Amplifier Spec Smk

PERBANDINGAN DRIVER AUDIO AMPLIFIER

ANTARA YANG MENGGUNAKAN TRANSISTOR DENGAN

YANG MENGGUNAKAN OP AMP 741

SKRIPSI

Disusun guna memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

Pada Universitas Negeri Semarang

Oleh :

Nama : Didi Mustofa Abdilah

NIM : 5301401023

Program Studi : Strata 1 Pendidikan Teknik Elektro

Jurusan : Teknik Elektro

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2006

ii

ABSTRAK Didi Mustofa Abdilah. 2006. Perbandingan Driver Audio Amplifier Antara yang Menggunakan Transistor dengan yang Menggunakan Op-amp 741. Skripsi,Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang.

Rangkaian driver audio amplifier sebagai salah satu bagian dari sistem audio amplifier yang berfungsi menggerakkan daya isyarat masukan dan meneruskan ke bagian penguat akhir (Power Amplifier). Driver audio amplifier yang umum menggunakan transistor atau yang menggunakan Op-amp. Hal ini menunjukkan masing-masing rangkaian di atas mempunyai kelebihan.

Permasalahan dari penelitian ini adalah mengetahui perbedaan rangkaian driver audio amplifier antara yang menggunakan transistor dan yang menggunakan Op-amp 741. Tujuan dari penelitian adalah untuk mengetahui seberapa jauh perbedaan dan mengetahui mana yang lebih antara rangkaian driver audio amplifier tersebut. Jumlah sampel dalam penelitian ini ada 3 (tiga) buah rangkaian driver audio amplifier, terdiri atas rangkaian dengan menggunakan transistor C828. transistor C1675, dan Op-amp 741. Metode yang digunakan dalam pengambilan data adalah jenis "Quasi Experiment dengan model "Treatment by Subject Design yaitu memberi perlakuan pada sekelompok subyek yang sama. Perlakuan dilakukan dengan mengatur frekuensi dari 15 Hz sampai 20 KHz sementara tegangan sumber sinyal (AFG) tetap sebesar 0.8 Vp-p.

Teknik analisis data menggunakan uji-t atau t-test untuk membandingkan data impedansi input, impedansi output, dan penguatan tegangan rangkaian driver audio amplifier antara yang menggunakan transistor dan rangkaian yang menggunakan Op-amp 741. Jumlah pengukuran 20 kali frekuensi sehingga derajat kebebasan (dB) adalah (N-l) = 19. Dengan taraf signifikansi 5% dikonsultasikan dengan tabel distribusi. Ho diterima (-2,093 < t'

iii

LEMBAR PENGESAHAN

Skripsi, 2006, judul skripsi Perbandingan Driver Audio Amplifier Antara Yang Menggunakan Transistor Dengan Yang Menggunakan Op-amp 741

Telah dipertahankan di hadapan Dewan Penguji pada : Hari : Rabu Tanggal : 08 Maret 2006

Panitia Ujian

Ketua Sekretaris Drs. Djoko Adi Widodo, M. T. Drs. Suryono, M.T. NIP. 131570064 NIP. 131474228

Tim Penguji Ketua Penguji

Drs. Abdullah, M. Pd. NIP. 130515763 Pembimbing I Anggota Penguji I Drs. Samiyono, M.T. Drs. Samiyono, M.T. NIP. 130515758 NIP. 130515758 Pembimbing II Anggota Penguji II Drs.Herdi Saputra Drs.Herdi Saputra NIP.131570074 NIP.131570074

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik

Prof. Dr. Soesanto NIP. 130875763

iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

MOTTO

Jadikanlah shalat dan sabar sebagai penolongmu, sesungguhnya Allah

bersama orang-orang yang sabar. (QS. Al-Baqarah 153)

Keindahan yang sesungguhnya adalah kesederhanaan dan kejujuran.

Janganlah pernah menjadi pohon pisang melainkan pohon bambu, pohon

pisang daunnya lebar sehingga anak-anaknya tidak kebagian sinar

matahari, sedangkan pohon bambu rela telanjang agar anak-anaknya

kebagian sinar matahari (Cak Nur)

PERSEMBAHAN

1. Bapak Ibu tercinta

2. Adikku tersayang (Zaenal dan Titin)

3. Rekan se-angkatan PTE 01

4. Sahabatku semua

5. Almamaterku

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-Nya

sehingga dapat terselesaikannya skripsi dengan judul Perbandingan Driver Audio

Amplifier Antara Yang Menggunakan Transistor Dengan Yang Menggunakan Op-

amp 741

Skripsi tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu diucapkan terima

kasih kepada :

1. Dr. AT. Soegito, SH. MM, Rektor Universitas Negeri Semarang.

2. Prof. Dr. Soesanto, Dekan fakultas teknik yang telah memberikan ijin

penelitian dalam menyusun skripsi ini.

3. Drs. Djoko Adi Widodo, M.T, Ketua Jurusan teknik elektro yang telah

memberikan ijin penelitian dalam penyusunan skripsi ini.

4. Drs. Samiyono, M.T, Dosen Pembimbing I yang telah membimbing

dengan penuh kesabaran dari awal hingga selesainya skripsi ini.

5. Drs. Herdi Saputra, Dosen Pembimbing II yang dengan penuh

kesabarannya, telah membimbing dalan penyusunan skripsi ini.

6. Semua pihak yang telah membantu penyusunan skripsi ini yang tak bisa

disebutkan satu per satu.

Akhirnya dengan segala kerendahan hati, berharap semoga skripsi ini

bermanfaat bagi semua pihak yang berkepentingan.

Semarang, April 2006

Penulis

vi

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL...................................................................................... i

ABSTRAK ..................................................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN ........................................................................ iii

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ................................................................. iv

KATA PENGANTAR.................................................................................... v

DAFTAR ISI ................................................................................................. viii

DAFTAR GAMBAR...................................................................................... ix

DAFTAR TABEL .......................................................................................... x

DAFTAR LAMPIRAN .................................................................................. xi

BAB 1 PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah ........................................................................... 1

B. Perumusan Masalah.................................................................................. 3

C. Tujuan Penelitian...................................................................................... 3

D. Manfaat Penelitian.................................................................................... 4

E. Batasan Masalah....................................................................................... 4

F. Penegasan Istilah ...................................................................................... 5

G. Sistematika Penulisan Skripsi................................................................... 6

BAB 2 LANDASAN TEORI

A. Parameter Penguat .................................................................................... 8

1. Impedansi Input.................................................................................... 9

2. Impedansi Output ................................................................................. 10

3. Penguatan............................................................................................. 11

vii

4. Respon Frekuensi ................................................................................. 12

5. Lebar Pita (Band-width)....................................................................... 13

6. Distorsi................................................................................................. 14

B. Rangkaian Driver Audio Amplifier .......................................................... 16

1. Rangkaian driver audio amplifier dengan transistor ............................. 16

2. Rangkaian driver audio amplifier dengan op-amp 741......................... 20

C. Kerangka berfikir ..................................................................................... 23

D. Hipotesis................................................................................................... 23

BAB 3 METODE PENELITIAN

A. Desain Eksperimen................................................................................... 25

B. Populasi .................................................................................................... 26

C. Sampel...................................................................................................... 26

D. Variabel Penelitian ................................................................................... 26

E. Teknik Pengumpulan Data ....................................................................... 27

1. Uji validitas......................................................................................... 27

2. Pengukuran ......................................................................................... 28

F. Instrumen Penelitian................................................................................. 29

G. Teknik Analisis Data ................................................................................ 29

1. Mencari varian sampel dan simpangan baku....................................... 29

2. Melakukan uji dua ekor....................................................................... 30

H. Langkah-langkah Penelitian ..................................................................... 31

1. Pengukuran impedansi input ............................................................... 32

2. Pengukuran impedansi output ............................................................. 33

3. Pengukuran penguatan tegangan ......................................................... 34

viii

4. Pengukuran respon frekuensi .............................................................. 35

I. Perlakuan Pada Penelitian ........................................................................ 35

J. Tabel Pengukuran..................................................................................... 36

BAB 4 HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Alat Ukur Dan Kalibrasi........................................................................... 37

1. Rangkaian driver audio amplifier yang diukur.................................... 37

2. Kalibrasi multimeter ........................................................................... 38

3. Kalibrasi osliloskop ............................................................................ 39

B. Hasil Penelitian ........................................................................................ 40

1. Impedansi input................................................................................... 41

2. Impedansi output................................................................................. 42

3. Penguatan tegangan dan respon frekuensi ........................................... 44

C. Analisis Hasil Penelitian........................................................................... 47

1. Analisis statistik.................................................................................. 47

2. Analisis pengukuran rangkaian driver audio amplifier ....................... 49

3. Analisis respon frekuensi .................................................................... 52

D. Pembahasan.............................................................................................. 53

E. Keterbatasan Penelitian ............................................................................ 54

BAB 5 PENUTUP

A. Kesimpulan ............................................................................................. 55

B. Saran ........................................................................................................ 56

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................... 57

LAMPIRAN LAMPIRAN ........................................................................ 58

ix

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Gambar 1. Diagram blok penguat audio ....................................................... 8

Gambar 2. Impedansi input (Zin) rangkaian penguat audio........................... 9

Gambar 3. Impedansi Output, a). Output penguat audio b). Rangkaian ekuivalen thevenin...................................................................... 10

Gambar 4. Penguatan tegangan ................................................................... 11

Gambar 5. Respon frekuensi penguat tergandeng RC .................................. 13

Gambar 6. Distorsi frekuensi........................................................................ 14

Gambar 7. Fungsi pindah dan akibatnya ...................................................... 15

Gambar 8. Kepatuhan keluaran ac................................................................ 17

Gambar 9. Rangkaian driver penguat common emitter ................................. 18

Gambar 10. Simbol Op-amp 741.................................................................. 20

Gambar 11. Op-amp 741 sebagai penguat pembalik .................................... 21

Gambar 12. Rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741 ............ 22

Gambar 13. Pengukuran impedansi input ..................................................... 32

Gambar 14. Pengukuran impedansi output ................................................... 33

Gambar 15. Pengukuran penguatan tegangan............................................... 34

Gambar 16. Pengukuran respon frekuensi .................................................... 35

Gambar 17. Rangkaian driver audio amplifier dengan transistor dan dengan op-amp 741..................................................................... 37

Gambar 18. Tampak muka osiloskop LEADER LBO-514A ........................ 39

Gambar 19. Grafik impedansi input rangkaian driver audio amplifier ......... 42

Gambar 20. Grafik impedansi output rangkaian driver audio amplifier ....... 44

Gambar 21. Grafik penguatan tegangan driver audio amplifier ................... 46

Gambar 22. Grafik respon frekuensi ............................................................ 47

Gambar 23. Analisis statistik........................................................................ 47

Halaman

x

DAFTAR TABEL

Tabel

Tabel 1. Desain eksperimen ........................................................................... 25

Tabel 2. Pengukuran impedansi input rangkaian driver audio amplifier ........ 36

Tabel 3. Pengukuran impedansi output rangkaian driver audio amplifier ...... 36

Tabel 4. Pengukuran penguatan tegangan dan respon frekuensi rangkaian driver audio amplifier ...................................................................... 36

