MODULASI LEBAR PULSA MODULATOR (PWM)

1.1. Tujuan Percobaan

a. Untuk menerapkan modulasi lebar pulsa dengan menggunakan μA741.

b. Untuk memahami karakteristik dan rangkaian dasar dari LM555.

c. Untuk menerapkan modulasi lebar pulsa dengan menggunakan LM555.

d. Untuk mengukur dan menganalisa rangkaian pulse width modulasi.

1.2 Alat & Bahan

a. Modul Gott PWM Modulator

b. Modul Gott PWM Demodulator

c. Osiloskop

d. Kabel BNC to Banana

e. Generator Fungsi

f. Banana to Banana

g. Mini Banana to Banana

h. Power Supply

1.3 Teori Dasar

Pulse Width Modulation (PWM) adalah sebuah metode modulasi digital dan analog ,

yang dapat digunakan untuk proses pengiriman data digital dan analog .Amplitudo dari

modulator lebar pulsa adalah tetap , tapi lebar pulsa akan bervariasi dan dikendalikan

oleh audio input sinyal amplitudo .Jika kita mengontrol waktu variasi tingkat listrik ,

maka ini berarti bahwa kita dapat mengatur lebar pulsa .Ketika sinyal amplitudo

membuatnya semakin lebih besar , maka pulsa juga akan semakin lebar lebar sebaliknya,

bila amplitudo membuatnya semakin sedikit , maka lebar pulsa akan menjadi sempit .Oleh

karena itu , PWM yang dapat digunakan secara cepat dan lambat dari putaran angka dari motor ,

yang kuat dan lemah dari sumber cahaya bola lampu dan sebagainya .Hubungan antara audio dan

modulasi lebar pulsa sinyal ini ditunjukkan pada gambar 3-1 .

Pada umumnya , modulasi gelombang pulsa dapat diklasifikasikan sebagai PAM, PPM ,

PWM dan seterusnya . Tabel 3-1 menunjukkan perbandingan antara semua modulasi dan

gambar3-2 memperlihatkan hasil diagram karakteristik dari modulasi PAM , PPM PWM.

Gambar 3-3 adalah bentuk gelombang persegi osilasi sirkuit , sinyal output lebar pulsa

dikontrol oleh R2 , C2, dan vin ( + ) tegangan terminal input .Op-amplifier µA741pembanding

adalah di sirkuit ini .Vin yang ( + ) ( input pin 3 ) acuan tegangan yang ditentukan oleh R1 dan

variabel resistor resistor VR1 .R2 dan C2 yang dibuat untuk jalan keluar .Ketika tidak ada sinyal

audio input sinyal masuk ke terminal , jika kita menyesuaikan VR1 , kemudian masukan Vin(+) ke

terminal akan mengubah tegangan operasi , yang berarti menjadi pembanding dari tegangan akan

berubah , oleh karena itu , sinyal output dari pulsa juga akan mengubah terlalu lebar .

Gambar 3-1 bentuk sinyal audio dan sinyal PWM

Tipe modulasi

Ciri-ciri Pulsa Amplitudo

Lebar pulsa

Jarak pulsa

PAM

Amplitudo pulsa akan menjadi yang bervariasi dengan amplitudo sinyal input.

Variasi

Konstan

Tidak berubah

PPMPosisi pulsa akan bervariasi dengan amplitudo sinyal input .

konstan Konstan

Variasi

PWMPulse width will bevaried with the amplitudeof the input signal.

konstan Variasi Tidak berubah

Gambar 3-2 Karakteristik output diagram dari modulasi PAM, PPM dan PWM

Gambar 3-3 Diagram rangkaian modulasi PWM mengggunakan µA741.

Gambar 3-4 Diagram pengisian dan pengosongan menggunakan µA741.

Jika VR1 adalah tetap , ini berarti bahwa operasi dari tegangan masukan Vin(+) terminal

adalah tetap .Jika input sinyal audio input sinyal audio ke terminal , maka sinyal audio yang akan

menambah tegangan operasi dari tegangan Vin(+) masukan terminal.Selain itu , dengan mengikuti

jalan dan keluar dari tingkat C2 , operasi dari tegangan Vin(-) akan berubah juga , seperti yang

ditunjukkan pada gambar 3-4 .Akan tetapi , ketika kita mengubah bias titik dengan tuning VR1

variabel resistor , kita dapat mengubah tingkat output dan lebar persegi gelombang vin (+) dan

vin ( - ) pada saat yang sama .Saat ini , acuan pembanding dari tegangan akan bervariasi

dan dikendalikan oleh tegangan dari sinyal audio .Oleh karena itu , sinyal output dari

lebar juga akan mengubah denyut nadi sehubungan dengan tegangan input sinyal audio ,

maka sinyal modulasi lebar pulsa yang dihasilkan .

