Laporan Praktikum ElkaLanjut

5/9/2018 Laporan Praktikum ElkaLanjut - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-praktikum-elkalanjut 1/24

PERCOBAAN I NEGATIF FEEDBACK

Tujuan :

Mahasiswa memahami secara praktis umpan balik negatif dari sebuah operasional

amplifier beserta kegunaannya.

Langkah ± langkah percobaan :

1. Rangkaian negatif feedback inverting amplifier positif level.

y Membuat rangkaian seperti gambar

y Mengukur tegangan keluaran Vo

No Tegangan input Tegangan keluaran

1 1 VDC -10.1 VDC

2 0.5 Vrms AC 5 Vrms AC

2. Rangkaian negatif feedback inverting amplifier negatif level


U1

R2

10k

R310k

R4

1k

V1

1 V VCC

15V

VEE

-15V

V2

0.5 Vrms

50 Hz

0°





1 1 VDC 9.989 VDC

2 0.5 Vrms AC 5 Vrms AC

3. Rangkaian negatif feedback non-inverting amplifier negatif level




1 1 VDC -11.01 VDC

2 0.5 Vrms AC 5.5 Vrms AC

U1

R2

10k

R3

10k

R4

1k

V1

0.5 V

VCC

15V

VEE

-15V

R2

10k

R3

10k

R4

1k

V1

0.5 V

VEE

-15V

VCC

15V

U2



4. Rangkaian negatif feedback non-inverting amplifier positif level

y Membuat rangkaian seperti pada gambar



1 1 VDC 10.989 VDC

2 0.5 Vrms AC 5.5 Vrms AC

5. Membandingkan dengan perhitungan secara teoritis

y Menghitung nilai tegangan keluaranVo pada rangkaian penguat

pembalik positif level

Vo = (untuk teg input Ei = 1 VDC)

= = - 10 Vdc

Vo = (untuk teg input Ei = 0.5 Vrms AC)

=

= 5 Vrms AC

y Menghitung nilai tegangan keluaranVo pada rangkaian penguat

pembalik negatif level

U1

OPAMP_5T_

I¡

TUAL

¡ 2

10k¢

¡

310k

¢

¡ 4

1k¢

1

0.5

£ £

15

¤ ¤

-15




=

= 10 Vdc


= = 5 Vrms AC

y Menghitung nilai tegangan keluaranVo pada rangkaian penguat tak

pembalik negatif level


= = - 11 Vdc


= = 5.5 Vrms AC

y Menghitung nilai tegangan keluaranVo pada rangkaian penguat tak

pembalik positif level


=

= 11 Vdc


= = 5.5 Vrms AC

Tabel perbandingan hasil percobaan dan perhitungan rumus

Rangkaian Input 1 Vdc Input 0.5 Vdc

Percobaan Rumus Error Percobaan Rumus Error

Invert + -10.01 V -10V 1% 5 Vac 5 Vac 0% Invert - 9.989 V 10V 1% 5 Vac 5 Vac 0%

NonInvert + 10.989 V 11 V 1% 5.5 Vac 5.5 Vac 0%

NonInvert - -11.01 V -11 V 1% 5.5 Vac 5.5 Vac 0%



6. Kesimpulan

a) Rangkaian penguat dengan umpan balik negatif akan menghasilkan

tegangan keluaran sesuai dengan perbandingan antara tahanan

umpan balik Rf dengan tahanan inputnya Ri serta berbanding lurus

terhadap tegangan inputnya.

b) Rangkaian penguat pembalik akan menghasilkan tegangan

keluaran yang berlawanan dengan polaritas tegangan masukkannya

PERCOBAAN II POSITIF FEEDBACK

Tujuan :

Mahasiswa memahami secara praktek tentang umpan balik positif dari sebuah

operasional amplifier, beserta kegunaannya.

