Clipper dan Clamper

LAPORAN LABORATORIUM PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

05 DIODA SEBAGAI PENGARUH BENTUK GELOMBANG NAMA PRAKTIKAN

:

Cintia Clarissa Putri

NAMA REKAN KERJA

: 1. Dwi Herry Saputro 2. Sinta Rahmawati

KELAS / KELOMPOK

: TT 3D / 04

TANGGAL PELAKSANAAN PRAKTIKUM

: 22 SEPTEMBER 2014

TANGGAL PENYERAHAN LAPORAN

: 29 SEPTEMBER 2014

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA SEPTEMBER 2014

DAFTAR ISI SAMPUL DEPAN……….......................................................................... i DAFTAR ISI.............................................................................................. ii

1. TUJUAN................................................................................................ 1 2. Dasar Teori............................................................................................ 1 3. Alat-alat Yang Digunakan...................................................................... 5 4. Langkah Percobaan................................................................................. 6 5. Data Hasil Percobaan…………….……………………………………. 8 6. Analisa…………………………….………………………………….. 12 7. Pertanyaan dan Tugas…………..….………………………………… 14 8. Kesimpulan…………………………...……………………………… 15 9. Lampiran.............................................................................................. 16

ii

PERCOBAAN 5 DIODA SEBAGAI PENGUBAH BENTUK GELOMBANG 1. TUJUAN  Mengamati penggunaan dioda dalam rangkaian clipper dan clamper 2. DASAR TEORI Rangkaian Clipper A. Pengertian Pada peralatan computer, digital dan sistim elektronik lainnya, kadang kita ingin membuang tegangan sinyal diatas atau dibawah level tegangan tertentu. Salah satu caranya adalah dengan menggunakan rangkaian clipper dioda (clipper = pemotong). Rangkaian ini memiliki kemampuan untuk memotong bagian tertentu dari sinyal masukan tanpa mengganggu bagian sinyal masukan lainnya yang dilewatkan. Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk membatasi tegangan agar tidak melebihi dari suatu nilai tegangan tertentu.Rangkaian clipper berfungsi untuk membuang polaritas sinyal. Jika sinyal yang ingin dibuang adalah sinyal polaritas positif maka digunakan clipper positif. Jika sinyal yang ingin dibuang adalah polaritas sinyal negatif maka digunakan clipper negatif. B.

Jenis-Jenis Clipper dalam penggunaannya Clipper Positif Clipper positif disebut juga pembatas positip (positive limiter), karena tegangan output dibatasi maksimum 0 Volt.

1

Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas tegangan output bagian positipnya semua dipotong. Cara kerja rangkaian adalah sebagai berikut: a) Selama setengah siklus positip tegangan input dioda konduksi, dengan demikian kita dapat membayangkan dalam kondisi ini dioda seperti saklar tertutup. b) Tegangan pada hubungan singkat harus sama dengan nol, oleh sebab itu tegangan output sama dengan nol selama tiap-tiap setengah siklus positip sehingga semua tegangan jatuh pada resistor ( R). Selama setengah siklus negatif, dioda terbias reverse dan kelihatan terbuka dan sebagai akibatnya rangkaian membentuk pembagi tegangan dengan output:

Selama setengah siklus negatip, dioda terbias reverse tidak kelihatan seperti terbuka, dan sebagai akibatnya rangkaian membentuk pembagi tegangan dengan output:

Biasanya RL jauh lebih besar dari pada R sehingga Vout ≅ -VP. Selama setengah siklus positip dioda konduksi dan seluruh tegangan jatuh pada R dan sebaliknya pada setengah siklus negatip dioda off, dan karena RL jauh lebih besar dari R sehingga hampir seluruh tegangan setengah siklus negatip muncul pada RL. Seperti yang diperlihatkan pada gambar clipper positif semua sinyal diatas level 0 V telah dipotong. Clipper Di bias Clipper dibias berarti membuang semua sinyal diatas level +V. Dalam beberapa aplikasi , mungkin level pemotongan tidak = 0 V, maka dengan bantuan clipper di bias kita dapat menggeser level pemotongan positip atau level negatip yang diinginkan. 2