Tabel 5. hasil peneraan multimeter................................................................. 38

Tabel 6. Hasil penelitian impedansi input rangkaian driver audio amplifier .. 41

Tabel 7. Hasil penelitian impedansi output rangkaian driver audio amplifier ........................................................................................... 43

Tabel 8. Pengukuran penguatan tegangan dan respon frekuensi rangkaian driver audio amplifier ...................................................................... 45

Tabel 9. Hasil perhitungan uji-t rangkaian driver audio amplifier.................. 48

Tabel 10. Perbandingan rangkaian driver audio amplifier............................. 53

Halaman

xi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran

1. Pengukuran Impedansi Input Rangkaian Driver Audio Amplifier ............. 58

2. Pengukuran Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier, Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Transistor C828 ......................................................................................................... 59

3. Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Transistor C1675 ....................................................................................................... 60

4. Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Op-amp 741............................................................................................................ 61

5. Pengukuran Penguatan Tegangan dan Respon Frekuensi Rangkaian Driver Audio Amplifier ............................................................................. 62

6. Perhitungan Statistik Uji-t Impedansi Input Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C828 dan Op-amp 741................................... 63

7. Perhitungan Statistik Uji-t Impedansi Input Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C1675 dan Op-amp 741................................. 66

8. Perhitungan Statistik Uji-t Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C828 dan Op-amp 741................................... 69

9. Perhitungan Statistik Uji-t Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C1675 dan Op-amp 741................................. 72

10. Perhitungan Statistik Uji-t Penguatan Tegangan Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C828 dan Op-amp 741 ........................ 75

11. Perhitungan Statistik Uji-t Penguatan Tegangan Rangkaian Driver Audio Amplifier antara Transistor C1675 dan Op-amp 741 ...................... 78

12. Data hasil penelitian tambahan................................................................. 81

13. Surat tugas penelitian ............................................................................... 82

14. Kartu bimbingan skripsi ........................................................................... 83

Halaman

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sejak ditemukannya transistor pada tahun 1948 oleh sarjana-sarjana dari

perusahaan telephone bell di Amerika Serikat, mereka adalah J. Barden, W.H.

Brattain dan W. Shockley membawa dampak yang besar dalam kemajuan di

bidang elektronika. Hampir semua peralatan elektronika menggunakan komponen

diskrit transistor dan dioda. Rangkaian menjadi praktis dan ekonomis, ukuran

transistor yang kecil memungkinkan rangkaian atau pesawat elektronika dibuat

dalam bentuk portable atau ringan. Transistor tidak menggunakan daya yang

besar sehingga dapat menggunakan catu daya baterai, akumulator, serta tidak

tergantung pada sumber daya listrik PLN saja.

Penemuan transistor diikuti dengan ditemukannya rangkaian terpadu

(Integrated Circuit/ IC) pertama kali oleh Fairchild pada tahun 1965 yang

memungkinkan ribuan komponen aktif, pasif, dan sambungan dibentuk dalam

satu lempengan tunggal kristal silicon (Chip). Komponen ini memungkinkan

seseorang dapat membangun rangkaian elektronika yang rumit menjadi lebih

ringkas hanya dengan menghubungkan beberapa buah IC tanpa harus memikirkan

sistem perkabelan dalam IC itu. Menurut Sutanto (1997 : 184), IC mempunyai

karakteristik berukuran kecil, harganya murah dan kehandalannya tinggi.

Jenis rangkaian terpadu yang banyak digunakan adalah penguat operasional

(Op-amp). Op-amp merupakan komponen elektronika terintegrasi yang berfungsi

2

2

sebagai amplifier (penguat) dengan dua buah masukan deferensial dan sebuah

keluaran. Salah satu alasan kepopuleran penguat operasional adalah mempunyai

banyak kegunaan, alasan kedua adalah penguat operasional mendekati

karakteristik ideal. Ini berarti merancang rangkaian menggunakan penguat

operasional menjadi cukup mudah, juga bekerja pada tingkatan yang mendekati

unjuk kerja secara teoritis.

Rangkaian penguat merupakan alat yang paling banyak digunakan dalam

sistem elektronika. Rangkaian ini berfungsi menguatkan sinyal listrik lemah

menjadi sedikit lebih kuat. Driver audio amplifier mempunyai fungsi sebagai

penguat penggerak yaitu menggerakkan daya isyarat masukan dan meneruskan ke

bagian penguat akhir (power amplifier). Dengan kata lain driver audio amplifier

termasuk penguat sinyal kecil memilki variasi arus kolektor adalah kecil (lemah)

kalau dibandingkan dengan arus stasioner (Wasito, 1985 : 108)

Meskipun teknologi IC dikembangkan secara luas dalam rangkaian tertentu,

tetapi transistor dan komponen diskrit lain masih banyak digunakan. Salah

satunya pada rangkaian driver audio amplifier. Di pasaran rangkaian driver audio

amplifier terdiri atas rangkaian yang menggunakan transistor dan rangkaian yang

menggunakan op-amp. Ini menunjukan masing-masing komponen tersebut

mempunyai kelebihan. Berdasarkan fenomena ini, menarik untuk diteliti lebih

jauh perbedaan rangkaian driver audio amplifier antara yang menggunakan

transistor dan yang menggunakan op-amp. Maka dari paparan di atas penelitian

ini mengambil judul, Perbandingan Driver Audio Amplifier Antara Yang

Menggunakan Transistor Dengan Yang Menggunakan Op-amp 741 .

3

3

B. Perumusan Masalah

Driver audio amplifier merupakan rangkaian penguat sederhana yang

menghasilkan penguatan sinyal relatif kecil. Pada prakteknya, komponen utama

yang digunakan pada driver audio amplifier adalah transistor. Akan tetapi setelah

adanya penemuan baru yaitu op-amp sebagai perkembangan lanjut dari transistor,

transistor masih tetap digunakan sebagai komponen utama driver audio amplifier.

Hal ini menarik untuk lebih diteliti karakteristik dari masing-masing komponen

yang digunakan sebagai komponen utama pada rangkaian driver audio amplifier.

Untuk dapat menarik kesimpulan transistor masih tetap digunakan

meskipun telah ditemukannya teknologi baru yaitu op-amp, beberapa parameter

dijadikan pedoman dalam melakukan pengukuran untuk membandingkan kedua

komponen tersebut. Beberapa parameter rangkaian driver audio amplifier meliputi

: impedansi input, impedansi output, penguatan (gain), respon frekuensi, lebar pita

(band-width) dan distorsi. Pada penelitian ini yang akan diteliti hanya empat

parameter yang akan dijadikan perbandingan yaitu : impedansi input, impedansi

output, penguatan (gain), dan respon frekuensi.

C. Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui ada tidaknya perbedaan parameter driver audio ampilifier

antara yang menggunakan transistor dengan yang menggunakan Op-amp 741.

2. Membandingkan parameter driver audio ampilifier antara yang menggunakan

transistor dengan yang menggunakan Op-amp 741, mana yang mendekati

ideal.

4

4

D. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini sebagai berikut:

1. Manfaat akademis

a. Dapat mengetahui mana yang lebih baik antara driver audio amplifier dengan

transistor dan driver audio amplifier dengan op-amp 741.

b. Penelitian ini merupakan pengalaman berharga untuk memberikan sumbangan

pengetahuan dan motivasi kepada penulis serta pembaca untuk dapat lebih

mengembangkan pengetahuan sistem audio amplifier khususnya tentang

pemakaian rangkaian driver audio amplifier.

2. Manfaat praktis

a. Bagi penulis

Untuk menambah wawasan dan pengetahuan dalam melakukan penelitian.

b. Bagi mahasiswa

Sebagai bahan bacaan dan kajian untuk diteliti lebih lanjut.

E. Batasan Masalah

Dari parameter yang ada, untuk lebih mendalami pembahasan dan

menghindari persepsi yang salah maka yang akan diteliti tentang impedansi input,

impedansi output, penguatan tegangan dan respon frekuensi pada driver audio

amplifier yang menggunakan transistor maupun yang menggunakan op-amp. Tipe

dari transistor yang akan diteliti adalah seri C828 dan C1675. Sedangkan tipe op-

amp 741yang akan diteliti adalah seri LM 741.

5

5

Sistem penguat dengan transistor :

1. Akan ada arus di antara terminal terminal kolektor emitor (arus IC ), hanya

apabila ada arus yang mengalir diantara terminal-terminal basis emitor (arus

IB).

2. Kurang baik untuk penguatan frekuensi dibawah 10 Hz

Sistem penguat dengan OP-amp 741

1. Didalam membangun rangkaian lazimnya diperlukan pengumpanbalikan

ekstern dari jalan keluar (output) kejalan negatif (jalan masuk yang

menjungkirkan), guna memperoleh tanggapan frekuensi dari penguatan yang

diinginkan.

2. Op-amp tidak akan dipakai tanpa ikal terbuka (tanpa umpan balik)

F. Penegasan Istilah

Agar diperoleh kesamaan pengertian dalam pembahasan selanjutnya maka

dijelaskan istilah yang dianggap penting dan relevan dengan pokok permasalahan,

yaitu :

1. Perbandingan

Perbandingan mempunyai arti menyamakan atau memadukan benda-benda

atau hal untuk mengetahui persamaan atau selisihnya (KBBI, 1996 : 75). Hal yang

dibandingkan adalah rangkaian driver audio amplifier dengan menggunakan

transistor dan driver audio amplifier dengan yang menggunakan op-Amp 741.

2. Driver Audio Amplifier

Menurut Wasito (1996 : 225) driver adalah penggerak yaitu kalang yang

mengemudikan operasinya kalang yang lain (daya isyarat yang diberikan). Audio

6

6

Amplifier adalah suatu rangkaian elektronika yang dirancang untuk menguatkan

sinyal input yang berupa audio (suara) yang diberikan. Sinyal audio ini

mempunyai frekuensi 20 Hz - 20 KHz (Wasito, 1996 : 93). Jadi, driver audio

amplifier merupakan rangkaian elektronika yang berfungsi untuk memperbesar

sinyal audio yang diumpankan dari rangkaian sebelumnya, kemudian meneruskan

kerangkaian penguat berikutnya.

3. Transistor

Menurut Arif Budiman (1992 : 263) transistor adalah suatu alat dari bahan

semikonduktor yang dapat menghasilkan penguatan arus atau tegangan listirk

seperti tabung tabung elektron pada radio. Jadi, transistor merupakan salah satu

komponen aktif yang banyak digunakan dalam suatu rangkaian elektronika

sebagai pengganti tabung.

4. Op amp 741

Op-amp 741 merupakan penguat operasional terintegrasi yang dirancang

untuk melaksanakan tuga-tugas matematis seperti penjumlahan, pengurangan,

perkalian dan pembagian. Gain yang tinggi dan jangkauan tegangan operasi yang

luas menghasilkan penampilan yang unggul sebagai integrator, penguat penjumlah

dan menghasilkan umpan balik umum (Sutanto, 1997 :184)

Oleh karena itu yang dimaksud dengan judul, Perbandingan Driver Audio

Amplifier antara yang menggunakan Transistor dengan yang menggunakan Op

amp 741 yaitu membandingkan dua jenis rangkaian penguat penggerak audio

yang menggunakan transistor dan rangkaian terintegrasi 741 sebagai komponen

utama untuk mengetahui persamaan atau perbedaannya.

