PERCOBAAN 1PENGUAT OPERASIONAL

A. Pelaksanaan Praktikum1. Tujuan: - Mengukur tegangan offset masukan op-amp 741- Mengukur CMRR op-amp 7412. Hari, tanggal: Selasa, 13 mei 2O143. Tempat: Laboratorium Fisika Fkip, Universitas Mataram.

B. Landasan TeoriOp-amp atau penguat operasional merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati/faktor penguatan sangat besar dengan dua msukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah tipe 741. Pada mulanya, op-amp digunakan untuk rangkaian perhitungan analog , rangkaian pengaturan dan instrumentasi. Fungsi utamanya adalah untuk melakukan operasi linear matematika (tegangan dan arus], integrasi, dan penguatan. Selain itu, fungsi op-amp adalah sebagai penguat tinggi dc yang berbeda penguatan (Kharis, 2O1O: 1-3).

Op-Amp merupakan rangkaian penguat operasional yang mampu mendeteksi serta memperkuat sinyal, baik Dc maupun Ac dengan penguatan yang mendekati ideal. Rangkaian ini dibangun atas elemen-elemen transistor, resistor, kapasitor dan catu daya yang positif dan begatif. Penguat operasional ini adalah suatu jenis penguat elektronika dengan sumbatan arus searah yang memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran (David, 1981:57).

Beberapa karakteristik Op-Amp yang penting adalah sebagai berikut: offset tegangan masukan, arus bias masukan, arus offset masukan, CMRR, dan laju slew.perhatikan pada gambar, bila kedua masukan dibumikan, maka akan selalu ada tegangan keluaran yang dikenal sebagai tegangan keluaran offset (Voffset). Hal ini diakibatkan karena transistor-transistor masukan memiliki harga VBE yang berbeda-beda. Tegangan offset masukan sama dengan selisih dari VBE. Adapun arus bias masukan terjadi jika jika op-amp memiliki Voffset sama dengan nol. arus ini mengakibatkan timbulnya (Vo(offset]], bila pada salah satu masukan diberi hambatan. untuk menghilangkannya, maka kledua masukan diberi hambatan yang bernilai sama. Arus ofset masukan ditimbulkan /diakibatkan arus basis dari masing-masing transistor masukan tidak akan sama, dan harga nya biasanya berbeda (wahyudi, 2O14: 65-66]

C. Alat dan Bahan1. Alat a. Papan roti2 buahb. Kabel penghubung7 buahc. Voltmeter ac1 setd. Catu daya1 buahe. Signal generator1 set2. Bahan a. Resistor 1OO2 buahb. Resistor 1OO k2 buahc. Resistor 1OO M2 buahd. Ic op-amp 7412 buah

D. Langkah kerja1. Menentukan tegangan offset masukan op-amp 741.a. Menyiapkan alat dan bahanb. Merangkai alat dan bahan seperti gambar di bawah ini

c. Mengukur tegangan output rangkaian dengan menggunakan voltmeter ac.d. Menghitung tegangan lingkar tutup dengan persamaan:Acl = R2/R1e. Menghitung tegangan offset masukan dengan persamaan:Voffset masukan = Vout/Aclf. Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatan

2. Menentukan CMRR ic op-amp 741a. Menyiapkan alat dan bahanb. Merangkai alat dan bahan seperti gambar di bawah ini:

c. Mengeset frekuensi signal generator antar 60-100Hz; d. Daya voltmeter ac digital, mengukur tegangan masukan Vin dan menyetel paling tidak bernilai 2 volt (nilai rms). Tegangan ini disebut tegangan modus bersama Vin(CM). Mencatat hasil pengamatan pada tabel pengamatane. Mengukur tegangan keluarannya (Vout) dengan menggunakan voltmeter ac digital. Tegangan ini disebut tegangan keluaran modus bersamaf. Menghitung penguat modus bersama dengan menggunakan persamaanAcm = Vout/Ving. Menghitung penguat differensial dengan persamaan:Adiff = R2/R1 = R4/R3h. Menhitung CMRR dengan persamaan:CMRR = Acm/AdiffDalam desibell:CMRR (dB) = 2O log Acm/AdiffE. Hasil Pengamatan1. Menentukan Teganan offset masukan op-amp 741Resistor Kode warnaTegangan keluaran (V)

