DSR DSR TEKNOLOGI DIGITL Oleh : Sunarto YØUSJ UMUM erbeda dengan teknologi analog, dalam teknologi digital hanya dikenal voltage tinggi (high) dan voltage rendah (low). Pada perhitungan perhitungan, high diberi symbol bilangan dan low diberi symbol bilangan. Kita tinggalkan bilangan decimal dan mulai dengan bilangan binary serta menggunakan ilmu hitung ljabar oolean. ILNGN INRY Ilmu hitung yang kita gunakan sehari hari berasal dari rab (ljabar). Symbol bilangannya huruf rab dan cara menulisnya menggunakan cara penulisan huruf rab ialah dari belakang ke depan. ara berhitung yang sekarang kita pakai ialah metoda hitung decimal (puluhan), symbolsymbol bilangan ada macam, ialah,, 2, 3, 4, 5, 6, 7, dan 9. dapun cara menulisnya sebagai berikut : Mula mula kolom paling kanan diisi dengan symbol bilangan nol, yang berarti belum ada sesuatu. Misalnya biji resistor, berarti tidak ada resistor sama sekali, kalau sudah ada satu resistor, maka kolom paling kanan diisi dengan symbol bilangan. Kalau tambah satu lagi, kolom itu diisi dengan symbol bilangan 2, begitu seterusnya sampai 9. ila ada tambahan satu lagi, maka symbol bilangannya sudah habis terpakai. Kita mulai menyentuh kolom nomor dua dari kanan, symbol bilangan diganti sedangkan kolom paling kanan dimulai dari lagi, begitu seterusnya hingga kolom paling kanan berisi bilangan 9. ila ditambah satu lagi, maka kolom nomor dua dari kanan diganti dengan symbol bilangan 2 dan kolom paling kanan dmulai dari symbol bilangan lagi. Untuk ilmu hitung binary, symbol bilangan yang tersedia hanya dua yaitu dan. dapun cara penulisannya sama saja dengan cara penulisan pada ilmu hitung decimal tersebut di atas. gar lebih jelasnya, di bawah ini disajikan konversi bilangan decimal ke bilangan binary.
ONVERSI DEIML KE INRY DEIML INRY DEIML INRY 6 7 2 3 9 4 5 Tabel INRY ODED DEIML (D) erbagai I menggunakan input atau output D, baik yang empat digit, delapan digit maupun lebih. D adalah angka decimal dimana setiap symbol bilangannya diwakili oleh empat digit binary. ONVERSI DEIML KE D DEIML PULUHN D STUN 49 = 26 = 7 = Kelompok binary puluhan mewakili angka decimal puluhan dan kelompok bunary satuan mewakili angka decimal satuan. TRNSISTOR SWITHING Dalam membahas teknologi digital kita mulai dahulu dengan meninjau transistor switching sebagai berikut ini. Gambar
ila di ground (low), maka potensialnya tinggi (high) dan bila diberi potensial (high), maka transistor akan menghantar sehingga potensial pada menjadi kecil sekali (low). Dengan lain ekspresi, dikatakan bila = maka = sedangkan bila = maka =. ircuit itu dinamakan inverter dan dalam teknologi digital disebut NOT gate dan diberikan symbol logic dan ekspresi oolean : Logic Symbol NOT Gambar 2 Ekspresi oolean = Selanjutnya kita perhatikan circuit yang terdiri atas tiga transistor switching seperti pada gambar berikut ini. TR TR3 Gambar 3 ila pada low dan low, maka high dan TR3 tidak menghantar sehingga pada posisi low. ila high dan tetap low, maka tetap pada posisi low dan begitua sebaliknya. akan menjadi high hanya bila dan kedua duanya high. ircuit itu disebut ND gate dengan symbol logic dan ekspresi oolean sebagai berikut : Logic Symbol ND Gambar 4 Ekspresi oolean = erikutnya kita perhatikan circuit pada gambar 5 berikut ini. TR TR3 Gambar 5 Pada circuit di atas, akan high bila salah satu atau dalam posisi high, circuit itu disebut OR gate. Logic Symbol OR Gambar 6 Ekspresi oolean =
LJR OOLEN Setelah kita mendalami transistor switching, kita akan menengok sejenak pada aljabar oolean. NOT ND OR XOR NOR NND XNOR SYMOL SYMOL LOGI IRUIT Gambar 7 ljabar oolean digunakan untuk menjelaskan dan merancang suatu rangkaian digital binary. Operasi dasarnya adalah logical operation ND, OR dan NOT. Symbol Ekspresi Truth oolean Table NOT = ND = OR Gambar = di atas. erikutnya kita akan mencoba untuk mengadakan kombinasi circuit circuit logic tersebut OMMON GTES Logicl Symbol XOR Ekspresi oolean = Truth Table NOR = Gambar 9
Logic Symbol NND Ekspresi oolean = Truth Table XNOR = Gambar NON INVERTING UFFER Logic Symbol Ekspresi oolean = Gambar Truth Table Dalam tulisan ini tidak dibahas secara lebih mendalam tentang aljabar oolean, hanya sekedar menunjukkan bahwa untuk mendalami lebih lanjut tentang design suatu logic circuit diperlukan pengeatahuan tentang ilmu hitung ini. SEUENTIL LOGI Kita telah mebahas kombinasi logic yang outputnya tergantung hanya dari input. Suatu kelas logic yang lain ialah sequenstial logic, dimana outputnya tidak hanya tergatung dari input tetapi juga kepada output, type feedback ini memerlukan memory. Jenis yang sederhana adalah flip flop, disebut juga bistable multivibrator atau Eccles Jordan circuit. ISTLE MULTIVIRTOR Pada dasarnya multivibrator adalah dua amplifier dengan feedback positif dari output amplifier kedua ke input amplifier yang pertama. Multivibrator ini mempunyai dua keadaan stabil. TR Gambar 2 Keadaan stabil pertama adalah bila Tr tidak menghantar, maka asis Tr2 pasti pada posisi low dan berarti Tr2 menghantar. Keadaan ini stabil sampai ada switching pulse yang
mengakibatkan Tr menghantar, dengan begitu Tr2 tidak menghantar dan terjadilah keadaan stabil kedua. FLIP FLOP Flip flop adalah sequential logic binary dengan dua stable state, yang pertama adalah set state ( state), yang kedua reset state (state ). Suatu flip flop dapat terdiri dari kombinasi elemen logic misalnya : R R R S R S FLIP FLOP S Gambar 3 FF S SYMOL J K FLIP FLOP Pada flip flop jenis ini dilangkapi dengan suatu clock, elemen logic ini diberikan symbol kotakseperti terlihat pada gambar 4. R T S FF J T K Gambar 4 SHMITT TRIGER Schmitt Triger juga termasuk dalam rangkaian bistable, adapun rangkaiannya dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini. Rangkaian Schmitt Triger ini banyak digunaan sebagai diskriminator. TR Gambar 5 MONOSTLE MULTIVIRTOR Monostable multivibrator yang disebut juga one shot multivibrator hanya mempunayi satu stable sate, berbeda dengan bistable multivebrator, coupling pada rangkaian ini bukan D coupling seoerti pada bistable multivibrator akan tetapi menggunakan coupling.
