LAPORAN LABORATORIUM

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

05DIODA SEBAGAI PENGARUH BENTUK GELOMBANG

NAMA PRAKTIKAN : Cintia Clarissa Putri

NAMA REKAN KERJA : 1. Dwi Herry Saputro

2. Sinta Rahmawati

KELAS / KELOMPOK : TT 3D / 04

TANGGAL PELAKSANAAN PRAKTIKUM : 22 SEPTEMBER 2014

TANGGAL PENYERAHAN LAPORAN : 29 SEPTEMBER 2014

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

SEPTEMBER 2014

DAFTAR ISI

SAMPUL DEPAN……….......................................................................... i

DAFTAR ISI.............................................................................................. ii

1. TUJUAN................................................................................................ 1

2. Dasar Teori............................................................................................ 1

3. Alat-alat Yang Digunakan...................................................................... 5

4. Langkah Percobaan................................................................................. 6

5. Data Hasil Percobaan…………….……………………………………. 8

6. Analisa…………………………….………………………………….. 12

7. Pertanyaan dan Tugas…………..….………………………………… 14

8. Kesimpulan…………………………...……………………………… 15

9. Lampiran.............................................................................................. 16

ii

PERCOBAAN 5

DIODA SEBAGAI PENGUBAH BENTUK GELOMBANG

1. TUJUAN

Mengamati penggunaan dioda dalam rangkaian clipper dan clamper

2. DASAR TEORI

Rangkaian Clipper

A.    Pengertian

Pada   peralatan   computer,   digital   dan   sistim   elektronik   lainnya,   kadang   kita   ingin  membuang   tegangan   sinyal   diatas   atau   dibawah   level   tegangan   tertentu.   Salah   satu caranya  adalah  dengan  menggunakan  rangkaian clipper dioda  (clipper = pemotong).

Rangkaian   ini   memiliki   kemampuan   untuk   memotong   bagian   tertentu   dari   sinyal masukan tanpa mengganggu bagian sinyal masukan lainnya yang dilewatkan.

Rangkaian clipper adalah rangkaian yang digunakan untuk membatasi   tegangan agar tidak melebihi dari suatu nilai tegangan tertentu.Rangkaian clipper berfungsi untuk membuang polaritas   sinyal.   Jika   sinyal   yang   ingin   dibuang   adalah   sinyal   polaritas   positif   maka digunakan clipper positif.  Jika sinyal  yang  ingin dibuang adalah polaritas sinyal  negatif maka digunakan clipper negatif.

B.     Jenis-Jenis Clipper dalam penggunaannya

Clipper Positif

Clipper   positif   disebut   juga   pembatas   positip   (positive   limiter),   karena   tegangan output dibatasi maksimum 0 Volt.

1

Seperti   yang   ditunjukkan   pada   gambar   di atas tegangan   output   bagian positipnya  semua  dipotong. 

Cara  kerja  rangkaian  adalah  sebagai berikut:

a) Selama setengah siklus positip tegangan input dioda konduksi, dengan  demikian  kita  dapat membayangkan  dalam  kondisi  ini  dioda seperti  saklar  tertutup.

b)   Tegangan   pada   hubungan   singkat   harus   sama dengan nol,  oleh sebab   itu  tegangan   output   sama   dengan   nol   selama   tiap-tiap   setengah   siklus   positip  sehingga semua tegangan jatuh pada resistor  ( R).

Selama   setengah   siklus   negatif,   dioda   terbias   reverse   dan   kelihatan terbuka   dan  sebagai  akibatnya  rangkaian  membentuk  pembagi tegangan dengan output:

Selama   setengah   siklus   negatip,   dioda   terbias   reverse   tidak   kelihatan   seperti terbuka,   dan   sebagai   akibatnya   rangkaian   membentuk   pembagi   tegangan   dengan output:

Biasanya  RL   jauh   lebih  besar  dari  pada  R  sehingga Vout  ≅  -VP. Selama  setengah  siklus   positip   dioda   konduksi   dan   seluruh   tegangan  jatuh pada R   dan   sebaliknya pada   setengah   siklus  negatip dioda   off,  dan   karena   RL   jauh   lebih   besar   dari   R  sehingga   hampir   seluruh   tegangan   setengah   siklus   negatip   muncul     pada   RL.  Seperti  yang diperlihatkan  pada    gambar  clipper positif  semua  sinyal  diatas  level  0 V  telah dipotong.