R1 = 1 kCoklat, hitam, merah0,01 volt

R2 = 10 kCoklat, hitam, jingga

2. Menentukan CMRR ic op-amp 741ResistorKode warnaVin (CM)Vout(CM)

R1 = 100 Coklat, hitam, coklat0, 13 volt0, 15 volt

R2 = 100 kCoklat, hitam, kuning0, 13volt0, 15 volt

R3 = 100 Coklat, hitam, coklat0, 13volt0, 15 volt

R4 = 100 kCoklat, hitam, kuning0, 13volt0, 15 volt

F. ANALISIS DATA1. Tegangan Ofset Masukan Op-Ap 741 Menghitung Penguat Tegangan Lingkar Tutup (Acl)Dik : R1 = 1 kR2 = 10 kDit : Acl = ...?Penyelesaian :Acl = R2/R1 = 10 K/1K = 10 xJadi, penguat tegangan lingkar tutup (Acl) adalah 10x. Menghitung Tegangan Ofset MasukanDik: Vo = 0,01 vAcl = 10 xDit : Voffset masukan = ...?Penyelesaian :Voffset masuka = Vo/Acl= 0,01 v/10x= 0,001 vJadi, tegangan ofset masukan adalah 0,001 v.2. CMRR IC Op Amp 741 Penguat modus bersamaDik :Vo = 0,15 vVi = 0,13 vDit: ACM = ...?Penyelesaian : ACM= Vo / Vi= 0,15 v / 0,13v= 1,15 xJadi, penguat modus bersama (ACM) adalah 1,15 x. Penguat DiferensialnyaDik : R1 = 100 R2 = 100 kR3 = 100R4 = 100 KDit : Adiff = ...?Penyelesaian :Adiff = 100 k / 100 = 1000 xJadi, penguat differensial (Adiff) adalah 1000 x. Menghitung CmRRDik : ACM = 1,15 xAdiff = 1000 xDit : CMRR = ...?Penyelesaian :CMRR = Adiff / ACM= 1000x / 1,15 x= 869Dalam desi bell : CMRR ( dB ) = 20 log (ACM / Adiff)= 20 log (1,15 / 1000)= - 58,78 dB3. CMRR Berdasarkan IC Op Amp 741Dik : CMRR (dB) = 90 dB Dit : ACM = ...?Penyelesaian :CMRR (dB) = 20 log (ACM / Adiff)90 dB = 20 log (ACM / 1000 )Log ACM / 1000 = 4,5 dBACM / 1000 = 10 4,5ACM= 31622776,6 xJadi, ACm menurut perhitungan sebenarnya sekitar 31622776,6 x.

