Clipper dan Clamper

(1)

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

(2)

ii

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

(3)

1

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.

(4)

2

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.

(5)

3

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.

(6)

4 a) Anggap R1 = R2.

b) V1 = 30 sin ωt.

c) D1 dan D2 adalah dioda ideal.

d) Maka pada ½ siklus positif pertama, saat V1≤10V, D1 off dan D2 on, Vo = 5 Volt. e) Saat 10V<V1≤20V, D1 dan D2 off, Vo=0,5V1.

f) V1>20V, D1 on dan D2 off, Vo = 10 Volt.

g) 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 input ditambahkan dengan tegangan DC. Rangkaian ini ditunjukkan oleh berikut ini.

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.

(7)

5

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

(8)

6

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 !

(9)

7

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.

(10)

8

5. DATA HASIL PERCOBAAN

1.

R

angkaian Clipper dioda Silikon

 Vin

Skala volt/div : 5 Volt/div Skala time/div : 5 ms/div Amplitudo : 3 kotak x 5 volt/div Frekuensi : 1/T

: 15 Vpp : 1/ ( 4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz Vm : Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt No. Percobaan : Judul : Mata Kuliah : Kelas/Kelompok : Tahun Akademik : 05 Dioda sbg Pngbh Bntk Gel.

Lab. Elka Analog TT 3D / 4

2014/2015

Pelaksanan praktikum: Penyerahan laporan : Nama Praktikan : Nama Rekan Kerja :

22 September 2014 29 September 2014 Cintia C.P.

Dwi Herry S Sinta Rahmawati

(11)

9

 Clipper positif

Skala volt/div : 5 volt/div Skala time/div : 5 ms/di Vm : 1,5 kotak x 5 volt/div frekuensi : 1/T

: 7,5 Volt : 1/ (4 kotak x 5ms/div)

: 1/20 ms : 500 Hz  Clipper negatif

Skala volt/div : 5 volt/div Skala time/div : 5 ms/div Vm : 1,5 kotak x 5 volt/div frekuensi : 1/T

: 7,5 Volt : 1/ (4 kotak x 5ms/div)

: 1/20 ms : 500 Hz

(12)

10

2.

R

angkaian Clamper dioda Silikon

 Vin

: 15 Vpp : 1/ (4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz Vm : Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt  Clamper positif

(13)

11

 Clamper negatif

Skala volt/div : 5 volt/div skala time/div : 5 ms/div

3.

R

angkaian Clipper dioda Zener

 Vin

: 15 Vpp : 1/ (4 kotak x 5 ms/div) : 1/20 ms : 500 Hz Vm : Vpp / 2 : 15 Vpp /2 : 7,5 Volt

(14)

12

 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

(15)

13

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.

(16)

14

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 Rangkaian Clamper

Rangkaian Clipper dengan Dioda Zener

1. Bentuk gelombang memotong di satu arah. Jika clipper positif maka pada bagian atas yang terpotong, sedangkan jika clipper negatif maka bentuk gelombang memotong pada bagian bawah. 1. Bentuk gelombang

memotong di satu arah dan tergeser .Jika clamper positif maka gelombnag memotong pada bagian atas dan bergeser ke atas dari titik zero (input) ,sedangkan jika clamper negatif maka bentuk

gelombang memotong pada bagian bawah dan bergeser ke bawah dari titik zero (input).

1. Bentuk gelombang memotong pada dua bagaian atas dan bawah, baik clipper positif dan clipper negatif.

(17)

15 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.

(18)

16

(19)

(20)