Download Laporan Elektronika Dasar "Penguat Inverting"

Download Laporan Elektronika Dasar "Penguat Inverting"

ACARA II

PENGUAT INVERTING

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan Praktikum

a. Membuktikan penguatan pada amplifier yang hanya bergantung pada hambatan umpn balik dan input rangkaian.

b. Mengoperasikan Op-Amp inverting.

2. Waktu Praktikum

Jumat, 13 Mei 2016

3. Tempat Praktikum

Lantai II, Laboratorium Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

B. ALAT DAN BAHAN

1. Alat-alat Praktikum

a. Analog Digital Trainer

b. Kabel Jumper

c. Multimeter Digital

d. Osiloskop

e. Passive Probe

2. Bahan-bahan Praktikum

a. Op-Amp 741

b. Resistor 1 k?

c. Resistor 10 k?

d. Resistor 20 k?

e. Resistor 51 k?

f. Resistor 100 k?

g. Resistor 200 k?

C. LANDASAN TEORI

Penguat operasional Op-Amp atau yang biasa disebut operational amplifier merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan arus searah yang memiliki bati (factor penguat) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741, yaitu transistor masukan terhubung dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung kepada sepasang transistor NPN yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama. Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008: 67).

Penguat membalik adalah suatu penguat di mana isyarat keluaran yang merupakan hasil penguatan, berbeda fase 180o dengan isyarat masukan atau berlawanan fase. Pada penguat membalik, isyarat masukan diberikan ke masukan yang negatif dan masukan yang tidak membalik ditanahkan, seperti gambar di bawah ini:

Untuk menganalisis rangkaian pada gambar di atas, digunakan Golden Rules. Karena tidak ada arus yang masuk ke input (+ atau -) Op-Amp (The Golden Rules 1), maka i1 = i2. Kemudian dari hukun Ohm diperoleh:

The Golden Rules kedua, Va = Vb. Karena titik b ditanahkan, maka Vb = 0, sehingga Va juga sama dengan nol. Dengan demikian, penguat tegangan lingkar tutup pada penguat membalik adalah (Wahyudi, 2014: 69).

Op-Amp adalah suatu penguat dengan dua buah masukan dan satu keluaran. Untuk mengendalikan penguatan yang tidak terlalu besar, maka dipasanglah rangkaian umpan balik (feedback) ke masukan membalik. Umpan balik ini mengembalikan sebagian dari isyarat keluaran ke masukan, sehingga memperoleh masukan. Umpan balik semacam ini disebut dengan umpan balik negatif. Jika umpan balik yang digunakan untuk memperkuat masukan, disebut dengan umpan balik positif. Dalam hal Op-Amp umpan balik negatif, dibuatlah rangkaian penguat membalik dan rangkaian penguat tak membalik (Gunawan, 1996: 14).

D. PROSEDUR PERCOBAAN

a. Digunakan kabel penghubung untuk membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini:

Gambar 2. Rangkaian Penguat Inverting

b. Diatur function generator pada 1000 Hz.

d. Dicek rangkaian dengan teliti. Setelah tidak bermsalah, digunakan power supply.

e. Diamati bentuk gelombang yang dihasilkan.

f. Kemudian, diukur tegangan AC masukan dan keluarannya dengan mempergunakan voltmeter AC.

g. Diulangi langkah 3 sampai dengan 6 dengan mengubah nilai Rf.

E. HASIL PENGAMATAN

(Terlampir).

F. ANALISIS DATA

(Terlampir).

Untuk file lengkapnya dapat di download melalui link dibawah :

Download Laporan

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum yang berjudul penguat inverting ini memiliki 2 tujuan yang harus dicapai. Kedua tujuan itu adalah membuktikan penguatan pada amplifier yang hanya bergantung pada hambatan umpan balik dan input rangkaian dan mengoperasikan Op-Amp inverting. Penguat inverting juga disebut dengan penguat membalik. Penguat membalik adalah suatu penguat di mana isyarat keluaran yang merupakan hasil penguatan berbeda fase sebesar 180o dengan isyarat masukan atau berlawanan fase. Pada penguat inverting, isyarat masukan diberikan ke masukan yang negarif, sedangkan masukan noninvertingnya akan ditanahkan. Pada rangkaian penguat inverting, digunakan rangkaian umpan balik negatif.

