Pertemuan 13 – Elektronika Analog dan Digital Matematika era Digital • Istilah yang terkait dengan pengukuran • Ketika bekerja dalam industri komputer, penting untuk memahami istilah yang digunakan. Apakah membaca spesifikasi tentang sebuah sistem komputer, atau berbicara dengan teknisi komputer yang lain, ada kamus terminology/istilah yang lebih besar yang harus yang diketahui. Teknisi harus mengetahui istilah-istilah berikut: • bit- Unit data yang paling kecil di dalam sebuah komputer. Bit dapat mengambil nilai satu atau nol. Bit adalah format biner di mana data diproses oleh komputer. • byte- Suatu satuan ukur yang digunakan untuk menguraikan ukuran suatu data file, jumlah ruang suatu disk atau media penyimpanan lainnya, atau jumlah data yang sedang dikirimkan kepada suatu jaringan. Satu byte terdiri dari delapan bit data. • nibble- Separuh byte atau empat bit. Modul 1 Elektronika analog dan digital • kilobyte ( KB)- 1024, atau kira-kira 1000bytes. • kilobytes per detik ( kBps)- Sebuah pengukuran jumlah data yang ditransfer pada sebuah koneksi seperti pada sebuah koneksi jaringan. kBps adalah tingkat transfer data kira-kira 1,000 bytes per detik. • kilobit ( Kb)- 1024, atau kira-kira 1000, bit. • kilobits per detik ( kbps)- Suatu pengukuran jumlah transfer data pada sebuah koneksi seperti sebuah koneksi jaringan. kbps adalah tingkat transfer data,kira-kira 1,000 bit per detik. • megabyte ( MB)- 1,048,576 bytes, atau kira-kira 1,000,000 bytes. Modul 1 Elektronika analog dan digital • megabytes per detik ( MBPS)- Suatu pengukuran umum jumlah transfer data pada sebuah koneksi seperti seperti pada sebuah koneksi jaringan. MBPS adalah tingkatan transfer data kira-kira 1,000,000 bytes atau 106 kilobytes per detik. • megabits per detik ( Mbps)- Suatu pengukuran umum jumlah transfer data pada sebuah koneksi seperti pada sebuah koneksi jaringan. Mbps adalah tingkatan transfer data kira-kira 1,000,000 bit atau 106 kilobits per detik. • CATATAN: • Suatu kesalahan umum adalh kebingungan antara KB dengan Kb Dan MB dengan Mb. huruf beesar A dan B menandai bytes, sedangkan sebuah huruf kecil b menandai bit. dengan cara yang sama, pengali lebih besar dari satu ditulis dengan huruf besar dan pengali kurang dari satu adalah huruf kecil. Sebagai contoh, M=1,000,000 Dan m=0.001. ingat untuk melakukan kalkulasi kelayakan/kesesuaian ketika membandingkan kecepatan transmisi yang diukur KB dengan yang diukur Kb. Sebagai contoh, software modem pada umumnya menunjukkan kecepatan koneksi pada ukuran kilobits per detik, seperti 45 kbps. Bagaimanapun, browser yang canggih menampilkan kecepatan download-file pada ukuran kilobytes per detik. Oleh karena itu, kecepatan download dengan koneksi 45-kbps akan menjadi maksimum pada 5.76-kBps. Modul 1 Elektronika analog dan digital • CATATAN: • Suatu kesalahan umum adalh kebingungan antara KB dengan Kb Dan MB dengan Mb. huruf beesar A dan B menandai bytes, sedangkan sebuah huruf kecil b menandai bit. dengan cara yang sama, pengali lebih besar dari satu ditulis dengan huruf besar dan pengali kurang dari satu adalah huruf kecil. Sebagai contoh, M=1,000,000 Dan m=0.001. ingat untuk melakukan kalkulasi kelayakan/kesesuaian ketika membandingkan kecepatan transmisi yang diukur KB dengan yang diukur Kb. Sebagai contoh, software modem pada umumnya menunjukkan kecepatan koneksi pada ukuran kilobits per detik, seperti 45 kbps. Bagaimanapun, browser yang canggih menampilkan kecepatan download-file