bab ii - unnocs | indonesian electronics for … · web viewgelombang bunyi mempunyai sifat-sifat...

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prinsip Dasar

Alat ini bekerja dengan cara merekam suara detak jantung janin

yang berada dalam kandungan ibu. Sensor yang digunakan berupa Stetoskope

dan Mic Condenser. Kemudian suara detak jantung janin diubah menjadi

tegangan oleh Mic Condensor, tegangan ini kemudian dikuatkan oleh pre-

amp. Karena tegangan ini mempunyai dua bandwidh frekuensi yang berbeda.

Frekuensi detak jantung ibu berada pada range 40 - 50 Hz dan frekuensi

detak jantung janin berada pada range 12 - 20 Hz. Sehingga untuk

memisahkannya digunakan bandpass filter sesuai dengan range frekuensi

detak jantung janin. Keluaran dari alat ini berupa suara detak jantung janin

yang dapat didengarkan melalui speaker.

2.2 Gelombang Bunyi

Bunyi dihantarkan dan dihasilkan oleh gerak suatu benda yang

bergetar. Getaran ini menimbulkan sejumlah gelombang kompresi yang

dapat berjalan melalui media yang padat, cair, atau gas.

Gelombang bunyi mempunyai sifat-sifat fisis seperti:

INTENSITAS. Intensitas bunyi tergantung pada besarnya pergeseran

gelombang bunyi. Intensitas ditentukan oleh energi dari sumber bunyi, jarak

yang ditempuh oleh bunyi, dan media yang harus dilalui bunyi untuk

5

mencapai pendengar.

FREKUENSI. Frekuensi bunyi ditentukan oleh jumlah getaran per detik (cycles per

second, cps). Makin besar cps, makin tinggi frekuensinya.

LAMANYA. Lamanya bunyi dikonrtol oleh lamanya waktu pelepasan energi dari

sumber bunyi. Bunyi kardiovaskuler terdiri dari getaran yang masanya pendek

(bunyi jantung) dan getaran yang lebih panjang masanya (murmur jantung).

2.3 Funandoscope

Bunyi jantung dapat didengar dengan menempatkan telinga langsung

di atas dada penderita. Dengan stetoskop, auskultasi mudah, sopan dan bunyi

terdengar lebih keras. Stetoskop untuk orang dewasa tidak dapat dipakai pada

anak. Dianjurkan memakai stetoskop dengan panjang selang sekitar 30 cm dan

diameter bagian dalam selang kira-kira 1/8 inchi. Ada 2 macam stetoskop

yaitu berbentuk sungkup dan diafragma. Sungkup lebih baik menagkap bunyi

bernada tinggi.

Funandoscope adalah suatu jenis khusus dari stetoskop yang digunakan

untuk mendengarkan denyut jantung janin, stetoskope ini biasanya dapat digunakan

setelah janin berumur lebih dari 18 minggu, hal ini digunakan untuk mengetahui

keadaan dari janin berdasarkan ritme dari denyut jantungnya.

Gambar 2.1 Bentuk dari Funandoscope

6

2.4 Mic Condenser

Mic condenser merupakan suatu komponen yang tepat jika digunakan

untuk menerima suatu gelombang bunyi. Mic condensor difungsikan sebagai

komponen untuk mengubah dari gelombang bunyi menjadi satuan tegangan

yang nantinya akan dikuatkan oleh rangkaian penguat agar dihasikan suara yang

lebih baik. Komponen ini mempunyai frekuensi respon yang sangat baik

sehingga tingkat sensitifitasnya tinggi untuk sebuah sensor.

Gambar 2.2 Bentuk dari Mic Condensor

2.5 Rangkaian Mikrokontroler AT89S51

IC Mikrokontroler AT89S51 adalah komponen produksi Atmel yang

berorientasi pada kontrol dengan level logika CMOS. Komponen ini termasuk

keluarga MCS ’51. rangkaian integrasi tersebut memiliki perlengkapan single

chip mikrokomputer. Perlengkapan yang dimaksud adalah CPU (Central

Processing Unit) yang terdiri dari komponen yang saling berhubungan dengan

komponen yang lain. Diantaranya Register, ALU (Arithmatic Logic Unit),

Unit Pengendali. Masing-masing mempunyai fungsi yang berbeda-beda,

antara lain :