Langkah ± langkah percobaan :

1. Rangkaian positif feedback non-inverting amplifier


U¥

R¦

¥

6 § ̈

R©

¥

§ ̈

R

¥

§ ̈

¥

8

CC¥

¥

¦

¥

¦

ec



y Mencari VUT dan VLT dari rangkaian

Vref = 5V ; n = 10

Lampiran 1

Vref = 5V ; n = 16

Lampiran 2

Vref = 8V ; n = 10

Lampiran 3

Vref = 8V ; n =16

Lampiran 4

Tabel VUT dan VLT dari hasil percobaan

VUT VLT

Vref = 5V; n = 10 7.0798 V 3.9556 V

Vref = 5V; n = 16 6.3569 V 4.3170 V

Vref = 8V; n = 10 10.4188 V 7.2610 V

Vref = 8V; n = 16 9.5622 V 7.5123 V

y Mencari VUT dan VLT dengan menggunakan rumus

Untuk Vref = 5 V ; n = 10

VUT =

= 5

= 7 Volt

VLT =

= 5

= 4 Volt


VUT =

= 5

= 6.25 Volt



VLT =

= 5

= 4.375 Volt


VUT =

= 8

= 10.3 Volt

VLT =

= 8

= 7.3 Volt


VUT =

= 8

= 9.4375 Volt

VLT =

= 8

= 7.5625 Volt

Tabel perbandingan hasil percobaan dengan hasil perhitungan

VUT VLT

Percobaan Rumus Error Percobaan Rumus Error

Vref = 5V; n = 10 7.0798 V 7 1.14% 3.9556 V 4 1.11%

Vref = 5V; n = 16 6.3569 V 6.25 1.71% 4.3170 V 4.375 1.33%

Vref = 8V; n = 10 10.4188 V 10.3 1.15% 7.2610 V 7.3 0.53%

Vref = 8V; n = 16 9.5622 V 9.4375 1.32% 7.5123 V 7.5625 0.66%



2. Rangkaian positif feedback inverting amplifier


y Mencari VUT dan VLT dari rangkaian

Vref = 5V; n = 10

Lampiran 5

Vref = 5V; n = 16

Lampiran 6 Vref = 8V; n = 10

Lampiran 7

Vref = 8V; n = 16

Lampiran 8

Tabel hasil percobaan

VUT VLT

Vref = 5V; n = 10 5.9735 V 3.0702 V

Vref = 5V; n = 16 5.6289 V 3.7335 V

Vref = 8V; n = 10 8.6568 V 5.8364 V

Vref = 8V; n = 16 8.4576 V 6.5535 V

U1

R2

16k

R310k

R4

1k

VCC

15V

VEE

-15V

V2

10 V 5msec

V18 V



y Mencari VUT dan VLT dengan menggunakan rumus


VUT =

=

= 5.909 Volt

VLT =

=

= 3.1818 Volt


VUT =

=

= 5.588 Volt

VLT =

=

= 3.8235 Volt


VUT =

=

= 8.6363 Volt

VLT =

=

= 5.909 Volt




VUT =

=

= 8.4117 Volt

VLT =

=

= 6.647 Volt

Tabel perbandingan hasil percobaan dan perhitungan

VUT VLT

percobaan rumus Error percobaan rumus Error

Vref = 5V; n = 10 5.9735 V 5.909 V 1.09% 3.0702 V 3.1818 V 3.51%

Vref = 5V; n = 16 5.6289 V 5.588 V 0.73% 3.7335 V 3.8235 V 2.35%

Vref = 8V; n = 10 8.6568 V 8.636 V 0.24% 5.8364 V 5.909 V 1.23%

Vref = 8V; n = 16 8.4576 V 8.411 V 0.55% 6.5535 V 6.647 V 1.41%

3. Rangkaian oneshot multivibrator


U1

1

0.1µF

2

0.01µF

D1

1N4002

D2

1N4002

1

10k!

2

10k!

3

100k!

4

100k !

"

15"

"

# #

$ 15"

"

1

0 "

$ 10

"