Diagram rangkaian lm555 sebagai multivibrator yang ditunjukkan pada tabel

angka 3-5 .Pada gambar 3-4 , sirkuit ini dapat dibagi menjadi 5 bagian penting ,

pembanding yang lebih rendah , pembanding atas , flip-flop(FF) , transistor debit dan

output driver .Jika dikendalikan terminal tegangan (5 pin) tidak ada sinyal masukan , maka

tegangan pembanding atas referensi adalah 2Vcc / 3 dan tegangan referensi komparator bawah

adalah Vcc / 3. Jika kita menambahkan kontroler tegangan ke terminal tegangan kontrol (pin 5),

tegangan referensi komparator dapat secara eksternal dikendalikan.Ketika termingdoes tegangan

terkontrol tidak digunakan, maka kita dapat membuat terminal tegangan dikendalikan terhubung

dengan 0,01 μF kapasitor ke tanah untuk menghindari gangguan dari kebisingan.

Gambar 3-5 Diagram Sirkuit dari LM555 sebagai multivibrator

Gambar 3-5 adalah diagram sirkuit dari astablemultivibrator dengan menggunakan

LM555 IC. Sinyal output dari sirkuit ini adalah gelombang persegi. Frekuensi osilasi ditentukan

oleh R1, R2, dan C1.Waktu charge (t1) dari kapasitor 0,693 x (R1 + R2) x C1, waktu debit (t2)

dari kapasitor C1 adalah 0,693 x R2 x C1.Jadi periode T adalah waktu t1 biaya ditambah waktu

t2 debit sama dengan 0.693x (R1 + 2xR2) x C1. Gambar 3-6 menunjukkan bentuk gelombang

output dari LM555 astablemultivibrator di berbagai titik.

Gambar 3-7 adalah diagram sirkuit dari monostablemultivibrator dengan menggunakan LM555

IC. Ketika perubahan masukan pemicu dari tinggi (+12 V) ke rendah (0 V), terminal output akan

menghasilkan denyut nadi. Ini T lebar pulsa ditentukan oleh R1 x C1 sebenarnya adalah sekitar

1,1 x R1 x C1. Jika R1 = 10 kΩ dan C1 = 0,01 μF, maka lebar pulsa adalah sekitar 110

mikrodetik. Jika frekuensi kurang dari 9,1 kHz di terminal memicu sinyal input (pin 2),

(mengacu pada bentuk gelombang dari astablemultivibrator dalam gambar 3-6), maka output

akan menjadi kerja 50% siklus sinyal pulsa. Para sugnal audio didata oleh terminal tegangan

terkontrol. 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 tersebut. Dengan menggabungkan dua bagian, kita akan

memperoleh rangkaian PWM. Monostablemultivibrator (U2) perlu pulsa pemicu dari

astablemultivibrator (U1) terminal keluaran (pin 3), sinyal audio didata pada tegangan terkontrol

(pin 5) dari monostablemultivibrator (U2). Sinyal PWM outputed di terminal output (pin 3) dari

monostablemultivibrator tersebut.

Gambar 3-6 output gelombang dari LM555 astablemultivibrator yang beda poin

Gambar 3-7 diagram sirkuit dari monostablemultivibrator menggunakan IC LM5555

Gambar 3-8 diagram sirkuit PAM menggunakan dua IC LM555

1.4. Langkah Kerja

a. Percobaan 1 µA741

1. lihat gambar 3-3 atau gambar DCT3-1 pada Gott DCT-6000-02 modul, mari J1 menjadi open

cicuit, itu berarti R1 tidak digunakan

2. mengatur VR1 resistor variabel sehingga Vin (+) masukan tegangan terminal adalah 0 V.

kemudian membiarkan J1 menjadi hubung singkat, itu berarti membiarkan R1 digunakan.

3. Pada terminal frekuensi sinyal input audio (Audio I / P) memasukkan 3 V amplitudo dan

gelombang frekuensi 500Hz dengan menggunakan osiloskop, amati pada bentuk gelombang

sinyal sinyal audio. Terminal input dan terminal output (pin 6). Kemudian merekam hasil

terukur dalam tabel 3-2

4. Mari J1 menjadi rangkaian terbuka, kemudian merekam sinyal input audio. Sesuaikan VR1

sehingga Vin (+) tegangan terminal input 6 V

5. Biarkan J1 menjadi hubung singkat, itu berarti membiarkan R1 digunakan. Kemudian

masukan terminal sinyal audio ke sinyal audio asli.

6. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada gelombang sinyal voeforms dari terminal input

sinyal audio dan terminal output (pin 6). Kemudian merekam hasil terukur dalam tabel 3-2

7. J1 menjadi rangkaian terbuka, itu berarti R1 adalah tidak terpakai dan merekam sinyal input

audio. Sesuaikan VR1 sehingga Vin (+) tegangan terminal input - 6V

8. Biarkan J1 menjadi hubung singkat, kemudian masukan sinyal audio asli ke terminal

masukan sinyal audio

9. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada bentuk gelombang sinyal dari terminal input

sinyal audio dan terminal output (pin6). Kemudian merekam hasil yang diukur dalam

tabel 3-2

10. Mari J1 menjadi rangkaian terbuka dan merekam sinyal input audio. Sesuaikan VR1

sehingga Vin (+) tegangan terminal input adalah 0 V, maka biarkan J1 menjadi opencircuit

11. Mengubah amplitudo sinyal audio sampai 5 V, yang lain tetap sama. Ulangi langkah 4 k

12. langkah 10 kemudian mencatat hasil yang terukur dalam tabel 3-3

b. Percobaan 2: LM555 pulsa modulasi lebar

1. Lihat gambar 3-8 angka DCT3-2 pada Gott DCT-6000-02 modul.

2. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada TP3 titik uji dan bentuk gelombang sinyal

keluaran, pada saat yang sama menyesuaikan VR1 resistor variabel sampai ketika sinyal

gelombang persegi TP3 uji titik di tingkat perbedaan tegangan, sinyal output memiliki lebar

perbedaan pulsa. (I.e siklus-berbeda).