Pada gambar diatas, menunjukkan clipper dibias. Agar dioda dapat konduksi tegangan, input harus lebih besar dari pada +V. Ketika Vin lebih besar daripada +V dioda berlaku seperti saklar tertutup dan tegangan output sama dengan +V dan tegangan output tetap pada +V selama tegangan input melebihi +V. Ketika tegangan input kurang dari +V dioda terbuka dan rangkaian kembali pada pembagi tegangan. Contoh rangkaian Clipper Rangkaian penyearah ½ merupakan gelombang yang juga salah satu contoh rangkaian clipper.

Rangkaian 2 merupakan rangkaian clipper. Pada rangkaian 2 ini, dengan asumsi D1 dan D2 ideal, maka Vo akan dibatasi antara 5 V – 10 V.

Analisis sinyal outputrangkaian Clipper padakasus rangkaian 2 adalah sebagai berikut :

3

a) Anggap R1 = R2.

b) c) d) e) f) g)

V1 = 30 sin ωt. D1 dan D2 adalah dioda ideal. Maka pada ½ siklus positif pertama, saat V1≤10V, D1 off dan D2 on, Vo = 5 Volt. Saat 10V20V, D1 on dan D2 off, Vo = 10 Volt. Pada ½ siklus negatif, D1 selalu off sedangkan D2 akan selalu on, Vo = 5 Volt.

Rangkaian Clamper A. Pengertian Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset tegangan DC, dengan demikian, tegangan yang dihasilkan adalah tegangan ditambahkan dengan tegangan DC. Rangkaian ini ditunjukkan oleh berikut ini.

input

Rangkaian Clamper Rangkaian ini berfungsi untuk mendorong sinyal masukan pada suatu level tegangan DC tertentu. B.

Cara Kerja

Rangkaian Penggeser(Clamper) ini memberikan penambahan komponen DC pada tegangan masukan. Akibatnya, seolah-olah terjadi pergeseran (clamping) pada tegangan. Jika penambahan komponen DC negatif, maka terjadi pergeseran tegangan ke bawah (negatively clamped), dan begitu pula sebaliknya, (positively clamped). Gambar di atas (Rangkaian Clamper) menunjukkan sebuah rangkaian penggeser negatif. Selama setengah tegangan masukan Vin positif, dioda di-forward biased dan dalam kondisi konduksi, sehingga kapasitor akan terisi dengan polaritas seperti ditunjukkan oleh gambar.

4

Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan nol. Namun, selama setengah tegangan masukan Vin negatif, dioda di-reverse biased. Kapasitor akan mulai membuang tegangannya melalui tegangan keluaran Vo. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan tegangan masukan Vin dikurang dengan tegangan buangan dari kapasitor VC. Sehingga, secara grafik, tegangan keluaran Vo merupakan tegangan masukan Vin yang diturunkan sejauh tegangan buangan dari kapasitor VC. Jika dirancang bahwa waktu buangan kapasitor sangat lama, maka tegangan buangan dari kapasitor VC akan sama dengan tegangan masukan Vin maksimum.

C. Manfaat Rangkaian Clamper Manfaat rangkaian clamper adalah menambahkan nilai DC pada sinyal AC. Rangkaian clamper menggunakan kapasitor dan diode : a) Dioda sebagai penyearah b) Kapasitor sebagai penyimpan tegangan c) Bila perlu ditambahkan sumber tegangan untuk memberi kebebasan menentukan nilai DC.

3. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN 1. Trafo step down dengan center tap 12- 6V

: 1 buah

2. Dioda Zenner 9,1 Volt

: 2 buah

3. Dioda silikon

: 2 buah

4. Osiloskop

: 1 buah

5. Resistor

: 390 Ω, 100Ω, 10 KΩ

6. Kapasitor 47μF

: 1 buah

7. Kabel-kabel penghubung

: secukupnya

5

4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN A. Rangkaian Clipper 1. Buat rangkaian Clippper positif seperti gambar 1 dan beri tegangan input ac sebesar 12 Vpp. Amati bentuk gelombang input dengan osiloskop dan gambar! 2. Amati dan gambarlah bentuk gelombang Vout!