7

D1

1

RESET

6

XTALL12 MHz

45

C2

30p

30p

C3

1K

1K

PROGRAMER

3

C1

2

5 v o lt

5 v o lt

5 v o lt

5 v o lt

A T8 9 S 5 1

P 3 .1 /TXD1 1

P 3 .2 / I N T01 2

P 3 .3 / I N T11 3

P 3 .4 / T01 4

P 3 .5 / T11 5

P 3 .6 / W R1 6

P 3 .7 / R D1 7

XTA L 21 8 XTA L 11 9

P 2 .0 / A 82 1

P 2 .1 / A 92 2

P 2 .2 / A 1 02 3

P 2 .3 / A 1 12 4

P 2 .4 / A 1 22 5

P 2 .5 / A 1 32 6

P 2 .6 / A 1 42 7

P 2 .7 / A 1 52 8

P S E N2 9

A L E / P R O G3 0

R S T9

P 0 .7 / A D 73 2 P 0 .6 / A D 63 3 P 0 .5 / A D 53 4 P 0 .4 / A D 43 5 P 0 .3 / A D 33 6 P 0 .2 / A D 23 7 P 0 .1 / A D 13 8 P 0 .0 / A D 03 9

V C C4 0

P 1 .0 / T21

P 1 .1 / T2 E X2

P 1 .23

P 1 .34

P 1 .4 / S S5

P 1 .5 / M O S I6

P 1 .6 / M IS O7

P 1 .7 / S C K8

E A / V P P3 1

P 3 .0 / R XD1 0

Gambar 2.3 Rangkaian Mikrokontroller AT89s51

Register

Sebagai memori sementara di dalam CPU. Beberapa register mempunyai

fungsi tertentu, seperti program counter dan code register, yang lain

bersifat lebih umum akumulator, B register. Tiap-tiap komputer memiliki

panjang kata yang merupakan karakteristik dari CPU. Seperti pada

keluarga MCS ’51 ini besarnya ditentukan oleh bus dan memori internal,

oleh karenanya mikrokontroller keluarga MCS ’51 ini memiliki

kemampuan menyimpan data 8 bit.

ALU (Arithmatic Logic Unit)

Dari namanya dapat diketahui bahwa ALU mampu menjalankan operasi

aritmatika dan logika dengan bilangan-bilangan biner. Dalam keluarga

MCS ’51 operasi ALU datanya terbatas pada jumlah bilangan biner 8 bit,

tidak sampai pada operasi floating point (angka mengambang).

8

Unit Pengendali

Unit pengendali digunakan untuk menyerempakkan kerja yang sangat

diperlukan oleh setiap prosessor. Sebuah instruksi di ambil dan di dekode,

setelah prosessor mengetahui apa yang dimaksud dengan instruksi, maka

unit pengendali akan memberikan signal pada aksi yang dimaksud.

Mikrokontroller AT89S51 memiliki beberapa fasilitas yang dapat dipakai

oleh pengguna. Fasilitas yang dimaksud antara lain :

Flash program memori ROM internal sebesar 4 Kbyte. Dengan flash

PEROM ini mikrokontroller mampu diprogram dan dihapus hingga 1000

kali.

Memori data RAM internal sebesar 128 Byte.

Kemampuan kerja clock internal dari 0 hingga 24 M Hz.

Terdapat 2 buah timer/counter yang dapat dipakai hingga 16 Bit.

Kemampuan mengalamati memori program dan data maksimum 64 Kbyte

eksternal.

Dua buah tingkat prioritas interupsi.

Lima buah interupsi, yaitu 2 buah interupsi eksternal dan 3 buah interupsi

internal.

Empat buah I/O masing-masing 8 Bit.

Port serial full duplex UART (Universal Asincronous Receive Transmit),

dengan kemampuan pendeteksian kesalahan.

Mode pengontrolan daya, yaitu :

Mode Idle (daya akan berkurang jika CPU dikehendaki stand by).

9

Mode Power Down (oscillator berhenti yang berarti daya akan berkurang

karena intruksi yang dieksekusi menghendaki power down).

Pengembalian ke mode normal setelah power down karena adanya

interupsi.

Dapat diprogram per bit sehingga pemrograman akan lebih leluasa dan

efektif.

