8.19 Computer Analysis

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Download file 

 

 

1. Pendahuluan[kembali]

 Konfigurasi fixed-bias JFET menggunakan kapasitor kopling untuk mengisolasi sirkuit biasing dc dari sinyal ac. Sirkuit setara ac menunjukkan sumber arus gmVgs dan resistansi rd. Impedansi masukan Zi ditentukan oleh sirkuit terbuka pada terminal masukan. Impedansi keluaran Zo ditentukan oleh resistansi rd. Tegangan penguatan Av dihitung sebagai rasio tegangan keluaran dan masukan, dengan pergeseran fase 180 derajat

2. Tujuan[kembali]

• Mengetahui apa itu Sawtooth Generator
• Mengenali pengunaan dari Osilator dan Signal Generator
• Mengkaji Sawtooth Generator menggunakan OP-AMP

3. Alat dan bahan[kembali]

•  Resistor

 Resistor merupakan suatu komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. Resistor atau dalam bahasa Indonesia sering disebut dengan Hambatan atau Tahanan dan biasanya disingkat dengan Huruf “R”. Satuan Hambatan atau Resistansi Resistor adalah OHM (Ω). Sebutan “OHM” ini diambil dari nama penemunya yaitu Georg Simon Ohm yang juga merupakan seorang Fisikawan Jerman. Dalam membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika, Resistor bekerja berdasarkan Hukum Ohm.

• Kapasitor

suatu alat yang dapat menyimpan energi/ muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan  listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

        Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan elektron-elektron selama waktu yang tertentu atau komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik yang terdiri dari dua konduktor dan di pisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor di sebut keping

• Operational Amplifier

 Operatinal amplifier atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah.

• Baterai

Baterai meruapakan alat yang terdapat 2 sel elektrokimia yang bisa mengubah energi kimia menjadi energi listrik. Tiap baterai memiliki kutub positif dan kutub negatif. Kutub positif artinya memiliki energi potensial yang lebih tinggi dibandingkan kutub negatif. Kutub negatif artinya sumber elektron pada saat disambungkan dengan rangkaian eksternal akan mengalir dan memberikan energi listrik ke peralatan eksternal.

• Osiloskop

Osiloskop adalah alat ukur Elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Dengan menggunakan Osiloskop, kita dapat mengamati dan menganalisa bentuk gelombang dari sinyal listrik atau frekuensi dalam suatu rangkaian Elektronika. Pada umumnya osiloskop dapat menampilkan grafik Dua Dimensi (2D) dengan waktu pada sumbu X dan tegangan pada sumbu Y.

• Signal Generator 

 Generator isyarat adalah peranti pembangkit isyarat. Isyarat yang dihasilkan dapat berupa isyarat berbentuk sinusoidal atau square yang dapat diatur frekuensinya. Osilator adalah piranti elektronik yang menghasilkan keluaran berupa isyarat tegangan. Bentuk isyarat tegangan terhadap waktu ada bermacam – macam, yaitu bentuk sinusoidal, persegi (square), segitiga (triangular), gigi gergaji (sawtooth), atau denyut (pulsa). 

• Osilator

Osilator adalah sebuah rangkaian elektronik yang dapat menghasilkan signal atau gelombang periodik dengan frekuensi tertentu. Gelombang yang  dapat dihasilkan oelh osilator dapt berupa sinyal  sinusoidal, persegi,segitiga atau bentuk gelombang lainnya tergantung pada desain rangkaian dan komponen yang digunakan. Osilator ummumnya digunakan dalam berbagai aplikasi elektronik, seperti dalam radio, televisi, komunikasi nirkabel, sistem kontrol otomatis, dan lain sebagainya. Tiga istilah yang berkaitan erat dengan rangkaian Osilator adalah “Periodik”, “Amplitudo” dan “Frekuensi”. Berikut ini adalah pengertian dari ketiga istilah penting tersebut. 

4. Dasar Teori[kembali]

 jfet fixed bias configuration

   Konfigurasi Fixed-Bias JFET Konfigurasi JFET pertama yang akan dianalisis di ac domain akan menjadi konfigurasi fixed-bias dari Gambar. 8.61 , menggunakan JFET dengan VP 4 Vdan I DSS 10 mA. Resistor 10-M ditambahkan untuk bertindak sebagai jalur ke ground untuk kapasitor tetapi pada dasarnya merupakan sirkuit terbuka untuk analisis ac. J2N3819 n-saluran

JFET dari perpustakaan EVAL digunakan, dan tegangan ac ditentukan pada empat titik berbeda untuk perbandingan dan ulasan.

  Konstanta Beta ditentukan oleh

dan dimasukkan ke dalam kotak dialog Edit Model yang diperoleh dengan urutan EDIT-PROPERTIES . Vto juga diubah menjadi 4 V.

