Elektronika 1: paket kilat

Lembar rumus, langkah-langkah metode utama untuk setiap topik, dan 14 soal latihan, dengan pembahasan lengkap di bagian belakang.

Soal baruKembali ke mata kuliah

Di jendela cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan di perangkat Anda.

1Rumus dan metode

Dioda & transistor

Dioda (tegangan jatuh konstan)
VD = 0,7 V when conducting
Daerah aktif
VBE = 0,7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Bias tetap
IB = (VCC − 0,7)/RB
Bias pembagi tegangan
IB = (VTH − 0,7)/(RTH + (β + 1)RE)
Thévenin dari pembagi tegangan
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Loop kolektor
VCE = VCC − ICRC − IERE
Saturasi
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Rangkaian op-amp

Penguat pembalik
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Penguat tak membalik
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Penguat penjumlah
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
Op-amp ideal
V+ = V−, Iin = 0

Transien RC & RL

Konstanta waktu
τ = RC | τ = L/R
Respons
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Kapasitor pada DC
rangkaian terbuka; vC tidak dapat melompat
Induktor pada DC
hubung singkat; iL tidak dapat melompat
Keadaan tunak
t ≈ 5τ

Metode

  1. Cari nilai awal sesaat setelah sakelar berpindah: tegangan kapasitor dan arus induktor tidak dapat melompat.
  2. Cari nilai akhir lama setelah sakelar berpindah: kapasitor berperilaku sebagai rangkaian terbuka, induktor sebagai hubung singkat.
  3. Cari konstanta waktu: τ = RC atau τ = L/R, dengan hambatan yang terlihat oleh kapasitor atau induktor.
  4. Gunakan x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ.

Resistor seri & paralel

Resistor seri
Req = R1 + R2 + …
Resistor paralel
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
Dua resistor paralel
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Hukum Ohm
V = I·R
Daya
P = V·I = I²R = V²/R

Metode

  1. Mulailah dari ujung jaringan yang paling jauh dari terminal.
  2. Gabungkan resistor seri dengan menjumlahkannya, dan resistor paralel dengan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. Gambar ulang rangkaian setelah setiap langkah.
  4. Ulangi sampai tersisa satu resistor di antara terminal.

Konverter DC-DC

Buck
Vo = D·Vin
Boost
Vo = Vin/(1 − D)
Buck-boost pembalik
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
Keseimbangan daya ideal
VinIin = VoIo
Riak induktor
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Arus induktor rata-rata
buck Io; boost dan buck-boost Io/(1 − D)
Riak keluaran
buck ΔIL/(8fC); boost dan buck-boost Io·D/(fC)
Batas CCM
buck (1 − D)R/(2f); boost D(1 − D)²R/(2f); buck-boost (1 − D)²R/(2f)

Metode

  1. Kenali konverternya (buck, boost, atau buck-boost) dan siklus kerja D dari rasio tegangan.
  2. Gunakan keseimbangan volt-detik pada induktor: tegangan induktor rata-rata selama satu periode adalah nol.
  3. Cari tegangan induktor saat saklar menyala, lalu ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Untuk riak keluaran, cari muatan yang masuk dan keluar kapasitor; untuk batas CCM, samakan arus induktor rata-rata dengan ΔIL/2.

Jembatan Wheatstone & strain gauge

Tegangan pembagi
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Haluaran
Vab = Va − Vb
Keseimbangan
R1/R2 = R3/R4
Jembatan kawat geser
R/Rx = l/(100 − l)
Resistansi Thévenin
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Faktor pengukur
ΔR/R = GF·ε
Keluaran jembatan
seperempat Vs·GF·ε/4, setengah Vs·GF·ε/2, penuh Vs·GF·ε
Perubahan kecil, satu lengan
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Tegangan
σ = E·ε

Metode

  1. Perlakukan jembatan sebagai dua pembagi tegangan pada catu yang sama.
  2. Untuk keseimbangan, setel R₁/R₂ = R₃/R₄ lalu selesaikan untuk resistor yang tidak diketahui.
  3. Untuk jembatan tak seimbang, cari Va dan Vb dari pembagi lalu kurangkan; gunakan ekuivalen Thévenin bila alat ukur membebani keluaran.
  4. Untuk strain gauge, ubah regangan menjadi ΔR/R = GF·ε dan gunakan Vs·GF·ε/4, /2, atau ×1 untuk jembatan seperempat, setengah, atau penuh.

Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Gerbang dasar
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Aturan Boolean
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Urutan peta Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Kelompok 2ᵏ sel
kehilangan k variabel
Multiplekser 4-ke-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flop
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Pencacah
n bit: 2ⁿ keadaan; mod-N: n terkecil dengan 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Pencacah ripple
fmax = 1/(n·tpd)
Pencacah cincin dan Johnson
n dan 2n keadaan

Metode

  1. Untuk rangkaian, bekerjalah dari masukan ke keluaran satu gerbang demi satu gerbang dan tulis nilai pada setiap kawat, atau tulis ekspresinya dan isi tabel kebenaran.
  2. Untuk penyederhanaan, taruh angka 1 (dan don’t-care sebagai X) ke dalam peta Karnaugh dengan baris dan kolom kode Gray: 00, 01, 11, 10.
  3. Cakup angka 1 dengan kelompok sesedikit dan sebesar mungkin yang berisi 1, 2, 4, 8, atau 16 sel, melingkar melewati tepi; setiap kelompok adalah satu suku hasil kali yang tersusun dari variabel yang tetap konstan. Kelompokkan angka 0 untuk bentuk POS.
  4. Untuk flip-flop dan pencacah, baca masukan pada setiap tepi clock aktif, tulis keadaan setelah setiap tepi, dan ingat bahwa pencacah n bit berputar kembali setelah 2ⁿ keadaan.

2Soal latihan

1.Dioda & transistorSedang
+−20 V150 Ω5,1 V470 ΩIZ​ = ?

Regulator Zener 5,1 V dicatu dari 20 V melalui 150 Ω dan mencatu beban 470 Ω. Cari arus Zener IZ.

Vin = 20 VVZ = 5,1 VR = 150 ΩRL = 470 Ω
IZ = mA
2.Dioda & transistorSulit
+−≤ 24 V220 Ω3,3 V

Regulator Zener 3,3 V memiliki resistor seri 220 Ω. Masukan dapat naik hingga 24 V, dan beban mungkin terlepas. Cari daya terbesar PZ,max yang harus didisipasikan Zener.

Vin,max = 24 VVZ = 3,3 VR = 220 Ω
PZ,max = mW
3.Rangkaian op-ampSedang
−+Vout​R2​ = 100 kΩV1​ = −2,5 VR1​ = 47 kΩV2​ = 2,8 VR3​ = 47 kΩR4​ = 100 kΩ

Penguat selisih memakai op-amp ideal dengan catu ±15 V, dengan R3 = R1 dan R4 = R2. Cari tegangan V− di masukan membalik.

V1 = −2,5 VV2 = 2,8 VR1 = R3 = 47 kΩR2 = R4 = 100 kΩ
V− = V
4.Rangkaian op-ampSulit
−+Vout​R2​ = 10 kΩV1​ = 0,2 VR1​ = 100 kΩV2​ = 2 VR3​ = 22 kΩR4​ = 22 kΩ

Op-amp ideal dan dicatu ±15 V. Rasio resistornya tidak sepadan. Cari tegangan keluaran Vout.

V1 = 0,2 VV2 = 2 VR1 = 100 kΩR2 = 10 kΩR3 = 22 kΩR4 = 22 kΩ
Vout = V
5.Transien RC & RLSedang
+−Vs​12 Vt = 0R = 50 ΩL220 mHi(t)

Induktor tidak dialiri arus sebelum sakelar ditutup pada t = 0. Cari arus i pada t = 10 ms.

Vs = 12 VR = 50 ΩL = 220 mHt = 10 ms
i = A
6.Transien RC & RLSulit
+−Vs​10 Vmembuka pada t = 0R1​ = 3,3 kΩR2​ = 4,7 kΩi2​C220 µF+−vC​

Sakelar telah tertutup sejak lama, jadi rangkaian dalam keadaan tunak. Pada t = 0 sakelar membuka. Cari arus i2 melalui R2 pada t = 1000 ms.