1ms%

& 30ms%

&



y Mencatat panjang pulsa yang keluar

Untuk R2 = R1

l ampiran 9

Untuk R2 = 2R1

Lampiran 10

Untuk R2 = 10R1

Lampiran 11

Tabel hasil percobaan

Nilai R1 Nilai R2 Lebar pulsa keluaran

10K� 2K� 2.0573 ms

10K� 20K� 11 ms

10K� 100K� 24 ms

y Menghitung lebar pulsa keluaran dengan menggunakan rumus

Rumus

T = R f C�� sec

Untuk R2 =R1

T = 100K� 0.1µF ��

= 1.8 ms

Untuk R2 = 2R1

T = 100K� 0.1µF ��

= 10.986 ms

Untuk R2 = 10R1

T = 100K� 0.1µF ��

= 23.9789 ms



Tabel perbandingan hasil percobaan dengan perhitungan

Nilai R1 Nilai R2 Lebar pulsa keluaran

percobaan rumus Error

10K� 2K� 2.0573 ms 1.8 ms 14.29%

10K� 20K� 11 ms 10.986 ms 0.13%

10K� 100K� 24 ms 23.9789 ms 0.09%

4. Kesimpulan

a) Rangkaian penguat dengan umpan balik positif akan menghasilkan

tegangan keluaran sesuai dengan perbandingan antara tahanan

umpan balik Rf dengan tahanan inputnya Ri serta berbanding lurus

terhadap tegangan inputnya.

b) Adanya tegangan referensi pada rangkaian masukan akan

menyebabkan berubahnya duty cycle dari tegangan keluaran, serta

nilai tegangan hysteresis dari tegangan sinyal masukan.

c) Pada rangkaian monostable multivibrator, lebar pulsa keluaran

dapat diubah dengan mengubah nilai tahanan umpan balik R f , nilai

kapasitansi C, maupun dengan mengubah nilai perbandingan antara

tahanan R1 dan tahanan R2.

d) Semakin besar nilai perbandingan tahanan R2 terhadap tahanan R1

maka semakin lebar pulsa yang dihasilkan, dalam sekali picu.

Demikian pula sebaliknya.

e) Rangkaian penguat pembalik akan menghasilkan tegangan

keluaran yang berlawanan dengan polaritas tegangan masukkannya



PERCOBAAN III

FILTER

Tujuan : Mahasiswa memahami dan mengerti secara praktek tentang penerapan

sebuah OpAmp yang digunakan sebagai filter frekuensi.

Alat-alat yang digunakan :

1. 1 buah osciloscop

2. 1 buah adjustable power supply

3. 1 buah project board

4. 1 buah function generator

5. IC LM 301A

Cara melakukan percobaan

A. Low Pass Filter (LPF) Butterworth

Untuk rangkaian low pass filter -20 dB dengan c § 30 k rad/s:

1. Rangkailah rangkaian LPF -20 dB seperti gambar di bawah ini dengan

R=10K; Rf=10K; C=3.3nF; Berilah tegangan supply 15 Vdc.

Gambar 3.1 Rangkaian Low Pass Filter -20dB

U1

LM301AD

3

2

4

7

6

51

8

R1

10k

Rf

10k

VCC

15V

VEE

-15V

C1

3.3nF

Vo

V1

15 Vrms10 Hz

0°



2. Ukur t out ut dengan oscilloscope

Gambar 3.2 Input out put Low Pass F ilt ' r -20dB

3. Isilah table di bawah ini:

30 K R ad/s Percobaan Teor i Error

Frekuensi Tegangan Penguatan Penguatan

R ad/s Hz Vo (Vo/Vin) (Vo/Vin)0.1 78 9.92 0. 1 0.995 33.5 %0.25 119 10.11 0. 7 0.970 30.52%0.5 2387 10. 0. 93 0.89 22. 9%1 775 10. 0. 93 0.707 1.95%2 95 9 . 9 0. 0. 7 0.28%

19099 3. 2 0.2 1 0.2 3 0.50%10 77 1. 8 0.099 0.100 0.85%

T abel 3.1 Penguat an Low Pass f ilt er 30 KRad/s

LP - dB

0.000

0.500

1.000

1.500

0 2 4 6 8 10 12

x c (Rad/(

)

) o /

)

i nPercobaan

Teori



Untuk rangkaian low pass filter -40 dB dengan c § 30 k rad/s:

1. Rangkailah rangkaian LPF -40 dB seperti gambar di bawah ini

dengan R1=R2=10K; Rf=10K; C1=2.2nF; C2=4.7nF Berilah

tegangan supply 15 Vdc.