Dalam IC program AT89S51 terdapat beberapa port dan program-program

lain. Diantaranya adalah sebagai berikut:

Port 0.

Port 0 adalah 8 bit open drain bi-directional port 1/0. Pada saat sebagai

port out, tiap pin dapat dilewatkan ke 8 input TTL. Ketika logika 1

dituliskan pada port 0, maka pin-pin ini dapat digunakan sebagai input

yang berimpedansi tinggi. Port 0 dapat dikonfigurasikan untuk dimultiplex

sebagai jalur data/address bus selama membaca program external dan

memori data. Pada mode ini P0 mempunyai internal pull up. Port 0 juga

menerima kode bit selama pemrograman flash. Dan megeluarkan kode bit

selama verifikasi program.

Port 1.

Port 1 adalah 8-bit bi-directional Port 1/0 denga internal pull up. Port 1

mempunyai buffer output yang dapat dihubungkan dengan 4 TTL input.

Ketika logika 1 dituliskan ke port 1, pin ini dipull high dengan

menggunakan internal pull up dan dapat digunakan sebagai input. Ketika

sebagai input, pin port 1 yang secara eksternal dipull low akan

10

mengalirkan arus 1 L karena internal pull up. Port 1 juga menerima

address bawa selama pemrograman flash dan verifikasi.

Port 2.

Port 2 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Port 2

output buffer dapat melewatkan 4 TTL input. Ketika logika 1 dituliskan ke

port 2, maka mereka dipull high dengan internal pull up dan dapat

digunakan sebagai input.

Port 3.

Port 3 adalah 8 bit bi-directional port 1/0 dengan internal pull up. Output

buffer dari port 3 dapat dilewati 4 input TTL. Ketika logika 1 dituliskan ke

port 3 maka mereka akan dipull high dengan internal pull up dan dapat

digunakan sebagai input. Port 3 juga mempunyai berbagai macam fungsi

atau fasilitas. Port 3 juga menerima beberapa sinyal kontrol untuk

pemrograman flash dan verifikasi.

RST.

Input reset. Logika high pada pin ini akan mereset siklus mesin.

ALE/PROG.

Pulsa Output Address Latch Enable digunakan untuk lacthing bit bawah

dari address selama mengakses ke eksternal memori. Pin ini juga

merupakan input pulsa program selama pemrograman flash. Operasi

normal dari ALE dikeluarkan pada laju konstan 1/6 dari frekuensi

oscilator, dan dapat digunakan untuk pewaktu eksternal atau pemberian

pulsa. Jika dikehendaki, operasi ALE dapat di disable dengan memberikan

11

setting bit 0 dari SFR pada lokasi 8 EH. Dengan bit set, ALE dapat

diaktifkan selama instruksi M0VX atau MOVC. Dengan mensetting ALE

disabled, tidak akan mempengaruhi jika mikrokontroler pada mode

eksekusi eksternal.

Port Pin Alternate Functions.

P3.0 RXD (serial input port).

P3.1 TXD (serial output port).

P3.2 INT0 (eksternal interupt 0).

P3.3 INT1 (eksternal interup 1).

P3.4 T0 (timer 0 eksternal input).

P3.5 T1 (timer 1 eksternal input).

P3.6 WR (eksternal data memori write strobe).

P3.7 RD (eksternal data memori read strobe).

PSEN.

Program store enable merupakan sinyal yang digunakan untuk membaca

program pada memori eksternal. Ketika 8951 mengeksekusi kode dari

program memori eksternal, PSEN diaktifkan 2 kali setiap siklus mesin,

kecuali bahwa 2 aktifasi PSEN terlewati selama pembacaan ke memori

data eksternal.

EA/VPP.

Eksternal Access enable. EA harus diposisikan ke GND untuk

mengaktifkan divais untuk mengumpankan kode dari program memori

yang dimulai pada lokasi 0000H sampai dengan FFFFH. EA harus

12

diposisikan ke VCC untuk eksekusi program internal. Pin ini juga

menerima tegangan pemrograman 12 Volt (VPP) selama pemrograman

flash.

XTAL 1.

Input oscilator inverting amplifier dan input untuk internal clock untuk

pengoperasian 2.

XTAL 2.

Output dari inverting oscilator amplifier.

