ULANGAN AKHIR SEMESTER ELEKTRONIKA III
Dosen Pengampu : Drs. Wisnu Djatmiko, M.T.
Disusun Oleh :
Andhika Cahya Pramata (1513621030)
Program Studi Pendidikan Teknik Elektronika Fakultas Teknik
Universitas Negeri Jakarta
2023
Mata Kuliah : ELEKTRONIKA 3 (teori) Pengampu MK : Dr. Wisnu Djatmiko, M.T.
Hari/ Tanggal : Rabu, 13 Desember 2022
Sifat Ujian : Mandiri
Petunjuk:
1. Kerjakan jawaban UAS menggunakan text editor (MsWord, WordPad, atau yg lain) 2. Format lembar-jawaban UAS dibuat dalam format PDF
3. Tuliskan identitas (nama dan NRM) di lembar jawaban UAS
4. Upload file jawaban UAS MK Teori Elektronika-3 ke akun masing2 di Google Classroom
Soal UAS MK Elektronika 3 (teori) smt 119
1 [6] Berikan contoh (gambar rangkaian secara lengkap dan juga deskripsi- singkat) implementasi dari rangkaian2 di bawah ini dalam sistem elektronika.
1) Precision Full-wave rectifier
2) Differential Amplifier berbasis OpAmp 3) Komparator-tegangan berbasis OpAmp
Gambar 1. Rangkaian dasar komparator-tegangan
2 [4] Gambar 1 menunjukkan rangkaian-dasar pembentukan PWM (pulse-width modulator). Jika VIN di kaki non-inverting OpAmp adalah pulsa segi-tiga dan VREF
adalah tegangan DC yang dapat diubah dari 0 Volt sd VCC, maka akan dihasilkan pulsa2 PWM di kaki VOUT OpAmp. Tugas Anda adalah mendesain sebuah rangkaian yang menghasilkan pulsa segi-tiga dengan frekuensi 1000Hz dengan level-amplituda bebas (tegangan DC) menggunakan rangkaian- rangkaian yang pernah dibahas di MK Teori E lektronik 3. Jawaban meliputi rangkaian-lengkap dan perhitungan nilai-nilai komponen penentu frekuensinya.
KEMENDIKBUD RISTEK
UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA FAKULTAS TEKNIK
S1 Pendidikan Teknik Elektronika
Jl. Rawamangun Muka Jakarta 13220 Telpon/Fax.: 021- 4712137
UJIAN AKHIR SEMESTER 119
PENGESAHAN Koordinator Prodi
S1 Pend. Teknik Elektronika Ketua KBI Dosen Pengampu MK
Dr. Baso Maruddani, M.T. Dr. W. Djatmiko, M.T.
Jawaban 1.
Gambar 1 : presicion full-wave rectifier
1) Saat tegangan input (Vi) lebih besar dari nol, sisi pembalik dari penguat operasional (A1) akan menyebabkan outputnya berbalik menjadi negatif. Hal ini akan menyebabkan dioda D1 dibias maju dan dioda D2 dibias mundur. Karena tidak ada arus yang mengalir melalui resistor R yang menghubungkan titik-titik nol (Vn1) dan potensial positif (Vp2) dioda, kedua titik tersebut akan memiliki potensial yang sama.
Gambar 2 : Differential Amplifier berbasis Op Amp
2) Penguat diferensial adalah penguat yang berfungsi untuk menguatkan perbedaan antara dua sinyal masukan. Dalam menganalisis rangkaian penguat operasional (op- amp) sebagai penguat, terdapat dua aturan penting yaitu:
(a) Tegangan antara kedua masukan op-amp harus sama.
(b) Arus yang mengalir melalui kedua masukan op-amp harus nol.
Gambar 3 : Komparator Tegangan berbasis Op Amp
3) Rangkaian komparator tegangan adalah rangkaian yang berfungsi untuk menentukan mana dari dua tegangan analog yang lebih besar. Rangkaian ini dapat dirancang dengan sistem umpan balik terbuka atau tertutup.
2. Perhitungan frekuensi keluaran square-wave generator
f= 1
2RC ×∈(1−β 1+β ) β= R2
R1+R2
Jika 𝑅1 = 𝑅2 = 10𝐾Ω → 𝛽 = 0,5
Persamaan 1 dapat diubah menjadi persamaan 2
f= 1
2RC ×∈(1−0,5 1+0,5) 𝑅𝐶 =
Jika C = 0,1 𝜇𝐹 𝑅 = 1
2 𝐶𝑓 𝑥 𝑖𝑛 1,5
= 1
2 𝑥 0,1 𝜇𝐹 𝑥 1000𝐻𝑧 𝑥 𝑖𝑛 1,5
= 12331 Ω Sehingga rangkaian square-wafe generator yaitu :
1. R1 = R2 = 10𝐾𝑂ℎ𝑚
2. R =12331 Ohm 3. C = 0,1𝜇𝐹
4. Tegangan simetri Vcc = +15 Volt dan Vee = -15 Volt 5. 𝐹𝑜𝑢𝑡 = 1000𝐻𝑧 𝑑𝑒𝑛𝑔𝑎𝑛 𝐷 = 0,5 (𝑇𝑂𝑁 = 𝑇𝑂𝐹𝐹)
Perhitungan rangkaian Integrator
Frekuensi masukan = 1000Hz atau T = 1 mS Karena 𝐹𝐼𝑁 = 1000 𝐻𝑧 → 𝑇 = 1𝑚𝑆 Karena 𝑇 = 𝑅𝐶 → 𝑅 = 𝑇
𝐶
Jika 𝑇𝐷𝑒𝑠𝑎𝑖𝑛 = 2𝑇 = 2𝑚𝑆, maka Jika 𝐶 = 0,01𝜇𝐹 → 𝑛𝑖𝑙𝑎𝑖 𝑅
= 2𝑚𝑆
0,01𝜇𝐹
= 200𝑘𝑜ℎ𝑚
Nilai 𝑅2 dan 𝐶𝐹 akan membentuk rangkaian frekuensi cut off yang nilainya harus
<1/100 dari sinyal input. Sehingga:
𝐹𝐼𝑁 = 1000 𝐻𝑧 𝐹𝐼𝑁 𝐹𝑅𝐶𝑂 =
100 = 100 𝐻𝑧 𝐶𝐹 = 𝐶 = 0,01 𝜇𝐹 Karena
𝐹𝑅𝐶𝑂 =2𝜋 1
𝑅2𝐶𝐹
→ 𝑅2 =2𝜋𝐹1𝑅𝐶
𝑂𝐶𝐹
=2𝜋.10 1 𝐻𝑧.0,01 𝜇𝐹
= 1.59 𝑀Ω
Sehingga rangkaian Integrator yaitu : 1. 𝑅1 = 200𝐾𝑂ℎ𝑚
2. 𝑅𝐶𝑜𝑚𝑝 = 200𝐾𝑜ℎ𝑚 3. 𝐶𝑓 = 0,01𝜇𝐹
4. 𝑅2 = 1,59𝑀𝑂ℎ𝑚
5. Vcc = +15 Volt dan Vee = -15 Volt
Gambar 4 : Rangkaian Triangle-wafe generator
Gambar 5 : Output Rangkaian Triangle-wafe generator