Vs = 10 VR1 = 3,3 kΩR2 = 4,7 kΩC = 220 µFt = 1000 ms
i2 = mA
7.Resistor seri & paralelSedang
R1​ = 10 ΩIR1​R3​ = 6 Ω+−V1​12 VR2​6 ΩAR4​2 ΩB

Cari arus IR1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 12 VR1 = 10 ΩR2 = 6 ΩR3 = 6 ΩR4 = 2 Ω
IR1 = A
8.Resistor seri & paralelSulit
R1​ = 25 ΩIR1​R3​ = 8 ΩR5​ = 5 Ω+−V1​6 VR2​5 ΩAR4​25 ΩBR6​25 Ω

Cari arus IR1 yang dialirkan sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 6 VR1 = 25 ΩR2 = 5 ΩR3 = 8 ΩR4 = 25 ΩR5 = 5 ΩR6 = 25 Ω
IR1 = A
9.Konverter DC-DCSedang
tiL​Imax​ = ?Imin​Io​DTT2T

Konverter buck mengubah 15 V menjadi 7,5 V untuk beban 10 Ω. Konverter bekerja pada 25 kHz dengan L = 220 µH. Cari arus puncak induktor Imax.

Vin​ = 15 VVo​ = 7,5 Vf = 25 kHzL = 220 µHR = 10 Ω
Imax = A
10.Konverter DC-DCSulit
+−9 VSLC = 220 µFR = 25 Ω−+−21 V

Konverter buck-boost ideal mengubah 9 V menjadi −21 V untuk beban 25 Ω pada 20 kHz. Kapasitor keluarannya 220 µF. Cari riak tegangan keluaran puncak ke puncak ΔVo dalam mV.

Vin​ = 9 VVo​ = −21 Vf = 20 kHzC = 220 µFR = 25 Ω
ΔVo = mV
11.Jembatan Wheatstone & strain gaugeSedang
+−15 V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−147,1 mV

Sebuah jembatan dengan empat lengan 1000 Ω dicatu dengan 15 V. Ketika sensor R₂ berubah, keluarannya menunjukkan Vab = 147,1 mV. Cari perubahan eksak ΔR dari R₂.

Vs = 15 VR = 1000 ΩVab = 147,1 mV
ΔR = Ω
12.Jembatan Wheatstone & strain gaugeSulit
+−V120 Ω120 Ω + ΔR120 Ω120 Ωab+−

Sebuah strain gauge 120 Ω dengan faktor pengukur 2,12 direkatkan pada batang baja. Di bawah beban resistansinya naik sebesar 0,0636 Ω. Cari regangan ε dalam mikroregangan (µε).

R = 120 ΩGF = 2,12ΔR = 0,0636 Ω
ε = µε
13.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flopSedang
MUXCI0​CI1​C′I2​1I3​ABS1​S0​F

Sebuah multiplekser 4-ke-1 memiliki masukan pemilih S₁ = A dan S₀ = B, dan masukan datanya dihubungkan ke I₀ = C, I₁ = C, I₂ = C′, I₃ = 1. Pada berapa dari 8 kombinasi A, B, dan C keluaran F = 1? Carilah N.

I₀ = CI₁ = CI₂ = C′I₃ = 1
N =
14.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flopSulit
ABCD0001111000011110101113X20405X7X601201311501418X9111110

Carilah bentuk SOP minimal dari F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 8, 10, 11, 15) + d(2, 6, 7, 9), dengan d menandai kondisi don’t-care. Berapa literal L yang dimilikinya?

F(A, B, C, D) = Σm(0, 1, 3, 8, 10, 11, 15) + d(2, 6, 7, 9)
L =

3Larutan

1.Dioda & transistor

Jawaban: IZ = 88,48 mA

Regulator Zener: dioda Zener bias mundur mempertahankan tegangannya VZ selama arusnya tetap di atas minimum IZ,min. Resistor seri R menanggung selisih antara masukan dan keluaran: IR = (Vin − VZ)/R. Arus itu terbagi antara beban, IL = VZ/RL, dan Zener: IZ = IR − IL. Rancang untuk kasus terburuk: masukan terendah dengan beban terbesar tetap harus menyisakan IZ,min, dan masukan tertinggi tanpa beban memberi daya Zener terbesar PZ = VZ·IZ.