2.6 LCD (Liquid Cristal Display) karakter

LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk

menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan

(sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada tugas

akhir ini penulis menggunakan LCD dot matrix dengan kharakter 2 x 16,

sehingga kaki-kakinya berjumlah 16 pin.

Gambar 2.4 Koneksi pin LCD ke Mikrokontroller

13

LCD yang penulis gunakan adalah M1632, yang mana digunakan

untuk menampilkan hasil konsentrasi. LCD ini hanya memerlukan daya yang

sangat kecil, tegangan yang dibutuhkan juga sangat rendah yaitu +5 VDC.

Panel TN LCD untuk pengaturan kekontrasan cahaya pada display dan CMOS

LCD drive sudah terdapat di dalamnya. Semua fungsi display dapat dikontrol

dengan memberikan instruksi dan dapat dengan mudah dipisahkan oleh MPU.

Ini membuat LCD berguna untuk range yang luas dari terminal display unit

untuk mikrokomputer dan display unit measuring gages.

Tabel 2.1 Fungsi Pin Pada LCD

No. Symbol Level Keterangan

1 Vss - Dihubungkan ke 0 V (Ground)

2 Vcc -Dihubungkan dengan tegangan supply +5V

dengan toleransi ± 10%.

3 Vee -Digunakan untuk mengatur tingkat kontras

LCD.

4 RS H/LBernilai logika ‘0’ untuk input instruksi dan

bernilai logika ‘1’ untuk input data.

5 R/W H/LBernilai logika ‘0’ untuk proses ‘write’ dan

bernilai logika ‘1’ untuk proses ‘read’.

6 E HMerupakan sinyal enable. Sinyal ini akan aktif

pada failing edge dari logika ‘1’ ke logika ‘0’.

7 DB0 H/L Pin data D0


14







15 V+BL -

Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan

tegangan sebesar 4 – 4,2 V dengan arus 50 –

200 mA

16 V-BL -Back Light pada LCD ini dihubungkan dengan

ground

Cara kerja menjalankan LCD :

Langkah 1 : Inisialisasi LCD.

Langkah 2 : Arahkan pada alamat yang dikehendaki (lihat tabel alamat).

Langkah 3 : Tuliskan data ke LCD, maka karakter akan tampil pada alamat

tersebut.

Beberapa fungsi instruksi dari LCD, yaitu :

1. Display Clear.

RS R/W DB7 DB6 DB5 DB4 DB3 DB2 DB1 DB0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

Display Clear membersihkan semua tampilan dan mengembalikan

cursor pada posisi semula (address 0). Ruang kode 20 (heksadesimal)

15

ditulis ke semua alamat dari DD RAM, dan alamat 0 dari DD RAM diset ke

AC (Address Counter). Jika diubah, display akan kembali ke posisi semula.

Setelah perintah eksekusi pada Display Clear, mode entry akan

ditambahkan.

2. Cursor Home.


0 0 0 0 0 0 0 0 1 *

* : invalid bit

Cursor Home mengembalikan cursor ke posisi semula (address 0).

DD RAM alamat 0 diset ke AC dan cursor kembali ke posisi semula. Isi

DD RAM jangan dirubah. Jika cursor sedang ON, maka akan kembali ke

sebelah kiri.

3. Entry Mode Set.


0 0 0 0 0 0 0 1 I/D S

Entry Mode Set diset untuk menunjukkan perpindahan cursor dan

apakah display akan dirubah.

I/D : ketika I/D = 1, alamat akan ditambah satu dan cursor berpindah ke

kanan. Ketika I/D = 0, alamat akan dikurangi satu dan cursor

berpindah ke kiri.

S : ketika S = 1 dan I/D = 1, display berpindah ke kiri.

ketika S = 1 dan I/D = 0, display berpindah ke kanan.

ketika S = 0 , display tak berpindah.

16

4. Display ON/OFF Control.


0 0 0 0 0 0 1 D C B

Display ON/OFF Control mengembalikan total dispay dan cursor ON

dan OFF, dan membuat posisi cursor mulai berkedip.

D : ketika D = 1, display ON

ketika D = 0, display OFF

C : ketika C = 1, cursor ditampilkan

ketika C = 0, cursor tidak ditampilkan

B : ketika B = 1, karakter pada posisi cursor berkedip

ketika B = 0, karakter pada posisi cursor tidak berkedip.