Clipper Di bias

Clipper   dibias   berarti   membuang   semua   sinyal   diatas   level   +V.   Dalam   beberapa  aplikasi , mungkin  level  pemotongan  tidak  = 0  V, maka  dengan  bantuan  clipper  di  bias   kita   dapat   menggeser   level   pemotongan   positip   atau   level   negatip   yang diinginkan.

2

Pada   gambar   diatas,   menunjukkan   clipper   dibias.   Agar   dioda   dapat   konduksi  tegangan, input harus  lebih besar dari  pada +V.  Ketika Vin   lebih besar daripada +V  dioda berlaku   seperti   saklar   tertutup dan   tegangan output   sama dengan   +V dan  tegangan   output   tetap   pada   +V   selama   tegangan   input   melebihi   +V.   Ketika  tegangan   input   kurang   dari   +V   dioda   terbuka   dan   rangkaian   kembali   pada  pembagi  tegangan.

Contoh rangkaian Clipper

Rangkaian penyearah ½ merupakan gelombang yang juga salah satu contoh rangkaian clipper.  

Rangkaian 2 merupakan rangkaian clipper. Pada rangkaian 2 ini, dengan asumsi D1 dan D2 ideal, maka Vo akan dibatasi antara 5 V – 10 V.

Analisis sinyal outputrangkaian Clipper padakasus rangkaian 2 adalah sebagai berikut :

3

a) Anggap R1 = R2.b) V1 = 30 sin ωt.c) D1 dan D2 adalah dioda ideal.d) Maka pada ½ siklus positif pertama, saat V1≤10V, D1 off dan D2 on, Vo = 5 Volt.e) Saat 10V<V1≤20V, D1 dan D2 off, Vo=0,5V1.f) V1>20V, D1 on dan D2 off, Vo = 10 Volt.g)  Pada ½ siklus negatif, D1 selalu off sedangkan D2 akan selalu on, Vo = 5 Volt.

Rangkaian Clamper

A.    Pengertian

Rangkaian Clamper adalah rangkaian yang digunakan untuk memberikan offset  tegangan   DC, dengan demikian,   tegangan   yang   dihasilkan   adalah   tegangan   input  ditambahkan  dengan tegangan DC. Rangkaian ini ditunjukkan oleh berikut ini. 

Rangkaian Clamper

Rangkaian ini berfungsi untuk  mendorong sinyal masukan pada suatu level tegangan DC tertentu.

B.     Cara Kerja

Rangkaian   Penggeser(Clamper)   ini   memberikan   penambahan   komponen   DC   pada tegangan masukan. Akibatnya, seolah-olah terjadi pergeseran (clamping) pada tegangan. Jika penambahan komponen DC negatif, maka terjadi pergeseran tegangan ke bawah (negatively clamped), dan begitu pula sebaliknya, (positively clamped).

Gambar di atas (Rangkaian Clamper) menunjukkan sebuah rangkaian penggeser negatif. Selama setengah tegangan masukan Vin positif,  dioda di-forward biased dan dalam kondisi konduksi,   sehingga  kapasitor  akan   terisi  dengan  polaritas   seperti  ditunjukkan  oleh  gambar. 

4

Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan nol. Namun, selama setengah tegangan masukan Vin negatif, dioda di-reverse biased.

Kapasitor akan mulai membuang tegangannya melalui tegangan keluaran Vo. Akibatnya, tegangan keluaran Vo akan sama dengan tegangan masukan Vin dikurang dengan tegangan buangan dari kapasitor VC. Sehingga, secara grafik, tegangan keluaran Vo merupakan tegangan masukan Vin yang diturunkan sejauh tegangan buangan dari kapasitor VC.

Jika dirancang bahwa waktu buangan kapasitor sangat lama, maka tegangan buangan dari kapasitor VC akan sama dengan tegangan masukan Vin maksimum.

C.    Manfaat Rangkaian Clamper

Manfaat rangkaian clamper adalah menambahkan nilai DC pada sinyal AC. Rangkaian clamper menggunakan kapasitor dan diode :

a) Dioda sebagai penyearahb) Kapasitor sebagai penyimpan teganganc) Bila perlu ditambahkan sumber tegangan untuk memberi kebebasan menentukan 

nilai DC.

 

3. ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

1. Trafo step down dengan center tap 12- 6V : 1 buah

2. Dioda Zenner 9,1 Volt : 2 buah

3. Dioda silikon : 2 buah

4. Osiloskop : 1 buah

5. Resistor : 390 Ω, 100Ω, 10 KΩ

6. Kapasitor 47μF : 1 buah

7. Kabel-kabel penghubung : secukupnya

5

4. LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

A. Rangkaian Clipper

1. Buat rangkaian Clippper positif seperti gambar 1 dan beri tegangan input ac sebesar 12 Vpp. Amati bentuk gelombang input dengan osiloskop dan gambar!

