Clampers

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

c) Video Simulasi

6. Download File

1. Pendahuluan[kembali]

Clamper adalah sebuah rangkaian elektronik yang digunakan untuk mengubah level tegangan sinyal tanpa mengubah bentuk dasar dari sinyal tersebut. Dalam aplikasi praktis, clamper dapat menambahkan komponen DC ke sinyal AC, sehingga menggeser seluruh sinyal ke atas atau ke bawah dalam sumbu tegangan. Terdapat berbagai jenis clamper, seperti positive clamper dan negative clamper, yang masing-masing menggeser sinyal ke arah positif atau negatif. Rangkaian ini biasanya terdiri dari dioda, kapasitor, dan resistor yang dihubungkan dalam konfigurasi tertentu.

Clamper sering digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pengolahan sinyal, komunikasi, dan instrumentasi, untuk memastikan sinyal berada dalam rentang tegangan yang diinginkan atau untuk mempersiapkan sinyal sebelum diproses lebih lanjut oleh rangkaian elektronik lainnya. Dengan kemampuan untuk menyesuaikan level tegangan tanpa distorsi bentuk sinyal, clamper memainkan peran penting dalam memastikan integritas sinyal dan keandalan operasional dalam sistem elektronik.

2. Tujuan [kembali]

Mengetahui definisi clampers
Mengetahui bentuk rangkaian sederhana clampers
Mensimulasikan rangkaian clampers pada aplikasi proteus

3. Alat dan Bahan [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

4. 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 (vo = 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 – vo = 0

vo = -2V

Tegangan vo bernilai negatif menunjukkan bahwa polaritas dari tegangan vo merupakan kebalikan dari polaritas vo 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.

5. Percobaan [kembali]

a) Prosedur[kembali]

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.

b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja [kembali]

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ini vsine terhubung seri dengan capasitor 10uF dan dihubungkan secara paralel dengan resistor yang memiliki hambatan 330 ohm, sehingga menghasilkan arus sebesar 6,21 mA.

Prinsip kerja :

Pada rangkaian kedua vsine dihubungkan seri dengan capasitor 1 uF diberikan tegangan sebesar 9 volt kemudian dihubungkan paralel dengan resistor yang memiliki hambatan 100kohm sehingga menghasilkan tegangan 9 volt.

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ketiga memiliki komponen satu buah vsine yang dihubungkan seri dengan kapasitor 5uF kemudian dihubungkan seri dengan resitor yang memiliki hambatan 75 ohm sehingga menghasilkan arus sebesar 4,97 mA dan paralel dengan resistor hambatan 250 ohm sehingga akan menghasilkan tegangan sebesar 1,24 volt.

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian keempat vsine dihubungkan secara seri dengan kapasitor 10uF dan baterai yang memiliki tegangan sebesar 5 volt menuju diode kemudian dihubungkan secara paralel dengan resistor 100kohm sehingga menghasilkan tegangan 9,62 volt.

Prinsip kerja :

Pada rangkaian ke lima vsine yang dihubungkan secara seri dengan kapasitor 10 uF kemudian dihubungkan seri dengan resistor yang memiliki hambatan 125 ohm sehingga menghasilkan arus sebesar 12,9 mA kemudian di paralel kan dengan resistor yang hambatan nya 230 ohm sehingga menghasilkan tegangan 2,03 volt

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ke enam vsine dihungkan secara seri dengan kapasitor 10uF yang diberikan sumber tegangan sebesar 10 volt kemudian dihubungkan secara seri dengan resistor yang nilai hambatannya 125 ohm sehingga akan menghasilkan arus sebesar 0,08 mA

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ke tujuh vsine juga dihubungkan secara seri dengan kapasitor 10 uF dengan dua sumber tegangan yaitu 0,7 volt dan 5 volt, kemudian terhubung secara seri dgn resistor 130 ohm menghasilkan arus sebesar 38,5 mA dan dihubungkan secara paralel dengan resistor 175 ohm menghasilkan tegangan sebesar 5 volt

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ke delapan vsine yang terhubung seri dengan kapasitor 10 uF yang diberikan tegangan 9 volt, kemudian dihubungkan seri dengan resistor 275 ohm sehingga menghasilkan arus sebesar 32,7 mA

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian ke sembilan vsine yang terhubung seri dengan kapasitor 10 uF diberikan tegangan sebesar 9 volt menuju diode dan dihubungkan secara seri dengan resistor150 ohm sehingga arus yang dihasilkan sebesar 56,1 mA

10.

Prinsip kerja :

Pada rangkaian ke sepuluh vsine yang terhubung seri dengan kapasitor 10 uF diberikan tegangan sebesar 10 volt menuju diode kemudian dihubungkan secara seri dengan resistor 240 ohm sehingga didapatkan arus sebesar 39, 3 mA

c) Video Simulasi [kembali]