Teori Elektronika Digital

Teori Elektronika Digital

Istilah digital telah menjadi bagian dari perbendaharaan kata kita sehari-hari. Sistem digital telah menjadi sedemikian luas hampir semua bidang kehidupan, dari komputer, piranti otomatis, robot, ilmu dan teknologi kedokteran sampai kepada transportasi, hiburan, penjelajah ruang angkasa dan banyak lagi.

Elektronika Digital adalah sistem elektronika yang dipelajari menggunakan sinyal digital dalam penerapan logic Low (0) dan logic High (1). Sinyal digital yang dihasilkan didasarkan pada sinyal yang bersifat terputus putus. Logika yang dihasilkan didapat berdasarkan tegangan beda potensial antara GND (0 volt) dan VCC (5 volt untuk IC TTL dan 12 volt untuk IC CMOS).Sinyal dalam elektronika digital di lambangkan dengan notasi aljabar 1 dan 0. Notasi 1 ini melambangkan terjadinya hubungan dan notasi 0 melambangkan tentang tidak terjadinya hubungan. Contoh paling gampang dari sinyal digital ini adalah saklar lampu. Ketika kita menekan tombol ON maka terjadi hubungan sehingga di notasikan 1, dan ketika kita menekan tombol OFF maka bilangan notasi akan berlaku sebaliknya. Pengertian Sistem Digital

Berdasarkan sifat sinyal yang diolah, ada 2 jenis rangkaian elektronika, yaitu:

1.      Rangkaian Analog, merupakan rangkaian elektronika yang mengolah sinyal listrik kontinyu.

2.      Rangkaian Digital, yaitu rangkaian elektronika yang mengolah sinyal listrik diskrit.

Secara istilah Rangkaian Digital atau Logika adalah kesatuan dari komponen-komponen elektronika pasif dan aktif yang membentuk suatu fungsi pemrosesan sinyal digital. Komponen pasif dan aktif itu membentuk elemen logika. Bentuk elemen logika terkecil adalah Gerbang Logika (Logic Gates).

Di dalam rangkaian digital terdapat sebuah sistem elektronika yang setiap rangkaian penyusunnya melakukan pengolahan sinyal diskrit. Sistem tersebut dinamakan Sistem Digital. Sistem digital terdiri dari beberapa rangkaian digital atau logika, komponen elektronika, dan elemen gerbang logika untuk suatu tujuan pengalihan tenaga atau energi. Dalam sistem  digital, penyusunan sebuah komponen tidak dapat dilepaskan dari gerbang logika yaitu gerbang logika yang dapat diintegrasikan dalam sebuah komponen IC (Integrated Circuit) yang sebenarnya merupakan susunan dari komponen komponen elektronika seperti transistor, kapasitor dan resistor.

Kelebihan sistem digital antara lain :

-          Sistem digital secara umum lebih mudah dirancang

-          Penyimpanan informasi lebih mudah

-          Ketelitian lebih besar

-          Operasi dapat diprogram

-          Untai digital lebih kebal terhadap derau (noise)

-          Lebih banyak untai digital dapat dikemas dalam bentuk IC

Terdapat beberapa perbedaan antara sistem digital dan rangkaian digital, diantaranya adalah:

Rangkaian Digital

-          Bagian-bagiannya terdiri atas beberapa gerbang logika

-          Outputnya merupakan fungsi pemrosesan sinyal digital

-          Input dan Outputnya berupa sinyal digital

Sistem Digital

-          Bagian-bagiannya terdiri atas beberapa rangkaian digital, gerbang logika, dan komponen lainnya

-          Outputnya merupakan fungsi pengalihan tenaga

-          Input dan Outputnya berupa suatu tenaga atau energi

  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. Rangkaian logika sering kita temukan dalam sirkuit digital yang diimplemetasikan secara elekrtonik dengan menggunakan dioda atau transistor.

Gerbang Dasar

Gerbang dasar terdiri dari gerbang AND, gerbang OR dan Gerbang NOT.