Gambar 3.3 Rangkaian Low Pass Filter -40dB

2. Ukur tegangan output dengan oscilloscope

Gambar 3.4 Input out put Low Pass Filter -40dB

U1

LM301AD

3

2

4

7

6

51

8

R1

10k

Rf

10k

VCC

15V

VEE

-15V

C12.2nF

Vo

V1

15 Vrms

10 Hz

0°

C2

4.7nF

R2

10k



3. Isilah table di bawah ini:

30 K R ad/s Percobaan Teor i Error

Frekuensi Tegangan Penguatan PenguatanR ad/s Hz Vo (Vo/Vin) (Vo/Vin)0.1 78 9.7 0. 7 1.58 59.22%0.25 119 10.22 0. 81 1.583 5 .9 %0.5 2387 10.83 0.722 1.539 53.08%1 775 10.59 0.706 1.121 37.05%2 95 9 3.85 0.257 0.385 33.29%

19099 0.98 0.065 0.099 33.97%10 77 6 0.15 0.010 0.016 36.96%

T abel 3.2 Penguat an Low Pass f ilt er 30 KRad/s

B. Hi Pass Fil (HPF) Butterworth

Untuk rangk aian high pass f ilter -20 dB dengan c § 62.8 k rad/s:1. R angkailah rangkaian HPF -20 dB seper ti gambar di bawah ini

dengan R 10K ; R 10K ; C 3.3nF; Ber ilah tegangan suppl ± 15

Vdc.

Gambar 3.5 Rangkaian H i gh Pass F ilt er -20dB

LPF - dB

0.000

0.0

00

1.000

1.0

00

2.000

0 2 4 6 8 10 12

x 1 2

3

Rad/4

5

V o / V i

6

Percobaan

Teori

7 8

LM9 @

8 AD

3

2

4

7

6

51

8

R1

4.A

B

Rf

4.A

B

VC C

15V

VEE

D 15V

C

1

3.3nF

VE

V1

15 Vr F

G

15kHz H

°




Gambar 3.6 Input out put High Pass Filter -20dB

3. Isilah table dibawah ini:

62.8 K Rad/s Percobaan TeoriError

Frekuensi Tegangan Penguatan Penguatan

Rad/s Hz Vo (Vo/Vin) (Vo/Vin)0.1 999 1.45 0.097 0.100 97.15%0.25 2499 3.55 0.237 0.243 97.58%0.5 4997 6.61 0.441 0.447 98.54%1 9995 10.35 0.690 0.707 97.58%2 19990 10.13 0.675 0.894 75.50%4 39980 9.71 0.647 0.970 66.73%

10 99949 8.09 0.539 0.995 54.20%T abel 3.3 P enguat an High Pass f ilter 62.8 K Rad / s

HPF -20dB

0.000

0.500

1.000

1.500

0 2 4 6 8 10 12

x I

(Rad/s)

V o / V i n Percobaan

Teori



Untuk rangkaian high pass filter -40 dB dengan c § 62.8 k rad/s:

1. Rangkailah rangkaian LPF -40 dB seperti gambar di bawah ini

dengan R=10K; Rf=10K; R2=5K; C1=C2=2.2nF; Berilah

tegangan supply 15 Vdc

Gambar 3.7 Rangkaian High Pass Filter -40dB



U1

LM301AD

3

2

4

7

6

51

8

R1

10k

Rf

10k

VCC

15V

VEE

-15V

C1

2.2P

Q

VR

V1

15 Vr S

T

50kU

z

0°

R2

5k

C2

2.2P

Q





Frekuensi Tegangan Penguatan PenguatanRad/s Hz Vo (Vo/Vin) (Vo/Vin)0.1 999 0.14 0.009 0.016 58.85%0.25 2499 0.89 0.059 0.099 59.97%0.5 4997 3.53 0.235 0.385 61.18%1 9995 10.26 0.684 1.121 60.99%2 19990 10.65 0.710 1.539 46.14%4 39980 10.75 0.717 1.583 45.28%

10 99949 9.39 0.626 1.586 39.47%

T abel 3.4 P enguat an High Pass f ilter 62.8 K Rad / s

C. Band Pass Filter

Untuk rangkaian band pass filter dengan r § 94.2 k rad/s:

1. Rangkailah rangkaian BPF seperti gambar di bawah ini dengan

R1=Rf=10K; R2=5K; C1=C2=2.2nF; Berilah tegangan supply

15 Vdc

Gambar 3.9 Rangkaian Band Pass Filter

H 40 B

0.000

0.V

00

1.000

1.V

00

2.000

0 2 4 6 8 10 12

x W X

Y R ̀

a

/s)