7

7

G. Sistematika Penulisan Skripsi

Sistematika skripsi terdiri dari tiga bagian yaitu : bagian awal skripsi,

bagian isi, dan bagian akhir skripsi dengan pembagian sebagai berikut :

1. Bagian awal skripsi terdiri atas : halaman judul, halaman pengesahan,

halaman motto, halaman persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel,

daftar lampiran, dan abstraksi.

2. Bagian isi skripsi terdiri atas lima bab yaitu : Bab 1 Pendahuluan. Bab ini

berisi tentang gambaran secara global dari seluruh isi skripsi yang meliputi latar

belakang masalah, perumusan masalah, penegasan istilah, tujuan dan manfaat

penelitian dan sistematika penulisan skripsi.

Bab 2 Landasan teori. Mencakup teori tentang parameter penguat, rangkaian

driver audio amplifier, kerangka berfikir, dan hipotesis.

Bab 3 Metode penelitian. Bab ini menjelaskan mengenai prosedur tentang

rancangan penelitian dan metode objek penelitian yang terdiri dari desain

eksperimen, populasi, sampel, variable penelitian, teknik pengumpulan data,

teknik analisis data, instrument penelitian, langkah langkah penelitian dan tabel

pengukuran.

Bab 4 Hasil penelitian. Bab ini berisi penyajian penelitian secara garis besar serta

pembahasan sehingga data tersebut mempunyai arti.

Bab 5 Kesimpulan. Bab ini berisi simpulan dari data hasil penelitian, dan saran

dari penelitian yang telah dilakukan.

3. Bagian akhir skripsi. Bagian ini terdiri atas daftar pustaka dan lampiran.

Daftar pustaka berisi tentang daftar buku dan literatur yang berkaitan dengan

penelitian.

8

BAB II

LANDASAN TEORI

A. Parameter Penguat

Sebuah penguat audio dapat dianggap sebagai rangkaian elektronika yang

memiliki dua terminal yaitu terminal input dan terminal output. Masing- masing

terminal mempunyai impedansi. Terminal input merupakan tempat masuk

tegangan dan arus dari sumber tegangan atau dari rangkaian tingkat sebelumnya.

Sedangkan terminal output merupakan tempat keluar tegangan atau arus yang

telah dikuatkan untuk diteruskan ke rangkaian berikutnya. Bentuk diagram blok

sebuah penguat audio dapat dilihat pada gambar 1.

Gambar 1. Diagram blok rangkaian penguat audio

(Malvino 1994 : 180)

Parameter penguat audio meliputi impedansi input, impedansi output,

penguatan, respon frekuensi, lebar pita (bandwidth), dan distorsi.

Vs

I input I output

Ro

Rangkaian Penguat Audio

Vin Zi Zo Vout

9

9

1. Impedansi input

Impedansi input rangkaian penguat audio merupakan besar hambatan input

rangkaian bila diberi tegangan dari sumber sinyal ac. Sumber sinyal ini berupa

sinyal listrik dari rangkaian sebelumnya yang bekerja pada batas frekuensi audio

(20 Hz 20 KHz), misalnya rangkaian pre-amp head, pre-amp mic, tuner radio.

Diagram blok impedansi input rangkaian penguat audio dapat di lihat pada

gambar 2.

Gambar 2. Impedansi input (Zin) rangkaian penguat audio

(Malvino 1994 : 180)

Menurut Malvino (1994 : 201) impedansi input ideal rangkaian penguat

audio adalah tak terhingga, rangkaian input yang rendah akan menyerap arus dari

sumber tegangan lebih besar sehingga daya yang masuk ke rangkaian penguat

audio akan berkurang. Impedansi input dinyatakan dalam:

.......................................in

inin I

VZ = (1)

Keterangan: Zin = impedansi input

Vin = tegangan input

Iin = arus input

Vs

I input


Vin OutputZin

10

10

2. Impedansi Output

Menurut Malvino (1994 : 202) impedansi output rangkaian penguat audio

ekuivalen dengan impedansi sumber tegangan bila dilihat dari beban. Pernyataan

ekuivalen menunjukkan bahwa rangkaian dapat diganti dengan rangkaian

thevenin sebagaimana diperlihatkan pada gambar 3b. Sumber tegangan disini

adalah tegangan output tanpa beban. Impedansi output (Zout) merupakan hambatan

internal output rangkaian. Impedansi output rangkaian penguat audio dihitung

dengan rumus di bawah ini :

.......................................L

LOCout I

VVZ

= (2)

VOC adalah tegangan output rangkaian penguat audio sebelum dirangkai

dengan beban ZL, VL besar tegangan pada beban ZL, dan IL adalah arus yang

mengalir ke beban.

Gambar 3. Rangkaian impedansi output (Zout)

a. Output penguat audio b. rangkaian ekuivalen thevenin

Sumber (Malvino 1994 : 181)

Rangkaian PenguatAudio

ZLVout

IL

Input

a

Voc

Zout IL

ZLVL

b

IL IL

ZL ZL VL

(a) (b)

VOC

11

11

Impedansi output ideal adalah nol agar tegangan output hasil penguatan

tetap konstan tidak terpengaruh oleh efek pembebanan meskipun dirangkai pada

beban yang impedansinya rendah (lihat gambar 3b).

3. Penguatan

Sebuah rangkaian penguat audio menerima arus dan tegangan kecil pada

inputnya dan menghasilkan arus dan tegangan yang lebih besar pada outputnya.

Penguatan rangkaian penguat audio meliputi penguatan tegangan, penguatan arus,

dan penguatan daya. Menurut Malvino (1994), dari gambar 4 penguatan tegangan

(AV) adalah perbandingan tegangan output (V2) dengan tegangan input (V1).

Penguatan arus (Ai) adalah perbandingan arus output (I2) dengan arus input (I1).

Hal ini dinyatakan sebagai berikut :

Gambar 4. Penguatan tegangan rangkaian driver audio amplifier

(Millman dan Halkias 1985 : 38)

)3(....................1

2

VVAV =

)4.(....................1

2

IIAi =

Vs


I1 I2

ZL

Rs

V1 V2

I1 I2

ZL V1 V2

12

12

Keterangan : VA = penguatan tegangan

1V = tegangan input

2V = tegangan output

iA = penguatan arus

1I = arus input

2I = arus output

Menurut Millman dan Halkias (1985 : 38) dalam praktek biasanya

penguatan tegangan menggunakan satuan DeciBell (dB), bila penguatan itu

dihitung 20 kali logaritma penguatan. Secara matematis dirumuskan :

)5.(....................log20in

outV V

VA =

Selain itu dikenal pula penguatan daya dalam DeciBell yang dinyatakan

sebagai berikut :

)6.(....................log10in

outP P

PA =

4. Respon Frekuensi

Gandengan RC (Resistant Capasitans) merupakan cara penggandengan

sebuah rangkaian elektronika dengan rangkaian tahap sebelumnya maupun

dengan rangkaian tahap berikutnya menggunakan transistor.

Menurut Millman dan Halkias (1985 : 5) rangkaian tergandeng RC

merupakan rangkaian yang paling lazim digunakan pada penguat. Respon

frekuensi yang dihasilkan dapat di lihat pada gambar 5, yaitu grafik yang

13

13

menunjukkan hubungan tegangan output ac untuk (tegangan input tertentu)

terhadap frekuensi. Tegangan output akan menurun pada frekuensi yang sangat

rendah dan sangat tinggi, tetapi di tengah-tengah jangkauan frekuensi tersebut

tegangan outputnya tetap. Biasanya penguat tergandeng RC beroperasi pada

frekuensi di tengah-tengah. Frekuensi di daerah tengah, tegangan keluarannya

sama dengan K. Bila frekuensi dinaikkan atau diturunkan akan dicapai frekuensi

yang tegangan keluarannya 0,707K. Frekuensi ini dikenal sebagai frekuensi

pancung (f1 dan f2).

Gambar 5. Respon frekuensi penguat tergandeng RC

(Millman dan Halkias, 1985 : 5)

5. Lebar Pita (BandWidth)

Lebar pita adalah besaran atau lebar frekuensi pada tegangan keluaran yang

tetap berdasarkan gambar 5, lebar pita dirumuskan (Malvino, 1994 : 315) :

B = f2 f1 (7)

Keterangan : B = lebar pita

f1 = frekuensi pancung pertama pada frekuensi rendah

f2 = frekuensi pancung kedua pada frekuensi tinggi

Vout

14

14

Lebar pita peralatan audio yang dibutuhkan minimal 20 Khz dengan

toleransi fluktuasi penguatan 3 dB. Bahkan pada peralatan audio berkualitas

tinggi fluktuasi penguatan hanya 1 dB. Penguatan yang benar benar rata biasanya sulit didapat .

6. Distorsi

Suatu penguat audio dikatakan ideal jika bentuk sinyal outputnya sama

dengan bentuk sinyal inputnya dan besar tegangan outputnya tidak terfluktuasi

dengan berubahnya frekuensi sinyal inputnya. Apabila perangkat audio tersebut

tidak berperilaku seperti itu perangkat audio itu dikatakan terdistorsi.

Menurut Millman dan Halkias (1985 : 2) ada dua macam distorsi, yaitu

distorsi frekuensi dan distorsi ketidak-selarasan non linier. Distorsi frekuensi

terjadi jika penguat suatu perangkat audio berfluktuasi dengan berubahnya

frekuensi sinyal input di luar keinginan perancangnya. Suatu penguat misalnya

dirancang mempunyai tanggapan frekuensi 20Hz 20Khz. Distorsi frekuensi

terjadi jika tanggapan frekuensi berfluktuasi sepanjang bidang frekuensi itu (lihat

gambar 6)

Gambar 6. Distorsi frekuensi

Millman dan Halkias (1985 : 2)

15

15

Cacat ketidak-selarasan (nonlinier distortion) terjadi karena adanya sifat

ketidak-selarasan pada penguatan. Jika fungsi pindah (transfer function) rangkaian

penguat berbentuk linier, maka sinyal sinus yang diperkuat akan berbentuk sinus

pada outputnya (lihat gambar 7a). Namun jika fungsi pindahnya tidak linier maka

sinyal keluarannya tidak akan berbentuk sinus (lihat gambar 7b). Puncak positif

amplitudo tegangan keluarannya tertekan. Bentuk semacam ini mengakibatkan

penguat termodulasi dengan sinyal-sinyal yang tidak dikehendaki, misalnya derau,

sinyal bocoran dari catu daya, dan sebagainya.

Gambar 7. Fungsi pindah dan akibatnya

a. Fungsi pindah linier b. Fungsi pindah tak selaras

Millman dan Halkias (1985 : 3)

masukan masukan (a) (b)

16

16

B. Rangkaian Driver Audio Amplifier

Rangkaian driver audio amplifier digunakan untuk memperkuat sinyal-

sinyal listrik yang dihasilkan dari rangkaian sebelumnya yang berupa tone control

maupun pre-amp. Rangkaian ini merupakan penguat satu tingkat maka penguatan

tegangan yang dihasilkan berkisar kurang dari satu sampai beberapa puluh kali.

1. Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Transistor

Penerapan paling dasar untuk sebuah transistor adalah pada rangkaian

penguat, yaitu menaikkan amplitudo sinyal input. Namun beberapa rangkaian

digunakan untuk menurunkan taraf sinyal yang disebut pelemah (attenuator).

Sinyal outputnya adalah tiruan yang lebih besar dari sinyal masukannya. Sinyal

tersebut dapat berupa sinyal audio, video, dan sinyal frekuensi radio. Jika input

rangkaian penguat merupakan suatu gelombang sinus, maka output transistor akan

berbentuk gelombang sinus yang diperkuat atau diperbesar tanpa perubahan dalam

frekuensinya. Rangkaian ini disebut penguat linier karena bentuk sinyal inputnya

tidak mengalami perubahan.

Rangkaian dasar transistor baik tipe PNP maupun NPN ada tiga buah yaitu

basis bersama (common base), emitor bersama (common emitter), dan kolektor

bersama (common colector). Pada pembahasan transistor ini dibatasi hanya pada

penggunaan common emitter, karena paling sering digunakan pada rangkaian

elektronika, khususnya Driver Audio Amplifier.

Menurut Malvino (1994) dalam common emitter, emitor digunakan bersama

sebagai jalur sinyal input maupun jalur sinyal output. Sinyal input diumpankan

kedalam rangkaian melalui basis dan emitor, sedangkan sinyal outputnya

dilewatkan melalui kolektor dan emitor.

17

17

Gambar 8. Kepatuhan keluaran ac

Malvino (1994 : 252).

Titik operasi Q transistor rangkaian penguat Common Emitter terletak di

sekitar pertengahan garis beban (lihat gambar 8). Suatu sumber ac yang

dihubungkan dengan basis transistor menghasilkan perubahan sinusoida dalam

arus basis dan arus kolektor. Perubahan ini menyebabkan kedudukan sesaat dari

titik operasi berayun ke atas dan ke bawah. titik Q sehingga menghasilkan

tegangan ac yang jauh lebih besar dari tegangan ac input. Perbesaran sinyal yang

terjadi dari input ke output disebut penguatan (amplifikasi). Seperti ditunjukkan

pada gambar 8, operasi selama suatu siklus ac tetap berlangsung dalam daerah

aktif, transistor tidak pernah memasuki daerah jenuh atau daerah putus (cut-off).

Bila sampai terjadi hal yang tidak diinginkan tersebut maka puncak-puncak

sinyal akan terpotong dan menimbulkan distorsi pada sinyal outputnya. Selama

setengah siklus positif dari tegangan input ac, arus basis total bertambah terus dan

menyebabkan arus kolektor total ikut bertambah juga. Hal ini menghasilkan

IC

0

GARIS BEBAN AC

18

18

penurunan tegangan yang lebih besar pada hambatan kolektor dan dengan

sendirinya mengurangi tegangan kolektor. Pada setengah siklus negatif dari

tegangan input ac tegangan kolektor akan bertambah sebagai akibat kebalikan

proses di atas karena itu tegangan output dari setiap penguat common emiter

selalu berlawanan fasa 180 dengan tegangan input ac (Malvino, 1986 : 197).

(a).

(b)

Gambar 9. Rangkaian driver penguat common emitter

a. Rangkaian penguat tunggal kelas A

b. Rangkaian ekuivalen ac

Malvino (1994 : 181).

R1//R2 RC//RL Vin

Vout

R2

R1

C1

RE

RC

C3

C2

Vin Vout

VCC

19

19

Gambar 9, memperlihatkan salah satu model rangkaian driver audio

amplifier dengan transistor berupa rangkaian penguat common emitter. Sinyal ac

dimasukan ke dalam basis melalui kapasitor C1 dan sinyal yang telah diperkuat

diteruskan ke rangkaian berikutnya melalui C2. Kondensator C1 untuk mencegah

masuknya arus dc basis dari RB ke sumber sinyal ac. Jika hal ini terjadi titik kerja

tetap dari rangkaian terganggu. Nilai C1 cukup besar sehingga sinyal input ac

dapat melewati basis transistor untuk menghasilkan penguatan. Sinyal output yang

telah dikuatkan transistor berada pada RC dan diumpankan ke output dan resistor

beban RL melalui C2. C2 mencegah tegangan kolektor dc mencapai output. Juga

bila C2 tidak dipasang sinyal output ac dapat menyimpangkan tegangan dc pada

kolektor.

Gambar 9b merupakan rangkaian ekuivalen ac dari rangkaian gambar 9a.

Hambatan-hambatan R1 dan R2 tampak paralel setelah tegangan sumber dc

dijadikan nol (dihubung-singkatkan dengan ground). Karena ujung atas RC

diketanahkan bagi sinyal ac maka RC juga berhubungan paralel dengan RL. Nilai

RL menyatakan beban ac pada output transistor. Keluarannya berupa tegangan. RL

mungkin bukan sebuah resistor yang sebenarnya tetapi dapat berupa impedansi

dari sebuah trafo input (IT) rangkaian power amplifier.

Beta ac dari suatu transistor diberi notasi dan didefinisikan sebagai perbandingan antara arus kolektor terhadap arus basis, yang dirumuskan:

= b

c

ii ..........................................(8)

20

20

2. Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Op-amp 741.

Op-amp 741 adalah penguat operasional monolitik penampilan tinggi yang

menggunakan proses epitaksial Fairchild Planar (Malvino, 1986).

Op-amp 741 dikemas pada sebuah chip silikon kecil, disimbolkan dalam

bentuk segitiga yang mempunyai dua terminal, yaitu input membalik (-) dan input

tak membalik (+), satu terminal output, dan dua terminal pencatu daya (lihat

gambar 10). Pada terminal pencatu daya satu dihubungkan pada polaritas positif

dan yang lainnya dihubungkan pada polaritas negatif. Masing-masing mengacu

terhadap tanah/ground. Tegangan +V merupakan tegangan positif terhadap

ground dan tegangan -V adalah tegangan negatif terhadap ground. Karena isyarat

keluaran bisa positif dan negatif maka Op-amp memerlukan catu daya dengan dua

polaritas yang sama besar dan simetrik terhadap ground. Suplay tegangan yang

digunakan tidak boleh melebihi 18 V.

Gambar 10. Simbol Op-Amp LM 741,

Sumber : Malvino (1986)

21

21

Keluaran dari op-amp 741 dilindungi dari hubung-singkat oleh pembatas

arus. Jika terjadi hubung-singkat pada beban maka penguat op-amp hanya akan

memberikan arus sebesar 25 mA. Sehingga IC tersebut terhindar dari kerusakan.

Op-amp 741 juga memiliki kompensasi frekuensi di dalamnya sehingga diperoleh

kestabilan pada semua frekuensi di dalam lebar pita chip.

Op-amp 741 sebagai penguat pembalik memiliki penguatan (gain) yang

relatif linier, outputnya dikendalikan sebagai fungsi dari inputnya. Penguat Op-

amp 741 dasar diperlihalkan dalam gambar 11.

Gambar 11. Op-amp 741 sebagai penguat pembalik.

Sumber : Malvino (1986 : 440).

Penyusunan lup tertutup seperti gambar 11 disebut umpan balik negatif

(degeneratif). Faktor penguatan dalam modus lup tertutup untuk penguat

pembalik dinyatakan dalam :

AV = - in

F

RR ............................................(9)

RL Vout Vin

Rin

22

22

Rangkaian driver audio amplifier yang memanfaatkan Op-amp 741 serupa

dengan rangkaian penguat membalik / inverting dasar yang dipakai untuk penguat

dc, kecuali pada masukan pembalik ditambahkan kapasitor seri C1. Kapasitor ini

berfungsi menahan setiap sinyal dc yang datang dari rangkaian sebelumnya yang

turut diperkuat sehingga rangkaian akan dibawa ke suatu level tegangan dc yang

tidak dikehendaki. Hal ini menyebabkan penguat masuk pada keadaan saturasi

dan terdistorsi ketika diberi sinyal masukan audio. C1 juga menahan setiap derau

frekuensi rendah yang masuk ke dalam penguat.

Gambar 12. Rangkaian driver audio amplifier dengan Op-Amp 741.

Sumber : Malvino (1986 )

R1

R3 R2

RL

741

R4

VS

C2

C3

C1

23

23

Rangkaian driver audio amplifier yang digunakan umumnya menggunakan

catu daya tunggal seperti gambar 12. Dalam keadaan stasioner (Vq) keluaran harus

dioperasikan pada separuh tegangan catu agar diperoleh keluaran maksimal yang

tak terdistorsi. Hal ini dapat diperoleh dengan memilih nilai resistor pembias R3 =

R4, berkisar antar 10 Ohm -100 Kohm. Kapasitor C3 untuk menyaring derau catu

daya agar tidak masuk ke dalam keluaran Vq. Nilai C2 dan RL tergantung dari

impedansi masukan tahap selanjutnya.

C. Kerangka Berfikir

Rangkaian driver audio merupakan penguat tengah dari sistem audio

amplifier yang dapat menggunakan komponen diskrit terpadu. Meskipun

penemuan dan pengembangan rangkaian terpadu menyebabkan kecenderungan

sebagian besar rangkaian elektronika beralih dari rangkaian diskrit ke penggunaan

IC secara meluas, tetapi sampai sekarang rangkaian driver audio amplifier dengan

transistor masih banyak digunakan. Berdasarkan hal ini maka kedua jenis

rangkaian driver audio amplifier tersebut perlu diteliti dan dibandingkan untuk

membuktikan rangkaian mana yang lebih baik.

D. Hipotesis

Hipotesis adalah asumsi atau dugaan mengenai suatu hal yang dibuat untuk

menjelaskan hal itu yang sering dituntut untuk melakukan pengecekan (Sudjana

,1996: 219).

24

24

Hipotesis nol (Ho) berbunyi tidak ada perbedaan impedansi input,

impedansi output, penguatan tegangan, dan respon frekuensi rangkaian driver

audio amplifier antara yang menggunakan transistor dengan yang menggunakan

Op-amp 741.

Hipotesis alternatif atau hipotesis kerja (Ha) yang diajukan dalam penelitian

ini berbunyi terdapat perbedaan impedansi input, impedansi output, penguatan

tegangan, dan respon frekuensi rangkaian driver audio amplifier antara yang

menggunakan transistor dengan yang menggunakan Op-amp 741.

BAB III

METODE PENELITIAN

A. Desain Eksperimen

Dalam penelitian ini, desain eksperimen yang digunakan adalah jenis

"Quasi Experiment" yaitu penelitian yang bertujuan untuk memperoleh data atau

informasi yang dalam pelaksanaannya tidak semua variabel yang relevan dapat

dikontrol kecuali dari beberapa variabel saja.