pada ukuran kilobytes per detik. Oleh karena itu, kecepatan download dengan koneksi 45-kbps akan menjadi maksimum pada 5.76-kBps. Modul 1 Elektronika analog dan digital • Di dalam praktek nyata, kecepatan download dari sebuah koneksi dialup tidak bisa menjangkau 45 kbps karena factor lain yang mengkonsumsi/memakai luas ruang/bidang pada waktu yang sama saat download itu. Teknisi harus mengetahui istilah yang berikut: • hertz ( Hz)- Sebuah satuan ukur frekwensi. Itu adalah tingkat perubahan status, atau peredaran, di dalam gelombang suara, arus bolak-balik, atau bentuk lain gelombang siklis. Hertz sama artinya dengan siklus per detik, dan digunakan untuk mengukur kecepatan suatu mikro prosesor komputer. • megahertz ( MHZ)- Satu juta siklus/putaran per detik. Ini adalah sebuah ukuran umum kecepatan sebuah pemrosesan chip . • gigahertz ( GHZ)- Satu milyar (Am.) siklus per detik. Ini adalah sebuah ukuran umum kecepatan sebuah pemrosesan chip. • CATATAN: • processor PC menjadi lebih cepat seiring berjalannya waktu. Mikro prosesor yang digunakan PC tahun 1980 berjalanr dibawah 10 MHZ, dan • PC IBM yang asli adalah 4.77 MHZ. Di awal tahun 2000, kecepatan processor PC mendekati 1 GHZ, dan mendekati 3.0 GHZ mulai tahun 2002. Modul 1 Elektronika analog dan digital Elektronika Analog dan Digital Sistem analog • Variabel-variabel yang menandai suatu sistem analog mungkin mempunyai jumlah nilai tak terbatas. Sebagai contoh, tangan/penunjuk pada bagian depan jam analog mungkin menunjukkan waktu yang tak terbatas pada hari itu. Gambar menunjukkan sebuah diagram isyarat/sinyal analog. Modul 1 Elektronika analog dan digital Sinyal analog Modul 1 Elektronika analog dan digital Sinyal Digital • Variabel yang menandai sistem digital menempati jumlah tetap dari nilai-nilai yang terpisah. Didalam perhitungan biner, seperti yang digunakan didalam komputer, hanya dua nilai yang diijinkan. Nilai-Nilai ini adalah 0 dan 1. Komputer Dan modems kabel adalah contoh dari alat digital. Gambar menunjukkan sebuah diagram sinyal digital. Modul 1 Elektronika analog dan digital Signal Digital Modul 1 Elektronika analog dan digital GERBANG LOGIKA Gerbang Logika dasar pembentuk dlm sistem digital. beroperasi dlm bilangan biner (gerbang logika biner). Logika biner menggunakan dua buah nilai yaitu ‘0’ dan ‘1’. Logika biner yang digunakan dlm sistem digital, yaitu : 1. logika biner positif, logika tinggi ditandai dengan nilai ‘1’ dan logika rendah ditandai dengan nilai ‘0’. 2. logika biner negatif, logika tinggi ditandai nilai ‘0’ dan logika rendah ditandai nilai ‘1’. Pada pembahasan ini kita akan mengunakan logika biner positif. Gerbang Logika Dasar Pada sistem digital hanya terdapat tiga buah gerbang logika dasar, yaitu : 1. gerbang AND, 2. gerbang OR, dan 3. gerbang NOT (inverter). Berikut ini kita akan membahas ketiga gerbang dasar tersebut. Gerbang Logika AND Gerbang logika AND → gerbang logika dasar yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan dgn satu sinyal keluaran. Berlaku ketentuan: sinyal keluaran akan tinggi jika semua sinyal masukan tinggi. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A AND B”) A B F A B F 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Gerbang Logika AND ”memiliki konsep seperti dua buah saklar yang dipasangkan secara seri.” Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 OFF OFF OFF ON ON OFF ON ON Lampu 17 Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 Lampu OFF OFF mati OFF ON mati ON OFF mati ON ON nyala Fungsi = ?? 