Arus resistor

IR = 14,9/150 = 99,33 mA

Arus beban

IL = 5,1/470 = 10,85 mA

Arus Zener

IZ = 99,33 − 10,85 = 88,48 mA

Jawaban

IZ = 88,48 mA
2.Dioda & transistor

Jawaban: PZ,max = 310,5 mW

Regulator Zener: dioda Zener bias mundur mempertahankan tegangannya VZ selama arusnya tetap di atas minimum IZ,min. Resistor seri R menanggung selisih antara masukan dan keluaran: IR = (Vin − VZ)/R. Arus itu terbagi antara beban, IL = VZ/RL, dan Zener: IZ = IR − IL. Rancang untuk kasus terburuk: masukan terendah dengan beban terbesar tetap harus menyisakan IZ,min, dan masukan tertinggi tanpa beban memberi daya Zener terbesar PZ = VZ·IZ.

Arus Zener kasus terburuk

IZ = 20,7/220 = 94,09 mA

Daya Zener

PZ = 3,3·94,09 = 310,5 mW

Jawaban

PZ,max = 310,5 mW
3.Rangkaian op-amp

Jawaban: V− = 1,905 V

Aturan op-amp ideal: dengan umpan balik negatif, op-amp mengatur keluarannya sehingga kedua masukan berada pada tegangan yang sama (V₋ = V₊), dan tidak ada arus yang masuk ke masukan mana pun. Menulis KCL di masukan pembalik dengan dua fakta ini memberi keluarannya.

Tegangan di masukan

R₃ dan R₄ mengalirkan arus yang sama, jadi membentuk pembagi tegangan; umpan balik membuat V₋ = V₊.

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = 2,8·100/(47 + 100) = 1,905 V
V₋ = V₊

Jawaban

V− = 1,905 V
4.Rangkaian op-amp

Jawaban: Vout = 1,08 V

Aturan op-amp ideal: dengan umpan balik negatif, op-amp mengatur keluarannya sehingga kedua masukan berada pada tegangan yang sama (V₋ = V₊), dan tidak ada arus yang masuk ke masukan mana pun. Menulis KCL di masukan pembalik dengan dua fakta ini memberi keluarannya.

Tegangan di masukan +

V₊ = V2·R4/(R3 + R4) = 2·22/(22 + 22) = 1 V

Superposisikan kedua masukan

Dengan V₂ = 0, V₁ melihat penguat membalik. Dengan V₁ = 0, V₊ diperkuat dengan penguatan tak membalik 1 + R₂/R₁.

Vout = −(10/100)·0,2 + (1 + 10/100)·1 = −0,02 + 1,1 = 1,08 V

Jawaban

Vout = 1,08 V
5.Transien RC & RL

Jawaban: i = 0,2153 A

Transien orde satu: pada rangkaian dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap tegangan dan arus berubah secara eksponensial dari nilai awal ke nilai akhir: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Setelah sekitar 5τ rangkaian sudah stabil.

Konstanta waktu dan arus akhir

Lama setelah sakelar ditutup, induktor berperilaku seperti hubung singkat, jadi arus akhir hanya ditentukan oleh R.

τ = L/R = 220 mH / 50 Ω = 4,4 ms
i(∞) = Vs/R = 12/50 = 0,24 A

Arus pada waktu tertentu

i(t) = i(∞)·(1 − e−t/τ) = 0,24·(1 − e−10/4,4) = 0,2153 A

Jawaban

i = 0,2153 A
6.Transien RC & RL

Jawaban: i2 = 0,4752 mA

Transien orde satu: pada rangkaian dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap tegangan dan arus berubah secara eksponensial dari nilai awal ke nilai akhir: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Setelah sekitar 5τ rangkaian sudah stabil.

