Laporan Percobaan II Praktek Rangkaian Telekomunikasi ”penguat

LAPORAN PERCOBAAN II

PRAKTEK RANGKAIAN TELEKOMUNIKASI

”PENGUAT PENGIKUT TAK MEMBALIK”

Oleh :

Siti Fajar Yuli Astuti

3.33.07.0.25

Anggota Kelompok:

1. Isti Kurnia Rohmi 3.33.07.0.14

2. Puguh Dwi Prasetyo 3.33.07.0.22

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2009

Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik

22_Siti Fajar Yuli Astuti 1

PERCOBAAN - II

PENGUAT PENGIKUT TAK MEMBALIK

1. Tujuan

Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rankaian, memeriksa rangkaian dan

menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :

a. Menggunakan IC operasional amplifier, sebagai penguat tak membalik

dengan 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.

2. Dasar Teori

Prinsip Dasar Penguat Operasional

Penguat operasional yang ideal memiliki sifat-sifat :

Open loop Voltage gain : AV = ~

Input Impedance : ZIN = ~

Output Impedence : ZOUT = 0

Input offset Voltage : VIN = 0

Input bias current : 02

III B2B1B =

+=

Input offset current : IIN = 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:



-

R1

Rf

Vin

Vout

+ Vcc

- Vcc

-

+

Gambar 1. Rangkaian Penguat Membalik (Inverting)

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

V IN - dengan VIN + sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan:

VIN = I.R1 Oleh karena arus I besarnya sama, maka

VOUT = -I.Rf. INOUT VR1Rf

V ×−=

Gain Op-Amp dengan konfigurasi inverting adalah :

R1Rf

V

VA

IN

OUT =−=

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.

-

R1

Rf

Vin

Vout

+ Vcc

- Vcc

-

+

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), sehingga 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:

V IN = I.R1 VOUT = I(R1 +Rf)

INOUT VR1

Rf R1 V

+=

Gain Op-Amp R1Rf

R1RfR1

V

V

IN

OUT +=+= 1



Rangkaian Voltage Folower

-

V in

Vout

+ V cc

- Vcc

-

+

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:

1~0

1RiRf

1V

V

IN

OUT =+=+=

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)

3. Alat dan Bahan yang Digunakan

a. IC MC 3403

b. Resistor 1KΩ (1), 100K Ω (2), 22K Ω (3).

c. Kapasitor 0,001µF

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:

-

R1 22K

R3 1K

R2 22K

R4 22K

C1 0,001uF

Vin

Vout

+15 Volt

-15 Volt

-

+

¼ IC 3403

(2)

(3)

(4)

(11)

(1)

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

100KΩ. 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. Hasil Percobaan

• Gambar 1

Keterangan Gambar:

a. R1 = 22 KΩ g. Gain = input

output

V

V

b. R2 = 22 KΩ = PP

PP

mV

mV

100

180

c. F = 500 Hz = 1,8 kali

d. Volt/div = 50 mVolt Gain ( db) = 20 log 1,8

e. Time/div = 0,1 mS = 5,105 db

f. V out = 180 mVp-p

• Gambar Lisayuous



• Gambar 2

Keterangan Gambar:

a. R1 = 100 KΩ g. Gain = input

output

V

V

b. R2 = 100 KΩ = PP

PP

mV

mV

100

160

c. F = 500 Hz = 1,6 kali

d. Volt/div = 50 mVolt Gain ( db) = 20 log 1,6

e. Time/div = 0,2 ms = 4,08 db

f. V out = 160 mVp-p




• Gambar 3 ( Cross Over)

Keterangan Gambar:

a. R1 = 100 K Ω

b R2 = 100 K Ω

c. V/d = 50 mVolt

d. T/d = 0,5 mS

e. F (cross over) = 1,2 MHz

f. Vout = 70 mVp-p

g. Gain (terukur) = Sinyal Output / Sinyal Input

= 70 mVp-p / 100 mVp-p

= 0,7 kali

Gain (db) = 20 log 0,7

= -3,09




6. Analisis Data

Sesuai dengan teori bahwa untuk mendapatkan penguatan, menggunakan rumus:

Gain = input

output

V

V

• Gambar1

Berdasarakan percobaan, didapat penguatan sebesar 1,8 kali

Berdasarkan Teori

Data dari percobaan pertama:

a. R1 dan R2 = 22 KΩ

b. Volt/div = 50 mVolt

c. Time/div = 0,2 mS

d. V out = 180 mVp-p

e. C = 0,001 µF

f. fc = 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 0,001µ))

= R2 // (1 / 6,28 x 710.5 − )

= 22000 // 318471,3376

= (22000 x 318471,3376) / ( 22000 + 318471,3376 )

= 20578 Ω

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

Gain = Vout / Vm

= 185,08 / 95.65

= 1,93



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 = 20 log ( Vout / Vin)

-0,15 = log ( Vout / Vin)

10 15,0− = Vout / Vin

0,708 = Vout / Vin

Gain = 0,708 dB

Sehingga terjadinya Cross over adalah

a. R1= 100 KΩ

b. R2= 100 KΩ

c. Frekuensi (cross over) = 1,2 MHz

d. V out: 70 mVp-p

e. Gain (terukur) = Sinyal Output / Sinyal Input

= 70mV / 100mV

= 0,7 dB



7. Kesimpulan

Penguat non inverting bersifat tidak membalikan/positif.sesuai dengan rumus,

besarnya pengutan dipengaruhi besarnya Rf dan R1.

Besar 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

bias dikarenkan :

- Adanya kesalahan dalam pembacaan osiloskop

- Komponen yang digunakan

- Hambatan dalam pada alat dan komponen



-

R1

Rf

Vin

Vout

+ Vcc

- Vcc

-

+

-

R1

Rf

Vin

Vout

+ Vcc

- Vcc

-

+

8. Tugas dan Pertanyaan

A.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:

Rangkaian Non Inverting Rangkaian Non Inverting

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 Kohm,

dan R1 = 1 Kohm, maka pengauatn dari penguat tersebut akan sama

dengan …..

3. Jika R1 = R2 = 10 Kohm dan Vin = 1 Volt maka Vout = ….

4. Jika R1 = R2 = 100 Kohm dan R3 = R4 = 10 Kohm, dan berapa

penguatan total rangkaian?



5. Jika diumpankan sinyal berupa pulsa positif pada rangkaian dalam

percobaan, maka kerluarannya akan ……

Jawaban

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 = 1R

R f +1

3. 1

21

R

RR

V

V

input

output +=

= Ω

Ω+ΩK

KK

10

1010

= 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. Sinyal keluarannya berupa pulsa positif. Karena rangkaian ini merupakan

noninverting ( tidak membalik) jadi hasilnya sama.

Laporan Percobaan II Praktek Rangkaian Telekomunikasi ”penguat

Documents

Transcript of Laporan Percobaan II Praktek Rangkaian Telekomunikasi ”penguat