2. Amati dan gambarlah bentuk gelombang Vout!

Gambar 1. Rangkaian Clipper Positif

3. Baliklah posisi dioda sehingga kaki katoda di atas dan terbentuk rangkaian Cliper negatif lalu gambarlah bentuk gelombang Vout!

B. Rangkaian Clamper

4. Buat rangkaian Clamper positif seperti gambar 2dan beri tegangan input ac sebesar 

12 Vpp. Amati bentuk gelombang input dengan osiloskop dan gambar !

5. Gambarlah bentuk gelombang Vout !

6. Baliklah   posisi   dioda   sehingga   kaki   katoda   di   bawah   dan   balik   juga   polaritas 

kapasitor   sehingga   terbentuk   rangkaian  Clamper  negatif   lalu   gambarlah   bentuk 

gelombang Vout !

6

Gambar 2. Rangkaian Clamper positif

C. Rangkaian Clipper dengan dioda Zener

7. Ulangi langkah 1) sampai 3) dengan menggunakan dioda zener sebagai clipper dan 

tegangan input ac sebesar 24 Vpp.

7

5. DATA HASIL PERCOBAAN

1.

1. Rangkaian Clipper dioda Silikon

Vin

Skala volt/div  : 5 Volt/div Skala time/div  : 5 ms/div

Amplitudo : 3 kotak x 5 volt/div Frekuensi : 1/T: 15 Vpp : 1/ ( 4 kotak x 5 ms/div)

: 1/20 ms: 500 Hz

Vm : Vpp / 2: 15 Vpp /2: 7,5 Volt

8

No. Percobaan :

Judul :

Mata Kuliah :

Kelas/Kelompok :

Tahun Akademik :

05

Dioda sbg Pngbh Bntk Gel.

Lab. Elka Analog

TT 3D / 4

2014/2015

Pelaksanan praktikum:

Penyerahan laporan :

Nama Praktikan :

Nama Rekan Kerja :

22 September 2014

29 September 2014

Cintia C.P.

Dwi Herry S

Sinta Rahmawati

Clipper positif

Skala volt/div  : 5 volt/div Skala time/div  : 5 ms/di

Vm : 1,5 kotak x 5 volt/div frekuensi : 1/T

: 7,5 Volt : 1/ (4 kotak x 5ms/div)

: 1/20 ms

: 500 Hz

Clipper negatif

Skala volt/div  : 5 volt/div Skala time/div  : 5 ms/div

Vm : 1,5 kotak x 5 volt/div frekuensi : 1/T

: 7,5 Volt : 1/ (4 kotak x 5ms/div)

: 1/20 ms

: 500 Hz

9

2. Rangkaian Clamper dioda Silikon

Vin

Skala volt/div  : 5 Volt/div Skala time/div  : 5 ms/div

Amplitudo : 3 kotak x 5 volt/div Frekuensi : 1/T: 15 Vpp : 1/ (4 kotak x 5 ms/div)

: 1/20 ms: 500 Hz

Vm : Vpp / 2: 15 Vpp /2: 7,5 Volt

Clamper positif

Skala volt/div : 5 volt/div Skala time/div : 5 ms/div

10

Clamper negatif

Skala volt/div : 5 volt/div skala time/div : 5 ms/div

3. Rangkaian Clipper dioda Zener

Vin

Skala volt/div  : 5 Volt/div Skala time/div  : 5 ms/div

Amplitudo : 3 kotak x 5 volt/div Frekuensi : 1/T: 15 Vpp : 1/ (4 kotak x 5 ms/div)

: 1/20 ms: 500 Hz

Vm : Vpp / 2: 15 Vpp /2: 7,5 Volt

11

Clipper zener positif

Skala volt/div : 5 volt/div Skala time/div : 5 ms/div

Clipper zener negatif

Skala volt/div : 5 volt/div Skala time/div : 5 ms/div

6. ANALISA

1. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada

rangkaian clipper !

Jawab : bentuk gelombang yang didapat pada saat clipper positif yang berubah adalah 

tegangan positifnya terpotong atau terbuang sehingga hanya muncul tegangan negatif 

12

pada outputnya. Sedangkan pada saat clipper negatif yang berubah adalah tegangan 

negatifnya   terpotong   atau   terbuang   sehingga   hanya  muncul   tegangan   positif   pada 

outputnya. 

2. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada

rangkaian clamper !