Contoh : C = 1 (cursor display)

B = 1 (blinking) Cursor

Gambar 2.5 Penampakan Cursor pada LCD

5. Cursor/ Display Shift

17


0 0 0 0 0 1 S/C R/L * *

* : invalid bit

Cursor Disply Shift memindah cursor dan mengubah display tanpa

merubah isi dari DD RAM. Berikut ini tabel penunjukan cursor, yaitu :

Tabel 2.2 Penunjukkan cursor

S/C R/L Operasi

0 0 Posisi cursor dipindah ke kiri

0 1 Posisi cursor dipindah ke kanan

1 0 Semua display dipindah ke kiri dengan cursor

1 1 Semua display dipindah ke kanan dengan cursor

6. Function Set.


0 0 0 0 1 DL 1 * * *

* : invalid bit

Function Set digunakan untuk mengeset pemisahan data length. DL :

ketika DL = 1, data length diset untuk 8 bit (DB7 sampai DB0). Ketika DL

= 0, data length diset untuk 4 bit (DB7 sampai DB4). Untuk bit atas

ditransfer lebih dulu, kemudian dilanjutkan bit bawah.

Tabel 2.3 Posisi Karakter Pada LCD Karakter 2 X 16

18

80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 8a 8b 8c 8d 8e 8f

C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 Ca Cb Cc Cd Ce Cf

2.7 Rangkaian Timer Monostable (IC NE 555)

Rangkaian Operation IC NE 555 digunakan untuk rangkaian mono

stabil dimana dikondisikan dari aktif low mwnjadi aktif high, sehinnga akan

mengaktifkan counter tetesan. Pada operasi monostable, fungsi dari timer

sebagai one-shot dapat terlihat pada gambar 2.6.

R 2 1

R 2 5

D 1

L E D

V C C

1 0 4

R 2 2

input

V C C

Ke P3.4

R 1 2

13

2

+ C 44 7 m f

U 1 1L M 5 5 5 /TO

2

5

3

7

6

4

TR

C V

Q

D I S

TH R

R

Gambar 2.6 Rangkaian Monostable pada NE 555

Ekternal kapasitor pada awalnya ter-discharge oleh transistor yang ada

dalam timer. Untuk menjalankan aplikasi ini diperlukan sebuah negative

trigger pulse tidak kurang dari 1/3 VCC pada pin 2, maka flip-flop akan aktif

karena pengaruh short circuit pada kapasitor dan mengeluarkan output high.

19

Gambar 2.7 Bentuk gelombang monostable

Tegangan pada kapasitor akan meningkat secara eksponensial dengan

periode t = 1,1 RA.C, pada akhir periode ini tegangan yang terjadi sebesar 2/3

VCC. Komparator akan me-reset flip-flop pada saat kapasitor menjadi

discharge, dan output yang dihasilkan menjadi low. Gambar 2.5 menunjukkan

gelombang yang terjadi saat operasi ini berlangsung, semuanya tergantung

pada power supply yang digunakan.

Gambar 2.8 Penentuan R dan C untuk waktu tunda

Gambar 2.8. menunjukkan penentuan kapasitor dan resistor untuk

mendapatkan waktu tunda yang diinginkan.

20

Selama siklus waktu dimana output high, apabila kita memberikan

trigger pulse tidak akan memberikan pengaruh apa-apa sampai sedikitnya 10

µs sebelum siklus waktu berakhir. Meskipun demikian selama siklus waktu

tersebut kita dapat me-reset sistem dengan memberikan negative pulse pada

pin reset.

2.8. Rangkaian Penguat (IC LM741)

Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat

diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp seperti

yang telah dimaklumi ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting.

Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak

terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan

oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain

sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak

stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran

rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-

amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur

(finite). Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga

mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan

praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai

impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741

mestinya sangat kecil.

21

IC LM741 atau yang biasa disebut dengan Amp merupakan

peranti yang mampu mengindera dari memperkuat sinyal masukan

baik DC maupun AC. Karakteristk Op-Amp yang terpenting adalah:

1. Impedansi masukan tinggi, sehingga arus masukan praktis dapat

diabaikan.

2. Penguatan loop terbuka amat tinggi.

3. Impedansi keluaran amat rendah sehingga keluaran penguat tidak

terpengaruh oleh pembebanan.

