Cara Menghilangkan Sinyal Gangguan pada Rangkaian Elektronik dan Digital

1. Menghilangkan Gangguan pada Sumbernya

     Cara ini paling sulit dilakukan, karena gangguan pada umumnya tidak dapat dilokalisir dengan tepat, dan pada perambatan melalui jala-jala, sumber gangguan tidak dapat dijangkau. Cara yang paling baik adalah menyelubungi sumber gangguan dengan selubung logam. Agar efektif, maka harus tertutup semua sisinya dengan menerapkan konsep “Sangkar Faraday”. Saluran arus searah harus dilengkapi dengan kondensator. Cara menghilangkan sinyal gangguan pada rangkaian elektronik dan digital.

Pada motor-motor listrik dianjurkan untuk memasang filter sedekat mungkin dengan sambungan ke kolektor, seperti pada gambar di bawah ini :

Nilai kondensator harus ditentukan dengan percobaan. Rangkaian ayunan terbentuk oleh induktansi kumparan dan induktansi saluran, dengan frekuensi resonansi yang harus terletak di luar rentang frekuensi daerah kerja rangkaian elektronik. Pada pengendalian komponen yang mengandung induktansi (magnet, motor, dsb), dipergunakan dioda penyalur untuk membatasi puncak-puncak tegangan da pada relai dirangkaikan kombinasi RC secara paralel dengan kontak-kontaknya.

2. Mempengaruhi Gangguan pada Saluran Transmisi

     Pada saluran transmisi, yang merupakan jalan sinyal gangguan dari pemancar (sumber) menuju penerima, terdapat 4 alternatif yang berlainan. Sesuai dengan itu tersedia beberapa cara untuk menghilangkannya.

Kopling kapasitif adalah yang paling sering menjadi penyebab perambatan sinyal gangguan. Cara umum untuk mencegah medan listrik seperti itu adalah dengan menggunakan tabir yang hanya boleh ditanahkan pada satu sisi untuk mencegah perbedaan potensial ground. Untuk saluran transmisi HF, kedua ujung saluran boleh dihubungkan dengan ground. Lintasan melalui sasis atau sistem kabel ground tidak menjadi masalah, karena impedansi tinggi bagi HF tidak berpengaruh. Pada beberapa sumber sinyal, setiap saluran harus diberi tabir terpisah dan ditanahkan secara terpisah pada sumber sinyal yang bersangkutan.

Pada PCB, sebaiknya antara dua jalur yang menyalurkan sinyal ditempatkan jalur ground. Hal ini akan mengurangi kapasitas parasitik hingga seperlimanya. Selain itu, pada bagian yang tidak dipergunakan sedapat mungkin dibiarkan adanya bagian tembaga seluas mungkin yang dihubungkan dengan ground.

Pada transformator, antara sisi primer dan sekunder transformator terdapat kapasitas parasitik, yang mengkopling gangguan (terutama gangguan searah –> dari jala-jala ke bagian catu). Hal itu berarti juga menyalurkan gangguan tersebut ke bagian rangkaian selebihnya. Hal tersebut dapat dicegah dengan memakai transformator dengan lapisan tabir antara primer dan sekunder, dan mentanahkannya. Cara menghilangkan sinyal gangguan pada rangkaian digital.

Pada tabir untuk gangguan medan magnet ada beberapa anjuran :

• Penerima diusahakan sejauh mungkin dari sumber garis gaya magnet.
• Lintasan saluran sebaiknya tidak paralel, tetapi tegak lurus pada medan magnet.
• Hindari aliran arus melalui ground, karena dapat mengalirkan arus yang besar, hal tersebut karena sistem ground mempunyai resistansi yang kecil.
• Permukaan induksi diusahakan sekecil mungkin. Pada induksi tegangan, luas permukaan saluran mempunyai peranan yang menentukan. Saluran sinyal dan saluran ground yang bersangkutan harus berjajar sedekat mungkin.