Tegangan awal kapasitor

Dalam keadaan tunak kapasitor adalah rangkaian terbuka, jadi R₁ dan R₂ membentuk pembagi tegangan. Tegangan kapasitor tidak dapat melompat saat sakelar membuka.

vC(0) = 10·4,7/(3,3 + 4,7) = 5,875 V

Konstanta waktu setelah sakelar membuka

τ = R2·C = 4,7·220 = 1034 ms

Pengosongan

vC(t) = 5,875·e−1000/1034 = 2,234 V
i2 = vC/R2 = 2,234/4,7 = 0,4752 mA

Jawaban

i2 = 0,4752 mA
7.Resistor seri & paralel

Jawaban: IR1 = 0,8936 A

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 10 ΩR3​ = 6 Ω+−V1​12 VR2​6 ΩAR4​2 ΩB

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R3 + R4 = 6 + 2 = 8 Ω
R2 ∥ 8 = 6·8/(6+8) = 3,429 Ω
Req = R1 + 3,429 = 10 + 3,429 = 13,43 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 12/13,43 = 0,8936 A

Jawaban

IR1 = 0,8936 A
8.Resistor seri & paralel

Jawaban: IR1 = 0,2065 A

Resistor seri dan paralel: dalam seri, arus yang sama mengalir di setiap resistor dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam paralel, setiap resistor punya tegangan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Jaringan tangga disederhanakan satu pasang demi satu pasang hingga tersisa satu resistansi ekuivalen.

R1​ = 25 ΩR3​ = 8 ΩR5​ = 5 Ω+−V1​6 VR2​5 ΩAR4​25 ΩBR6​25 Ω

Gabungkan resistor dari ujung terjauh

Mulai dari ujung yang paling jauh dari sumber dan bergerak kembali ke arahnya. Resistor yang dialiri arus sama terhubung seri; resistor di antara dua simpul yang sama terhubung paralel.

R5 + R6 = 5 + 25 = 30 Ω
R4 ∥ 30 = 13,64 Ω
R3 + 13,64 = 21,64 Ω
R2 ∥ 21,64 = 4,061 Ω
Req = R1 + 4,061 = 25 + 4,061 = 29,06 Ω

Arus dari sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberi arus yang dialirkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 6/29,06 = 0,2065 A

Jawaban

IR1 = 0,2065 A
9.Konverter DC-DC

Jawaban: Imax = 1,091 A

Konverter DC-DC: saklar S menyala selama fraksi D dari setiap periode T = 1/f. Pada keadaan tunak, tegangan rata-rata induktor adalah nol (keseimbangan volt-detik), yang memberikan rasio konversi ideal pada konduksi kontinu: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost pembalik |Vo| = Vin·D/(1 − D). Konverter ideal menjaga daya: Vin·Iin = Vo·Io. Selama S menyala, arus induktor naik sebesar ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak keluaran adalah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor tepat menyentuh nol (batas CCM) ketika arus induktor rata-rata sama dengan ΔIL/2.

Siklus kerja

D = 7,5/15 = 0,5

Arus rata-rata dan arus riak

Io = 7,5/10 = 0,75 A
ΔIL = VL·D/(L·f) = 7,5·0,5/(220·10⁻⁶·25·10³) = 0,6818 A

Arus puncak

Imax = 0,75 + 0,6818/2 = 1,091 A

Jawaban

Imax = 1,091 A
10.Konverter DC-DC

Jawaban: ΔVo = 133,6 mV

Konverter DC-DC: saklar S menyala selama fraksi D dari setiap periode T = 1/f. Pada keadaan tunak, tegangan rata-rata induktor adalah nol (keseimbangan volt-detik), yang memberikan rasio konversi ideal pada konduksi kontinu: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost pembalik |Vo| = Vin·D/(1 − D). Konverter ideal menjaga daya: Vin·Iin = Vo·Io. Selama S menyala, arus induktor naik sebesar ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak keluaran adalah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor tepat menyentuh nol (batas CCM) ketika arus induktor rata-rata sama dengan ΔIL/2.

