M. RAIHAN AL - RASYID

2.6 SINUSOIDAL INPUTS; HALF-WAVE RECTIFICATION

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan [Kembali]

Sinusoidal inputs and half-wave rectification adalah konsep dasar dalam teknik kelistrikan dan pemrosesan sinyal. Memahami konsep-konsep ini sangat penting untuk menganalisis dan merancang berbagai sirkuit dan sistem elektronik.

Sinusoidal inputs mengacu pada sinyal yang menunjukkan bentuk gelombang periodik, halus, dan berulang yang menyerupai gelombang sinus. Sinyal-sinyal ini tersebar luas dalam sistem kelistrikan, umumnya ditemukan pada sumber daya arus bolak-balik (AC), sinyal komunikasi, sinyal audio, dan banyak aplikasi lainnya. Karena sifatnya yang dapat diprediksi dan kesederhanaan matematisnya, masukan sinusoidal banyak digunakan dalam analisis dan sintesis rangkaian elektronik.

Half-wave rectification merupakan proses elektronik dasar yang digunakan untuk mengubah sinyal arus bolak-balik (AC) menjadi sinyal arus searah (DC) yang berdenyut. Dalam proses ini, hanya setengah dari bentuk gelombang masukan yang diperbolehkan melewatinya, sehingga menghasilkan bentuk gelombang keluaran yang hanya berisi pergantian positif atau negatif dari sinyal masukan. Penyearah setengah gelombang dapat diterapkan pada catu daya, demodulasi sinyal, dan berbagai desain sirkuit lainnya yang memerlukan konversi dari AC ke DC.

2. Tujuan [Kembali]

1. Dapat mengetahui pengertian rangkaian half wave rectification (Setengah Gelombang)

2. Dapat mengetahui rumus yang digunakan dalam Half Wave rectification
3. Dapat memperbaiki gelombang Half Wave rectification menjadi gelombang sinusoidal

4. Dapat menganalisa dan memahami Dioda

5. Dapat memahami rangkaian yang dibuat dalam proteus

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

1. Osiloscop

Berfungsi untuk menangkap, memproses, menampilkan dan menganalisis bentuk gelombang dan bandwidth sinyal elektronik

2. Voltmeter

Voltmeter adalah Alat ukur yang berfungsi untuk mengetahui beda potensial tegangan antara 2 titik pada suatu beban listrik atau rangkaian elektronika.

B. Bahan

1. Vsine

Sebagai input tegangan AC pada rangkaian atau bisa digunakan AC Power Supply

2. Diode

Berfungsi mengubah gelombang arus bolak balik Menjadi gelombang searah

3. Resistor

Resistor berfungsi sebagai pengatur dalam membatasi jumlah arus yang mengalir dalam suatu rangkaian, menahan sebagian arus listrik agar sesuai dengan kebutuhan suatu rangkaian elektronika, dan menurunkan tegangan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh rangkaian elektronika.

4. Grounding

Berfungsi untuk untuk meniadakan beda potensial sehingga jika ada kebocoran tegangan atau arus akan langsung dibuang ke bumi.

4. Dasar Teori [Kembali]

Analisis dioda sekarang akan diperluas untuk mencakup fungsi yang bervariasi waktu seperti bentuk gelombang sinusoidal dan gelombang persegi. Tidak diragukan lagi bahwa tingkat kesulitan akan meningkat, tapi begitu beberapa manuver dasar dipahami, analisis akan cukup langsung dan mengikuti benang umum. Jaringan yang paling sederhana untuk diperiksa dengan sinyal yang bervariasi waktu muncul pada gambar di bawah.

2.44

Lebih dari satu siklus penuh, didefinisikan oleh periode (T)dari gambar di atas , nilai rata-rata adalah nol. Sirkuit Gambar 2.44, yang disebut penyearah setengah gelombang, akan menghasilkan bentuk gelombang Vo yang akan memiliki nilai rata-rata penggunaan tertentu dalam proses konversi AC ke DC. Ketika digunakan dalam proses perbaikan, dioda biasanya disebut sebagai penyearah. Kekuatan dan peringkat saat ini biasanya jauh lebih tinggi daripada dioda yang digunakan dalam aplikasi lain, seperti komputer dan sistem komunikasi. Selama interval t = 0 S T > 2 di Gambar. 2.44 polaritas tegangan yang diterapkan v i adalah seperti untuk menetapkan “tekanan” ke arah yang ditunjukkan dan nyalakan dioda dengan polaritas muncul di atas dioda. Mengganti sirkuit pendek ekivalensi untuk dioda ideal akan menghasilkan sirkuit setara dari Gambar. 2.45, di mana cukup jelas bahwa sinyal output adalah replika yang tepat dari sinyal yang diterapkan. Kedua terminal yang mendefinisikan tegangan output terhubung langsung ke sinyal yang diterapkan melalui ekuivalensi sirkuit pendek dioda. Untuk periode T>2 S T, polaritas input v i seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.46, dan polaritas yang dihasilkan dioda ideal menghasilkan keadaan “off” dengan peminjam ekuiva sirkuit terbuka. Hasilnya adalah tidak adanya jalur untuk muatan mengalir, dan vo = iR = (0) R = 0 V untuk periode T > 2 S T. Masukan v i dan output v o dibuat bersama-sama dalam Gambar. 2.47 untuk tujuan perbandingan. Sinyal output v o sekarang memiliki area positif bersih di atas sumbu ove

2.45

2.46

2.47

Periode penuh dan nilai rata-rata ditentukan oleh

Proses menghilangkan setengah dari sinyal input untuk menetapkan level dc disebut penyearah setengah gelombang.Efek penggunaan dioda silikon dengan V K 0,7 V ditunjukkan pada Gambar 2.48 untukdaerah bias maju. Sinyal yang diterapkan sekarang harus setidaknya 0,7 V sebelum dioda dapat menyal"pada." Untuk level Vi kurang dari 0,7 V, dioda masih dalam keadaan rangkaian terbuka dan Vo 0 V,seperti yang ditunjukkan pada gambar yang sama. Saat melakukan, perbedaan antara v o dan v i adalah tetap

2.48

tingkat Vk 0,7 V dan vo = Vi - Vk, seperti yang ditunjukkan pada gambar. Efek bersihnya adalah pengurangan di daerah di atas sumbu, yang mengurangi tingkat tegangan dc yang dihasilkan. Untuk situasi di mana Vm W VK, persamaan berikut dapat diterapkan untuk menentukan nilai rata-rata dengan a tingkat akurasi yang relatif tinggi.

5. Percobaan [Kembali]

A) Prosedur

Mempersiapkan alat beserta bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
Merangkai rangkaian seperti yang telah tertera pada Rangkaian Simulasi di bawah
Pada masing-masing Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, dan juga amatilah respon grafik sinyal input dan outputnya

B) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Prinsip kerja penyearah setengah gelombang dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Tegangan input dengan arus bolak-balik melewati satu dioda penyearah kemudian pada outputnya tampak melewatkan "gunung" dari sinyal sinus dan menghambat fase lembahnya. Hal ini mengakibatkan keluaran dari penyearah setengah gelombang memiliki banyak riak (riple) dan membutuhkan kapasitor yang besar untuk menghaluskannya.