Pada frekuensi hingga 1 MHz, pemakaian saluran yang dipilin merupakan ideal, karena garis-garis medan pada kumparan akan saling meniadakan dari samping hingga ke luar. Pada beberapa jenis kawat, sebaiknya kawat dipilin bersama dengan kawat ground-nya. Pemilinan ini dapat meredam gangguan hingga 40 dB. Pada frekuensi yang lebih tinggi (hingga 1 GHz), pemakaian kabel koaksial adalah ideal. Dalam hal ini, aturan bahwa tabir hanya boleh ditanahkan pada satu sisi dan tidak boleh mengalirkan arus tidak berlaku karena selubung luar tidak berfungsi sebagai tabir melainkan berfungsi untuk menetralisir medan yang dibentuk oleh kawat yang ada di dalam, sehingga kombinasi ini tidak menimbulkan gangguan.

Pada gangguan yang diteruskan akibat kopling galvanis, terdapat tiga persolanan. Pertama adalah cara menghindarkan puncak-puncak tegangan pada saluran jala-jala. Kedua adalah menghilangkan sinyal gangguan yang timbul akibat catu daya yang berbentuk pulsa. Persoalan ketiga adalah pentanahan. Untuk mengatasi puncak-puncak tegangan pada saluran jala-jala paling baik dicegah dengan tapis/filter. Filter yang paling efektif adalah  filter jenis phi ganda dan paling baik dipasang langsung pada lubang masuk ke kotak peralatan.

Pada sinyal gangguan yang timbul akibat beban catu daya yang berbentuk pulsa yang timbul pada saluran tegangan catu akibat penutupan/pemutusan, terutama yang disebabkan oleh tingkat daya digital, dapat dihilangkan dengan kondensator keramik atau tantalum. Keistimewaan kondensator jenis gulungan adalah bahwa gulungan tersebut merupakan rangkaian seri dari induktansi dan kapasitansi, yang pada beban berpulsa (pada frekuensi tinggi) besarnya melebihi induktansi. Kondensator yang dapat dipergunakan adalah 20 nF hingga 1 µF, yang dihubungkan secara paralel dengan kondensator elektrolit catu daya. Selain itu, pada PCB, setiap IC sebaiknya dipasang kondensator sekitar 0,1 µF langsung pada saluran catu daya IC sebagai kompensasi atas pengaruh induktansi jalur PCB. Hal tersebut untuk mengantisipasi timbulnya gangguan karena pulsa arus.

Sistem Pentanahan yang ideal adalah berbentuk bintang dibandingkan pentanahan seri yang sering tidak berhasil mengatasi munculnya gangguan sinyal pada rangkaian elektronik dan digital, karena masing-masing arus dan gangguan terbaur pada setiap modul. Dalam praktek sering dijumpai teknik pentanahan kombinasi, yaitu pentanahan seri seri pada PCB dan pentanahan bintang untuk saluran dari masing-masing kelompok komponen ke titik ground. Pada saluran transmisi sinyal, karena perbedaan potensial ground dan adanya pancaran gangguan, kadang-kadang persoalan galvanis tidak timbul. Dalam hal ini, pemisahan potensial dapat dilakukan dengan pertolongan optokopler (opto coupler). Dengan demikian dapat diperoleh pemisahan total terhadap potensial tegangan searah, dan menghindarkan arus yang timbul karena perbedaan potensial serta edaran arus derau.

3. Menghilangkan Gangguan pada Penerima

        Prinsipnya, pada penerima tidak banyak yang dapat dilakukan untuk mencegah gangguan. Kotak logam yang tertutup dapat dipakai sebagai selubung. Saat ini sudah banyak logam yang mudah menghantarkan listrik dan dapat melawan medan listrik maupun magnet. Khusus untuk mencegah medan magnet, diperlukan bahan dengan permeabilitas tinggi yang dapat “menghisap” medan magnet (besi atau logam feromagnetik lainnya). Menghilangkan sinyal gangguan pada rangkaian elektronik dan digital. Pada saluran masukan, sinyal gangguan frekuensi tinggi yang terbaur dengan sinyal yang sebenarnya, dapat disaring oleh tapis frekuensi rendah. Pada rangkaian digital, hal ini menyebabkan kecuraman lereng pulsa berkurang sehingga harus diperbaiki dengan pemicu schmitt atau schmitt trigger.

http://oprekzone.com/cara-menghilangkan-sinyal-gangguan-pada-rangkaian-elektronik-dan-digital/