Pwm Modulator.docx

PRAKTIKUM TELEKOMUNIKASI DIGITAL PWM (Pulse Width Modulation) Modulator

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Praktikum Telekomunikasi Digital Semester 4

Disusun Oleh: NAMA

: Erica Dwi Yuni A. N. A

NIM

: 1731130008

KELAS : TT - 2C

TEKNIK TELEKOMUNIKASI TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI MALANG 2019

Pulse Width Modulator

1.1 Tujuan 1.

Untuk memahami karakteristik dan rangkaian dasar LM555.

2.

Untuk mengimplementasikan modulator lebar pulsa dengan menggunakan LM555.

3.

Untuk mengukur dan menganalisis rangkaian modulasi lebar pulsa.

1.2 Alat dan Bahan No Alat dan Bahan 1 Modul PWM 2 Kabel Jumper 3 Power Supply 4 Generator Fungsi 5 Osiloskop 6 Kabel BNC to Aligator 7 Kabel Banana to banana

Jumlah 1 buah Secukupnya 1 buah 1 buah 1 buah 3 buah 3 buah

1.3 Dasar Teori Pulse width modulation (PWM) adalah metode modulasi antara digital dan analog, yang dapat digunakan untuk memproses transmisi data digital dan analog. Amplitudo modulator lebar pulsa adalah tetap, tetapi lebar pulsa akan bervariasi dan dikendalikan oleh amplitudo sinyal audio input. Jika kita mengontrol variasi waktu level listrik, maka ini berarti kita dapat mengontrol lebar pulsa. Ketika amplitudo sinyal audio semakin besar, maka lebar pulsa akan menjadi lebar; di sisi lain, ketika amplitudo audio semakin kecil, maka lebar pulsa akan menjadi sempit. Oleh karena itu, PWM dapat diterapkan dalam kecepatan rotasi motor yang cepat dan lambat, yang kuat dan lemah dari sumber cahaya bola lampu dan sebagainya. Hubungan antara sinyal modulasi lebar audio dan pulsa ditunjukkan pada Gambar 3-1.

Secara umum, modulasi gelombang pulsa dapat diklasifikasikan sebagai modulasi amplitudo pulsa (PAM), modulasi posisi pulsa (PPM), modulasi lebar pulsa (PWM) dan sebagainya. Tabel 3-1 menunjukkan perbandingan antara masing-masing modulasi dan

gambar 3-2 menunjukkan diagram karakteristik keluaran dari modulasi PAM, PPM dan PWM.

Gambar 3-3 adalah rangkaian osilasi gelombang persegi, lebar pulsa sinyal keluaran dikontrol oleh R2, C2 dan Vpada(+) tegangan terminal masukan. Op-amplifier μA741 adalah pembanding di sirkuit ini.VinTegangan referensi(+) input (pin 3) ditentukan oleh resistor R1 dan variabel resistor VR1. R2 dan C2 dibangun untuk menjadi jalur pengisian / pengosongan. Ketika tidak ada pasokan sinyal ke terminal input sinyal audio, jika kita menyesuaikan VR1, makaVin (+) tegangan operasi terminal inputakan berubah, yang berarti tegangan referensi pembanding akan berubah, dengan demikian, sinyal output lebar pulsa akan juga berubah juga.

Gambar 3-1 Bentuk gelombang sinyal sinyal audio dan sinyal PWM.

Tabel 3-1 Perbandingan antara tiga jenis modulasi yang berbeda. modulasi Jenis

Fitur

Pulse Amplitude

Pulse Width

Pulse Interval

PAM

Pulse amplitudo akan bervariasi dengan amplitudo sinyal input.

bervariasi

Konstan Lebar

tak berubah

PPM

Pulse posisiakan bervariasi dengan amplitudeof sinyal input.

Konstan Amplitudo

konstan Lebar

Bervariasi

PWM

Pulse width akan bevaried dengan amplitudeof sinyal input.

Constant Amplitude

Variable

Changeless

Gambar 3-2 Diagram karakteristik keluaran dari PAM, PPM dan modulasi PWM.

Gambar 3-3 Diagram sirkuit PWM dengan menggunakan μA741.

Gambar 3-4 Diagram gelombang dari pengisian dan pengosongan uA741.

Jika VR1 diperbaiki, berarti tegangan operasiVinterminal input(+) tetap. Jika memasukkan sinyal audio ke terminal input sinyal audio, maka tegangan sinyal audio akan menambah tegangan operasi dari Vdi(+) terminal input. Selain itu, dengan mengikuti jalur pengisian dan pengosongan Rand C2, tegangan operasi Vin(-) juga akan berubah, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3-4. Namun, ketika kita mengubah titik bias dengan menyetel resistor variabel VR1, kita dapat mengubah level dan lebar gelombang kuadrat keluaran dari Vdi(+) dan Vdi(-) secara bersamaan. Pada saat ini, tegangan referensi komparator akan bervariasi dan dikontrol oleh tegangan sinyal audio. Oleh karena itu, sinyal keluaran lebar pulsa juga akan berubah sehubungan dengan tegangan sinyal audio input, maka sinyal modulasi lebar pulsa dihasilkan.