Gambar 1. Rangkaian Clipper Positif 3. Baliklah posisi dioda sehingga kaki katoda di atas dan terbentuk rangkaian Cliper negatif lalu gambarlah bentuk gelombang Vout!

B. Rangkaian Clamper 4. Buat rangkaian Clamper positif seperti gambar 2dan beri tegangan input ac sebesar 12 Vpp. Amati bentuk gelombang input dengan osiloskop dan gambar !

5. Gambarlah bentuk gelombang Vout ! 6. Baliklah posisi dioda sehingga kaki katoda di bawah dan balik juga polaritas kapasitor sehingga terbentuk rangkaian Clamper negatif lalu gambarlah bentuk gelombang Vout !

6

Gambar 2. Rangkaian Clamper positif

C. Rangkaian Clipper dengan dioda Zener 7.

Ulangi langkah 1) sampai 3) dengan menggunakan dioda zener sebagai clipper dan tegangan input ac sebesar 24 Vpp.

7

5. DATA HASIL PERCOBAAN No. Percobaan

:

05

Pelaksanan praktikum:

22 September 2014

Judul

:

Dioda sbg Pngbh Bntk Gel.

Penyerahan laporan :

29 September 2014

Mata Kuliah

:

Lab. Elka Analog

Nama Praktikan

:

Cintia C.P.

Kelas/Kelompok : 1.

TT 3D / 4

Nama Rekan Kerja

:

Dwi Herry S

Tahun Akademik :

2014/2015

Sinta Rahmawati

1. Rangkaian Clipper dioda Silikon 

Vin

Skala volt/div

: 5 Volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

Amplitudo

: 3 kotak x 5 volt/div : 15 Vpp

Frekuensi

Vm

: Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt

8

: 1/T : 1/ ( 4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz



Clipper positif

Skala volt/div Vm

: 5 volt/div

Skala time/div : 5 ms/di

: 1,5 kotak x 5 volt/div

frekuensi

: 7,5 Volt

: 1/T : 1/ (4 kotak x 5ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz



Clipper negatif

Skala volt/div Vm

: 5 volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

: 1,5 kotak x 5 volt/div

frekuensi

: 7,5 Volt

: 1/T : 1/ (4 kotak x 5ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz

9

2. Rangkaian Clamper dioda Silikon 



Vin

Skala volt/div

: 5 Volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

Amplitudo

: 3 kotak x 5 volt/div : 15 Vpp

Frekuensi

Vm

: Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt

: 1/T : 1/ (4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz

Clamper positif

Skala volt/div

: 5 volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

10



Clamper negatif

Skala volt/div

: 5 volt/div

skala time/div : 5 ms/div

3. Rangkaian Clipper dioda Zener 

Vin

Skala volt/div

: 5 Volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

Amplitudo

: 3 kotak x 5 volt/div : 15 Vpp

Frekuensi

Vm

: Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt

11

: 1/T : 1/ (4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz



Clipper zener positif

Skala volt/div



: 5 volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

Clipper zener negatif

Skala volt/div

: 5 volt/div

Skala time/div : 5 ms/div

6. ANALISA 1. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada rangkaian clipper ! Jawab : bentuk gelombang yang didapat pada saat clipper positif yang berubah adalah tegangan positifnya terpotong atau terbuang sehingga hanya muncul tegangan negatif 12

