laporan - parameter gerbang logika 1c

11
LAPORAN PRAKTIKUM PERANCANGAN SISTEM DIGITAL “Parameter Gerbang Logika” Kelas : Teknik Komputer A Kelompok : Praktikum 2 / Kel.2 Nama : Hanifah Rananisa NIM : J3D113060 PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK KOMPUTER DIREKTORAT PROGRAM DIPLOMA

Upload: hannisahr

Post on 10-Nov-2015

287 views

Category:

Documents


20 download

DESCRIPTION

laporan perminggu

TRANSCRIPT

LAPORAN PRAKTIKUMPERANCANGAN SISTEM DIGITALParameter Gerbang Logika

Kelas: Teknik Komputer A Kelompok: Praktikum 2 / Kel.2Nama: Hanifah RananisaNIM : J3D113060

PROGRAM KEAHLIAN TEKNIK KOMPUTERDIREKTORAT PROGRAM DIPLOMAINSTITUT PERTANIAN BOGORBOGOR2014I. Tujuan Percobaan1. Mengenal dan memahami beberapa kkarakterisktik dari gerbang logika diantaranya voltage transfer, noise margin, dan propagation delay.2. Mengenal dan memahami parameter dari gerbang logika yaitu operating point yang merepresentasikan range logika HIGH dan LOW.3. Dapat membuat rangkaian kombinasional sederhana menggunakan IC logika CMOS.

II. Peralatan dan Komponen Percobaan1. 1 buah project Board2. Modul catu daya dengan tegangan keluaran 5V3. Komponen IC gerbang logika 7400 1 buah, 7402 1 buah, 7404 1 buah, dan 7408 2 buah4. 1 buah black boc IC yang merupakan salah satu dari IC gerbang logika 7410, 7411, atau 74275. Osiloskop dan Generator Sinyal6. Kabel Jumper secukupnya7. 1 buah kabel BNC-BNC, 2 buah kabel BNC-Probe Kait/BNC-Jepit Buaya/ BNC-Banana8. 2 buah kabel Banana-Banana/Banana-Jepit Buaya merah dan hitam

III. Teori PenunjangKARAKTERISTIK VOLTAGE TRANSFERKarakteristik static voltage transfer dari sebuah gerbang logika adalah plot dari tegangan keluaran gerbang logika VOUT dibandingkan dengan tegangan masukan gerbang logika VIN. Secara matematis kita bisa mendeskripisikan karakteristik voltage transfer sebagai VOUT = f(VIN). Istilah statik digunakan disini karena kita tidak memperhitungkan faktor waktu yang diantaranya adalah waktu tunda pada gerbang logika. Gambar 1(a) memperlihatkan static voltage transfer dari gerbang inverter dengan tegangan catu daya sebesar VCC=5V. Gambar1:(a)Karakteristikvoltagetransferdan(b)operatingpointsDarikarakteristikvoltagetransferkitabisamendapatkanbeberapahal,yangpertamaadalah operatingpoint.Operatingpointmerupakannilaitegangankeluaranyangdihasilkanoleh gerbanglogikayangbisadiidentifikasisebagaikeluaranbernilaiLOWataubernilaiHIGH.KarenategangankeluaranbergantungpadateganganmasukanmakauntukmendapatkannilaiHIGHoperatingpointsecarautuhuntukkeluaraninverter,nilaiLOWoperatingpointharusmenjadimasukaninverterdanbegitupulasebaliknya sehinggadiperlukankonfigurasiumpanbalikatauyangmenyerupai.Kemudianyangkeduaadalahkitabisamendapatkannilainoisemargin. Noise/derau didefinisikansebagaiteganganefektifdarisatuataulebihmasukan gerbanglogikayangditambahkanataudikurangiterhadaptegangannormal. Tegangannormaladalahtegangantitikoperasiyangstabil.Noisemargindidefinisikansebagaijumlahdariteganganderauefektifyangbisa ditoleransiolehinputtanpamengubahnilaikeluarangerbanglogika.

Gambar2:NoisemarginkarakteristiktransfervoltagegerbanglogikaUntukmendapatkannilainoisemargin,kitamemerlukanduanilaiteganganyangdidapatkandarigrafikkarakteristiktransferyaituduateganganinputyangmemilikigradient=1sepertiyangditandaipadagambar1.TeganganyanglebihrendahdarikeduateganganinidisebutVinputLOWyangdituliskan VILdanyanglebihtinggidisebutVinputHIGHyangdituliskanVIH.Kedua teganganinimerupakanteganganperkiraanyangdianggapsebagaitegangan batasyangmasihdikenalisebagaijenismasukanlogikaHIGHatauLOW.DenganmenggunakanteganganinibesertateganganVOHdanVOL kita bisa mendapatkan static voltage noise margin untuk gerbang logika. UntukLOWnoisemargindirumuskan:NML = VIL VOLsedangkanHIGHnoisemargindirumuskan:NMH = VOH VIHDarisemuahaldiatas,kitaakanbisamenyimpulkanapakahyangdisebutdengannilailogikaLOWdanlogikaHIGHbaikuntukmasukanmaupunkeluaran.

GATEDELAYDalampenjelasanberikutakandibahasduaparametergatedelayyang pentingUntukmendefinisikanparameterini,kitaakanmenggunakaninverter sebagaicontoh.Kitaakanmengasumsikansebuahpulsadiberikankepada masukaninverterVIN sepertipadagambardiatas. Respon terhadap pulsa ini pada keluaran inverter adalah VOUTyangbisadilihatpulapadagambardiatas.Duaparameteryangakandijelaskantersebutdinamakanhightolowpropagationtime(tPHL)danlowtohighpropagationtime(tPLH).Pengukurankeduaparameterinidilakukanpadaposisi50%teganganmaksimaldaribentukgelombangVIN danVOUTsepertiyangterlihatpadagambar3.

