Upload
necia
View
135
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Pengkondisi Sinyal (1). Pengubahan Level Sinyal. P enguatan P eredaman Pertimbangan dalam pemilihan penguat: I mpedansi masukan yang ditawarkan kepada sensor (atau elemen lain yang berfungsi sebagai masukan) T anggapan frekuensi penguat. Linierisasi. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Pengubahan Level Sinyal• Penguatan • Peredaman
Pertimbangan dalam pemilihan penguat:• Impedansi masukan yang ditawarkan
kepada sensor (atau elemen lain yang berfungsi sebagai masukan)
• Tanggapan frekuensi penguat.
Linierisasi
• Tujuan: untuk mendapatkan keluaran yang berubah secara linier terhadap variabel masukan meskipun keluaran sensornya tidak linier
• Rangkaian linierisasi sulit dirancang, dan biasanya bekerja hanya dalam batas yang sempit
• Cara linierisasi alternatif: secara perangkat lunak.
Konversi
• Untuk mengkonversi suatu jenis perubahan listrik ke jenis perubahan listrik yang lain
• Transmisi Sinyal: konversi tegangan ke arus. Standard: 4 sampai 20 mA
• Interface Digital: konversi sinyal analog ke data digital (ADC). Biasanya memerlukan pengaturan level sinyal analog agar sesuai dengan masukan yang diperlukan oleh ADC.
Filter dan Penyesuai Impedansi
• Sinyal yang diperlukan sering bercampur dengan sinyal yang tidak diinginkan (noise). Perlu filter yang sesuai, yaitu LPF,HPF, notch filter, atau gabungan dari filter-filter tersebut
• Penyesuaian impedansi kadang diperlukan, yaitu apabila impedansi internal transduser atau impedansi saluran dapat menyebabkan terjadinya suatu kesalahan dalam pengukuran suatu variabel.
Contoh 2.1
• Sebuah penguat mengeluarkan tegangan sepuluh kali tegangan terminal masukannya, dan mempunyai resistansi masukan sebesar 10 k. Sebuah sensor mengeluarkan tegangan yang sebanding suhu dengan fungsi alih 20 mV/oC. Sensor tersebut mempunyai resistansi keluaran sebesar 5 k. Apaila suhu yang diukur sebesar 50 oC, berapakah tegangan keluaran penguat tersebut ?
Penyelesaian
Tegangan sensor dalam keadaan tanpa beban diperoleh dari fungsi alih :
Gain = 10
Vo
20 mV/ oCT
V T V in
VCCmVV ooT 0,150/20
Tegangan keluaran penguat :
VVVV ino 100,11010
dengan : Vy = tegangan beban Vx = tegangan sensor dengan rangkaian terbuka Rx = impedansi internal sensor RL = impedansi beban.
Vx
Rx
RLVyx
)1.2(
1
xL
Lx
xL
xx
xL
xxxy
RR
RV
RR
RV
RR
RVVV
Konsep PembebananAdanya pengaruh pembebanan pada suatu rangkaian oleh rang-kaian lain dapat menyebabkan terjadinya ketidakpastian dalam amplituda tegangan.
Lanjutan Contoh 2.1• Tegangan yang
sebenarnya muncul pada terminal masukan penguat adalah :
T10 k
Gain = 10
Vo
VT
5 k
Vin
dengan Vin = 0,67 V maka besarnya tegangan keluaran penguat adalah :
Vkk
kVV Tin 67,0
510
10
.7,667,010 VVVo
RANGKAIAN PASIF
• Rangkaian Pembagi Tegangan • Rangkaian Jembatan
• Filter RC.
Rangkaian Pembagi Tegangan
• Rangkaian pembagi tegangan digunakan untuk mengkonversi perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan
Vs
R 1
R 2
V D
)2.2(21
2
RR
VRV SD
dengan : VS = tegangan catu R1, R2 = resistansi pembagi tegangan.
Karakteristik Rangkaian Pembagi Tegangan:
• Perubahan VD terhadap R1 maupun R2 tidaklah linier
• Impedansi keluaran efektif rangkaian adalah kombinasi paralel R1 dan R2
• Karena arus mengalir melalui kedua resistor, maka rating daya resistor maupun sensor harus diperhatikan.
Rangkaian Jembatan Wheatstone
• Rangkaian jembatan digunakan untuk mengkonversi perubahan impedansi menjadi perubahan tegangan, terutama untuk fraksi perubahan yang kecil
• Keluarannya dapat dibuat berubah di sekitar nol, sehingga penguatan dapat digunakan untuk memperbesar level sinyal (guna meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan impedansi).
• dengan : Va = potensial titik a terhadap titik c
• Vb = potensial titik b terhadap titik c
)3.2(ba VVV
)4.2(31
3
RR
VRVa
)5.2(42
4
RR
VRVb
)7.2())(( 4231
4123
42
4
31
3
RRRR
RRRRV
RR
VR
RR
VRV
V akan sama dengan nol (setimbang) bila:).8.2(4123 RRRR
Rangkaian Pengkondisi Sinyal dengan Sensor RTD PT100
Data sheet RTD PT100 mempunyai spesifikasi 0,3729 Ohm/Derajat celcius (pada suhu ruang). Berapa beda tegangan jembatan wheatstone dan teganganVo pada temperature 50 derajat?
Sensor LDR
16