Diagram sirkuit astablemultivibrator LM555 ditunjukkan pada gambar 3-5. Pada Gambar 3-4, rangkaian dapat dibagi menjadi 5 bagian penting, yaitu komparator rendah, komparator atas, flip-flop (FF), transistor keluaran dan driver output. Jika terminal tegangan terkontrol (pin 5) tidak memasukkan sinyal apa pun, maka tegangan referensi komparator atas adalah 2VCC/ 3 dan tegangan referensi komparator yang lebih rendah adalah VCC/ 3. Jika kita menambahkan tegangan pengontrol ke terminal tegangan kontrol (pin 5), tegangan referensi komparator dapat dikontrol secara eksternal. Ketika terming tegangan terkendali tidak digunakan, maka kita dapat membuat terminal tegangan terkontrol terhubung dengan kapasitor 0,01 μF ke tanah untuk menghindari gangguan kebisingan.

Gambar 3-5 Diagram sirkuit dari LM555 astablemultivibrator.

Gambar 3-5 adalah diagram rangkaian astablemultivibrator dengan menggunakan LM555 IC. Sinyal keluaran dari sirkuit ini adalah gelombang persegi. Frekuensi osilasi ditentukan oleh R1, R2 dan C1. Waktu pengisian (t1) kapasitor 0,693 x (R1+ R2) x C1; waktu pengosongan (t2) kapasitor C1 adalah 0,693 x R2 xC1. Jadi periode T adalah waktu pengisian t1 ditambah waktu pengosongan t2 sama dengan 0,693x (R1+ 2xR2) x C1. Gambar 3-6 menunjukkan bentuk gelombang output dari astablemultivibrator LM555 pada titik yang berbeda.

Gambar

3-7

adalah

diagram

rangkaian

monostablemultivibrator

dengan

menggunakan LM555 IC. Ketika input pemicu berubah dari tinggi (+12 V) ke rendah (0 V), terminal output akan menghasilkan pulsa. Lebar pulsa T ini ditentukan oleh R1 x C1 sebenarnya sekitar 1,1 x R1 x C1. Jika R1 = 10 kΩ dan C1= 0,01 μF, maka lebar pulsa sekitar 110 μs. Jika frekuensi kurang dari 9,1 kHz pada terminal input sinyal pemicu (pin 2), (lihat bentuk gelombang astablemultivibrator pada Gambar 3-6), maka output akan menjadi sinyal pulsa siklus kerja 50%. Sinyal audio dimasukkan oleh terminal tegangan yang dikendalikan. Oleh karena itu, ini akan menghasilkan sinyal PWM.

Gambar 3-8 adalah diagram sirkuit PWM dengan menggunakan dua IC LM555, yang U, yang U1 adalah astablemultivibrator dan U2 adalah monostablemultivibrator. Dengan menggabungkan dua bagian ini, kita akan memperoleh sirkuit PWM. Monostablemultivibrator (U2) membutuhkan pulsa pemicu dari astablemultivibrator (U1terminal keluaran(pin 3), sinyal audio dimasukkan pada tegangan yang dikendalikan (pin 5) dari monostablemultivibrator (U2). Sinyal PWM dikeluarkan pada terminal output (pin 3) dari monostablemultivibrator

Gambar 3-6 Bentuk gelombang output dari astablemultivibrator LM555 pada titik yang berbeda

Gambar 3-7 Diagram sirkuit monostablemultivibrator dengan menggunakan LM555 IC

Gambar 3-8 Diagram sirkuit PAM dengan menggunakan dua IC LM555.

1.4 Prosedur Percobaan 1.4.1 Gambar Rangkaian

Gambar 3-9 Diagram Jalur PWM 1.4.2 Percobaan 1 : Modulator Lebar Pulsa dengan LM555 1. Lihat gambar 3-8 atau gambar DCT3-2 pada modul GOTT DCT-6000-02. 2. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada titik uji TP3 dan bentuk gelombang Sinyal keluaran, pada saat yang sama sesuaikan variabel resistor VR1 sampai ketika sinyal gelombang persegi titik uji TP3 pada tingkat tegangan yang berbeda, sinyal gelombang persegi keluaran memiliki lebar pulsa yang berbeda. (yaitu siklus tugas yang berbeda). 3. Pada terminal input sinyal audio (Audio I / P), masukkan amplitudo 2,5 V dan gelombang persegi frekuensi 1 kHz. Kemudian catat hasil yang diukur pada tabel 3-4. 4. Dengan menggunakan osiloskop, amati bentuk gelombang sinyal keluaran dari kapasitor pelepasan TP1, titik kritis TP2, sinyal pemicu TP3, titik kritis dari kapasitor pelepasan TP4, dan PWM O / P. 5. Dengan menggunakan osiloskop dan beralih ke saluran DC, amati bentuk gelombang sinyal output dan catat hasil yang diukur pada tabel 3-5. 6. Ubah sinyal input menjadi gelombang segitiga, yang lain tetap sama, ulangi langkah 5. 7. Ubah sinyal input menjadi gelombang sinusoidal, yang lain tetap sama, 7 ulangi langkah 5. 8. Ubah amplitudo sinyal input menjadi 1,5 V, yang lain tetaplah sama, ulangi langkah 6

hingga langkah 7, lalu catat hasil yang diukur pada tabel 3-6. 9. Ulangi langkah 3 hingga langkah 5, lalu catat hasil yang diukur pada tabel 3-7.