2 TR Gambar 6 Keadaan stabil pertama adalah bila Tr tidak menghantar, dan pada keadaan ini T2 menghantar. Keadaan stabil ini akan terganggu bila melalui diberikan negative trigger pulse. STLE MULTIVIRTOR stable multivibrator atau disebut free running multivibrator adalah mutivibrator yang tidak mempunyai stable state yang permanen. Setiap transistor secara bergantian saturated dan cut off. TR Gambar 7 OUNTER ounter terdiri atas flip flop yang dihubungkan secara seri, perubahan state pada tahap pertama mempengaruhi tahap berikutnya dan seterusnya. ounter merupakan rangkaian yang dapat menyimpan pulsa, mengeluarkan pulsa bila simpanan mencapai angka tertentu. ounter umumnya memberikan indikasi hasil hitungannya berupa inary oded Decimal, sehingga dengan bantuan D to 7 segment decoder hasil hitungannya dapat didisplay. REGISTER. Suatu rangkaian logic yang terdiri atas sekelompok flip flop dengan susunan tertentu yang dapat dipekerjakan sebagai penyimpan data dinamakan register. MERNGKI LOGI IRUIT. Uraian di atas merupakan dasar dasar pengetahuan logic circuit. Dalam praktek circuitcircuit tersebut atau circuit yang lebih kompleks lagi telah disusun oleh pabrik pembuat I dan
dikemas dalam suatu kemasan yang kecil. Rasanya logic circuit yang kompleks sudah tidak praktis lagi apabila harus disusun dengan menggunakan transistor. eberapa contoh I jenis TTL dan jenis MOS yang memuat logic logic circuit dapat dilihat pada gambar berikut ini. 4 3 2 9 2 3 4 5 6 7 74 Gambar I 74 berisi 4 NND gate yang banyak digunakan karena mempunyai banyak kemungkinan rangkaian yang dapat dibuat untuk suatu keperluan tertentu. 6 5 4 3 2 9 LE R RRY LOD ORROW D b a DWN UP c d 2 3 4 5 6 7 7492 Gambar 9 I 7492 adalah Synchonous UP/DOWN Decade ounter yang pada contoh ini kita akan gunakan sebagai pengontrol frekuensi suatu PLL Frequency Synthesizer. 6 5 4 3 2 9 f g a b c d e OUTPUT I NP UT I NP UT LT I/ R O R I D 2 3 4 5 6 7 7447 Gambar 2 I 7447 adalah D to Seven Segment Decoder yang pada contoh ini kita akan gunakan sebagai display pada frekeunsi kerja suatu PLL. UP DOWN SWITH UNTUK PLL. Dalam contoh penggunaan I TTL kali ini, kita akan mencoba mengajukan suatu design UP DOWN Switch untuk mengatur frekuensi kerja suatu PLL yang menggunakan T 922. Pertama tama akan kita ambil I 74 untuk membuat dua buah flip flop sebagai masukan kepada counter 7492 sebagai berikut ini.
5V UP 7 4 K /4 2 74 3 STUN D 5V PULUHN D 5V DN I3 4 5 9 /4 74 K K /4 74 6 5 4 3 2 6 7 6 7492 I 2 3 5 4 3 2 6 7 6 7492 I2 2 3 2 3 /4 74 K Gambar 2 Dengan design tadi, bila tombol UP ditekan, I akan menghitung maju, dan hasil hitungannya akan dikeluarkan sebagai inary oded Decimal melalui pin 3, 2, 6 dan 7. pabila hitungan pada I sudah mencapai, maka I akan memberikan satu pulsa ke I2 sehingga I2 akan menghitung maju STU dan I kembali ke hitungan NOL. Output D ini selanjutnya digunakan sebagai input pada PLL untuk mengatur frekuensi kerjanya. 22 5V 3 2 9 5 4 6 7447 5 4 7 2 6 3 input D Gambar 22 pabila output tersebut dicuplik dan digunakan sebagai input pada I 7447 untuk menghidupkan 7 segmen, maka hasil hitungan tadi dapat dis display. Jakarta, Mei 99.