3. Di terminal sinyal input video (audio I / P), masukan 2,5 V amplitudo dan frekuensi 1 KHz

gelombang persegi. Theb mencatat hasil pengukuran dalam tabel 3-4.

4. Dengan menggunakan osiloskop, amati pada output sinyal gelombang dari kapasitor, habis

TP1 TP2 titik kritis, memicu sinyal TP3, titik kritis dari kapasitor habis TP4, dan PWM O/P.

5. Dengan menggunakan osiloskop dan beralih ke DC chanel, amati pada output sinyal

gelombang dan mencatat hasil pengukuran dalam tabel 3-5

6. Mengubah sinyal input untuk gelombang segitiga yang lain tetap sama, ulangi langkah 5.

7. Mengubah sinyal input untuk gelombang sinusoidal, yang lain tetap sama, ulangi langkah 5.

8. Perubahan amplitudo sinyal input untuk 1,5 v, yang lain tetap sama, ulangi langkah 6 sampai

langkah 7, kemudian mencatat hasil meansured dalam tabel 3-6.

9. Ulangi langkah 3 sampai langkah 5, kemudian mencatat hasil yang terukur dalam tabel 3-7.

1.5. Hasil Pengamatan

a. PWM Modulator µA741 pada Amplitudo 3V (Vm =5 Vin, fm = 500 Hz)

Tegangan

DC pada

Vin (+)

Bentuk Gelombang sinyal input Bentuk Gelombang sinyal output

0V

6V

-6V

b. PWM Modulator µA741 pada Amplitudo 5V (Vm =5 Vin, fm = 500 Hz)

Tegangan DC

pada Vin (+)

Bentuk Gelombang sinyal input Bentuk Gelombang sinyal output

0V

6V

-6V

c. PWM Modulator LM555 pada Amplitudo 2.5 V (Vm =5 Vin, fm = 1 kHz)

Test Points Bentuk Gelombang Sinyal Input

TP1

TP2

TP3

TP4

PWMO/P

c. PWM Modulator LM555 pada Amplitudo 1.5 V (Vm =5 Vin, fm = 1 kHz)

Test Points Bentuk Gelombang Sinyal Input

TP1

TP2

TP3

TP4

PWMO/P

1.6 Analisa Data

Mekanisme membangkitakan keluaran yang periodenya berulang antara high dan low

dengan mengubah durasi sinyal high dan low sesuai yang di inginkan. Duty cycle merupakan

prosentasi periode sinyal high dan low, dimana nilainya akan berbanding lurus dengan tegangan

rata-rata yang dihasilkan.

Dari Percobaan yang didapat bahwa gelombang yang dihasilkan berubah-ubah lebar

pulsanya.Hal ini karena, pada sinyal gelombang PWM modulator, sinyal output dihasilkan nilai

lebar pulsa yang bervariasi, dimna ketika sinyal amplitude membuat semakin besar, maka pulsa

juga akan semakin lebar, atau sebaliknya. Pada modulator, terdpaat 2 langkah untuk melakukan

modulasi pulsa, dengan µA741 dan LM555. Pada µA741 avuan pembanding teletak pada

tegangan dari sinyal audionya. Sinyal output akan berubah sesuai tegangan sinyal input, yang

menyebabkan lebar pulsa yang termodulasi berubah. Pada modulator LM555, sebagai

multivibrator, memiliki bagian penting, yaitu pembanding yang lebih rendah, pembanding atas,

flip-flop (FF), transistor debit dan output driver. Pada dasarnya semua komponen beperan untuk

membentuk lebar pulsa modulasi sinyal output.

1.7. Kesimpulan

a. Dalam percobaan PWM sinyal output yang dihasilakan akan melebar susai dengan

dengan perubahan amplitu sinyal audio, tetapi jika amplitude rendah maka lebar pulsa akan

menyempit.

b. Pada PWM modulator, pada LM555 sebagai multivibrator untuk mengahsilkan sinyal

outputan, yang nilai tegangannya dapat diubah-ubah sesuai yang diinginkan sehingga

menghasilkan perubahan pada lebar pulsa sinyal outputanya.

1.8. Referensi

1. https://budihasian.wordpress.com/2013/10/18/pengenalan-pwm-pulse-width-modulation/

Diakses 25 Maret 2015

2. Anonymous. scribd : 95985070-Bryyan-Percobaan-1-PAM. Diakses 19 Maret 2013.