Jawab : bentuk gelombang yang dihasilkan sama dengan bentuk gelombang clipper yang 

dibalik serta pada rangkaian clamper posisi outputnya bergeser ke atas atau ke bawah 

dari posisi input (dari titik zero/ground).

3. Jelaskan perubahan bentuk gelombang output saat posisi dioda diubah pada

rangkaian clipper dengan dioda zener !

Jawab : Pada rangkaian clipper dengan dioda zener gelombang yang dihasilkan hampir 

sama dengan clipper dioda silikon hanya saja bentuk gelombangnya hampir menyerupai 

bentuk gelombang kotak pada bagian atas dan bawah.

4. Apa perbedaan rangkaian clipper dengan dioda biasa dengan rangkaian clipper dengan

dioda zener ?

Jawab : -Rangkain clipper positif dengan dioda silikon memiliki bentuk gelombang yang 

terpotong pada bagian atas disatu arah. Dan jika arah dioda dibalik (clipper 

negatif) maka bentuk gelombang memotong dibagian bawah.

- Rangkaian   clipper   dengan   dioda   zener  memilki   bentuk   gelombang   yang 

terpotong di kedua arah (bagian atas dan bagian bawah) Hal itu terjadi bila 

tegangan ynag diberikan sama.

5. Apa perbedaan rangkaian clipper dengan rangkaian clamper ?

Jawab :  Pada   rangkaian   clipper  menggunakan   sebuah   dioda   dan   2   buah   resistor, 

sedangkan pada rangkaian clamper menggunakan sebuah dioda, sebuah resistor dan 

sebuah   kapasitor.   Selain   itu   pada   rangkaian   clipper   output   yang   dihasilkan   hanya 

terpotong saja sedangkan pada rangkaian clamper output yang dihasilkan terpotong dan 

tergerser dari titik zero.

13

7. PERTANYAAN DAN TUGAS

1. Jelaskan fungsi kapasitor pada rangkaian clamper !

Jawab :  untuk  menahan arus DC dan melewati AC serta mengisi  muatan.  Pada saat 

dioda berada di periode positif maka dioda akan ON dan kapasitor akan terisi sebesar 

Vm, sedangkan pada saat dioda di perioda negatif maka dioda akan OFF dan terjadi 

pengosongan pada kapasitor.

2. Buatlah suatu tabel yang terdiri dari baris dan kolom untuk merangkum perbedaan

rangkaian clipper dengan dioda biasa, rangkaian clamper dan rangkaian clipper

dengan dioda zener !

Jawab : 

PERBEDAAN

Rangkaian Clipper dengan

Dioda BiasaRangkaian Clamper

Rangkaian Clipper dengan

Dioda Zener

1. Bentuk gelombang 

memotong di satu 

arah. Jika clipper 

positif maka  pada 

bagian atas yang 

terpotong, 

sedangkan jika 

clipper negatif 

maka bentuk 

gelombang 

memotong pada 

bagian bawah.

1. Bentuk gelombang 

memotong di satu arah dan 

tergeser .Jika clamper 

positif maka gelombnag 

memotong pada bagian 

atas dan bergeser ke atas 

dari titik zero 

(input) ,sedangkan jika 

clamper negatif maka 

bentuk gelombang 

memotong pada bagian 

bawah dan bergeser ke 

bawah dari titik zero 

1. Bentuk gelombang 

memotong pada 

dua bagaian atas 

dan bawah, baik 

clipper positif dan 

clipper negatif.

14

2. Pada saat cliper 

positif maka dioda 

ON sehingga ada 

arus yang mengalir, 

sedangkan oada 

saat clipper negatid 

maka dioda OFF 

sehingga tidak ada 

arus yang mengalir.

(input).

8. KESIMPULAN

- Rangkaian   dioda   clipper   dan   clamper  memilki   bentuk   gelombang   yang   sama   yaitu 

memotong pada satu bagian saja.

- Pada rangkaian clipper positif maka perpotongan terjadi pada bagian atas sedangkan 

pada clipper negatif maka perpotongan terjadi dibagian bawah.

- Rangkain dioda clipper zener menghasilkan perpotongan pada bagian atas dan bawah 

jika rating tegangan yang diberikan sama.

- Pada rangkaian clamper terjadi pemotongan yang hasil perpotongannya kebalikan dari 

rangkaian clipper dan pergeseran. Jika clamper positif terjadi perpotongan pada bagian 

bawah  dan  bergeser   ke   atas,   sedangkan   clamper   negatif   terjadi   perpotongan  pada 

bagian atas dan bergeser ke bawah.

15

9. LAMPIRAN

16

17

18