Siklus kerja

D = 21/(9 + 21) = 0,7

Arus beban

Io = 21/25 = 0,84 A

Riak keluaran

ΔVo = 0,84·0,7/(20·10³·220·10⁻⁶) = 133,6 mV

Jawaban

ΔVo = 133,6 mV
11.Jembatan Wheatstone & strain gauge

Jawaban: ΔR = 40 Ω

Jembatan Wheatstone: dua pembagi tegangan berbagi satu catu Vs. Pembagi kiri R1–R2 memberikan Va = Vs·R2/(R1 + R2) dan pembagi kanan R3–R4 memberikan Vb = Vs·R4/(R3 + R4); keluarannya adalah Vab = Va − Vb. Jembatan seimbang (Vab = 0, tidak ada arus di alat ukur) bila R1/R2 = R3/R4, yaitu R1·R4 = R2·R3. Dilihat dari keluarannya, jembatan adalah sumber Thévenin dengan Rth = R1∥R2 + R3∥R4.

Tegangan simpul

Va = 7,5 + 0,1471 = 7,647 V

Selesaikan pembagi

R₂ = 1000·7,647/(15 − 7,647) = 1040 Ω
ΔR = 1040 − 1000 = 40 Ω

Jawaban

ΔR = 40 Ω
12.Jembatan Wheatstone & strain gauge

Jawaban: ε = 250 µε

Pengukur regangan (strain gauge): sebuah pengukur mengubah resistansinya menurut regangan: ΔR/R = GF·ε, dengan faktor pengukur GF sekitar 2 untuk foil logam. Pada jembatan dengan semua lengan sama dengan R, satu pengukur aktif (jembatan seperempat) memberikan Vo ≈ Vs·GF·ε/4. Dua pengukur aktif dengan regangan berlawanan pada lengan yang berdekatan (setengah jembatan) memberikan Vs·GF·ε/2, dan empat (jembatan penuh) memberikan Vs·GF·ε. Tegangan mekanik mengikuti hukum Hooke, σ = E·ε. Sel beban menyatakan sensitivitasnya dalam mV/V: keluaran pada beban penuh per volt eksitasi.

Perubahan resistansi relatif

ΔR/R = 0,0636/120 = 0,00053

Regangan

ε = 0,00053/2,12 = 0,00025 = 250 µε

Jawaban

ε = 250 µε
13.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Jawaban: N = 5

Multiplekser: multiplekser 2ⁿ-ke-1 meneruskan salah satu masukan datanya ke keluaran; saluran pemilih, yang dibaca sebagai bilangan biner, menentukan yang mana. Untuk MUX 4-ke-1 dengan pemilih S₁S₀ = AB, F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Menghubungkan masukan data ke 0, 1, C, atau C′ membuat MUX menghasilkan fungsi apa pun dari A, B, dan C, yang merupakan cara umum membangun logika dengan satu chip.

Ekspresi keluaran

F = A′B′C + A′BC + AB′C′ + AB

Baris dengan F = 1

ABC = 001, 011, 100, 110, 111
N = 5

Jawaban

N = 5
14.Logika digital: gerbang, peta-K & flip-flop

Jawaban: L = 3

Peta Karnaugh: sel-sel diurutkan dalam kode Gray (00, 01, 11, 10), sehingga sel bertetangga, termasuk yang melewati tepi, berbeda tepat pada satu variabel. Kelompokkan angka 1 dalam persegi panjang berisi 1, 2, 4, 8, atau 16 sel, sebesar mungkin dan sesedikit mungkin, sampai setiap angka 1 tercakup. Setiap kelompok adalah satu suku hasil kali: variabel yang tetap konstan di dalamnya. Kelompok 2ᵏ sel kehilangan k variabel. Don’t-care (X) boleh dipakai untuk memperbesar kelompok tetapi tidak harus dicakup. Mengelompokkan angka 0 sebagai gantinya menghasilkan bentuk POS minimal.

Implikan prima

Kelompok terbesar yang dapat dibentuk dari angka 1 dan X.

CD, B′, A′C
ABCD0001111000011110101113X20405X7X601201311501418X9111110

Cakupan minimal

F = CD + B′
L = 3

Jawaban

L = 3

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1