Metode yang digunakan adalah Treatments by Subject Design. Menurut

Sutrisno Hadi (1985 : 453) dikatakan bahwa pola Treatments by Subject Design

disingkat pola T-S, beberapa jenis atau variasi treatments (perlakuan) diberikan

secara berturut-turut pada sekelompok subjek yang sama.

Kelompok eksperimen dikenai perlakuan tertentu selama beberapa kali lalu

pada kedua kelompok itu dilakukan pengukuran. Desain eksperimen dapat

diterangkan sebagai berikut:

Tabel 1. Desain eksperimen.

Kegiatan Kelompok eksperimen Treatment

X Post Test

T Kontrol (Teori)

1. Impedansi input Besar (~) 2. Impedansi

output Kecil 0

3. Penguatan tegangan

26

26

Alasan digunakan model di atas adalah bahwa dalam penelitian ini ingin

diketahui rangkaian driver audio amplifier yang lebih ideal atau sesuai dengan

teori di antara ketiga kelompok eksperimen.

B. Populasi

Populasi dalam penelitian ini adalah rangkaian driver audio amplifier.

Driver audio amplifier merupakan salah satu dari beberapa bagian sistem audio

amplifier.

C. Sampel

Penelitian ini adalah membandingkan parameter dua jenis rangkaian driver

audio amplifier yaitu yang menggunakan transistor dan yang menggunakan Op-

amp. Maka sampel pada penelitian ini adalah driver dengan transistor C828 dan

C1675 serta driver dengan Op-amp 741 sebagai komponen utamanya.

D. Variabel Penelitian

Menurut Suharsimi Arikunto (1998 : 91) variabel adalah objek penelitian

atau apa yang menjadi titik perhatian suatu penelitian. Variabel dalam penelitian

ini adalah variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebas dalam penelitian ini

adalah besar amplitudo / tegangan peak to peak dan frekuensi dari sumber sinyal

(Audio Frequency Generator) sebagai sinyal input rangkaian driver audio

amplifier. Sedangkan variabel terikatnya adalah besar impedansi input, impedansi

27

27

output, penguatan tegangan, dan respon frekuensi yang diperoleh dari hasil

perhitungan data-data yang diukur.

E. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data yaitu suatu cara untuk memperoleh keterangan

atau kenyataan yang benar sehingga dapat dipertanggung jawabkan. Teknik

pengumpulan data dalam penelitian ini adalah dengan uji validitas dan

pengukuran.

1. Uji Validitas.

Uji validitas dalam penelitian ini dengan cara peneraan alat ukur. Peneraan

dimaksudkan untuk mengetahui tingkat ketelitian dan prosentase kesalahan alat

ukur. Peneraan dilakukan dengan membandingkan antara alat ukur yang

digunakan dalam eksperimen dengan alat ukur yang dianggap sebagai standar.

Dalam hal ini peneraan dilakukan terhadap tiga buah multimeter merk HIOKI

3200, kemudian dilakukan pengukuran terhadap satu baterai tegangan standar.

Seperti dikemukakan oleh Sudjana (1996 : 18-19) bahwa untuk mengetahui

kebaikan kerja dari salah satu alat ukur maka kesalahan menjadikan salah satu

ukuran yang penting. Kesalahan dari suatu alat ukur dinyatakan dengan rumus:

E = M T ...........................................(10)

Keterangan : E = kesalahan alat ukur.

M = harga hasil pengukuran dari alat ukur.

28

28

T = harga sebenarnya.

Kesalahan alat ukur dapat juga dihitung dengan menggunakan rumus

prosentase kesalahan.

% kesalahan = s

bs

III

x 100 % ............................................(11)

Keterangan : Is = harga sebenarnya.

Ib = harga hasil pengukuran alat ukur.

Hasil pengukuran ketiga multimeter tersebut yang mendekati nilai tegangan

standar baterai atau yang prosentase kesalahannya paling kecil, itulah yang

dijadikan sebagai alat ukur yang valid.

2. Pengukuran

Dalam eksperimen ini data pengukuran rangkaian driver audio amplifier

diperoleh dari pembacaan osiloskop LEADE.R-LBO514A pada input rangkaian

dan pada output rangkaian, besar arus, tegangan, dan nilai hambatan variabel

resistor yang diukur dengan multimeter digital.

29

29

F. Instrumen Penelitian

Alat pengambil data atau instrumen yang digunakan dalam penelitian ini

adalah sebagai berikut :

No. Nama alat Spesifikasi

1 AFG

Merk : LEADER Type : LAG-27 Gelombang keluaran : sinus dan kotak Frekuensi keluaran : 0 s/d 1 Mhz

2 Multimeter Digital

Merk : HIOKI Type : 3200 Impedansi masukan : 10 K max Batas ukur tegangan : 0,0 mV - 110mV % kesalahan : 2,2 %

3 Osiloskop

Merk : LEADER Type : LBO-514A DUAL TRACE Impedansi masukan : 10 K max Approx : 5Vp-p dc Frekuensi masukan maks. : 10 Mhz

G. Teknik Analisis Data

Analisis data impedansi input, impedansi output, dan penguatan tegangan

rangkaian driver audio amplifier dalam penelitian ini menggunakan uji-t (t-test).

Sedangkan data respon Frekuensi menggunakan analisis deskriptif. Data yang lain

sebagai pelengkap dalam melakukan penghitungan. Langkah-langkah perhitungan

yang harus dilakukan yaitu :

1. Mencari Varian Sampel dan Simpangan Baku.

Varians sample dan simpangan baku dinyatakan sebagai (Sudjana, 1996 :

94) :

30

30

S2 = )1n(n

)x()x(n 212

1

.................................(12)

Keterangan :

S2 = varians sampel.

n = banyaknya sampel.

Sedangkan rumus untuk simpangan baku adalah : s = 2S

s = simpangan baku.

2. Melakukan Uji Dua Ekor

Teknik analisis data digunakan uji-t (t-test) dengan rumus sebagai berikut

(Sudjana, 1996 : 241):

tI = 12

221

21

21 x)n/S()n/S(

xx

+ ...............................(13)

Keterangan :

1x = rata - rata sampel pada kelompok 1.

x 2 = rata - rata sampel pada kelompok 2.

Pengujian dilakukan dengan uji dua ekor. Kriteria pengujian adalah

hipotesis nol (Ho) diterima jika (Sudjana, 1996 : 241) :

- 21

2211

21

2211

WWtWtW't

WWtWtW

++

31

31

W1 = S12/n1

W2 = S22/n2

t1 = t (l -l/2), (n1 - l) dan

t2 = t (l -l/2), (n2 - l).

= taraf nyata 5%.

H. Langkah-langkah Penelitian

Sebelum melakukan pengukuran rangkaian driver audio amplifier; alat dan

bahan dipersiapkan. Langkah-langkah ini meliputi:

1. Mengkalibrasi osiloskop LBO-514A dual trace secara internal yaitu untuk

chanel 1 dan chanel 2, tegangan 0,5 Vp-p pada kedudukan x 0,5 Volt/div

diatur menjadi setinggi 1 div.

2. Menentukan validitas alat ukur yang akan digunakan (multimeter digital

HIOKI 3200).

3. Menyiapkan tabel untuk data pengukuran impedansi input, impedansi output,

penguatan tegangan, dan respon frekuensi.

4. Menghubungkan alat ukur osiloskop, multimeter, dan catu daya dengan

rangkaian driver audio amplifier.

Setelah semua peralatan dan bahan selesai dipersiapkan, berikutnya adalah

melaksanakan pengukuran yang meliputi :

32

32

1. Pengukuran Impedansi Input.

Rangkaian pengukuran:

Gambar 13. Pengukuran impedansi input.

Langkah Pengukuran :

a. AFG diatur pada frekuensi 15 Hz, saklar S1 pada posisi A, dan tegangan AFG

sebesar 0,8 Vp-p.

b. Menempatkan S1 pada B, mengatur VR sampai amplitudo antar puncak Vin

separuh tegangan AFG yaitu sebesar 0,4 Vp-p dan mencatat arus inputnya.

c. Mematikan catu daya dan mencatat resistansi VR. Resistansi ini sama dengan

impedansi input rangkaian driver audio amplifier.

d. Mengulangi langkah a-c untuk frekuensi audio sampai 20 Khz.

RANGKAIAN DRIVER AUDIOAMPLIFIER

uA

CH 2

CH 1 AFG

C1 C2

S1

VR

B

A

33

33

2. Pengukuran Impedansi Output

Rangkaian pengukuran :

Gambar 14. Pengukuran Impedansi Output.

Langkah pengukuran :

a. AFG diatur pada frekuensi 15 Hz.

b. Mengukur tegangan output (Voc) sebelum dihubungkan dengan beban RL.

c. Menutup S2 mencatat tegangan beban V1 dan arus beban IL.

d. Menghitung impedansi output dengan rumus:

Zout =

L

LOC

IVV

x 0,5x0,707

e. Mengulangi langkah a-d untuk frekuensi sampai dengan 20 Khz.


uA

CH 2

CH 1

AFG

C1 C2

RL 100K

S2

34

34

3. Pengukuran Penguatan Tegangan.

Rangkaian pengukuran :

Gambar 15. Pengukuran penguatan tegangan.


a. AFG diatur pada frekuensi 15 Hz dan amplitude 0,8 Vp-p.

b. Mencatat amplitudo antar puncak Vout.

c. Menghitung penguatan tegangan dengan rumus :

AV = pp

poutp

in

out

V8,0V

VV

=

d. Mengulangi langkah a-c untuk frekuensi sampai dengan 20 Khz.


CH 2

CH 1

AFG

C1 C2

35

35

4. Pengukuran Respon Frekuensi.

Pengukuran respon frekuensi dilakukan dengan menghitung penguatan

tegangan dalam dB pada frekuensi 15 Hz sampai dengan 20 Khz.

Gambar rangkaian

Gambar 16. Pengukuran respon frekuensi.


a. Data penguatan tegangan diubah dalam satuan dB dengan rumus :

AV = 20 log in

out

VV

b. Menggambar grafik AV (dB) terhadap frekuensi 15 Hz sampai dengan 20

KHz.

I. Perlakuan pada Penelitian

Dalam pengukuran ini ketiga rangkaian driver audio amplifier diberi

perlakuan yang sama yaitu :

1. Amplitudo tegangan AFG yang digunakan sebagai sumber sinyal, diatur

sebesar 0,8 Vp-p. Tegangan ini dipilih karena dapat dikuatkan tanpa cacat

oleh ketiga. rangkaian driver audio amplifier.


CH 2

CH 1

AFG

C1 C2

36

36

2. Rentang frekuensi yang digunakan adalah 15 Hz, 30 Hz, 50 Hz, 70 Hz, 100

Hz, 150 Hz, 300 Hz, 500 Hz, 700 Hz, 1000 Hz, 1500 Hz, 3000 Hz, 5000 Hz,

7000 Hz, 10000 Hz, 12000 Hz, 14000 Hz, 16000 Hz, 18000 Hz, 20000 Hz.

J. Tabel Pengukuran

Dari rangkaian uji di atas maka disusun tabel desain eksperimen

pengumpulan data sebagai berikut:

Tabel 2. Pengukuran impedansi input rangkaian driver audio amplifier.

