sin-1
(X/Xo)
Tugas :
3. Terangkan bagaimana cara mengukur beda fase antara dua tiitk pada suatu
untai dan buktikan bahwa : Ø = sin-1
(Y/Yo) = sin-1
(X/Xo)
5. Tapis Lolos Tinggi
Untai tapis lolos tinggi tampak seperti pada Gambar 5.a dan tanggapan amplitude
dan fasenya pada gambar 5.b
Tugas :
4. Lakukan seperti pada No 2 untuk rangkaian ini.
6. Untai RLC Paralel
Untai RLC paralel tampak pad a Gambar 6
Rseri adalah hambatan dc induktor, dan dapat
diukur dengan menggunakan multimeter.
Untai pada Gambar 6.a dapat diganti dengan
suatu nilai setara seperti pada Gambar 7
dengan :
Rpar = Qo o L dan Qo = o / bila
hambatan R = ~ ( dilepas)
Qo adalah faktor kualitas tanpa beban
Bila dipasang R maka factor kualitas
menjadi berkurang, yakni menjadi :
L
R//RQ
0
par
Dan lengkung resonansi menjadi lebih besar. Faktor kualitas ini disebut factor
kualitas terbebani.
Tugas :
5. Lihat Gambar 6, bila diketahui Vs = 10 volt, Rs = 1 MΩ, R = 10 KΩ , L = 10
uH dan C = 0,01 uF. Lukiskan lengkung resonansinya pada kertas grafik mm.
KEGIATAN PERCOBAAN
1. Tapis Lolos Rendah
Pasang untai seperti pada gambar 5.8 pada breadboard
Ukur tanggapan amplitude, lukiskan hasil
pengukuran anda pada kertas garfik mm.
Sumbu vertical adalah Vo dan sumbu
horizontal adalah w. Tentukan frekuensi
potong wo dari grafik yang diperoleh.
Ukur tanggapan fase tapis dan lukis hasil
pengukuran pada kertas grafik
2. Tapis Lolos Tinggi
Pasang untai.pada Gambar 9 pada breadboard
seperti pada skema berikut :
Ukur tanggapan amplitude dan lukis grafiknya
Ukur tanggapan fase lalu lukiskan grafiknya
3. Untai RLC Paralel
Pasang untai pada gambar10.a pada breadboard.
Pembangkit isyarat seri dengan hambatan
R1 >> Rs berlaku sebagai sumber arus Is =
Vs / R1.
Ukur hambatan dc inductor dengan
menggunkana multimeter.
Ukur tegangan isyarat Vab pada gambar
5.10.a dengan menggunakan osiloskop
untuk berbagai nilai frekuensi disekitar
frekuensi resonansi.
TUGAS LAPORAN
1. Tuliskan data pengukuran tanggapan amplitude dan tanggapan fase tapis
lolos rendah dan tapis lolos tinggi dalam bentuk table seperti dibawah ini :
F Vi Vo Vo / V1
Vo / V1
(dB) Ø
Lukiskan kedua hasil pengukuran tanggapan pada suatu kertas grafik agar dapat
dibandingkan.
2. Lukiskan lengkung resonansi untai RLC dari pengukuran 5.3 hitung nilai Q
dari grafik dan bandingkan dengan hasil menurut teori.
Recommended