Dari IC LM741 ini dapat dibuat beberapa rangkaian sebagai berikut:

1. Penguat Non-Inverting

Prinsip utama rangkaian penguat non-inverting adalah seperti

yang diperlihatkan pada gambar berikut ini.

Gambar 2.9 Rangkaian Penguat Non-Inverting

Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran

terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-

inverting :

22

= 1 +

Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah

impedansi dari input non-inverting op-amp tersebut. Dari datasheet,

LM741 diketahui memiliki impedansi input Zin = 108 to 1012 Ohm.

2. Penguat Inverting

Rangkaian dasar penguat inverting adalah seperti yang

ditunjukkan pada gambar berikut, dimana sinyal masukannya dibuat

melalui input inverting.

Gambar 2.10 Rangkaian Penguat Inverting

Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan

keluaran terhadap tegangan masukan, maka dapat ditulis :

=

Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi

input dari sinyal masukan terhadap ground. Karena input inverting (-)

pada rangkaian ini diketahui adalah 0 (virtual ground) maka impendasi

rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.

23

3. Integrator

Opamp bisa juga digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian

dengan respons frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter). Salah satu

contohnya adalah rangkaian integrator seperti yang ditunjukkan pada

gambar. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp

inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan

resistor melainkan menggunakan capasitor C.

Gambar 2.11 Rangkaian Integrator

Prinsip dari rangkaian ini sama dengan menganalisa rangkaian

op-amp inverting. Rumus ini dapat diperoleh dengan mengingat rumus

dasar penguatan opamp inverting

G = - R2/R1. Pada rangkaian integrator tersebut diketahui

Dengan demikian dapat diperoleh penguatan integrator

atau agar terlihat respons frekuensinya dapat juga ditulis dengan

24

Karena respons frekuensinya yang demikian, rangkain integrator

ini merupakan dasar dari low pass filter. Terlihat dari rumus tersebut

secara matematis, penguatan akan semakin kecil (meredam) jika

frekuensi sinyal input semakin besar.

Pada prakteknya, rangkaian feedback integrator mesti diparalel

dengan sebuah resistor dengan nilai misalnya 10 kali nilai R atau satu

besaran tertentu yang diinginkan. Ketika inputnya berupa sinyal dc

(frekuensi = 0), kapasitor akan berupa saklar terbuka. Jika tanpa resistor

feedback seketika itu juga outputnya akan saturasi sebab rangkaian

umpanbalik op-amp menjadi open loop (penguatan open loop opamp

ideal tidak berhingga atau sangat besar). Nilai resistor feedback sebesar

10R akan selalu menjamin output offset voltage (offset tegangan

keluaran) sebesar 10x sampai pada suatu frekuensi cutoff tertentu.

4. Defferensiator

Dengan analisa yang sama seperti rangkaian integrator, akan

diperoleh persamaan penguatannya :

Rumus ini secara matematis menunjukkan bahwa tegangan

keluaran vout pada rangkaian ini adalah differensiasi dari tegangan input

vin. Contoh praktis dari hubungan matematis ini adalah jika tegangan

input berupa sinyal segitiga, maka outputnya akan mengahasilkan sinyal

kotak.

25

Gambar 2.12 Rangkaian Defferensiator

Bentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian

inverting. Sehingga jika ditinjau dari rumus penguat inverting

G = -R2/R1

dan pada rangkaian differensiator diketahui :

maka jika besaran ini disubtitusikan akan didapat rumus penguat

differensiator

Dari hubungan ini terlihat sistem akan meloloskan frekuensi tinggi (high

pass filter), dimana besar penguatan berbanding lurus dengan frekuensi.

Namun demikian, sistem seperti ini akan menguatkan noise yang

umumnya berfrekuensi tinggi. Untuk praktisnya, rangkain ini dibuat

dengan penguatan dc sebesar 1 (unity gain). Biasanya kapasitor diseri

dengan sebuah resistor yang nilainya sama dengan R. Dengan cara ini

akan diperoleh penguatan 1 (unity gain) pada nilai frekuensi cutoff

tertentu.

26

bab ii - unnocs | indonesian electronics for … · web viewgelombang bunyi mempunyai sifat-sifat...

Documents