No. Frekuensi (Hz) pinpV

(V) inI (A) Rin VZ = ()

1. 2. 3.

10.

15 30 50

20000

0,8 0,8 0,8

0,8

Tabel 3. Pengukuran impedansi output rangkaian driver audio amplifier

No. Frekuensi (Hz) pocpV

(V) pLpV

(V) outI

(A) Rout VZ = () 1. 15 2. 30 3.

50

10. 20000 Tabel 4. Pengukuran penguatan tegangan dan repon frekuensi rangkaian driver audio amplifier. No.

Frekuensi (Hz)

pinpV (V)

poutpV (V)

AV

AV (dB)

1. 15 0,8 2. 30 0,8 3.

50

0,8

10. 20000 0,8

37

37

37

BAB IV

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

A. Alat Ukur dan Kalibrasi

Pengambilan data dalam penelitian ini dilakukan dengan melakukan

pengukuran. Alat ukur dikalibrasi terlebih dahulu untuk mengurangi kesalahan

dalam penelitian.

1. Rangkaian driver audio amplifier yang diukur

a. Rangkaian driver audio amplifier dengan transistor

b. Rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741

Gambar 17. Pengukuran rangkaian driver audio amplifier.

AFG

VR

uAB

A

C1

R1

R2

RC

RE C3

Q

C2

uA

S1

Vcc

Ch 1

Ch 2

Osciloskop

38

38

Pengukuran dalam penelitian ini terdiri dari pengukuran tegangan input

dan output, pengukuran arus input dan output, dan pengukuran hambatan

potensiometer. Nilai hambatan potensiometer menunjukkan besar impedansi

rangkaian driver audio amplifier. Berdasarkan hal ini maka alat ukur yang

digunakan adalah osiloskop doubel beam dan multimeter digital, yang

pemasangannya sebagai berikut (lihat gambar 17):

2. Kalibrasi multimeter.

Nilai validitas dalam penelitian ini dicari dengan jalan melakukan

peneraan terhadap alat ukur multimeter digital yang digunakan dalam

eksperimen. Peneraan dilakukan dengan membandingkan tiga buah multimeter

merk HIOKI 3200, yang diujicobakan pada pengukuran tegangan dc sebuah batu

baterai 9V. Dari peneraan tersebut diperoleh data sebagai berikut:

JENIS TEGANGAN

Multimeter A 9,20 Vdc

Multimeter B 9,24 Vdc

Multimeter C 9,31 Vdc

Tabel 5. Hasil Peneraan Multimeter

Hasil peneraan ketiga multimeter dalam menentukan tingkat ketelitian

atau validitas yang baik adalah sebagai berikut:

Multimeter A, M = 9,2 Vdc, dan T = 9 Vdc

Maka E = M T = 0,2 Vdc

% kesalahan = 9

2,99 x 100% = 2,2%

Multimeter B, M = 9,24 Vdc, dan T = 9 Vdc

39

39


% kesalahan = 9

24,99 x 100% = 2,7%

Multimeter C, M = 9,31 Vdc, dan T = 9 Vdc


% kesalahan = 9

31,99 x 100% = 3,4%

Dari perolehan besarnya harga kesalahan alat ukur tersebut maka dapat

ditentukan bahwa multimeter yang lebih valid adalah multimeter A, dimana

besarnya kesalahan relatif paling kecil yaitu 0,2 Vdc atau yang memiliki

kesalahan 2,2%.

3. Kalibrasi osiloskop

Osiloskop dalam penelitian ini digunakan untuk mengamati besar

tegangan input, tegangan output, dan bentuk gejala/gelombang rangkaian driver

audio. Osiloskop yang digunakan adalah osiloskop LEADER LBO-514A Dual

Trace. Tampak muka osiloskop tersebut digambarkan sebagai berikut:

Gambar 18. Tampak muka osiloskop LEADER LBO-514A

40

40

Sebelum digunakan osiloskop harus dikalibrasi. Kalibrasi yang dilakukan

adalah kalibrasi internal dengan langkah sebagai berikut:

a. Menghidupkan

b. Konektor CH1 dan CH2 dihubungkan ke Cal 0,5 Vp-p dan ground secara

bergantian.

c. Tombol vertikal/div CH1 dan CH2 pada posisi x 0,5.

d. Variabel Cal/div CH1 dan CH2 diatur sehingga tinggi tegangan 1 div, dan

osiloskop siap digunakan.

Berdasarkan kalibrasi ini maka untuk CH1 dan CH2:

1 div pada kedudukan x 0,5 V/div = 0,5 Vp-p

1 div pada kedudukan x 1 V/div = 1 Vp-p








B. Hasil Penelitian

Penelitian ini terdiri dari 4 tahap pengukuran pada ketiga rangkaian

driver audio amplifier yaitu pengukuran impedansi input, impedansi output,

penguatan tegangan, dan respon frekuensi. Hasil yang diperoleh adalah sebagai

berikut:

41

41

1. Impedansi input

Besar nilai impedansi input ketiga rangkaian driver audio amplifier dapat dilihat

pada tabel 6 berikut:

Tabel 6. Impedansi input rangkaian driver audio amplifier.

Rangkaian driver audio amplifier Transistor C828 Transistor C1675 Op-amp 741

No. Frekuensi (Hz)

Vin efektif (Volt)

Iinput (A)

ZInput (K)

Iinput (A)

ZInput (K)

Iinput (A)

ZInput (K)

1. 15 0.1414 3.10 45.50 3.40 40.50 2.80 50.50 2. 30 0.1414 3.10 45.54 3.40 42.20 2.60 52.43 3 50 0.1414 3.02 45.51 3.40 42.50 2.60 52.62 4. 70 0.1414 3.05 45.20 3.40 40.72 2.50 51.26 5. 100 0.1414 3.04 44.58 3.40 40.95 2.80 49.82 6. 150 0.1414 3.09 44.51 3.30 42.85 2.75 52.15 7. 300 0.1414 3.09 44.50 3.28 40.95 2.80 50.56 8. 500 0.1414 3.07 45.00 3.40 41.65 2.70 50.88 9. 700 0.1414 3.06 45.50 3.40 41.50 2.70 50.96

10. 1000 0.1414 3.05 45.48 3.40 40.52 2.70 52.57 11. 1500 0.1414 3.10 46.00 3.40 40.10 2.80 52.55 12. 3000 0.1414 3.01 46.27 3.24 38.40 2.52 50.10 13. 5000 0.1414 3.01 46.50 3.57 39.52 2.52 50.52 14. 7000 0.1414 2.96 46.57 3.52 39.50 2.50 50.54 15. 1 0000 0.1414 2.88 46.55 3.48 39.60 2.50 50.56 16. 12000 0.1414 2.86 47.51 3.43 37.50 2.62 52.14 17. 14000 0.1414 2.77 45.50 3.20 40.50 2.60 52.12 18. 16000 0.1414 2.71 45.00 3.34 36.80 2.65 51.86 19. 18000 0.1414 2.60 45.00 3.27 38.80 2.65 52.51 20. 20000 0.1414 2.60 45.00 3.18 38.50 2.65 52.62

Jumlah Rata-rata

2.828 0.1414

59.17 2.96

511.22 45.561

67.41 3.37

803.56 40.178

52.96 2.65

1029.27 51.46

Data tabel 6 dapat dilihat dalam bentuk grafik pada gambar 19.

Berdasarkan tabel 6 dan gambar grafik 19. Impedansi input rata-rata rangkaian

driver audio amplifier dengan transistor C828 adalah 45,561 K, dengan transistor C1675 adalah 40,178 K, dan dengan Op-amp 742 adalah 51,46 K. Maka rangkaian yang impedansi inputnya lebih sesuai teori atau yang paling besar

42

42

yaitu pada rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741. Data

pengukuran selengkapnya dapat dilihat pada lampiran 1.

Gambar 19. Grafik impedansi input rangkaian driver audio amplifier

2. Impedansi Output

Besarnya nilai impedansi output ketiga rangkaian driver audio amplifier

dapat dilihat pada tabel 7.

0

10

20

30

40

50

60

1 10 100 1000 10000 100000

Frekuensi (Hz)

Impe

dans

i Inp

ut (k

ohm

)

C828C1675Op-Amp 741

43

43

Tabel 7. Impedansi output rangkaian driver audio amplifier.

Rangkaian driver audio amplifier Transistor C828 Transistor CI675 Op-amp 741

No. Frekuensi (Hz) (Voc-VL) efektif (V)

IL (A)

Zout (K)

(Voc-VL) efektif (V)

IL (A)

Zout (K)

(Voc-VL) efektif (V)

IL (A)

Zout (K)

1. 15 0.002 0.52 3.82 0.001 0.20 5.09 0.004 1.05 3.35 2. 30 0.002 0.52 3.85 0.001 0.19 5.17 0.004 1.05 3.35 3. 50 0.002 0.52 3.95 0.002 0.38 5.25 0.003 1.05 3.36 4. 70 0.002 0.52 3.91 0.001 0.19 5.35 0.003 1.04 3.38 5. 100 0.003 0.70 4.22 0.003 0.56 5.39 0.007 2.07 3.41 6. 150 0.003 0.71 4.28 0.004 0.70 5.41 0.007 2.06 3.42 7. 300 0.007 1.66 4.26 0.003 0.55 5.42 0.015 4.18 3.38 8. 500 0.007 1.66 4.24 0.007 1.28 5.45 0.014 4.19 3.38 9. 700 0.007 1.68 4.21 0.007 1.30 5.40 0.035 10.74 3.29

10. 1000 0.014 3.55 3.98 0.014 2.57 5.50 0.036 10.46 3.38 11. 1500 0.035 8.93 3.96 0.035 6.35 5.52 0.035 10.43 3.39 12. 3000 0.036 8.93 3.96 0.035 6.47 5.46 0.036 10.55 3.35 13. 5000 0.035 8.42 4.20 0.035 6.45 5.48 0.071 21.20 3,35 14. 7000 0.035 8.32 4.25 0.036 6.43 5.49 0.070 20.79 3.40 15. 10000 0.036 8.17 4.32 0.036 6.31 5.60 0.070 20.79 3.40 16. 12000 0.036 8.26 4.28 0.035 6.31 5.60 0.071 20.43 3.46 17. 14000 0.036 8.26 4.28 0.035 6.31 5.60 0.071 20.43 3.46 18. 16000 0.035 8.26 4.28 0.035 6.31 5.60 0.071 20.30 3.48 19. 18000 0.035 8.26 4.28 0.035 6.31 5.60 0.071 20.25 3.49 20. 20000 0.035 8.31 4.26 0.035 6.31 5.60 0.071 20.26 3.49

Jumlah Rata-rata

0.403 0.020

96.16 4.808

82.79 4.14

0.395 0.020

71.479 3.574

108.98 5.449

0.765 0.038

223.32 11.1 66

67.97 3.399

Data tabel 7 dapat di lihat dalam bentuk grafik pada gambar 20.

Berdasarkan data tabel 7 dan gambar 20. Impedansi output put rata-rata rangkaian

driver audio amplifier dengan transistor C828 adalah 4,14 K, dengan transistor

C1675 adalah 5,49 K, dan dengan Op-amp 741 adalah 3,399 K. Maka

rangkaian yang impedansi outputnya lebih sesuai dengan teori yaitu yang paling

kecil adalah pada rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741.