pada outputnya. Sedangkan pada saat clipper negatif yang berubah adalah tegangan negatifnya terpotong atau terbuang sehingga hanya muncul tegangan positif pada outputnya. 2. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada rangkaian clamper ! Jawab : bentuk gelombang yang dihasilkan sama dengan bentuk gelombang clipper yang dibalik serta pada rangkaian clamper posisi outputnya bergeser ke atas atau ke bawah dari posisi input (dari titik zero/ground). 3. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada rangkaian clipper dengan dioda zener ! Jawab : Pada rangkaian clipper dengan dioda zener gelombang yang dihasilkan hampir sama dengan clipper dioda silikon hanya saja bentuk gelombangnya hampir menyerupai bentuk gelombang kotak pada bagian atas dan bawah. 4. Apa perbedaan rangkaian clipper dengan dioda biasa dengan rangkaian clipper dengan dioda zener ? Jawab : -Rangkain clipper positif dengan dioda silikon memiliki bentuk gelombang yang terpotong pada bagian atas disatu arah. Dan jika arah dioda dibalik (clipper negatif) maka bentuk gelombang memotong dibagian bawah. -

Rangkaian clipper dengan dioda zener memilki bentuk gelombang yang terpotong di kedua arah (bagian atas dan bagian bawah) Hal itu terjadi bila tegangan ynag diberikan sama.

5. Apa perbedaan rangkaian clipper dengan rangkaian clamper ? Jawab : Pada rangkaian clipper menggunakan sebuah dioda dan 2 buah resistor, sedangkan pada rangkaian clamper menggunakan sebuah dioda, sebuah resistor dan sebuah kapasitor. Selain itu pada rangkaian clipper output yang dihasilkan hanya terpotong saja sedangkan pada rangkaian clamper output yang dihasilkan terpotong dan tergerser dari titik zero. 13

7. PERTANYAAN DAN TUGAS 1. Jelaskan fungsi kapasitor pada rangkaian clamper ! Jawab : untuk menahan arus DC dan melewati AC serta mengisi muatan. Pada saat dioda berada di periode positif maka dioda akan ON dan kapasitor akan terisi sebesar Vm, sedangkan pada saat dioda di perioda negatif maka dioda akan OFF dan terjadi pengosongan pada kapasitor. 2. Buatlah suatu tabel yang terdiri dari baris dan kolom untuk merangkum perbedaan rangkaian clipper dengan dioda biasa, rangkaian clamper dan rangkaian clipper dengan dioda zener ! Jawab : PERBEDAAN Rangkaian Clipper dengan Dioda Biasa 1. Bentuk gelombang

Rangkaian Clamper

Rangkaian Clipper dengan Dioda Zener

1. Bentuk gelombang

memotong di satu

memotong di satu arah dan

arah. Jika clipper

tergeser .Jika clamper

positif maka pada

positif maka gelombnag

1. Bentuk gelombang

bagian atas yang

memotong pada bagian

memotong pada

terpotong,

atas dan bergeser ke atas

dua bagaian atas

sedangkan jika

dari titik zero (input)

dan bawah, baik

clipper negatif

,sedangkan jika clamper

clipper positif dan

maka bentuk

negatif maka bentuk

clipper negatif.

gelombang

gelombang memotong pada

memotong pada

bagian bawah dan bergeser

bagian bawah.

ke bawah dari titik zero (input).

14

2. Pada saat cliper positif maka dioda ON sehingga ada arus yang mengalir, sedangkan oada saat clipper negatid maka dioda OFF sehingga tidak ada arus yang mengalir.

8. KESIMPULAN -

Rangkaian dioda clipper dan clamper memilki bentuk gelombang yang sama yaitu memotong pada satu bagian saja.

-

Pada rangkaian clipper positif maka perpotongan terjadi pada bagian atas sedangkan pada clipper negatif maka perpotongan terjadi dibagian bawah.

-

Rangkain dioda clipper zener menghasilkan perpotongan pada bagian atas dan bawah jika rating tegangan yang diberikan sama.

-

Pada rangkaian clamper terjadi pemotongan yang hasil perpotongannya kebalikan dari rangkaian clipper dan pergeseran. Jika clamper positif terjadi perpotongan pada bagian bawah dan bergeser ke atas, sedangkan clamper negatif terjadi perpotongan pada bagian atas dan bergeser ke bawah.

15

9. LAMPIRAN

16

17

18