Gangguan Sinyal pada Rangkaian Elektronik dan Digital. Pada sistem rangkaian elektronika baik analog maupun digital, tidak jarang mengalami masalah gangguan sinyal. Yang dimaksud dengan gangguan sinyal di sini adalah terganggunya sistem kerja rangkaian baik sebagian atau keseluruhan oleh adanya sinyal yang tidak dikehendaki muncul pada rangkaian terssebut.

Pada saat pengendalian masih menggunakan relai (mekanik), munculnya sinyal gangguan dalam suatu sistem instalasi tidaklah berakibat sama seperti sekarang ini. Memang ada sinyal asing, namun karena waktunya yang singkat dan dengan level yang rendah daya, maka tidak sampai menyebabkan kesalahan pensakelaran pada sistem relai.

Masalah gangguan sinyal mulai muncul bersamaan dengan perkembangan elektronika (transistor dan SCR sebagai sakelar dan sakelar digital) dan hal tersebut sempat membuat ragu para perancang untuk beralih dari listrik ke elektronik. Berbagai keuntungan dari perkembangan komponen dengan kerugian yang semakin kecil dan resistansi yang tinggi dan kecepatan pensakelaran yang semakin tinggi, ternyata menyebabkan pulsa yang singkat dan kecil sudah cukup untuk mendatangkan gangguan pada sistem digital. Berbagai macam rancangan penghilang sinyal gangguan digunakan untuk meredam sinyal-sinyal liar ini.

Cara klasik menghilangkan sinyal gangguan dengan Kondensator atau saluran bercadar sering tidak berhasil, bahkan berakibat sebaliknya. Terkadang secara tidak sengaja pemasangan kondensator dapat menyebabkan induktivitas dan dapat membentuk rangkaian ayunan tegangan (osilasi parasitik) yang beresonansi dengan frekuensi sinyal gannguan. Sumber gangguan pada umumnya tidak jelas dan tidak ada cara umum yang dapat digunakan kecuali harus dengan percobaan-percobaan.

Gangguan Sinyal pada rangkaian elektronik dan digital dapat dikelompokkan dalam 3 komponen :

  • Sumber Gangguan. Sumber gangguan bisa berasal dari motor (percikan api kolektor), sakelar alat-alat listrik, transformator, saluran arus kuat, pemicuan SCR, pemancar HF, kilat, pulsa arus, relai, dan puncak-puncak tegangan pada saluran.
  • Perambatan Gangguan. Perambatan sinyal gangguan ke sistem dapat melalui medan listrik (kopling kapasitif), medan magnet (kopling induktif), medan elektromagnet (pancaran HF), dan melalui saluran (kopling galvanis).
  • Penerima Gangguan. Penerima gangguan bisa berupa penguat, penerima radio, Televisi, komputer, pengendali dan pengatur digital, dan sebagainya.

Jenis Gangguan Sinyal dapat dibagi menjadi dua, yaitu :

  1. Gangguan Sinyal Searah. Sinyal ini dapat timbul jika sebuah saluran yang mengganggu berjalan secara pararel dengan dua saluran masukan dan gangguan timbul akibat dari kopling kapasitif dari saluran yang ada di sampingnya. Gangguan searah ini paling banyak dijumpai dan memiliki rentang frekuensi gangguan antara 1 hingga 20 MHz.
  2. Sinyal Gangguan Dua Arah. Adalah sinyal gangguan yang muncul akibat ketidak-simetrikan impedansi dua saluran masukan yang biasanya terjadi pada penguat diferensial. Sinyal gangguan dua arah ini kebanyakan timbul pada rentang frekuensi yang lebih rendah yaitu 0,1 hingga 2,0 MHz.

Penyebab Muncul Sinyal Gangguan pada Rangkaian Elektronik :

  • Akibat menghubungkan atau memutuskan sakelar pada saluran jala-jala terutama pada beban yang besar. Pada keadaan ekstrim, dapat menimbulkan puncak-puncak tegangan dalam rentang kilovolt dengan rentang frekuensi 0,1 sampai 3,0 MHz saat pemutusan beban induktif.
  • Terjadinya busur api pada kolektor motor-motor listrik. Busur api pada motor-motor listrik dapat menimbulkan gangguan dengan rentang frekuensi yang sangat lebar.

  • Akibat gejala ayunan pada beban induktif yang dipasangi tegangan berpulsa. Pemutusan sakelar saat proses pensakelaran yang singkat pada komponen semikonduktor modern dapat menimbulkan puncak tegangan dalam rentang kilovolt.

  • Arus berbentuk pulsa pada saluran arus searah dan bagian jala-jala. Perlu diketahui bahwa setiap 10 cm jalur penghantar pada PCB diperkirakan mempunyai induktansi 100 nH. Berdasarkan hukum induksi (V = delta I/delta t) maka pada perubahan arus sebesar 100 mA dan waktu pensakelaran 10 nanodetik, akan dihasilkan puncak tegangan 2 volt yang disuperposisikan pada tegangan catu. Meskipun kabel berpilin diterapkan pada sistem ini maka masih akan muncul sinyal gangguan akibat dari pembebanan dan panjang kabel yang digunakan terutama pada penggunaan arus penutupan yang cukup besar sehingga kehilangan data dapat saja terjadi.
  • Adanya pelepasan muatan listrik Statis. Gerakan tubuh manusia di atas lantai sintetik dapat menghasilkan muatan listrik hingga 20 kV. Menyentuh atau menyinggung kotak logam komputer dapat menyebabkan pelepasan muatan listrik berupa kejutan dengan kecepatan naik hingga 4 ampere per nanodetik.
  • Potensial Ground yang berlainan. Jika dua bagian rangkaian yang tergandeng secara langsung (galvanis) ditanahkan secara terpisah dan diantara kedua titik ground tersebut terdapat perbedaan potensial, maka akan terdapat arus yang mengalir pada saluran ground yang menimbulkan derau cakap-silang (cross-talk). Efek yang sama juga dapat timbul jika medan gangguan magnetik menginduksikan tegangan pada tabir (selubung pada kabel bercadar atau selubung-shield).

Untuk menghilangkan gangguan sinyal pada Rangkaian elektronik dan digital seperti di atas dapat dikatakan mudah dan juga susah. Yang perlu diperhatikan adalah jenis gangguan dan perambatannya. Beberapa cara dapat digunakan seperti menghilangkan gangguan pada sumbernya, menghalangi perambatannya, atau mencegah sinyal gangguan masuk ke rangkaian yang dapat terkena gangguan.

bersambung…