ASTABLE MULTIVIBRATOR D=50%


1. Pendahuluan[Kembali]

Astable multivibrator merupakan salah satu jenis rangkaian osilator yang berfungsi menghasilkan sinyal gelombang persegi secara terus-menerus tanpa memerlukan sinyal masukan dari luar. Rangkaian ini tidak memiliki keadaan stabil, sehingga secara berulang berpindah antara dua kondisi — yaitu level logika tinggi dan rendah — secara otomatis. Salah satu penerapan umum dari astable multivibrator adalah sebagai pembangkit sinyal clock dalam sistem digital, serta sebagai sumber pulsa dalam berbagai perangkat elektronik.

Jika dirancang dengan duty cycle 50%, artinya durasi sinyal berada pada posisi tinggi sama panjang dengan saat berada di posisi rendah. Untuk mencapai kesetimbangan ini, pemilihan nilai komponen resistor dan kapasitor dalam rangkaian sangatlah penting. Duty cycle yang seimbang ini sangat sesuai digunakan dalam sistem yang membutuhkan bentuk gelombang persegi yang simetris, seperti dalam transmisi data digital, karena menjaga keseimbangan antara waktu aktif dan tidak aktif, yang pada akhirnya dapat meminimalkan distorsi dan meningkatkan keandalan sinyal.

Dengan duty cycle 50%, astable multivibrator menghasilkan sinyal yang stabil dan seragam, menjadikannya sangat ideal untuk kebutuhan clocking dalam sistem digital. Karena bersifat bebas (self-triggered), rangkaian ini terus berosilasi antara dua keadaan, menghasilkan bentuk gelombang persegi dengan durasi yang sama untuk tiap siklus tinggi dan rendah.

 

2. Tujuan[Kembali]

1. Memahami peran dan kegunaan dari rangkaian astable multivibrator.

2. Mengenali konfigurasi rangkaian astable multivibrator yang memiliki duty cycle sebesar 50%.

3. Mengidentifikasi berbagai jenis komponen elektronik yang digunakan dalam perancangan rangkaian tersebut.


3. Alat dan Bahan[Kembali]

Alat :

1. Oscilloscope

Osiloskop adalah alat ukur yang berfungsi menunjukan bentuk sinyal listrik berupa grafik dari    tegangan terhadap waktu yang tertampil pada layarnya.Osiloskop dapat mengukur mengukur    besaran-besaran: tegangan, frekuensi, periode, bentuk sinyal dan beda fasa. 

 

2. Power Suply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

 

Bahan :

1. Resistor

Resistor merupakan komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

 

2. OP-AMP

 

Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung diantara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

 

3. Kapasitor

Kapasitor berfungsi sebagai penyaring atau filter dalam sebuah rangkaian power supply (catu daya). Fungsi kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada alat osilator. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan tegangan dan kuat arus pada periode tertentu. Pada rangkaian antena, fungsi kapasitor adalah sebagai frekuensi.

 

4. Ground

Ground merupakan titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus searah  atau titik kembalinya sinyal bolak balik. 


4. Dasar Teori[Kembali]

 A. Astable Multivibrator

Multivibrator astabil adalah salah satu jenis multivibrator yang tidak memiliki keadaan stabil, atau sering disebut juga kuasi stabil (quasi-stable) karena secara terus-menerus berpindah antara dua kondisi dalam rentang waktu tertentu, yang ditentukan oleh konstanta waktu RC (resistor dan kapasitor). Rangkaian ini juga dikenal sebagai free-running multivibrator atau multivibrator berjalan bebas, karena mampu menghasilkan sinyal gelombang persegi secara otomatis tanpa membutuhkan input tambahan atau sinyal pemicu dari luar untuk memulai osilasi.