Pada praktikum ini, dilakukan dua percobaan, yaitu mengamati bentuk gelombang masukan dan keluaran pada osiloskop dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran rangkaian penguat inverting menggunakan multimeter. Setiap percobaan digunakan hambatan yang sama, yaitu sebesar 1 k?. sedangkan hambatan feedback digunakan 5 buah hambatan. Besarnya kelima hambatan tersebut adalah 10 k?, 20 k?, 51 k?, 100 k?, dan 200 k?. seperti yang sudah dibahas di atas, rangkaian pada penguat inverting menggunakan rangkaian umpan balik negatif. Oleh karena itu, diperlukan sebuah hambatan feedback (Rf) pada rangkaian. Rangkaian umpan balik ini dipasang pada masukan inverting dan berguna untuk mengendalikan penguatan yang tidak terlalu besar. Umpan balik ini megembalikan rangkaian isyarat keluaran ke isyarat masukan, sehingga masukan akan diperlemah.

Pada percobaan pertama dilakukan pengamatan gelombang masukan dan keluaran pada osiloskop. Bentuk gelombang masukan dan keluaran rangkaian berbentuk sinusoidal. Gelombang keluaran yang merupakan hasil penguatan memiliki perbedaan fase sebesar 180o. Hal ini sesuai dengan definisi penguat inverting. Berdasarkan hasil pengamatan, diperoleh nilai y pada gelombang masukan dan keluaran yang hamper sama. Nilai y untuk gelombang masukan adalah sama yaitu 0,8 div. sedangkan nilai y untuk gelomabang keluaran berturut-turut adalah 2,6 div; 2 div; 1,8 div; 2,8 div; dan 2 div. Jika dibandingkan satu sama lain, amplitude (y) gelombang keluaran lebih besar dibandingkan dengan amplitude (y) pada gelombang masukan. Hal ini berarti gelombang keluaran atau tegangan keluaran merupakan penguatan dari gelombang masukan. Selanjutnya percobaan kedua, yaitu pengukuran nilai tegangan masukan dan tegangan keluaran rangkaian penguat inverting. Pada percobaan ini, digunakan nilai Rin yang tetap, yaitu 1 k?. Sedangkan nilai Rf yang digunakan berbeda-beda yaitu 10,20,51,100 dan 200 K?. Nilai tegangan masukan yang diperoleh sama, yaitu 2,83 mV untuk nilai Rf yang berbeda. Sedangan nilai tegangan keluaran yang diperoleh berbeda-beda. Nilai Vout yang diperoleh adalah 18,4 mV, 35,36 mV, 0,064 mV, 0,198 mV, dan 0,35mV. Kemudian dilakukan perhitungan penguat tegangan (Av). Pertama, dilakukan perhitungan penguat tegangan berdasarkan teori, yaitu perbandingan dari nilai Rf dengan nilai Rin. Nilai Av yang diperoleh, berturut-turut adalah 10, 20, 51, 100, dan 200 K?. Kedua, perhitungan Av berdasarkan hasil pengukuran tegangan masukan dan tegangan keluaran menggunakan multimeter. Nilai Av yang diperoleh, berturut-turut adalah 14,29,85,169,dan 338 K?. Ketiga, perhitungan Av berdasarkan hasil pengamatan osiloskop. Nilai Av yang diperoleh, berturut-turut adalah 6,5; 12,54; 22,615; 69,96; dan 123,68. Dari ketiga data Av di atas, nilai penguat (Av) nya semakin besar seiring dengan bertambahnya nilai Rf yang digunakan.

H. PENUTUP

1. Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

a. Nilai penguat yang diperoleh berdasarkan teori adalah 10, 20, 51, 100, dan 200. Sedangkan nilai penguat yang diperoleh berdasarkan pengukuran multimeter adalah 14, 29, 85, 169, dan 338 K?. Berbedapula dengan hasil nilai penguat berdasarkan pengamatan pada osiloskop, nilai yang diperoleh adalah 6,5; 12,54; 22,615; 69,96; dan 123,68. Ketiga nilai penguat tegangan tersebut semakin meningkat seiring dengan bertambahnya nilai hambatan umpan balik (Rf). fase gelombang keluaran hasil penguatan berbeda 180o dari gelombang masukan dan nilai amplitudonya juga semakin bertambah seiring bertambahnya nilai Rf. Hal ini membuktikan bahwa penguat tegangan inverting juga bergantung pada input rangkaian.

b. Penguat inverting merupakan suatu penguat dimana isyarat keluaran yang merupakan hasil penguatan. Berbeda fase 180o dengan isyarat masukan. Pada inverting isyarat masukan diberikan ke masukan negative dan masukan yang tidak membalik (non inverting) diberikan ke masukan positif.

