20 TK2A PenguatPengikutTakMembalik Yulia

LAPORAN PRAKTIKUM RANGKAIAN TELEKOMUNIKASI

PERCOBAAN 1 PENGUAT PENGIKUT TAK MEMBALIK

Di susun oleh:

Nama NIM Kelas

: Yulia Tri Setianingrum : 3.33.09.0.24 : TK-2A

KELOMPOK : 1. Hasana Chalik 2. Ibnu Prasetyo 3. Yulia Tri Setyaningrum NIM : 3.33.09.0.07 NIM : 3.33.09.0.09 NIM : 3.33.09.0.24

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG TAHUN 2011

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalik

DAFTAR ISI

Halaman Judul.. Daftar isi...1 1. Tujuan.....2 2. Dasar Teori.....2 3. Alat dan Bahan...5 4. Gambar Rangkaian dan Langkah Percobaan..5 5. Data Hasil Percobaan......5 6. Analisis Data...8 7. Kesimpulan...10 8. Tugas dan Pertanyaan...11

20Yulia Tri Setianingrum

1


PERCOBAAN - 1 PENGUAT PENGIKUT TAK MEMBALIK

1.

Tujuan Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rankaian, memeriksa rangkaian dan menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat : a. Menggunakan IC operasional amplifier, perolehan (gain) tinggi. b. Menghitung nilai komponen yang diperlukan untuk rangkaian penguat tak membalik c. Memperhitungkan dan mengukur penguatan, dan frekuensi cross over pada kurva respon frekuensi. d. Merancang rangkaian operasional amplifier sesuai dengan kebutuhan. sebagai penguat tak membalik dengan

2.

Dasar Teori Prinsip Dasar Penguat Operasional Penguat operasional yang ideal memiliki sifat-sifat : Open loop Voltage gain : AV Input Impedance Output Impedence Input offset Voltage Input bias current Input offset current : IB = : IIN : ZIN = ~ = ~

: ZOUT = 0 : VIN = 0IB1 + IB2 =0 2

= IB1 - IB2 = 0

Rangkaian Inverting (Membalik) Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasikan keluaran negatip atau masukan negatip menghasilkan keluaran positip. Rangkaian dari penguat operasional inverting ditunjukkan dengan gambar berikut ini:Rf

+ Vcc R1

+- Vcc Vout

Vin

Gambar 1. Rangkaian Penguat Membalik (Inverting)


2


Bila suatu tegangan DC (+VIN )dipasang pada masukan (-) lewat tahanan R1, maka arus I akan mengalir seperti terlihat pada gambar 12. Arus dikendalikan oleh Op-Amp sedemikian rupa sehingga tegangan jatuh pada R1 = VIN hal ini di mungkinkan karena disini digunakan teori pengendalian dengan feed-back negatip (Tahanan Rf sebagai elemen feed-back negatip). Bila tegangan pada input dan + kecil maka Op -Amp akan mengoreksi sedemikian rupa sehingga selisih VIN - dengan VIN + sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan: VIN = I.R1 VOUT = -I.Rf. Oleh karena arus I besarnya sama, makaVOUT = Rf VIN R1

Gain Op-Amp dengan konfigurasi inverting adalah :

A=

VOUT Rf = VIN R1

tanda negatip disini menyatakan berbalik polaritas atau antara masukan dan keluaran berbalik fasa 180, bila ditinjau dengan sinyal sinusoida.

Rangkaian Non Inverting (Tidak Membalik) Non-Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasilkan keluaran positip. Atau masukan negatif menghasilkan keluaran negatif. Seperti halnya pada rangkaian inverting, disinipun akan ditunjukan rumus gain dari rangkaian ini.

Rf

+ Vcc R1

+Vin - Vcc Vout

Gambar 2. Rangkaian Non-Inverting

Tegangan positip VIN dihubungkan ke terminal masukan (+) Op-Amp, seperti halnya pada rangkaian inverting beda tegangan pada masukan (-) dan (+) adalah sama dengan 0(nol),


3

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membaliksehingga tegangan masukan sama dengan tegangan jatuh pada R1 dan tegangan keluaran akan sama dengan tegangan pada R1 ditambah dengan tegangan pada Rf. Untuk itu berlaku rumus hubungan antara masukan dan keluaran sebagai berikut: VIN = I.R1

VOUT = I(R1 +Rf)R1 + Rf VIN R1

VOUT =

Gain Op-Amp

VOUT R1 + Rf Rf = = 1+ VIN R1 R1

Rangkaian Voltage Folower

+ V cc

+V in - Vcc Vout

Gambar 3. Op-Amp sebagai Voltage Folower Untuk dapat menganalisa dengan mudah kita berikan harga ekstrim pada rangkaian gambar 1, yaitu dengan mamasang Rf = 0 dan Ri = ~. Pada kondisi ini (lihat gambar 3) Ri seolah terputus dan Rf hubung singkat, sehingga didapatkan persamaan:

VOUT Rf 0 = 1+ = 1+ = 1 VIN Ri ~

Jadi penguatan tegangan (gain) dari rangkaian ini = 1 dan polaritasnya tidak terbalik antara masukan dan keluaran. Rangkaian ini sering juga disebut dengan rangkaian penyangga (buffer)


4


3.