1.      Gerbang AND

Gambar 2.2. Simbol Gerbang AND

Disebut dengan perkalian logika dengan simbol tanda perkalian titik atau dibaca dot.

Tabel 2.1.Tabel Kebenaran Gerbang AND

A	B	Y = A . B
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Keterangan: Gerbang AND akan berlogika 1 atau keluarannya akan berlogika 1 apabila semua masukan atau inputannya berlogika 1, namun apabila semua atau salah satu masukannya berlogika 0 maka outputnya akan berlogika 0.

2.      Gerbang OR

Gambar 2.3. Simbol Gerbang OR

Disebut dengan penjumlahan logika dengan simbol tanda plus.

Tabel 2.2.Tabel Kebenaran Gerbang OR

A	B	Y = A + B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Keterangan: Gerbang OR akan berlogika 1 apabila salah satu atau semua inputan yang dimasukkan bernilai 1 dan apabila keluaran yang di inginkan berlogika 0 maka inputan yang dimasukkan harus bernilai 0 semua.

3.      Gerbang NOT

Gambar 2.4. Simbol Gerbang NOT

Gerbang NOT ini disebut sebagai komplementasi logika atau inversi.

Tabel 2.3.Tabel Kebenaran Gerbang NOT

A	Y = Ā
0	1
1	0

Keterangan: Gerbang NOT berfungsi sebagai pembalik (Inverter), yang mana outputnya akan bernilai terbalik dengan inputannya.

2.3.2.2. Gerbang Turunan

Gerbang Turunan adalah gerbang logika yang terbentuk dari gerbang dasar. Gerbang turunan terdiri dari gerbang NAND, NOR, EXOR, dan EXNOR.

1.      Gerbang NAND

Gambar 2.5. Simbol Gerbang NAND

Gerbang NAND (NOT – AND) adalah gerbang AND yang diikuti oleh sebuah inverter. Artinya melakukan operasi AND atas masukannya dan kemudian melakukan operasi NOT pada hasil operasi AND.

Tabel 2.4.Tabel Kebenaran Gerbang NAND

A	B	Y =
0	0	1
0	1	1
1	0	1
1	1	0

                                   

Keterangan:Gerbang NAND akan bernilai atau outputnya akan berlogika 0 apabila semua inputannya bernilai 1 dan outputnya akan berlogika 1 apabila semua atau salah satu inputannya bernilai 0.

2.      Gerbang NOR

Gambar 2.6. Simbol Gerbang NOR

Gerbang NOR (NOT – OR) adalah gerbang OR yang diikuti oleh sebuah inverter. Artinya melakukan operasi AND atas masukannya dan kemudian melakukan operasi NOT pada hasil operasi AND.

Tabel 2.5.Tabel Kebenaran Gerbang NOR

A	B	Y =
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	0

Keterangan: Gerbang NOR merupakan gerbang logika yang outputnya akan berlogika 1 apabila semua inputannya bernilai 0, dan outpunya akan berlogika 0 apabila semua atau salah satu inputannya inputannya berlogika 1.

3.      Gerbang EXOR

Gambar 2.7. Simbol Gerbang EXOR

Gerbang EXOR merupakan kepanjangan dari Exclusive OR dan disebut gerbang logika parity ganjil.

Tabel 2.6.Tabel Kebenaran Gerbang EXOR

A	B	Y = A  B
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Keterangan: Gerbang EXOR akan berlogika 1 apabila inputannya berbeda, namun apabila semua inputanya sama maka akan memberikan keluarannya 0.

4.      Gerbang EXNOR

Gambar 2.8. Simbol Gerbang EXNOR

Gerbang EXNOR merupakan kepanjangan dari Exclusive NOR dan disebut gerbang logika parity genap.

Tabel 2.7.Tabel Kebenaran Gerbang EXOR

A	B	Y =
0	0	1
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Keterangan: keluarannya akan berlogika 1 apabila semua inputannya sama, namun apabila inputannya berbeda maka akan memberikan output berlogika 0.