2. Saran

Pada praktikum ini, saya sarfankan kepada pratikan untuk lebih teliti dalam merangkai rangkaiannya supaya tidak terjadi kesalahan atau kebakaran.

DAFTAR PUSTAKA

Daryanto. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika Edisi Pertama. Jakarta: Bumi Aksara.

Gunawan, Hanafi. 1996. Prinsi-prinsip Elektronika Edisi Kedua. Jakarta: Erlangga.

Wahyudi. 2014. Elektronika Dasar 2. Mataram: FKIP Press.

Mozaik Al Qharomi

Download Laporan Elektronika Dasar "Dasar-Dasar Penguat Operasional"

Download Laporan Elektronika Dasar "Dasar-Dasar Penguat Operasional"

ACARA 1

DASAR-DASAR PENGUAT OPERASIONAL

A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM

1. Tujuan praktikum

a. Mengukur tegangan offset masukan op-amp 741.

b. Mengukur CMRR Op-amp 741.

2. Waktu praktikum

Jumat, 6  Mei 2016

3. Tempat praktikum

Lantai II, Laboratorium Fisika Dasar, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Mataram.

B. ALAT DAN BAHAN

1. Alat-alat praktikum

a. Breadboard

b. Dual power supply

c. Function generator

d. Kabel jumper

e. Kabel multimeter

f. Multimeter digital

g. Probe function generator

2. Bahan-bahan Praktikum

a. IC Op-Amp LM 741

b. Resistor 100 O

c. Resistor 100 KO

d. Resistor 1 mO

C. LANDASAN TEORI

Penguat operasional op-amp atau yang biasa disebut operational amplifier merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus yang searah yang memiliki bati (factor penguat) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741, yaitu transistor masukan terhubung dengan konfigurasi pengikut emitter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama. Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008:67).

Dasar-Dasar Penguat Operasional

Berdasarkan gambar diatas, bila kedua masukan dibumikan, maka akan selalu ada tegangan keluaran yang dikenal sebagai tegangan keluaran offset. Hal ini diakibatkan karena transistor-transistor masukan memiliki harga VBE yang berbeda. Tegangan offset masukan sama dengan selisih dari VBE. Agar bias berfungsi secara optimal, Op-amp harus diberi rangkaian tambahan misalakan resistor dan kapasitor yang dipasang dari keluaran ke masukan yang membalik. Rangkaian ini disebut rangkaian umpan balik. Tujuan rangkaian ini adalah agar keluaran tidak terpotong pada ±VCC. Disebabkan karena penguatannya sangat tinggi. Jika keluarannya dihubungkan dengan resistor Rf ke masukan membalik, maka rangkaian disebut dengan rangkaian umpan balik negative. Op-amp seperti ini disebut berada dalam keadaan lingkar tertutup. (close loop) yang disingkat lt. dengan demikian, untuk mempelajari Op-amp harus difahami 2 aturan yang sangat penting yaitu golden rules yang berisi, tidak ada arus yang masuk ke input (+ atau-) op-amp dan beda potensial antara kedua input op-amp adalah nol atau Va=Vb. Persamaan untuk penguat lingkar tertutup adalah (Wahyudi, 2014:65).

Alt = Vout/Vin

CMRR merupakan singkatan dari Common Mode Rejection Ratio yang berarti perbandingan penolakan modus bersama. Ukuran kemampuan penguat untuk menolak sinyal common mode (noise) inilah yang disebut dengan CMRR. Idealnya, AVcm bernilai nol, tetapi dalam praktiknya nilainya sangat kecil biasanya bernilai kurang dari 1. CMRR dirumuskan sebagai

CMRR (dB) = 20 log AVdiv/(   AVcm)

D. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Menentukan Tegangan offset masukan op-amp 741

2. Membuat rangkaian seperti dibawah ini

3. Diukur tegangan output rangkaian dengan menggunakan multimeter digital.

4. Menentukan CMRR IC op-amp 741

5. Dibuat rangkaian seperti pada dibawah ini

6. Disetel frekuensi signal generator antara 60-100 Hz.

7. Dengan multimeter digital, diukur tegangan masukan Vin dan setel paling tidak bernilai 2 volt. Tegangan ini disebut tegangan masukan modus bersama (Vin (cm)).

8. Diukur tegangan keluaran Vout dengan menggunakan multimeter digital. Tegangan ini disebut tegangan keluar modus bersama.

E. HASIL PENGAMATAN

(Terlampir).