G. PembahasanPraktikum ini bertujuan untuk mengukur tegangan offsett masukan Op Amp 741 dan mengukur CMRR Op Amp. Op Amp merupakan rangkaian yang mempunyai dua masukan satu keluaran. Op Amp tanpa umpan balik luar disebut mode lingkar buka.Dalam praktikum ini, kami melakukan dua kali percobaan yaitu sesuai dengan tujuan praktikum di atas. Yang pertama, menghitung tegangan offset masukan dengan persamaan : Voffset = Vo / AclDimana Vo merupakan tegangan keluaran yang didapatkan nilainya melalui pengukuran menggunakan multimeter digital. Adapun nilai yang kami dapatkan adalah 0,01 v atau 10 mv. Sementara itu, nilai Acl kami dapatkan berdasarkan perhitungan menggunakan rumus, sehingga diperoleh nilai Acl sebesar 10 x. Berdasarkan hasil analisis data, nilai tegangan offset masukan dari Op Amp 741 yaitu 0,001 v atau 1 mv. Jika dikaitkan dengan teori, tegangan ofsett masukan diartikan sebagai tegangan keluaran yang selalu ada apabila kedua masukan dari satu rangkaian dibumikan. Hal ini disebabkan karena transistor transistor masukan memiliki harga VBE yang berbeda beda. Tegangan offset masukan sama dengan selisih dari VBE. Kembali ke hasil pengamatan, nilai offset masukan yang didapatkan adalah 1 mv, yang artinya ada perbedaan VBE sebesar 1 mv.Selanjutnya, percobaan kedua yaitu menghitung nilai CMRR IC Op Amp 741. Untuk menghitung nilai tersebut, terlebih dahulu menghitung nilai penguat diferensial dan penguat modus bersama (ACM). Adapun nilai penguat diferensial yang kami dapatkan sebesar 1000x sedangkan nilai ACM sedangkan nilai ACM sebesar 1,15 x. Dengan demikian, dapat diketahui nilai CMRR sebesar 869, dalam desibell (dB) didapatkan sebesar -58,78 dB. Jika kita kaitkan kembali dengan teori, nilai CMRR Op-Amp 741 seharusnya 30.000 dengan nilai ACM 30.000x. Akan tetapi, nilai dari hasil percobaan untuk CMRR sebesar 869 dengan nilai ACM sebesar 1,15 x. Perbedaan ini bisa disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya kesalahan dalam rangkaian dan pengukuran menggunakan multimeter. Kesalahan lainnya dari praktikan (human error) yang kurang tepat dalam merngkaia alat. Sedangkan nilai penguat diferensial (Adiff) dari hasil pengamatan sebesar 1000 x, ini berbeda dengan teori yang seharusnya besarnya tak terhingga. Akan tetapi, praktikum ini bisa dikatakan cukup berhasil karena telah mencapai tujuan. H. KESIMPULAN DAN SARAN1. KesimpulanBerdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan, didapatkan beberapa kesimpulan yaitu :1. Op- Amp merupakan rangkaian yang memunyai dua masukan satu keluaran.2. Nilai tegangan offset masukan Op Amp 741 hasil percobaan berbeda dengan teori yaitu 0,001 v.3. Nilai CMRR untuk Op Amp 741 adalah 869, berbeda dengan teori yang seharusnya 30.000.

2. Saran _

PERCOBAAN IVOP-AMP SEBAGAI VOLTAGE FOLLOWER

A. Pelaksanaan Praktikum1. Tujuan : Mengamati bentuk keluaran dari Op-Amp sebagi voltage follower.2. Waktu: Selasa, 3 Juni 20143. Tempat : Laboratorium Fisika FKIP Universitas Mataram.

B. Landasan TeoriRangkaian voltage follower berguna untuk meningkatkan arus tanpa mengubah tegangannya. Digunakan untuk mengubah sinyal berimpedansi tinggi (mudah terbebani) menjadi sinyal berimpedansi rendah (sukar terbebani) yang kokoh (robust). Gain tegangannya 1.

Pada Vin terdapat Rin yang merupakan tahanan yang sangat besar dan pada Vout terdapat Rout adalah tahanan yangsangat kecil (Rakshift,1984:240).Rangkaian voltage follower atau yang sering dikenal sebagai rangkaian buffer adalah suatu rangkaian yang memiliki fungsi untuk menyangga supaya dihasilkan tegangan keluaran yang sama besarnya maupun tandanya dengan tegangan masukan. Penguat tegangan ini digunakan sebagai penyangga (buffer), atau sebagai transformator impedansi yang akan menyangga beban yang berimpedansi rendah sehingga beban tersebut dapat dihubungkan dengan suatu penguatan tegangan tanpa memberati penguat tersebut, yang dapat mempengaruhi/menurunkan kinerja penguat bagaimana impedansi masukan pengikut tegangan ini menjadi tinggi (Millman, 1983:132).Rangkaian Op-Amp sebagai pengikut tegangan adalah menerapkan umpan balik langsung tanpa menggunakan resistor antara keluaran dengan masukan inverting. Karena Vo dihubungkan ke masukan inverting secara langsung, maka Vo = Vin. Penguatannya menjadi Av = = . Arus pada kondisi tegangan masukan Vin berpolaritas Vin negatif, arah dari masing-masing arus akan berbalik. Arus yang dikeluarkan Op-Amp : Io = I + IL ; karena Vo = Vin dan Vd = 0, maka I = 0; dengan demikian Io = IL (Wasito, 2006:348-349).