1.5 Hasil Percobaan Tabel 1.5.1 Hasil pengukuran modulasi lebar pulsa LM555. (Vm = 2.5 V, fm = 1 kHz) Sinyal

Gelombang Sinus

Gelombang Kotak

Gelombang Segitiga

Bentuk Gelombang

Tabel 1.5.2 Hasil yang diukur dari modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 2.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Sinus) Poin Uji

TP1

TP2

TP3

Output Bentuk Sinyal Gelombang

TP4

PWM O/P

Tabel 1.5.3 Hasil pengukuran modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 2.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Kotak) Test Poin

TP1

Keluaran Signal Bentuk gelombang

TP2

TP3

TP4

PWM O/P

Tabel 1.5.4 Hasil pengukuran modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 2.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Segitiga) Test Poin

TP1

TP2

TP3

Keluaran Signal Bentuk gelombang

TP4

PWM O/P

Tabel 1.5.5 Hasil yang diukur dari modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 1.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Sinus) Poin Uji

TP1

Output Bentuk Sinyal Gelombang

TP2

TP3

TP4

PWM O/P

Tabel 1.5.6 Hasil pengukuran modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 1.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Kotak) Test Poin

TP1

TP2

Keluaran Signal Bentuk gelombang

TP3

TP4

PWM O/P

Tabel 1.5.7 Hasil pengukuran modulator lebar pulsa LM555. (Vm = 1.5 V, fm = 1 kHz Gelombang Segitiga) Test Poin

TP1

TP2

TP3

Keluaran Signal Bentuk gelombang

TP4

PWM O/P

1.6 Analisa Percobaan 

TP 1

Pada hasil TP1 menghasilkan sinyal keluaran kotak yang konstan, dimana frekuensi dan amplitudonya mengalami peningkatan. Sinyal ini berfungsi sebagai inputan LM555

input op-amp inverting menjadikannya penentu bentuk keluaran (output) yang disebut duty cycle. 

TP 2

Pada hasil TP2 menghasilkan sinyal keluaran segitiga, dimana frekuensi dan amplitudonya mengalami peningkatan. Hasil keluaran sinyal segitiga konstan. Pulsa gigi gergaji (sawtooth wave) diberikan pada input LM555 input op-amp non-inverting secara kontinu dan banyaknya pulsa ini menentukan frekuensi keluarannya. 

TP 3

Pada hasil TP3 menghasilkan sinyal keluaran kotak, dimana frekuensi dan amplitudonya mengalami peningkatan. Pada TP3 merupakan hasil keluaran dari IC LM555 namun masih belum terlihat hasil modulasinya. Duty cyclenya sebesar 50% jadi lebar

pulsanya terlihat sama / konstan. VR1 berfungsi agar hasil pada TP3 berbentuk gelombang kotak. 

TP 4

Pada hasil TP4 menghasilkan sinyal keluaran segitiga, dimana frekuensi dan amplitudonya mengalami peningkatan. Setiap amplitude rendah dari sinyal inputan menghasilkan lebar pulsa yang sempit, sedangkan jika amplitude tinggi dari sinyal inputan menghasilkan lebar pulsa yang lebar. 

PWM O/P

Pada hasil PWM O/P menghasilkan sinyal keluaran kotak, dimana frekuensi dan amplitudonya mengalami peningkatan. Ketika amplitude dari sinyal informasi semakin besar, maka lebar pulsa akan menjadi lebar, di sisi lain, ketika amplitude informasi semakin kecil, maka lebar pulsa akan menjadi sempit

Dimana duty cycle di dapat dengan persamaan

1.7 Kesimpulan 1. Percobaan PWM ini memanfaatkan lebar pulsa . 2. Adjusting pada VR1 dapat menyesuikan lebar pulsa yang di inginkan. 3. Untuk pemanfaatan motor DC jika pada tegangan rendah lebar pulsanya melebar maka kecepatan motor rendah, namun jika pada tegangan tinggi lebar pulsanya melebar maka kecepatan motor tinggi. 4. Ketika amplitude dari sinyal informasi semakin besar, maka lebar pulsa akan menjadi lebar, di sisi lain, ketika amplitude informasi semakin kecil, maka lebar pulsa akan menjadi sempit.