F. ANALISIS DATA

(Terlampir).

Untuk Lebih Lengkapnya Download Melalui Link Dibawah Ini :

Download Laporan

G. PEMBAHASAN

Pada praktikum kali ini yaitu dasar-dasar penguat operasional yang memiliki dua tujuan yaitu mengukur tegangan offset masukan op-amp 741 dan mengukur CMRR op-amp 741. Penguat operasional op-amp atau biasa disebut dengan operational amplifier merupakan penguat DC yang berpangutan sangat tinggi, yang menggunakan rangkaian umpan balik (feedback) luar untuk mengatur responnya. Op-amp berupa rangkaian terpadu yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran.

Pada praktikum ini ada dua percobaan yang dilakukan. Pada percobaan pertama, dilakukan pengukuran nilai Vout dan diperoleh nilai sebesar0,64 volt. Rangkaian yang digunakan adalah rangkaian op-amp dengan kedua masukan yang dibumikan. Hal ini menyebabkan timbulnya tegangan keluaran yang disebut tegangan keluaran offset. Hal ini diakibatkan karena transistor-transistor masukan memiliki harga VBE yang berbeda-beda. Tegangan offset masukan memiliki harga yang sama dengan selisih dari VBE. Untuk menentukann nilai tegangan offset masukan, maka perlu dihitung nilai penguat lingkar tutup. Nilai Acl yang diperoleh adalah 10 kali. Penguat lingkar tutup merupakan hubungan antara Vout dengan Vin pada rangkaian. Pada ranngkaian, keluaran dihubunngkan dengan resistor Rf ke masukan membalik, sehingga disebut umpan balik negative. Op –amp seperti berada dalam keadaan lingkar tertutup. Kemudian dihitung nilai tegangan offset masukan dan diperoleh nilai sebesar 0,64 volt.(ekspedisiedu.tk)

Pada percobaan kedua, dilakukan pengukuran nilai tegangan keluaran dan tegangan masukan modus bersama. Hal ini bertujuan untuk menentukan nilai CMRR Op-amp 741. Nilai tegangan masukan dan keluaran yang diperoleh adalah 0,09 volt dan 0,10 volt. CMRR merupakan singkatan dari common mode rejection ratio yang artinya perbandingan penolakan modus bersama .  Tegangan modus bersama ini manual saat adanya penyamaan fase gelombang dari kedua masukann. Tegangan modus bersama ini juga yang akhirnya menimbulkan noise atau error pada keluaran. Dalam melakukan pengukuran nilai Vin (cm) dan Vout (cm), function generator disetel pada frekuensi 92 Hz. Setelah diperoleh nilai Vin dan Vout, dihitung nilai penguat diffeerensialnya dan diperoleh nilai sebesar 1000 kali. Nilai penguat modus bersama (Acm) diperoleh sebesar 0,9 kali. Dari kedua nilai tersebut nilat Adiff jauh lebih besar daripada nilai Acm. Idealnya, nilai Acm bernilai nol, tapi dalam hasil praktikum tidak sama dengan nol. Semaki kecil nilai Acm, maka nilai CMRR semakin tinggi. Artinya, penguat semakin mampu dalam meredam noise. Nilai CMRR diperoleh yyaitu 1111 kali, sedangkan CMRR dalam decibel dihasilkan 60,92 dB.

H. PENUTUP

1. Kesimpulan

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:

a. Nilai tegangan offset masukan yang diperoleh adalah 0,64 volt. Nilai ini muncul saat kedua masukan dibumikan dan tegangan ini memiliki harga yang sama dengan selisih dari VBE. Untuk memperoleh tegangan ini, rangkaian op-amp harus berada pada keadaan lingkar tutup yang dihubungkan dengan Rf. (ekspedisiedu.tk)

b. Nilai CMRR yang diperoleh adalah 1111 kali atau 60,92 dB. Semakin tinggi nilai CMRR suatu penguat, maka semakin bagus penguat tersebut dalam meredam noise. CMRR merupakan perbandingan antara penguat differensial dengan penguat modus bersama.

2. Saran

Pada praktiku ini, praktikan harus memahami fungsi dari setiap kaki op-amp dan harus bias membacanya.

DAFTAR PUSTAKA

   

Daryanto. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika Edisi Pertama.Jakarta:Bumi Aksara.

Saha,A.2007.Digital Principles and Logic Design.New Delhi: Infinity Science Press.

Wahyudi.2014. Elektronika Dasar. Mataram:Fkip Press.

Mozaik Al Qharomi