Gambar3:Definisiparametergatedelay

PadakasusrangkaiandimanabentukgelombangkeluaransamadengangelombangmasukantPHLadalahwaktuyangdiukurdarilevelteganganiniketikafallinginputwaveformhinggafallingoutputwaveform,sedangkantPLH diukur dari level tegangan iniketikarisinginputwaveformhinggarisingoutputwaveform.Perhatikanbahwasubscriptpadaparameterinimencerminkanarahperubahantegangandarisinyalkeluaran.Sebagaitambahankitaakanmendefinisikan parameter keduayaituworstcasepropagationdelayyangdirumuskan:tPD =maximum(tPHL,tPLH).Patutdiperhatikanbahwatingkat50%yangkitagunakandisinibukansesuatuyangumumdalampengukurandelay.UntuktPD(average)kitaakanmerumuskannya sebagainilairataratadaritPHLdantPLHyangdirumuskan:tPD(average)=(tPHL+tPLH)/2.

IV. Pelaksanaan PercobaanPercobaan 1C Delay Propagasi1. Susunlah rangkaian seperti gambar 6 dibawah dengan kondisi seluruh alat dimatikan2. Kemudian sambungkan power supply dengan Vcc-Ground gerbang logika.3. Nyalakan power suppy4. Ubah setting triggering menggunakantombol slope menjadi positive edge5. Setting setiap kanal input menjadi 1V/DIV. Sambungkan ground channel 1 dan channel 2 dan setting TIME/DIV ke posisi terendah osiloskop yaitu 0.2 us6. Setting keluaran generator sinyal menjadi sinyal kotak dengan frekuensi 600KHz jika menggunakan osiloskop jenis 622G atau frekuensi 300KHz jika menggunakan osiloskop jenis G0S 6050. Gunakan port OUTPUT sebagai keluaran. Cek keluaran sinyal generator menggunakan osiloskop sebelum menyambungkannya dengan gerbang logika karena dapat merusak IC apabila salah!!7. Tampilkan keluaran dari kedua kanal sehingga bentuk pulsa pada saat naik pada kanal 1 dan kanal 2 bisa diamatin secara utuh.8. Gunakan tombol X1/MAG untuk memperbesar hasil yang didapatkan, kemudian tekan tombol x5-x10x20 dan perbesar hingga 10x agar lebih terlihat jelas.9. Atur posisi vertical kedua sinyal sehingga posisi 50% berada di sumbu x (nilai sinyal diatas dan dibawah sumbu X masing-masing kanal sama).10. Gambarkan atau foto yang dihasilkan11. Ubah setting triggering menjadi negative edge dan ulangi semua langkah di atas12. Gunakan nilai tPLH dan tPHL yang didapatkan untuk mencari tPD dan tPD(average) menggunakan rumus yang telah digunakan sebelumnya.13. Baca datasheet dari 74LS08, kemudian bandingkan tPD dan tPD(average) yang didapatkan pada percobaan dengan nilai yang tertulis pada data sheet dan jelaskan alasannnya apabila ada perbedaan hasil yang di dapat. Gambar 6 : bentuk rangakain untuk percobaan 1C

V. Hasil PercobaanPercobaan 1C Delay Propagasi

tPLH CH1 = 1 volt/divtPHL CH2 = 1 volt/div =500 Hztime/div = 1 mS

tPD = maximum (tPHL, tPLH)= maximum (+0,008, -0,008)

tPD(average) = (tPHL, tPLH)/2= (0,008 +0,008)/2=

VI. Analisa Hasil PercobaanPada kesempatan kali ini kami akan melakukan percobaan 1C yang pertama kali dilakukan adalah mencari delay propagasi menggunakan gerbang logika AND 2 masukan (IC 74LS08). Awalnya membuat rangkaian seperti gambar 6 dengan cara menyambungkan power supply dengan Vcc-GND gerbang logika. Kemudian mengubah triggering menjadi posiitive edge dan setiap kanal input menjadi 1V/div. Setelah itu menyambungkan ground kanal 1 dan kanal 2. Lalu mensetting TIME/DIV ke posisi terendah osiloskop yaitu 1 ms. Kemudian mensetting output generator sinyal menjadi bentuk sinyal kotak dengan frekuensi 500 Hz. Port yang digunakan sebagai keluaran adalah port OUTPUT. Untuk menampilkan output dari kedua kanal dengan cara menekan tombol X1/MAG untuk memperbesar hasil yang didapatkan, lalu menekan tombol x5-x10x20 dan memperbesar hingga 10x. Kemudian mengatur posisi vertikal kedua sinyal sehingga posisi 50% berada di sumbu X. Output pada kedua kanal rangkaian tersebut sama, yaitu berbentuk sinyal garis-garis.

VII. KesimpulanDikarenakan tegangan keluaran bergantung pada tegangan masukan maka untuk mendapatkan nilai HIGH operating point secara utuh untuk keluaran inverter, nilai LOW operating point harus menjadi masukan inverter dan begitu pula sebaliknya sehingga diperlukan konfigurasi umpan balik atau yang menyerupai.

VIII. Daftar Pustaka Suheri, A. 2014. Buku Petunjuk Praktikum Perancangan Sistem Digital. Direktorat Program Diploma Institut Pertanian Bogor. Bogor.