SISTEM DIGITAL
SISTEM DIGITAL
I.
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi dalam bidang elektronika sangat
pesat, bermula dari menggunakan komponen
tabung hampa, komponen diskrit seperti dioda dan transistor, sekarang sudah menggunakan sistem digital
dalam peralatan digital penyajian data atau informasi merupakan susunan
angka-angka yang dinyatakan dalam bentuk digital(rangkaian logika).
II.
APA ITU SISTEM DIGITAL ?
Sistem Digital adalah suatu sistem yang
berfungsi untuk mengukur suatu nilai yang bersifat tetap atau tidak teratur dalam
bentuk diskrip berupa digit-digit atau angka-angka, contohnya bilangan integer
dan pecahan. Sistem Digital terdiri dari beberapa rangkaian
digital/logika,komponen elektronika, dan elemen gerbang logika untuk suatu
tujuan pengalihan tenaga/energi.
Berbeda dengan
system analog yang terdapat amplifier di
sepanjang jalur transmisi. Setiap amplifier menghasilkan penguatan (gain), baik
menguatkan sinyal pesan maupun noise tambahan yang menyertai di sepanjang jalur
transmisi tersebut. Pada sistem digital, amplifier digantikan regenerative
repeater. Fungsi repeater selain menguatkan sinyal, juga “membersihkan” sinyal
tersebut dari noise. Pada sinyal “unipolar baseband”, sinyal input hanya
mempunyai dua nilai – 0 atau 1. Jadi repeater harus memutuskan, mana dari kedua
kemungkinan tersebut yang boleh ditampilkan pada interval waktu tertentu, untuk
menjadi nilai sesungguhnya di sisi terima.
Keuntungan kedua dari sistem komunikasi digital adalah
bahwa kita berhubungan dengan nilai-nilai, bukan dengan bentuk gelombang.
Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian rangkaian logika, atau jika
perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi matematika yang rumit bisa secara
mudah ditampilkan untuk mendapatkan fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau
keamanan dalam transmisi sinyal.
Keuntungan ketiga berhubungan dengan range dinamis. Kita
dapat mengilustrasikan hubungan ini dalam sebuah contoh. Perekaman disk
piringan hitam analog mempunyai masalah terhadap range dinamik yang terbatas.
Suara-suara yang sangat keras memerlukan variasi bentuk alur yang ekstrim, dan
sulit bagi jarum perekam untuk mengikuti variasi-variasi tersebut. Sementara
perekaman secara digital tidak mengalami masalah, karena semua nilai
amplitudo-nya, baik yang sangat tinggi maupun yang sangat rendah, ditransmisikan
menggunakan urutan sinyal terbatas yang sama.
Namun di dunia ini tidak ada yang ideal, demikian pula
halnya dengan sistem komunikasi digital. Kerugian sistem digital dibandingkan
dengan sistem analog adalah, bahwa sistem digital memerlukan bandwidth yang
besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditransmisikan
menggunakan single -sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz. Dengan
menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama, diperlukan
bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain adalah
selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk mengetahui
kapan setiap simbol yang terkirim mulai dan kapan berakhir, dan perlu
meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.
Secara gampangannya, digital itu adalah 0 dan 1, atau
logika biner, atau diskrit, sedang analog adalah continous. Digital bisa
dilihat sebagai analog yang dicuplik/di sampling, kalau samplingnya semakin
sering atau deltanya makin kecil, katakan mendekati nol, maka sinyal digital
bisa terlihat menjadi analog kembali. Menghitung sinyal digital lebih gampang
karena diskrit, sedang analog anda harus menggunakan diferensial integral. cara
bodone (paling bodo) nek analog bentuk gelombange sinus (ujungnya tumpul
gitulah), digital itu bentuk gelombangnya Kotak.
III.
PROS AND CONS SISTEM DIGITAL
v
KEUNTUNGAN SISTEM
DIGITAL
1. Teknologi
digital menawarkan biaya lebih rendah, keandalan (reability) lebih baik,
pemakain ruang yang lebih kecil dan konsumsi daya yang lebih rendah
2. Teknologi digital membuat kualitas komunikasi tidak
tergantung pada jarak
3. Teknologi digital lebih bergantung pada noise
4. Jaringan digital ideal untuk komunikasi data yang
semakin berkembang
5. Teknologi digital memungkinkan pengenalan
layanan-layanan baru
6. Teknologi digital menyediakan kapasitastransmisi yang
besar
7.Teknologi digital menawarkan fleksibilitas Keuntungan
lain dari sistem digital yang pertma ialah amplifier digantikan regenerative
repeater. Fungsi repeater selain menguatkan sinyal, juga “membersihkan” sinyal
tersebut dari noise. Pada sinyal “unipolar baseband”, sinyal input hanya
mempunyai dua nilai –0 atau 1. Jadi repeater harus memutuskan, mana dari kedua
kemungkinan tersebut yang boleh ditampilkan pada interval waktu tertentu, untuk
menjadi nilai sesungguhnya di sisi terima. Keuntungan kedua dari sistem
komunikasi digital adalah bahwa kita berhubungan dengan nilai-nilai, bukan
dengan bentuk gelombang. Nilai-nilai bisa dimanipulasi dengan rangkaian
rangkaian logika, atau jika perlu, dengan mikroprosesor. Operasi-operasi
matematika yang rumit bisa secara mudah ditampilkan untuk mendapatkan
fungsi-fungsi pemrosesan sinyal atau keamanan dalam transmisi sinyal.