Suatu rangkaian disebut sebagai astable multivibrator ketika kedua tingkat tegangan keluarannya bersifat kuasi stabil, yaitu keadaan tegangan yang hanya dipertahankan untuk sementara waktu sebelum dengan sendirinya beralih ke kondisi tegangan lainnya. Peralihan ini terjadi secara terus-menerus tanpa adanya rangsangan atau pemicu dari luar, dan membentuk pulsa-pulsa tegangan yang berulang.

 

    Untuk menentukan tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output Vo sama dengan +Vsat atau –Vsat. Pada saat VO = +Vsat, input di pin (+) mendapat feedback sebesar :

dan kapasitor C diisi dengan arah arus dari VO melalui Rf dan C ke ground sehingga tegangan kapasitor VC menjadi naik, selama :

Pada saat VO = -Vsat, input di pin (+) mendapat feedback sebesar :

dan kapasitor C membuang dengan arah arus dari ground melalui C dan Rf ke Vo sehingga tegangan kapasitor VC menjadi turun selama :

Pada rangkaian ini, terjadi pengisian kapasitor serta pembuangan kapasitor yang digambarkan dalam grafik sebagai berikut :

  1. Pengisian kapasitor

 

  1. Pengosongan kapasitor

Untuk mencari Duty Cell, dapat kita gunakan rumus sebagai berikut :

Saat Duty cell sama dengan 50%, maka rumus dapat dibentuk menjadi :

 

B. Op-Amp

 

Penguat operasional, atau yang lebih dikenal dengan Op-Amp, merupakan komponen dalam bentuk rangkaian terintegrasi (IC) yang berfungsi untuk memperkuat sinyal listrik. Op-Amp dapat dikonfigurasikan dalam berbagai bentuk tergantung kebutuhan aplikasinya. Secara teori, Op-Amp memiliki karakteristik ideal seperti impedansi masukan yang sangat tinggi, penguatan tegangan yang tak terbatas, dan impedansi keluaran yang sangat rendah. Namun, dalam implementasi nyata, nilai-nilai ini sangat besar atau kecil, tetapi tetap terbatas.

Beberapa karakteristik utama dari Op-Amp ideal meliputi:
a. Penguatan tegangan sangat besar (AV → tak berhingga)
b. Impedansi masukan sangat tinggi (Rin → tak berhingga)
c. Impedansi keluaran sangat kecil (Ro mendekati 0)
d. Lebar pita (bandwidth) sangat luas atau tak terbatas
e. Tegangan offset nol ketika input juga nol (E₀ = 0 saat Eᵢₙ = 0)

 

Penguat Pembalik:

Istilah berikut digunakan dalam rumus dan persamaan untuk Penguatan Operasional.

·         R f  = Resistor umpan balik

·         R in  = Resistor Masukan

·         V in = Tegangan masukan

·         V keluar  = Tegangan keluaran

·         Av  = Penguatan Tegangan

Penguatan tegangan:

Gain loop dekat dari penguat pembalik diberikan oleh;

Tegangan Keluaran:

Tegangan keluaran tidak sefasa dengan tegangan masukan sehingga dikenal sebagai  penguat pembalik .

 

Penguat Penjumlahan:

 

Tegangan Keluaran:

Output umum dari rangkaian yang diberikan di atas adalah;

Jumlah Tegangan Input Amplifikasi Terbalik:

jika resistor inputnya sama, outputnya adalah jumlah tegangan input yang diskalakan terbalik,

Jika R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R

Output yang Dijumlahkan:

Ketika semua resistor dalam rangkaian di atas sama, outputnya adalah jumlah terbalik dari tegangan input.

Jika R f  = R 1  = R 2  = R 3  = R n  = R;

V keluar  = – (V 1  + V 2  + V 3  +… + V n ) 


5. Percobaan[Kembali]





6. File Download[Kembali]

Rangkaian Astable Multivibrator d = 50% [Download]

Datasheet Resistor [Download]

Datasheet Op Amp [Download]

Datasheet Kapasitor [Download]

Datasheet Osiloskop [Download]

Komentar

Posting Komentar