Perpustakaan Digital ITB

Makalah ini menyajikan perancangan, implementasi, dan karakterisasi Analog-Front-End (AFE) 8-saluran untuk akuisisi waktu tempuh akustik pada sistem tomografi sonik pohon. AFE ini mengondisikan sinyal dari sensor cincin piezoelektrik dan terhubung dengan mikrokontroler Teensy 4.1, menyediakan tahap input impedansi tinggi, filter anti-aliasing Sallen-Key orde kedua, penggeseran level setengah catu daya melalui referensi 1,65 V, serta proteksi input ADC menggunakan penjepit Schottky. Topologi dua tahap memadukan penguat operasional input-JFET (OPA2134) pada bagian depan berimpedansi tinggi dengan OpAmp bipolar (OPA1612) untuk tahap selanjutnya. Prototipe ini diimplementasikan pada PCB empat lapis dengan referensi tegangan bersama REF2033 dan power supply TPS65133. Hasil pengukuran mengonfirmasi rentang sinyal 500 Hz hingga 16 kHz dengan atenuasi terburuk sebesar ?0,68 dB pada batas atas, serta frekuensi cut-off ?3 dB pada frekuensi 25,3 kHz, sangat sesuai dengan target rancangan. Signal-to-Noise Ratio (SNR) yang terukur adalah 64,35 dB untuk input sinusoidal dan 43,83 dB untuk bacaan sinyal Piezoelectric Sensor dengan keluaran terkecil, di mana keduanya secara signifikan melampaui persyaratan sistem sebesar 10 dB. Interferensi antar-saluran sebesar 30 mVpp ditemukan pada keluaran saluran yang tidak memiliki input, hal ini terjadi akibat penggunaan rel referensi 1,65 V bersama; diusulkan untuk memitigasi efek ini dengan membuat rail yang lebih stabil pada iterasi mendatang.