44

44

Gambar 20. Grafik impedansi output rangkaian driver audio amplifier

3. Penguatan Tegangan dan Respon Frekuensi

Besar penguatan tegangan ketiga rangkaian driver audio amplifier dapat

dilihat pada tabel 8. Data respon frekuensi sama dengan data penguatan tegangan,

tetapi satuan yang digunakan dalam dB (Decibell).

Tabel 8. Penguatan tegangan rangkaian driver audio amplifier.

0

1

2

3

4

5

6

1 10 100 1000 10000 100000

Frekuensi (Hz)

Impe

dans

i Out

put (

k oh

m)

C828C1675Op-Amp 741

45

45

Rangkaian driver audio amplifier Transistor C828 Transistor C1675 Op-amp 741 No. Frekuensi (Hz)

Vin p-p (V) Vout p-p

(V) AV AV

(dB) Vout p-p

(V) AV AV

(dB) Vout p-p

(V) AV AV

(dB) 1. 15 0.8 0.036 0.045 -26.94 0.032 0.040 -27.96 0.070 0.088 -21.16 2. 30 0.8 0.056 0.070 -23.10 0.060 0.075 -22.50 0.110 0.138 -17.23 3. 50 0.8 0.084 0.105 -19.58 0.084 0.105 -19.58 0.170 0.213 -13.45 4. 70 0.8 0.108 0.135 -17.39 0.108 0.135 -17.39 0.230 0.288 -10.83 5. 100 0.8 0.130 0.163 -15.78 0.140 0.175 -15.14 0.280 0.350 -9.12 6. 150 0.8 0.190 0.238 -12.49 0.200 0.250 -12.04 0.420 0.525 -5.6 7. 300 0.8 0.340 0.425 -7.43 0.340 0.425 -7.43 0.720 0.900 -0.92 8. 500 0.8 0.520 0.650 -3.74 0.520 0.650 -3.74 1.120 1.400 2.92 9. 700 0.8 0.680 0.850 -1.41 0.700 0.875 -1.16 1.400 1.750 4.86 10. 1000 0.8 0.920 1.150 1.21 0.920 1.150 1.21 1.900 2.375 7.51 11. 1500 0.8 1.200 1.500 3.52 1.100 1.375 2.77 2.600 3.250 10.24 12. 3000 0.8 1.600 2.000 6.02 1.700 2.125 6.55 3.300 4.125 12.31 13. 5000 0.8 1.800 2.250 7.04 1.800 2.250 7.04 3.600 4.500 13.06 14. 7000 0.8 1.800 2.250 7.04 1.900 2.375 7.51 3.800 4.750 13.53 15. 1 0000 0.8 1.900 2.375 7.51 1.900 2.375 7.51 3.800 4.750 13.53 16. 12000 0.8 1.900 2.375 7.51 2.000 2.500 7.96 4.000 5.000 13.98 17. 14000 0.8 1.900 2.375 7.51 2.000 2.500 7.96 4.000 5.000 13.98 18. 16000 0.8 1 .900 2.375 7.51 2.000 2.500 7.96 4.000 5.000 13.98 19. 18000 0.8 1.900 2.375 7.51 2.000 2.500 7.96 4.000 5.000 13.98 20. 20000 0.8 1.900 2.375 7.51 2.000 2.500 7.96 4.000 5.000 13.98

Jumlah Rata-rata

16.0 0.8

20.864 1.043

26.08 1.304

-57.97 -2.899

21.504 1.075

26.88 1.344

-54.55 -2.728

43.52 2.176

54.40 2.720

69.55 3.478

Berdasarkan data tabel 8 dan gambar 21, penguatan tegangan yang

dihasilkan rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741 pada frekuensi

yang sama lebih besar dibandingkan yang menggunakan transistor. Misalnya pada

frekuensi 5000 Hz, penguatan tegangan rangkaian driver audio amplifier dengan

transistor C828 sebesar 2,25 kali, dengan transistor C1675 sebesar 2,25 kali, dan

dengan Op-amp 741 sebesar 4,5 kali. Maka rangkaian driver audio amplifier

dengan Op-amp 741 penguatan tegangannya lebih baik daripada yang

menggunakan transistor.

46

46

Gambar 21. Grafik penguatan tegangan

Berdasarkan data tabel 8 dan gambar 22, batas frekuensi terendah dimana

terjadi penguatan oleh rangkaian driver audio amplifier dengan transistor adalah

1000 Hz penguatan tegangannya sebesar 1,21 dB, sedangkan dengan Op-amp 741

adalah 500 Hz penguatan tegangannya sebesar 2,92 dB. Maka rangkaian driver

audio amplifier dengan Op-amp 741 respon frekuensinya lebih baik daripada yang

menggunakan transistor, yaitu mampu melakukan penguatan pada frekuensi yang

lebih rendah dibandingkan rangkaian driver audio amplifier yang menggunakan

transistor. Untuk mengetahui data penelitian selengkapnya grafik respon frekuensi

lihat lampiran 11, sehingga dapat dibuat grafik di bawah ini.

0

1

2

3

4

5

6

1 10 100 1000 10000 100000

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n Te

gang

an (

kali)

C828C1675Op-Amp 741

47

47

Gambar 22. Grafik respon frekuensi

C. Analisis Hasil Penelitian

Analisis hasil penelitian meliputi analisis statistik, analisis respon

frekuensi, dan analisis pengukuran rangkaian driver audio amplifier.

1. Analisis Statistik.

Analisis statistik dimaksudkan untuk melihat perbedaan diantara ketiga

variabel penelitian, apakah ada perbedaan diantara ketiga variabel tersebut atau

tidak. Analisis yang digunakan menggunakan uji-t (t-test). Hal tersebut dilakukan

seperti pada bagan beriku:

Gambar 23. Analisis statistik.

A A B C

B

C

0.01

1.01

2.01

3.01

4.01

5.01

1 10 100 1000 10000 100000

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n Te

gang

an (P

erba

ndin

gan) C828

C1675Op-Amp 741

-40

-20 0.707

0

Peng

uata

n te

gang

an (d

b)

48

48

Keterangan A : rangkaian driver audio amplifier dengan transistor C828.

B : rangkaian driver audio amplifier dengan transistor C 1.675.

C : rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741.

Perbedaan dapat dilihat pada A terhadap C dan B terhadap C. Hasil

pengolahan data rangkaian driver audio dapat dilihat sebagai berikut :

Tabel 9. Hasil perhitungan uji-t rangkaian driver audio amplifier

No Perbandingan Rangkaian driver audio amplifier t' t-tabel

1. Impedansi input a. Transistor C828 dengan Op-amp 741

b. Transistor C1675 dengan Op-amp 741

a. -20,972

b. -26,647

2. Impedansi output a. Transistor C828 dengan Op-amp 741


a. 18,378

b. 58,477

3. Penguatan tegangan a. Transistor C828 dengan Op-amp 741


a. -2,747

b. -2,647

2,093

Berdasarkan data Tabel 9, harga t data dikonsultasikan dengan tabel

distribusi t dengan taraf signifikansi 5% dan derajat kebebasan dalam rumus ini

adalah (n-1), dimana jumlah pengukuran 20 kali kondisi sehingga dB adalah

20-1 = 19 maka nilai t tabel adalah 2,093.

Kriteria pengujian adalah Ho diterima jika -2,093 < t < 2,093. Dapat

dilihat bahwa nilai t impedansi input, impedansi output, dan penguatan

tegangan berada di luar daerah penerimaan Ho. Dengan demikian Ho impedansi

input, impedansi output, dan penguatan ditolak dan Ha diterima. Hal ini

menunjukkan ada perbedaan impedansi input, impedansi output, dan penguatan

tegangan rangkaian driver audio amplifier antara yang menggunakan transistor

dan yang menggunakan Op-amp 741. Hasil perhitungan uji-t selengkapnya dapat

dilihat pada lampiran 4 sampai 9.

49

49

2. Analisis Pengukuran Rangkaian driver audio amplifier.

a. Impedansi Input Hasil pengukuran impedansi input seperti pada lampiran 1 dihitung

dengan menggunakan rumus (1) yaitu:

Zin = in

efektifin

IV

Tegangan input efektif (Vin efektif) diperoleh dari penurunan tegangan yang

dilakukan dengan mengatur variabel resistor (VR). Tegangan input 0,8 Vp-p

diturunkan menjadi 0,4 Vp-p, dan diubah menjadi tegangan efektif yaitu:

Vef = 0,5 x Vp-p x 0,707

Vin efektif = 0,5 x 0,4 x 0,707

Vin efektif = 0,1414

Berdasarkan tabel 6, penghitungan impedansi input adalah sebagai berikut:

2). Rangkaian driver audio amplifier dengan transistor C828:

Zin = rataratain

ratarataefektifin

IV

Zin = 61096,21414,0

Zin = 47,770 K Zin rata-rata hasil pengukuran adalah 45,46 K.


Zin = rataratain

ratarataefektifin

IV

Zin = 61037,31414,0

50

50


4). Rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741:

Zin = rataratain

ratarataefektifin

IV

Zin = 61065,21414,0


b. Impedansi Output.

Beban dalam penelitian ini adalah resistor 100 K. Vvoc p-p adalah besar tegangan output sebelum rangkaian driver audio amplifier dihubungkan dengan

beban VL p-p adalah tegangan beban setelah dihubungkan dengan rangkaian

driver audio amplifier IL = Izout = Itotal karena rangkaian diubah menjadi

rangkaian ekuivalen Thevenin dimana seolah-olah terminal output rangkaian

driver audio amplifier menjadi sumber tegangan dan impedansi outut (Zout)

dihubungkan seri dengan RL (lihat gambar 3). Zout dihitung dengan rumus (2),

yaitu:

Zout = L

LOC

IVV

Berdasarkan data Tabel 7, penghitungan impedansi outputnya adalah

sebagai berikut:

51

51


Zout = L

LOC

IVV

Zout = 610808,402,0

Zout = 4,16 K Zout rata-rata hasil pengukuran adalah 4,14 K.


Zout = L

LOC

IVV

Zout = 610574,302,0


3). Rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741:

Zout = L

LOC

IVV

Zout = 610166,11038,0


4). Penguatan Tegangan dan Respon Frekuensi.

Berdasarkan data Tabel 8, Vin p-p merupakan tegangan input rangkaian

driver audio amplifier dari AFG yaitu sebesar 0,8 Vp-p. Vout merupakan

tegangan output rangkaian tanpa menggunakan beban (RL). Penguatan tegangan

52

52

dihitung menggunakan rumus (3) dan penguatan ut respon frekuensi dihitung

dengan rumus (5) yaitu:

Av = in

out

VV

Av (dB) = 20 login

out

VV

Misalnya rangkian driver audio amplifier dengan Op-amp 741

pada frekuensi 12 KHz diketahui Vin p-p = 0,8 Volt; Vout p-p = 4 Volt.