SIRKUIT DESKRIPSI mencakup semua elemen jaringan bersama dengan node yang ditugaskan. Secara khusus, perhatikan bahwa Vi diatur pada 10 mV pada frekuensi 10 kHz dan sudut fase 0 derajat. Dalam daftar PARAMETER MODEL FET Persimpangan berikut, perhatikan bahwa VTO adalah 4 V dan BETA adalah 625E-6 A>V 20,625 mA>V 2, seperti yang dimasukkan sebelumnya. Yang kecil

SOLUSI BIAS SINYAL mengungkapkan bahwa tegangan pada kedua ujung R G adalah 1,5 V, menghasilkan V GS 1,5 V. Level tegangan pada bagian ini dapat dikaitkan dengan aslinya jaringan hanya dengan mencatat daftar node yang ditugaskan di DESKRIPSI SIRKUIT. Itu tegangan dari drain ke sumber (ground) adalah 12 V, meninggalkan penurunan 8 V di R D . AC Daftar ANALISIS mengungkapkan bahwa tegangan pada sumber (N01707) adalah 10 mV sebagaimana diatur, tetapi tegangan di ujung lain kapasitor adalah 3 m V lebih kecil karena impedansi kapasitorpada 10 kHz—tentu saja penurunan yang harus diabaikan. Pilihan 0,02 m F untuk frekuensi ini adalah jelas bagus. Tegangan sebelum dan sesudah kapasitor pada sisi keluaran adalah persis sama (ke tiga tempat), mengungkapkan bahwa semakin besar kapasitor, semakin dekat jaraknya karakteristik hubung singkat. Output dari 6.275E-2 62.75 mV mencerminkan keuntungan sebesar 6.275

jfet voltage divider configuration

Konfigurasi Pembagi Tegangan JFET Jaringan selanjutnya yang akan dianalisis dalam domain ac adalah konfigurasi bias pembagi tegangan pada Gambar di bwh. Perhatikan bahwa parameter yang dipilih adalah berbeda dari yang digunakan dalam contoh sebelumnya, dengan V i pada 24 mV dan frekuensi5 kHz. Selain itu, level dc ditampilkan, dan sebidang tegangan output dan input ditampilkan pada layar yang sama.

Untuk menjalankan analisis, pilih kunci Profil Simulasi Baru untuk mendapatkan kotak dialog Simulasi Baru. Setelah memasukkan Name of OrCAD 8-2 , pilih Create , dan Simulation Kotak dialog pengaturan akan muncul. Di bawah Analysis type , pilih AC/Sweep/Noise , lalu di bawah AC Sweep pilih Linear . Frekuensi Mulai adalah 5 kHz, Frekuensi Akhir adalah 5 kHz dan Total Poin adalah 1 . OK , dan simulasi dapat dimulai dengan memilih tombol Jalankan PSpice. Skema akan muncul, yang dapat keluar untuk menghasilkan tampilan dari Gambar 8.63 dengan semua level tegangan ditampilkan sebagai dikontrol oleh opsi V. Tingkat dc yang dihasilkan mengungkapkan bahwa V GS adalah 1,823 V 3,635 V 1,812 V, sangat baik dibandingkan dengan yang 1,8 V dihitung dalam Contoh 7.4. V D adalah 10,18 V, dibandingkan dengan tingkat yang dihitung dari 10,24 V, dan V DS adalah 10,18 V 3,635 V 6,545 V, dibandingkan dengan 6,64 V. Untuk solusi ac, kita dapat memilih View-Output File dan temukan di bawah OPERASI POINT INFORMASI bahwa g m adalah 2,22 mS, sangat baik dibandingkan dengan nilai yang dihitung dengan tangan 2,2 mS, dan di bawah ANALISIS AC bahwa tegangan keluaran ac adalah 125,8 mV, menghasilkan keuntungan sebesar 125,8 mV 24 mV 5.24. Level yang dihitung dengan tangan adalah gmRD = (2,2 mS)(2,4 k ) = 5,28.

cascade jfet configuration

Cascaded JFET Amplifier Penguat JFET dua tahap yang ekstensif dari Gambar 8.65 dapat dibuat menggunakan prosedur yang sama yang dijelaskan dalam contoh sebelumnya menggunakan PSpice. Untuk kedua JFET, Beta ditetapkan pada 0,625 mA>V 2 dan Vto pada -4 V seperti yang ditunjukkan pada Gambar 8.66. Itu frekuensi yang diterapkan adalah 10 kHz untuk memastikan bahwa kapasitor mengambil pendekatan hubung singkat. Output ac pada output setiap tahap diminta. Setelah simulasi, file keluaran dari Gambar 8.67 menghasilkan, menunjukkan bahwa gain adalah 63.23 mV>10 mV 6,3 setelah tahap pertama dan 322,6 mV>10 mV 32,3 setelah kedua tahap. Keuntungan untuk tahap kedua adalah 322,6 mV>63,23 mV 5.1. Keuntungan dan tegangan output sangat mendekati hasil yang diperoleh pada Contoh 8.1. Pada Gambar 8.67 opsi V dipilih untuk mendapatkan level dc jaringan. Secara khusus, perhatikan seberapa dekat tegangan gerbang ke 0 V, memastikan bahwa tegangan bias gerbang-ke-sumber pada dasarnya sama dengan yang melintasi resistor sumber. Bahkan, karena isolasi yang ditawarkan oleh kapasitor C2, tingkat bias dari setiap konfigurasi persis sama.

Analysis of a JFET self-bias

5. Percobaan[kembali]

  a) Prosedur[kembali]

• siapkan komponen rangkaian yang diperlukan pada proteus.
•  susunlah komponen-komponen tersebut sesuai petunjuk menjadi suatu rangkaian yang kompleks.
•  setelah semua komponen terangkai, maka cobalah untuk menjalankannya.

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

•  Rangkaian 1
  

 

 

•  Rangkaian 2
  

 

•  Rangkaian 3
  

 

 

•  Rangkaian 4

 

    c) Video Simulasi [kembali]

rangkaian 1,2,3,4

 6. Download File[kembali]

•  Rangkaian 1[Download]
  
• Rangkaian 2[Download]
• Rangkaian 3[Download]
• Rangkaian 4[Download]
  

• Datasheet Baterai[Download]
• Datasheet Resistor[Download]
• Datasheet Capasitor[Download]
• Data sheet JFET[Download]

 

[menuju awal]