Sub Bab 2.9 Clampers

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [Kembali]

- Mengetahui definisi clampers

- Mengetahui bentuk rangkaian sederhana clampers

- Mensimulasikan rangkaian clampers pada aplikasi proteus

2. Komponen [Kembali]

Alat:

- Voltmeter

Voltmeter berguna untuk mengukur tegangan listrik (volt)

- Osiloskop

alat untuk memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dapat dipelajari

Bahan:

- Dioda

dioda adalah piranti dua terminal yang terbuat dari bahan semikonduktor dengan arah arus tertentu.

- Kapasitor

Kapasitor adalah sebuah komponen yang berfungsi sebagai penyimpan arus listrik.

- Resistor

resistor adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghambat arus.

- Sumber AC

Generator AC atau Alternating Current merupakan mesin yang dapat menghasilkan arus bolak balik. pada umumnya AC memiliki dua buah kabel dengan polaritas kutub negatif dan kurub positif.

- Ground

round adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

3.Dasar Teori [Kembali]

Rangkaian clamper adalah rangkaian yang menarik tegangan (peak to peak) ke atas atau ke bawah dengan memanfaatkan prinsip kerja kapasitor. Jaringan penjepit adalah jaringan yang akan "menjepit" sinyal ke level dc yang berbeda.

Pergeseran tambahan juga dapat diperoleh dengan memasukkan suplai dc ke struktur dasar. Resistor dan kapasitor jaringan yang dipilih harus dipilih sedemikian rupa sehingga konstanta waktu ditentukan oleh t = RC untuk memastikan bahwa tegangan melintasi kapasitor tidak keluar secara signifikan selama interval dioda nonkonduktor. Sepanjang analisis kami berasumsi bahwa untuk semua tujuan praktis kapasitor mengisi penuh atau mengosongkan dalam lima konstanta waktu.

Jaringan penjepit memiliki kapasitor yang terhubung langsung dari input ke output dengan elemen resistif secara paralel dengan sinyal output. Dioda juga paralel dengan sinyal output tetapi mungkin atau mungkin tidak memiliki suplai dc seri sebagai elemen tambahan. Jaringan clamper yang paling sederhana disajikan pada Gambar 2.89.

Rangkaian pada gambar akan menjepit sinyal input ke level tegangan nol volt (apabila dioda ideal). Resistor R adalah resistansi beban atau kombinasi paralel dari resistansi beban dengan suatu resistor untuk menghasilkan nilai R yang diinginkan.

Selama interval 0 hingga T/2, rangkaian tampak seperti pada gambar 2, dioda menjadi “on” sehingga resistor R menjadi short circuit. Pada kondisi ini, nilai time constant sangat kecil (karena nilai R mendekati nol) sehingga kapasitor akan di-charge oleh sinyal input dengan cepat. Pada kondisi ini, tegangan output sama dengan nol (v_o = 0 V).

Ketika sinyal input berubah dari +V menjadi –V, rangkaiannya tampak seperti gambar 3. Dioda menjadi “off” dan diganti open circuit. Sekarang nilai time constant dari rangkaian cukup besar (τ = RC) sehingga kapasitor membutuhkan waktu 5τ untuk melakukan discharge hingga nol volt. Waktu 5τ ini harus lebih besar dari periode T/2 → T sehingga kapasitor masih menyimpan tegangan V sebelum sinyal input berubah lagi kondisinya dari –V ke +V. Dan selama periode T/2 → T, kapasitor dianggap memiliki tegangan yang konstan sebesar V.

Untuk menghitung tegangan output pada saat dioda “off”, maka kita gunakan hukum tegangan Kirchoff (KVL) pada loop rangkaian gambar 3, menghasilkan persamaan

-v – V – v_o = 0

v_o = -2V

Tegangan v_o bernilai negatif menunjukkan bahwa polaritas dari tegangan v_o merupakan kebalikan dari polaritas v_o yang ditentukan pada gambar 3. Bentuk gelombang tegangan input serta hasil tegangan outputnya disajikan dalam gambar 4. Kita lihat bentuk sinyal outputnya dijepit pada tegangan 0 V untuk interval 0 hingga T/2 tetapi nilai peak to peak nya memiliki nilai yang sama dengan inputnya yaitu 2V.

Jadi, untuk rangkaian clamper, sinyal input dan outputnya memiliki tegangan puncak ke puncak (peak to peak) yang sama, hanya levelnya saja yang digeser ke atas atau ke bawah.

4. Problem [Kembali]

soal yang pertama

Jawaban:

5. Example [Kembali]

Example 2.22

Menentukan Vo untuk jaringan Gambar. 2.93 untuk input yang ditunjukkan.
Solusi = bahwa frekuensi nya 1000 Hz, maka memiliki periode 1 ms. Analisis akan dimulai dengan periode T1ST2 dari sinyal input karena dioda dalam keadaan hubung singkat. Untuk interval ini akan muncul jaringan seperti pada Gambar 2.94. Outputnya ada di seberang R, tetapi juga langsung melintasi baterai 5 V jika mengikuti koneksi langsung antara terminal yang ditentukan untukayHaidan terminal baterai. Hasilnya adalah Vo = 5 V untuk interval ini. Menerapkan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar loop input menghasilkan
Oleh karena itu kapasitor akan mengisi hingga 25 V. Dalam hal ini resistorRtidak korsleting oleh dioda, tetapi rangkaian ekuivalen Thévenin dari bagian jaringan yang mencakup baterai dan resistor akan menghasilkan RTh= 0 dengan VTh=V=5 V. Untuk 10 V periode T2ST3 jaringan akan muncul seperti pada Gambar 2.95. Setara sirkuit terbuka untuk dioda menghilangkan baterai 5-V dari pengaruh Vo, dan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff di sekitar loop luar jaringan menghasilkan

Example 2.23

Ulangi Contoh 2.22 menggunakan dioda silikon dengan Vk=0,7 V !
Solusi= Untuk keadaan hubung singkat jaringan sekarang mengambil tampilan Gambar 2.97, dan Vo dapat ditentukan oleh hukum tegangan Kirchhoff di bagian keluaran:
Untuk periode T2ST3 jaringan sekarang akan muncul seperti pada Gambar. 2.98, dengan satu satunya perubahan tegangan kapasitor. Menerapkan hasil hukum tegangan Kirchhoff

6. Pilihan Ganda [Kembali]

(1.) Rangkaian Clamper pada umumnya digunakan di...

a. FM transmitter

b. televisi analog

c. removes distortion

d. pilihan a,b,c benar

(2.) Apa saja bahan untuk membuat rangkaian clamper?

a. Resistor

b. Kapasitor

c. Dioda

d. Semua pilihan a,b,c

(3.) Clamper diklasifikasikan atas:

a. positive

b. negative

c. bias

d. semua pilihan a,b,c

7. Prinsip Kerja [Kembali]

prinsip kerja serta langkah-langkah kerja:

a. Mulai analisis dengan memeriksa respons dari bagian sinyal input yang akan membias maju dioda.

b. Selama periode dioda dalam keadaan "hidup", asumsikan bahwa kapasitor akan mengisi daya secara instan ke level tegangan yang ditentukan oleh jaringan di sekitarnya.

c. Asumsikan bahwa selama periode ketika dioda dalam keadaan "mati", kapasitor mempertahankan level tegangan yang ditetapkan.

d. Sepanjang analisis, pertahankan kesadaran terus-menerus tentang lokasi dan polaritas yang ditentukan untuk Vo untuk memastikan bahwa tingkat yang tepat diperoleh.

e. Periksa apakah ayunan total output sesuai dengan input.