Noise dan gangguan pada Instrumentasi.ppt
-
Upload
itha-masyhta -
Category
Documents
-
view
122 -
download
6
description
Transcript of Noise dan gangguan pada Instrumentasi.ppt
Noise dan gangguan pada Instrumentasi
Noise dan gangguan
• Gangguan sesuatu yang menimbulkan kesalahan pada sistem instrumentasi
• Noise istilah untuk gangguan yang sifatnya acak
Beberapa contoh noise/gangguan pada sistem instrumentasi
1. Capacitive/Inductive coupling
Adanya sumber noise di luar rangkaian yang menginduksi /mengkopling rangkaian
Biasanya terjadi pada rangkaian dengan input isyarat AC (mic, perangkat komunikasi, perangkat audio)
Kopling kapasitif
• Rangkaian ekivalen
Disebabkan adanya medan listrikdari noise di sekitar rangkaian
Kopling induktif
Disebabkan adanya medanMagnet di sekitar rangkaian
Cara mengatasi
• Shielding
Memberi selubung konduktor di sekitar kabel yang menghubungkan input ke alat
Selubung konduktor biasanya dihubungkan ke ground sinyal untuk “membuang” noise
Pemasangan shield pada rangkaian
Shield dipasang diSepanjang kabel dari sensorKe INA(memakai kabel coax)
Shield di gnd kanPada sisi sensor
Vcm
Vin
+
Pemasangan shield yang kurang tepat
Shield pada ujung sensor dan ujung INA di gnd kan semua
+Vcm
Vin
Efek pemasangan shield pada rangkaian
• Muncul sifat kapasitif antara kabel-kabel input dan GND. Rangkaian ekivalen:
INA
Input diferens
Input common mode
Rs1
Rs2
Vin
VcmCs1 Cs2
Vd
V1
V2
+
-
Nilai input diferensial yang masuk di terminal INA
• Vd=V1-V2• V1=(Vin+Vcm) jX1/(Rs1+jX1)• V2=Vcm jX2/(Rs2+jX2)• Jika Rs1=Rs2 dan X1=X2, maka:Vd = Vin jX1/(Rs1+jX1) tidak ada
pengaruh tegangan common modeX1:reaktans Cs1X2:reaktans Cs2
• Jika Rs1 dan Rs2 beda dan Cs1 Cs2 juga tidak identik lagi, besarnya Vd akan menjadi sbb:
Vd = V1-V2
Vd =(Vin+Vcm) jX1/(Rs1+jX1) - Vcm jX2/(Rs2+jX2)
Vd =Vin jX1/(Rs1+jX1) +(Vcm){ jX1/(Rs1+jX1) - jX2/(Rs2+jX2)}
Terpengaruh tegangan Common modeCMRR nya turun
Mengatasi Vcm
• Guarding
• Memberi tegangan referensi pada shield
• Tegangan referensi berada dalam range Vin
Shield guard
INA
Input diferens
Input common mode
Vin
Vcm
Shield
R
R
Pembagi tegangan untuk referensiShield dihubungkan ke referensi ini
Rangkaian ekivalen input
Vin Vd
R
R
Cs1
Cs2
Vcm
Vref
Active guard
• Vref tidak hanya dihasilkan pembagi tegangan saja, namun dibuffer
INA
Input diferens
Input common mode
Vin
Vcm
Shield
R
R
buffer
-
+
EMI/RFI
• Salah satu contoh capasitive coupled noise
• Radio Frequency Interference and Electromagnetic Interference – general terms used to describe EM interference over a wide range of frequencies.
• Result of TV, radio broadcasts, fluorescent lighting, high speed logic,natural phenomena such as lightning
EMI/RFI
• EMI can be treated as a noise voltage source capacitively coupled to the circuit of interest.
Penanganan RFI/EMI
• Shielding pada kabel dan DUT(device under test) objek yg diukur
Penanganan RFI/EMI
• Kapasitor dekopling pada DUT
Penanganan EMI/RFI
• Kapasitor dekopling sering diterapkan pada VCC dan GND suatu IC dan dipasang sedekat mungkin jalurnya dengan IC
IC
VCC
Noise/Gangguan
2. Inductive coupling=Ground loop
Disebabkan hambatan penghantar yang dipakai tidak nol (idealnya hambatan penghantar =0)
Ground loopVisualisasi :
Adanya jalur ground bersamaPada kawat a-b menimbulkan GND loopR kawat a-b tidak 0 dan dilewatiarus dari 2 cabang
Dibuat jalur GND terpisah untuk Load dan sensor
Kutub GND catu
Noise/Gangguan
3. Johnson Noise- Disebut juga thermal noise• Associated with the movement of electrons due
to thermal energy.• All voltage sources have internal resistance and
so generate Johnson Noise.
Penanganan Johnson Noise
• Karena disebabkan panas, solusi untuk noise ini adalah pendinginan pada rangkaian:– Heatsink pada IC– Kipas– Pendingin-pendingin yang lain