V

b

/ V i

c

Per cd e f f g

h eor i

i

1

LM301AD

3

2

4

7

6

51

8

R1

10kp

Rq

10kp

Vr r

15V

VEE

-15V

Vo

V1

15 Vs

ms

10 Hz

0t

r

1

2.2nF

C2

2.2nF

R25k

p

C3

150pF







Frekuensi Tegangan Penguatan PenguatanRad/s Hz Vo (Vo/Vin) (Vo/Vin)

0.1 1499 1.04 0.069 0.310 22.35%0.25 3748 2.66 0.177 0.698 25.39%0.5 7496 5.43 0.362 1.056 34.30%1 14992 6.24 0.416 1.135 36.66%2 29985 3.24 0.216 0.769 28.08%4 59970 1.58 0.105 0.315 33.47%

10 149924 0.63 0.042 0.061 68.94%

T abel 3.5 P enguat an High Pass f ilter 94.2 K Rad / s

BPF 9 . K /

0.000

0.u

00

1.000

1.u

00

0 2 4 6 8 10 12

v

w

x

y �

�

�

/�

))

�

�

/

�

i

�

Per c � � � � �

Teor �



Dari hasil percobaan diatas, kita dapat bandingkan dengan teori yang sudah

ada:

A. Low Pass Filter (LPF) Butterworth

Low Pass Filter -20dB

Seperti tampak pada tabel 3.1 adalah respon Low Pass Filter -20dB

Butterworth dengan berbagai input frekuensi sehingga kita dapatkan nilai

penguatannya sebagaimana persamaan berikut :

2)/(1

1

f �

f V

V

in

o

!

Dimana kita tentukan fH = 4775 Hz

Dari hasil perhitungan berdasarkan persamaan diatas, didapatkan

fariasi penguatan dari berbagai frekuensi masukan, sebagaimana table 3.1

Low Pass Filter -40dB

Seperti tampak pada tabel 3.2 adalah respon Low Pass Filter -40dB



4)/(1 f �

f

A

V

V �

in

o

!

Dimana kita tentukan

fH = 4775 Hz

AF = 1.586 (ketentuan Butterworth untuk order kedua)





B. High Pass Filter (HPF) Butterworth

High Pass Filter -20dB

Seperti tampak pada tabel 3.3 adalah respon High Pass Filter -20dB



2)/(1

/(1

L

L

in

o

f f

f f

�

�

!

Dimana kita tentukan fH = 9994.9 Hz.



High Pass Filter -40dB

Seperti tampak pada tabel 3.4 adalah respon High Pass Filter -40dB



4)/(1 f f

A

V

V

�

�

in

o

!


fH = 9994.9 Hz.


Dari hasil perhitungan berdasarkan persamaan diatas, didapatkanfariasi penguatan dari berbagai frekuensi masukan, sebagaimana table 3.4



C. Band Pass Filter

Seperti tampak pada tabel 3.5 adalah respon Band Pass Filter



? A? A22)/(1)/(1

)/(

H L

L F

in

o

f f f f

f f �

�

�

!


fH = 9994.9 Hz.




K esimpulan

Dari keseluruhan percobaan diatas dan hasil perhitungan berdasarkan

persamaan yang telah ada, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

1) Low Pass Filter mempunyai penguatan tetap dari 0 Hz sampai menjelang

frekuensi cut off fH. Pada fH penguatan akan turun, artinya frekuensi dari 0

Hz sampai fH dinamakan pass band frekuensi. Sedang frekuensi yang

dinamakan stop band frekuensi.

2) Karakteristik dari high pass filter adalah frekuensi yang rendah diredam

sampai pada frekuensi cut on yang dianggap sebagai batas frekuensi

rendahnya sehingga diberi nama fL.

3) Bila HPF dirangkai serie dengan LPF maka akan mendapatkan BPF (Band

Pass Filter).



LAPOR AN PR AKTIKUM

ELEKTR O NIK A LANJUT

OLEH:

1 ACHMAD KOMAR UDI N 08632013

2 EK A MUKTHI FITR IANSYAH 07632010

3 HILMI YULIANTO 07632008

NUR UL HASANAH 09632019

Laporan Praktikum ElkaLanjut

Documents

Transcript of Laporan Praktikum ElkaLanjut