v
KELEMAHAN SISTEM
DIGITAL
Sistem digital juga mempunyai beberapa kerugian
dibandingkan dengan sistem analog, bahwa sistem digital memerlukan bandwidth
yang besar. Sebagai contoh, sebuah kanal suara tunggal dapat ditransmisikan
menggunakan single - sideband AM dengan bandwidth yang kurang dari 5 kHz.
Dengan menggunakan sistem digital, untuk mentransmisikan sinyal yang sama,
diperlukan bandwidth hingga empat kali dari sistem analog. Kerugian yang lain
adalah selalu harus tersedia sinkronisasi. Ini penting bagi sistem untuk
mengetahui kapan setiap simbol yang terkirim mulai dan kapan berakhir, dan
perlu meyakinkan apakah setiap simbol sudah terkirim dengan benar.
IV.
PENGERTIAN
GERBANG LOGIKA
Gerbang Logika adalah rangkaian dengan satu atau lebih
dari satu sinyal masukan tetapi hanya menghasilkan satu sinyal berupa tegangan
tinggi atau tegangan rendah.Dikarenakan analisis gerbang logika dilakukan
dengan Aljabar Boolean maka gerbang logika sering juga disebut Rangkaian
logika. Gerbang logika merupakan dasar pembentukan sistem digital. Gerbang
logika beroperasi dengan bilangan biner, sehingga disebut juga gerbang logika
biner.Tegangan yang digunakan dalam gerbang logika adalah TINGGI atau RENDAH.
Tegangan tinggi berarti 1, sedangkan tegangan rendah berarti 0.
A. MACAM-MACAM GERBANG LOGIKA
Ada 7 gerbang logika yang kita ketahui yang dibagi
menjadi 2 jenis, yaitu :
1. Gerbang logika Inventer
Inverter (pembalik) merupakan gerbang logika dengan satu
sinyal masukan dan satu sinyal
keluaran dimana sinyal keluaran selalu berlawanan dengan
keadaan sinyal masukan.
Input (A) Output ( )
Rendah
Tinggi
0 1
Tinggi Rendah
1 0
Tabel Kebenaran/Logika Inverter
Inverter disebut juga gerbang NOT atau gerbang komplemen
(lawan) disebabkan keluaran
sinyalnya tidak sama dengan sinyal masukan.
2. Gerbang logika non-Inverter
Berbeda dengan gerbang logika Inverter yang sinyal
masukannya hanya satu untuk gerbanglogika non-Inverter sinyal masukannya ada
dua atau lebih sehingga hasil (output) sinyal keluaran sangat tergantung oleh
sinyal masukannya dan gerbang logika yang dilaluinya (NOT, AND, OR, NAND, NOR,
XO , XNO ). Yang termasuk gerbang logika non-Inverter adalah :
Input (A) Input (B) Output (Y)
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Tabel Logika AND dengan dua masukan.
Input(A)
Input(B) Input(C) Output(Y)
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Tabel Logika AND
dengan tiga masukan.
·
Untuk mempermudah
mengetahui jumlah kombinasi sinyal yang harus dihitung
berdasarkan inputanya, gunakan rumus ini :
2 pangkat
n , dimana n adalah jumlah input.
Contoh :
n = 2 maka -2 pangkat n = 4, jadi jumlah kombinasi sinyal
yang harus dihitung sebanyak 4 kali.
Adapun gerbang
logika adalah sebagai berikut:
1. Gerbang AND
Gerbang AND digunakan untuk menghasilkan logika 1 jika
semua masukan mempunyai logika 1, jika tidak maka akan dihasilkan logika
0.Gerbang AND mempunyai dua atau lebih dari dua sinyal masukan tetapi hanya
satu sinyal keluaran. Dalam gerbang AND, untuk menghasilkan sinyal keluaran
tinggi maka semua sinyal masukan harus bernilai tinggi. Gerbang Logika AND pada
Datasheet nama lainnya IC TTL 7408.
Gambar Gerbang Logika AND
|
Masukan
|
keluaran
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
0
|
0
|
|
1
|
1
|
1
|
Tabel Kebenaran AND
Pernyataan Boolean untuk Gerbang AND A . B = Y (A and B
sama dengan Y )
2. Gerbang NAND (Not AND)
Gerbang NAND akan mempunyai keluaran 0 bila semua masukan
pada logika 1. sebaliknyajika ada sebuah logika 0 pada sembarang masukan pada
gerbang NAND, maka keluaran akan bernilai 1.Gerbang NAND adalah suatu NOT-AND,
atau suatu fungsi AND yang dibalikkan. Dengan kata lain bahwa gerbang NAND akan
menghasilkan sinyal keluaran rendah jika semua sinyal masukan bernilai tinggi.