18 Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 Lampu 0 0 0 Fungsi = ?? 19 Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 Lampu 0 0 0 0 1 0 Fungsi = ?? 20 Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 PATH? 0 0 0 0 1 0 1 0 0 Fungsi = ?? 21 Tabel Kebenaran (ON/ OFF = 1/ 0) S1 S2 S1 S2 PATH? 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Fungsi = Logika AND 22 GERBANG AND 5V +V Rc3 Rc1 Vout Rb3 A B Rb1 Rb2 T3 T2 T1 Gerbang AND yang dibentuk dari Transistor • IC 7408 GERBANG AND Vcc 14 13 1 2 12 11 10 3 4 5 9 6 8 7 GND Gerbang Logika OR Gerbang logika OR → gerbang logika dasar yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan dgn satu sinyal keluaran. Berlaku ketentuan: sinyal keluaran akan tinggi jika salah satu sinyal masukan tinggi. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A OR B”) A B F A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Gerbang Logika OR ”memiliki konsep seperti dua buah saklar yang dipasangkan secara paralel.” Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S2 S1 S1 S2 Lampu OFF OFF Mati OFF ON Nyala ON OFF Nyala ON ON Nyala 27 Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S2 S1 S1 S2 Lampu 0 0 0 Fungsi =?? 28 Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S2 S1 S1 S2 Lampu 0 0 0 0 1 1 Fungsi =?? 29 Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S2 S1 S1 S2 Lampu 0 0 0 0 1 1 1 0 1 Fungsi =?? 30 Switches in Parallel Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S2 S1 S1 S2 Lampu 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Fungsi = Logika OR 31 GERBANG OR 5V +V Rc3 Rc1 Vout Rb3 A B Rb1 Rb2 T2 T1 Gerbang OR yang disusun dari transistor T3 • IC 7432 GERBANG OR Vcc 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 GND Gerbang Logika NOT Gerbang logika NOT → gerbang logika dasar yang memiliki sebuah sinyal masukan dan sebuah sinyal keluaran. Berlaku ketentuan: sinyal keluaran akan tinggi jika sinyal masukan rendah. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan bukan/ not A”) A F A F 0 1 1 0 Gerbang Logika NOT ”memiliki konsep seperti sebuah saklar yang dipasangkan secara paralel dengan lampu dan diserikan dengan sebuah resistor.” Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S S Lampu OFF Nyala ON Mati R 36 Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S Lampu 0 1 S R 37 Tabel Kebenaran (ON/OFF = 1/0) S S Lampu 0 1 1 0 R 38 GERBANG NOT 5V +V Vcc 14 13 12 11 10 9 8 1 2 4 6 7 Rc Vout A Rb T1 3 5 GND Gerbang NOT dari Transistor IC 7404 Gerbang Logika Bentukan dihasilkan dari susunan gerbang logika dasar. diantaranya : 1. gerbang NAND, 2. gerbang NOR, 3. gerbang XOR, dan 4. gerbang XNOR. Gerbang Logika NAND Gerbang logika NAND → gerbang logika AND yang di NOT kan. A A F B B A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 F Gerbang Logika NAND (Lanjutan) Gerbang logika NAND → gerbang logika yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan dgn satu sinyal keluaran. Berlaku ketentuan: sinyal keluaran akan rendah jika semua sinyal masukan tinggi. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A NAND B / bukan A AND B”) A B F A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 • IC 7400 GERBANG NAND Vcc 14 13 12 11 10 9 8 1 2 3 4 5 6 7 GND Gerbang Logika NOR Gerbang logika NOR → gerbang logika OR yang di NOT kan. A F B A B A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 F Gerbang Logika NOR (Lanjutan) Gerbang logika NOR → gerbang logika yang memiliki dua atau lebih sinyal masukan dgn satu sinyal keluaran. Berlaku ketentuan: sinyal keluaran akan rendah jika salah satu atau semua sinyal masukan tinggi. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A NOR B / bukan(not) A OR B”) A B F A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 • IC 7402 Vcc 14 13 12 11 10 9 1 6 2 3 4 5 8 7 GND Gerbang Logika XOR berlaku ketentuan: sinyal keluaran tinggi jika masukan tinggi berjumlah ganjil. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A XOR B”) B A F A B F 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Gerbang Logika XNOR berlaku ketentuan: sinyal keluaran rendah jika masukan tinggi berjumlah ganjil. Ekspresi Booleannya : (dibaca “F sama dengan A XNOR/ bukan XOR B”) A B F A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Jika gerbang logika NAND dan NOR terbentuk melalui penambahan gerbang NOT pada output AND maupun NOR, bagaimana gerbang logika XOR dan XNOR terbentuk dari gerbang logika dasar? Bubble AND Logika bubble AND → dibentuk dengan memberikan Not pada tiap masukan AND. A A F B B A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 F A B F 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 Dilihat dari tabel kebenarannya : A B F A B F Bubble OR Logika bubble OR → dibentuk dengan memberikan Not pada tiap masukan OR. A A F B B A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 F A B F 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 Dilihat dari tabel kebenarannya : A B F A B F Ekivalen logika positif dan logika negatif Logika positif Logika negatif Definisi OR AND Keluaran tinggi jika salah satu masukan tinggi AND OR Keluaran tinggi jika semua masukan tinggi NOR NAND Keluaran rendah jika salah satu masukan tinggi NAND NOR Keluaran rendah jika semua masukan tinggi FUNGSI ENABLE DAN DISABLE • Gerbang – gerbang logika dasar dapat digunakan untuk mengendalikan atau mengontrol suatu data masukan. • Data masukan diberikan pada input A sedangkan input B sebagai pengendali / control. • Saat input B enable maka data pada input A akan diteruskan ke output. Sebaliknya saat masukan B disable maka data pada input A tidak akan masuk ke output. FUNGSI ENABLE DAN DISABLE ENABLE A DISABLE X=A B=0 A X=A B=1 A X=0 B=0 X=A B=0 A X=1 B=1 B=1 A A A X=0 B=1 x=A A X=1 B=0 PENGGUNAAN IC • IC TTL CMOS Volt Volt Vcc 5 1 2 0,8 Tidak dapat ditentukan 0 0 (a) Tingkat logika IC TTL 1 2/3Vc c Tidak dapat ditentukan 1/3 Vcc 0 0 (b) Tingkat logika IC CMOS Tabel IC Gerbang Gerbang Input/ Gerbang Jumlah Gerbang TTL CMOS NOT 1 6 7404 4069 AND 2 3 4 4 3 2 7408 7411 7421 4081 4073 4082 OR 2 3 4 4 3 2 7432 - 4071 4075 4072 NAND 2 3 4 8 12 13 4 3 2 1 1 1 7400 7410 7420 7430 74134 74133 4011 4013 4012 4068 - NOR 2 3 4 5 8 4 3 2 2 1 7402 7427 7425 74260 - 4001 4025 4002 4078 MERANCANG RANGKAIAN LOGIKA • Dari persamaan boolean Untuk membuat Rankaian logika dari sebuah persamaan Boolean, dapat dilakukan dengan membuat rangkian logika secara bertahap Contoh : Buatlah rangkaian logika dan table kebenaranya dari persamaan Boolean berikut ini: X = AC + C B + ABC MERANCANG RANGKAIAN LOGIKA AC BC X = AC + B C + ABC ABC A AC B BC ABC C X = AC + B C + ABC MERANCANG RANGKAIAN LOGIKA • Tabel Kebenaran A B C X 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 Latihan Soal • Turunkan Tabel Kebenarannya • Gambar Gerbang Logika dan Buat Tabel Kebenarannya! a. Y = AB + BC’ + ABC’ b. X = A(B+C) + B’C SELESAI
