Pengubahan Level Sinyal• Penguatan • Peredaman

Pertimbangan dalam pemilihan penguat:• Impedansi masukan yang ditawarkan

kepada sensor (atau elemen lain yang berfungsi sebagai masukan)

• Tanggapan frekuensi penguat.

Linierisasi

• Tujuan: untuk mendapatkan keluaran yang berubah secara linier terhadap variabel masukan meskipun keluaran sensornya tidak linier

• Rangkaian linierisasi sulit dirancang, dan biasanya bekerja hanya dalam batas yang sempit

• Cara linierisasi alternatif: secara perangkat lunak.

Konversi

• Untuk mengkonversi suatu jenis perubahan listrik ke jenis perubahan listrik yang lain

• Transmisi Sinyal: konversi tegangan ke arus. Standard: 4 sampai 20 mA

• Interface Digital: konversi sinyal analog ke data digital (ADC). Biasanya memerlukan pengaturan level sinyal analog agar sesuai dengan masukan yang diperlukan oleh ADC.

Filter dan Penyesuai Impedansi

• Sinyal yang diperlukan sering bercampur dengan sinyal yang tidak diinginkan (noise). Perlu filter yang sesuai, yaitu LPF,HPF, notch filter, atau gabungan dari filter-filter tersebut

• Penyesuaian impedansi kadang diperlukan, yaitu apabila impedansi internal transduser atau impedansi saluran dapat menyebabkan terjadinya suatu kesalahan dalam pengukuran suatu variabel.

Contoh 2.1

• Sebuah penguat mengeluarkan tegangan sepuluh kali tegangan terminal masukannya, dan mempunyai resistansi masukan sebesar 10 k. Sebuah sensor mengeluarkan tegangan yang sebanding suhu dengan fungsi alih 20 mV/oC. Sensor tersebut mempunyai resistansi keluaran sebesar 5 k. Apaila suhu yang diukur sebesar 50 oC, berapakah tegangan keluaran penguat tersebut ?

Penyelesaian

Tegangan sensor dalam keadaan tanpa beban diperoleh dari fungsi alih :

Gain = 10

Vo

20 mV/ oCT

V T V in

VCCmVV ooT 0,150/20

Tegangan keluaran penguat :

VVVV ino 100,11010

dengan : Vy = tegangan beban Vx = tegangan sensor dengan rangkaian terbuka Rx = impedansi internal sensor RL = impedansi beban.

Vx

Rx

RLVyx

)1.2(

1

xL

Lx

xL

xx

xL

xxxy

RR

RV

RR

RV

RR

RVVV

Konsep PembebananAdanya pengaruh pembebanan pada suatu rangkaian oleh rang-kaian lain dapat menyebabkan terjadinya ketidakpastian dalam amplituda tegangan.

Lanjutan Contoh 2.1• Tegangan yang

sebenarnya muncul pada terminal masukan penguat adalah :

T10 k

Gain = 10

Vo

VT

5 k

Vin

dengan Vin = 0,67 V maka besarnya tegangan keluaran penguat adalah :

Vkk

kVV Tin 67,0

510

10

.7,667,010 VVVo

RANGKAIAN PASIF

• Rangkaian Pembagi Tegangan • Rangkaian Jembatan

• Filter RC.

Rangkaian Pembagi Tegangan

• Rangkaian pembagi tegangan digunakan untuk mengkonversi perubahan resistansi menjadi perubahan tegangan

Vs

R 1

R 2

V D

)2.2(21

2

RR

VRV SD

dengan : VS = tegangan catu R1, R2 = resistansi pembagi tegangan.

Karakteristik Rangkaian Pembagi Tegangan:

• Perubahan VD terhadap R1 maupun R2 tidaklah linier

• Impedansi keluaran efektif rangkaian adalah kombinasi paralel R1 dan R2

• Karena arus mengalir melalui kedua resistor, maka rating daya resistor maupun sensor harus diperhatikan.

Rangkaian Jembatan Wheatstone

• Rangkaian jembatan digunakan untuk mengkonversi perubahan impedansi menjadi perubahan tegangan, terutama untuk fraksi perubahan yang kecil

• Keluarannya dapat dibuat berubah di sekitar nol, sehingga penguatan dapat digunakan untuk memperbesar level sinyal (guna meningkatkan sensitivitas terhadap perubahan impedansi).

• dengan : Va = potensial titik a terhadap titik c

• Vb = potensial titik b terhadap titik c

)3.2(ba VVV

)4.2(31

3

RR

VRVa

)5.2(42

4

RR

VRVb

)7.2())(( 4231

4123

42

4

31

3

RRRR

RRRRV

RR

VR

RR

VRV

V akan sama dengan nol (setimbang) bila:).8.2(4123 RRRR

Rangkaian Pengkondisi Sinyal dengan Sensor RTD PT100

Data sheet RTD PT100 mempunyai spesifikasi 0,3729 Ohm/Derajat celcius (pada suhu ruang). Berapa beda tegangan jembatan wheatstone dan teganganVo pada temperature 50 derajat?

Sensor LDR

16