Gerbang Logika NAND pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7400.
|
Masukan
|
keluaran
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
3. Gerbang OR
Gerbang OR akan memberikan keluaran 1 jika salah satu
dari masukannya pada keadaan 1.jika diinginkan keluaran bernilai 0, maka semua
masukan harus dalam keadaan 0.Gerbang OR akan memberikan sinyal keluaran tinggi
jika salah satu atau semua sinyal masukan bernilai tinggi, sehingga dapat
dikatakan bahwa gerbang OR hanya memiliki sinyal keluaran rendah jika semua
sinyal masukan bernilai rendah. Gerbang Logika OR pada Datasheet nama lainnya
IC TTL 7432
Gambar Gerbang Logika OR
|
Masukan
|
keluaran
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
4. Gerbang NOR
Gerbang NOR adalah suatu NOT-OR, atau suatu fungsi OR
yang dibalikkan sehingga dapat dikatakan bahwa gerbang NOR akan menghasilkan
sinyal keluaran tinggi jika semua sinyal masukannya bernilai rendah. Gerbang
NOR akan memberikan keluaran 0 jika salah satu dari masukannya pada keadaan 1.
jika diinginkan keluaran bernilai 1, maka semua masukannya harus dalam keadaan
0.Gerbang Logika NOR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7402.
5. Gerbang XOR
Gerbang X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah
jika semua sinyal masukan bernilai rendah atau semua masukan bernilai tinggi
atau dengan kata lain bahwa X-OR akan menghasilkan sinyal keluaran rendah jika
sinyal masukan bernilai sama semua. Gerbang XOR (dari kata exclusive OR) akan
memberikan keluaran 1 jika masukan-masukannya mempunyai keadaan yang berbeda.
Gerbang Logika XOR pada Datasheet nama lainnya IC TTL 7486.
Gambar Gerbang Logika XOR
|
Masukan
|
keluaran
|
|
|
A
|
B
|
Y
|
|
0
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
0
|
1
|
|
1
|
1
|
0
|
Tabel Kebenaran XOR
6. Gerbang NOT
Gerbang NOT merupakan gerbang satu masukan yang berfungsi
sebagai pembalik (inverter). Sebuah inverter (pembalik) adalah gerbang dengan
satu sinyal masukan dan satu sinyal keluaran dimana keadaan keluarannya selalu
berlawanan dengan keadaan masukan. Gerbang Logika INV pada Datasheet nama
lainnya IC TTL 7404.
Gambar Gerbang Logika XOR
|
Masukan
|
Keluaran
|
|
A
|
Y
|
|
0
|
1
|
|
1
|
0
|
7. Gerbang X-NOR
Gerbang X-NOR akan menghasilkan sinyal keluaran tinggi
jika semua sinyal masukan bernilaisama (kebalikan dari gerbang X-OR). Gerbang
Logika X-NOR pada Datasheet nama lainnyaIC TTL 74266.
Gmbr 2.7 Gerbang X-NOR
Tabel Kebenaran X-Nor
A B C
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
D. Aplikasi
Sederhana Gerbang-gerbang Logika
Gerbang-gerbang ini dapat membentuk sebuah processor
canggih, membentuk sebuah IC yang hebat, membentuk sebuah controller yang
banyak fungsinya, namun sebelum sampai di penerapan yang canggih-canggih
tersebut, ada baiknya untuk melihat aplikasi sederhananya saja dulu dari
gerbang-gerbang logika ini.
Flip-flop Apakah Anda pernah mendengar istilah RAM atau
Random Access Memory pada komputer. Jika mengenalnya, maka Anda sudah mengenal
sebuah aplikasi dari rangkaian gerbang digital. RAM biasanya dibuat dari sebuah
rangkaian gerbang digital yang membentuk sebuah sistem bernama Flip-flop.
Flip-flop terdiri dari rangkaian gerbang logika yang dirancang sedemikian rupa
sehingga apa yang masuk ke dalamnya akan selalu diingat dan berada di dalam
rangkaian gerbang logika tersebut, selama ada aliran listrik yang mendukung
kerjanya. Fungsi inilah yang merupakan cikal-bakal dari RAM.
Counter Salah satu sistem yang paling banyak digunakan
dalam perangkat-perangkat digital adalah Counter. Fungsi dari sistem ini adalah
jelas sebagai penghitung, baik maju ataupun mundur. Timer, jam digital,
stopwatch, dan banyak lagi merupakan aplikasi dari counter ini. Banyak sekali
jenis counter, namun pada dasarnya prinsip kerjanya sama, yaitu mengandalkan
pulsa-pulsa transisi dari clock yang diberikan. Pulsa-pulsa transisi tadi yang
akan menggerakan perhitungan counter.
Daftar pustaka
Komentar
Posting Komentar