Alat dan Bahan yang Digunakan a. IC MC 3403 b. Resistor 1K (1), 100K (2), 22K (3). c. Kapasitor 0,001F d. CRO e. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz f. Multimeter Analog & Digital g. Catu Daya 15 Volt

4.

Langkah Percobaan 1. Siapkan catu daya ( Power Supply). 2. Pastikan catu daya pada kondisi OFF dan pengatur tegangan pada posisi minimum. 3. Hubungkan catu daya dengan tegangan jala-jala. 4. Buat rangkaian seperti berikut:

C1 0,001uF

R2 IC 3403

22K

+15 Volt (2)

+

(4) (1) Vout

R3 1K Vin

(3)

(11) - -15 Volt

R1 22K

R4 22K

5. Berikan sinyal kecil ke input (kira-kira 100mVp-p). Catatlah gain dari penguat. 6. Hubungkan keluaran penguat dengan masukan horizontal osiloskop, untuk melihat bentuk lisayuous. Gantilah R1 dan R2 dengan resistor sebesar 100K. Catatlah apa yang terjadi. 7. Dengan mengganti nilai C1, buatlah agar penguat mempunyai frekuensi cross over pada frekuensi tinggi sbesar 12 KHz. Catat besarnya kapasitor tersebut. 8. Ubahlah rangkaian menjadi penguat pengikut yang membalikkan sinyal. Tentukan pergeseran fasa antar masukan dan keluaran. Ukur gain penguat.


5

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalik5. Data Hasil dan Gambar Percobaan

a. Langkah 1

Gambar 1.

R1 = 22 K R2 = 22 K F = 500 Hz Volt/div = 50 mVolt Time/div = 0,1 mS V input = 100 mVpp V output = 180 mVpp

Gain

= = = 1,8 kali

Gain (dB) = 20 log 1,8 = 5,105 dB

Gambar Lisayuous

Gambar Lisayuous Langkah 1.


6

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalikb. Langkah 2

Gambar 2.

R1 = 100 K R2 = 100 K F = 500 Hz Volt/div = 50 mVolt Time/div = 0,2 ms Vinput = 100 mVpp V output = 160 mVpp

Gain

= = = 1,6 kali

Gain (dB) = 20 log 1,6 = 4,08 dB

Gambar Lisayuous

Gambar Lisayuous Langkah 2.


7

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalikc. Langkah 3 (Cross Over)

Keterangan Gambar: R1 = 100 K R2 = 100 K Volt/div = 50 mVolt Time/div = 0,5 mS F (cross over) = 1,2 MHz Vinput = 100 mVpp Voutput = 70 mVpp

Gain (terukur) = = = 0,7 kali

Gain (dB)

= 20 log 0,7 = -3,09 dB

Gambar Lisayuous

Gambar Lisayuous Cross Over.


8

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalik6. Analisis Data Sesuai dengan teori bahwa untuk mendapatkan penguatan, menggunakan rumus: Gain = Penguat non inverting akan menghasilkan keluaran positif jika masukkannya positif dan akan menghasilkan keluaran negative jika masukkanya negative. Setelah dilakukan praktek diperoleh data sebagai berikut. Dari percobaan Langkah 1

Berdasarakan percobaan, didapat penguatan sebesar 1,8 kali. Berdasarkan Teori Data dari percobaan pertama:R1 dan R2 = 22 K Volt/div Time/div Voutput C fc = 50 mVolt = 0,2 mS = 180 mVp-p = 0,001 F = 500 Hz

Karena terdapat R3 dn R4 yang merupakan pembagi tegangan maka input yamg didapat : Rf = R2 // Xc = R2 // ( 1 / ( 2 (3,14) f c)) = R2 // (1/ (6,28 x 500x 0,001)) = R2 // (1 / 6,28 x 5.10-7) = 22000 // 318471,3376 = (22000 x 318471,3376) / ( 22000 + 318471,3376 ) = 20578 Vm =(R4 / (R3 + R4))x Vin = (22000/(1000+22000)) x Vin = (22/23) x Vin = 0,9565 x Vin = 0,9565x 100 mV = 95,6 mV