Maka : Av = 5 kali

Av (dB) = 20 log 5 = 13,98 dB

3. Analisis Respon Frekuensi

Rangkaian driver audio amplifier ini merupakan jenis rangkaian

tergandeng RC. Penguatan tegangan (dB) akan menurun maksimal sampai lebih

besar dari 0 dB pada frekuensi yang rendah dan tinggi. Di tengah-tengah

jangkauan frekuensi tersebut penguatannya tetap. Batas frekuensi tinggi terjadi

penurunan tegangan ketiga rangkaian driver audio amplifier tidak terukur karena

data pengukuran hanya sampai frekuensi 20 KHz yang mana penguatannya

masih tetap.

Apabila penguatan tegangan yang dihasilkan kurang dari satu kali atau

kurang dari 0 dB dikatakan terjadi pelemahan (attenuation), tegangan output

lebih kecil dari tegangan inputnya. Rangkaian driver audio amplifier dengan

transistor pelemahan terjadi pada frekuensi 15 Hz sampai 700 Hz, sedangkan

driver audio amplifier dengan Op-amp 741 terjadi pada frekuensi 15 Hz sampai

300 Hz. Idealnya tegangan input pada frekuensi 20 Hz sampai 20000 Hz dapat

dikuatkan oleh rangkaian driver audio amplifier dan tidak terjadi pelemahan.

53

53

Kurva respon frekuensi ketiga rangkaian driver audio amplifier pada saat

terjadi penguatan berbentuk liner. Penguatan tegangan (dalam dB) driver audio

amplifier dengan Op-amp 741 lebih besar daripada yang menggunakan transistor

pada frekuensi yang sama. Batas frekuensi dimana terjadi penguatan oleh

rangkaian driver audio amplifier dengan Op-amp 741 lebih rendah daripada

menggunakan transistor. Maka terdapat perbedaan respon frekuensi rangkaian

driver audio amplifier antara yang menggunakan transistor dan yang

menggunakan Op-amp 741.

D. Pembahasan Secara teori penguat audio dalam hal ini rangkaian driver audio amplifier

dikatakan ideal bila memenuhi syarat impedansi input tak terhingga atau besar,

impedansi output nol atau kecil, penguatan tegangan besar (

54

54

Berdasarkan Tabel 10, maka ketiga rangkaian driver audio amplifier

belum mencapai ideal, tetapi dari ketiganya yang paling baik adalah rangkaian

yang menggunakan Op-amp 741 karena parameternya lebih sesuai dengan teori

dibandingkan yang menggunakan transistor. Rangkaian driver audio amplifier

dengan Op-amp 741 impedansi inputnya paling besar, impedansi outputnya

paling kecil, penguatan tegangannya paling besar, dan respon frekuensi atau

batas frekuensi dimana terjadi penguatan paling rendah dibandingkan rangkaian

driver audio amplifier yang menggunakan transistor.

5. Keterbatasan Penelitian

Penelitian ini hanya memfokuskan pada satu jenis Op-amp yaitu Op-amp

741 dan dua jenis transistor yaitu tansistor C828, C1675 sehingga mungkin ada

Op-amp dan transistor jenis lain yang mampu menghasilkan rangkaian driver

audio amplifier ideal. Hal ini perlu dilakukan penelitian lagi.

37

BAB 5

PENUTUP

Pada bagian penutup diuraikan tentang simpulan dari hasil penelitian dan

saran-saran.

A. Kesimpulan

Dari hasil analisis data dan pengujian hipotesis maka dapat ditarik

kesimpulan sebagai berikut :

1. Hipotesis nol (Ho) impedansi input, impedansi output, penguatan tegangan

dan respon frekuensi ditolak sedangkan hipotesis kerja (Ha) diterima,

sehingga dapat disimpulkan bahwa ada perbedaan impedansi input,

impedansi output, penguatan tegangan dan respon frekuensi pada rangkaian

driver audio amplifier antara yang mengunakan transistor dan yang

menggunakan Op-amp 741.

2. Berdasarkan data hasil penelitian, rangkaian driver audio amplifier yang

menggunakan Op-amp 741 lebih sesuai dengan teori daripada yang

menggunakan transistor. Maka rangkaian driver audio amplifier yang

menggunakan Op-amp 741 lebih baik daripada yang menggunakan transistor.

3. Driver audio amplifier merupakan rangkaian yang sangat mendukung didalam

kinerja suatu audio amplifier,agar ia dapat mengeluarkan frekuensi suara yang

sesuai dengan rentang suara yang dapat didengar oleh telinga manusia yaitu

20 Hz-20KHz. Karena kerja dari driver audio amplifier itu sendiri adalah

sebagi kemudi.

38

38

B. Saran

Dari parameter yang diteliti, ketiga rangkaian driver audio amplifier yang

mendekati unjuk kerja ideal adalah rangkaian driver audio amplifier dengan op-

amp 741. Maka dengan menggunakan rangkaian driver audio amplifier dengan

op-amp 741 akan mendapatkan kualitas audio yang lebih baik dibandingkan

menggunakan driver audio amplifier dengan transistor.

57

DAFTAR PUSTAKA

Amirul Hadi. 1998. Metodelogi Penelitian. Bandung :Pustaka Setia

Suharsimi. A. 1998. Prosedur Penelitian. Jakarta : Rineka Cipta.

Hadi, S. 1985. Statistik. Yogyakarta : Andi offset.

Halkias dan Millman. 1985. Elektronika Terpadu 2. Penerjemah (M. Barmawi & M. O. Tjia). Jakarta : ERLANGGA

Mesamori dan Reka Rio. 1982. Rangkaian Terintegrasi. Jakarta: PT. Pradnya Paramita

Malvino. 1986. Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor. Penerjemah (M. Barmawi & M. O. Tjia). Jakarta : ERLANGGA

1994. Prinsip-Prinsip Elektronika. Penerjemah (M. Barmawi & M. O. Tjia). Jakarta : ERLANGGA

Poerwodarminto. 1996. Kamus Besar Bahasa Indonesia. Jakarta : Balai Pustaka.

Sapiie Soedjana.1974. Pengukuran dan Alat-alat Ukur Listrik. Jakarta : PT. Pradnya Paramita

Sudjana. 1996. Metode Statistika. Bandung : Tarsito

Sutanto. 1997. Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu. Jakarta : UI PRESS

Wasito. S. 1985. Vademikum Elektronika. Jakarta : PT. Gramedia

1982. Teknik Merakit Audio Amplifier. Jakarta : PT. Gramedia

Pengukuran Impedansi Input Rangkaian Driver Audio Amplifier

Rangkaian driver audio amplifier Transistor C828 Transistor C1675 Op-amp 741 No Frekuensi (Hz)

0.5 Vin p-p (V)

Vin efektif (V) Iinput

(A) Zin

(K) Iinput (A)

Zin (K)

Iinput (A)

Zin (K)

1. 15 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.10 45.50 3.40 40.50 2.80 50.50 2. 30 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.10 45.54 3.40 42.20 2.60 52.43 3. 50 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.02 45.51 3.40 42.50 2.60 52.62 4. 70 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.05 45.20 3.40 40.72 2.50 51.26 5. 100 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.04 44.58 3.40 40.95 2.80 49.82 6. 150 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.09 44.51 3.30 42.85 2.75 52.15 7. 300 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.09 44.50 3.28 40.95 2.80 50.56 8. 500 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.07 45.00 3.40 41.65 2.70 50.88 9. 700 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.06 45.50 3.40 41.50 2.70 50.96 10. 1000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.05 45.48 3.40 40.52 2.70 52.57 11. 1500 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.10 46.00 3.40 40.10 2.80 52.55 12. 3000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.01 46.27 3.24 38.40 2.52 50.10 13. 5000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 3.01 46.50 3.51 39.52 2.52 50.52 14. 7000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.96 46.57 3.52 39.50 2.50 50.54 15. 10000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.88 46.55 3.48 39.60 2.50 50.56 16. 12000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.86 47.51 3.43 37.50 2.62 52.14 17. 14000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.77 45.50 3.20 40.50 2.60 52.12 18. 16000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.71 45.00 3.34 36.80 2.65 51.86 19. 18000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.60 45.00 3.27 38.80 2.65 52.51 20. 20000 0.4 div x 1 V/div = 0.4 0.1414 2.60 45.00 3.18 38.50 2.65 52.62

Junilah Rata-rata

8.00.4

2.8280 0.1414

59.17 2.959

911.22 45.561

67.41 3.371

803.56 40.178

52.96 2.648

1029.27 51.464

Keterangan : Vin p-p = 0.8 div x 1 V/div = 0.8 Vp-p Vin efektif = (0.5 Vin p-p) x 0.5 x 0.707 = 0.1414

58

Pengukuran Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier

Impedansi Output Rangkaian Driver Audio Amplifier dengan Transistor C828

No Frekuensi (Hz) Voc P-P

(V) VL P-P

(V) (VocVL) efektif

(V) IL

(uA) Zout

(Kohm) 1. 15 1.8 div x 0.02 V/div = 0.036 1.6 div x 0.02 V/div = 0.032 0.002 0.52 3.82 2. 30 2.8 div x 0.02 V/div = 0.056 2.6 div x 0.02 V/div = 0.052 0.00:2 0.52 3.85 3. 50 4.2 div x 0.02 V/div = 0.084 4.0 div x 0.02 V/div = 0.080 0.002 0.52 3.95 4. 70 5.2 div x 0.02 V/div = 0.104 5.0 div x 0.02 V/div = 0.100 0.002 0.52 3.91 5. 100 2.4 div x 0.05 V/div = 0.120 2.2 div x 0.05 V/div = 0.110 0.003 0.70 4.22 6. 150 3.8 div x 0.05 V/div = 0.190 3.6 div x 0.05 V/div = 0.180 0.003 0.71 4.28 7. 300 3.4 div x 0.10 V/div = 0.340 3.2 div x 0.10 V/div = 0.320 0.007 1.66 4.26 8. 500 5.2 div x 0.10 V/div = 0.520 5.0 div x 0.10 V/div = 0.500 0.007 1.66 4.24 9. 700 6.8 div x 0.10 V/div = 0.680 6.6 div x 0.10 V/div = 0.660 0.007 1.68 4.21 10. 1000 4.6 div x 0.20 V/div = 0.920 4.4 div x 0.20 V/div = 0.880 0.014 3.55 3.98 11. 1500 2.4 div x 0.50 V/div = 1.200 2.2 div x 0.50 V/div = 1.100 0.035 8.93 3.96 12. 3000 3.2 div x 0.50 V/div = 1.600 3.0 div x 0.50 V/div = 1.500 0.036 8.93 3.96 13. 5000 3.6 div x 0.50 V/div = 1.800 3.4 div x 0.50 V/div = 1.700 0.035 8.42 4.20 14. 7000 3.6 div x 0.50 V/div = 1.800 3.4 div x 0.50 V/div = 1.700 0.035 8.32 4.25 15. 10000 3.8 div x 0.50 V/div =1.900 3.6 div x 0.50 V/div = 1.800 0.036 8.17 4.32 16. 12000 3.8 div x 0.50 V/div = 1

Amplifier Spec Smk

Documents

Transcript of Amplifier Spec Smk