Vout = ((Rf/R2)+1)x Vm = ((20578/22000)+1)x 95,6 mV = 1,935 x 95,65 mV = 185,08 mV


9

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak MembalikGain = = = 1,93 dB

Hasil pengukuran dan perhitungan terdapat perbandingan :

Perbandingan hasil output dalam pengukuran dengan perhitungan adalah 180 :185,08

Perbandingan nilai gain pengukuran dengan perhitungan adalah 1,8 : 1,93

Perbedaan nilai pengukuran dengan perhitungan dapat disebabkan oleh beberapa faktor, antara lain : Adanya tahanan dalam pada komponen dan alat bantu Kesalahan dalm pengukuran dan pembacaan Adanya kesalahan perhitungan

Cross over akan terjadi ketika mengalami penurunan tegangan sebesar -3dB -3 dB -0,15 = 20 log ( Vout / Vin) = log ( Vout / Vin)

10-0,15 = Vout / Vin 0,708 = Vout / Vin Gain = 0,708 dB

Sehingga terjadinya Cross over adalah R1= 100 K R2= 100 K Frekuensi (cross over) = 1,2 MHz Voutput = 70 mVp-p Gain (terukur) = = = 0,7 Db

7.

Kesimpulan Kesimpulan dari Praktek Rangkaian Telekomunikasi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak Membalik adalah sebagai berikut : Penguat non inverting bersifat tidak membalikan/positif.sesuai dengan rumus, besarnya pengutan dipengaruhi besarnya Rf dan R1.


10

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak MembalikBesar penguatan pada masukan yang sama dan resistor yang sama bisa berbeda jika frekuensi input yang diberikan berbeda ( karena besarnya frekuensi input secara tidak langsung mempengaruhi besar tegangan input ). Pada sinyal hasil keluaran ( setelah terjadi penguatan ) ada sedikit perbedaan fasa bisa dipengaruhi komponen yang digunakan. Pada penguatan yang diperoleh dari input OP-amp tidak sesuai dengan teori bisa dikarenkan : - Adanya kesalahan dalam pembacaan osiloskop. - Komponen yang digunakan. - Hambatan dalam pada alat dan komponen.

8.

Tugas dan Pertanyaan A. Tugas : Rancanglah dau sistem penguat yang , keduanya memiliki dua masukan yang sama tetapi keluarannya berbeda fasa 180, dan kedua keluarannya mempunyai amplitudo yang sama. Kedua penguat tersebut memiliki titik roll off pada 3 KHz. Hitunglah gain dalam dB dari kedua penguat tersebut. Jawab :

B. Pertanyaaan : 1. Jika anda menggunakan IC linier opamp sebagai penguat non-inverting, sinyal masukan diumpankan ke kaki 2. Pada penguat non-inverting, jika resistor umpan balik R2 = 100 K, dan R1 = 1 K, maka pengauatan dari penguat tersebut akan sama dengan .. 3. Jika R1 = R2 = 10 K dan Vin = 1 Volt maka Vout = . 4. Jika R1 = R2 = 100 K dan R3 = R4 = 10 K, dan berapa penguatan total rangkaian? 5. Jika diumpankan sinyal berupa pulsa positif pada rangkaian dalam percobaan, maka kerluarannya akan


11

Penguat Pengi Percobaan 1 Penguat Pengikut Tak MembalikJawab : 1. Jika kita menggunakan IC linier opamp sebagai penguat non-inverting, sinyal masukan kita umpankan ke kaki: kaki 3, 5, 10, ataupun 12, sesuai dengan rangkaian yang digunakan pada IC.

2. Gain =

Vout R1 = +1 Vin Rf

= 1.01 kali = 0.086 dBR1 + Rf Vin R1

3. Vout =

== 2 Volt

4. Vm=(R4 / (R3 + R4))x Vin = ( 10/(10+10))xVin = (10/20)x Vin = 0,5 Vin

Vout

= ((R1/R2)+1)x Vm = ((100/100)+1)x 0,5 Vin = 2x 0,5 Vin

V out = Vin

5. Jika diumpankan sinyal keluarannya berupa pulsa positif pada rangkaian dalam percobaan, karena rangkaian ini merupakan noninverting ( tidak membalik) jadi hasilnya sama.


12

20 TK2A PenguatPengikutTakMembalik Yulia

Documents

Transcript of 20 TK2A PenguatPengikutTakMembalik Yulia