C. Alat Dan Bahan1. Alat a. Papan Roti1 buahb. Power Supply 1 unitc. Multimeter1 unitd. Function Generator1 unite. Osiloskop1 unitf. Kabel Penghubung6 buah2. Bahana. Op-Amp 7411 buah

D. Langkah Kerja1. Membuat rangkaian seperti gambar di bawah ini.

2. Mengatur function generatorpada 100 Hz dan 5V.3. Menghubungkan osiloskop pada output Op-Amp dari keluaran sinyal generator.4. Mengatur osiloskop secara perlahan-lahansampai mendapatkan bentuk gelombang yang diinginkan.5. Mengukur dan mencatat tegangan puncak ke puncak.6. Mengukur dan mencatat sinyal input Vin pada output sinyal generator dengan menggunakan osiloskop.7. Membandingkan Phasa dari input dan output.

E. Hasil Pengamatan1. Tabel Hasil Pengamatan Vin dan Vout.VinVout

0.53 V11.36 V

2. Grafik Hasil PengamatanVin

Vout

F. Analisis Data_G. PembahasanPraktikum kali ini berjudul Op-Amp sebagai voltage follower memiliki tujuan yaitu untuk mengamati bentuk keluaran dari Op-Amp sebagai voltage follower. Pada praktikum ini, umpan balik tanpa menggunakan resistor antara keluaran dengan masukan inverting Vo dihubungkan ke masukan inverting secara langsung. Rangkaian voltage follower atau yang sering dikenal dengan rangkaian buffer (penyangga) berguna untuk meningkatkan arus tanpa mengubah tegangannya. Menyangga supaya dihasilkan tegangan keluaran yang sama besarnya maupun tandanyadengan tegangan masukan. Pada praktikum kali ini, agar bisa mengamati gelombang keluaran ataupun masukannya, dihubungkan channel 1 pada osiloskop untuk mengamati bentuk gelombang yang ditampilkan. Jika sudah diatur time/div atau volt/div, tampaklah gelombang masukan berbentuk gelombang sinusoidal. Kemudian diukur nilai Vin dengan multimeter, dan tertera nilai sebesar 0.53 V. Kemudian secara bergantian, akan diamati gelomban keluarannya, dengan menghubungkan channel 2 pada osiloskop ke isyarat keluaran pada rangkaian. Kemudian, ditampilkan gambar gelombang keluarannya berupa gelombang sinusoidal, namun tidak mulus sempurna. Jika diukur nilai Vout nya terbaca pada multimeter adalah sebesar 11.36 V.Jika diamati, hasil yang didapat baik itu dari mengamati bentuk gelombang dan hasil pengukuran, dikaitkan dengan teori, gelombang masukan ataupun keluarannya berberntuk sama dan sefase, karena rangkaian voltage follower ini menghasilkan gelombang yang sama dan sefase. Ini disebabkan karena pada masukan adalah masukan inverting, dimana Vo dihubungkan langsung ke Vin. Vo dihubungkan langsung ke Vin secara langsung, secara otomatis nilai Vo = Vin. Dilihat juga dari fungsi rangkaian penyangga ini, untuk meningkatkan arus tanpa mengubah tegangannya. Namun, hasilyang didapat menunjukan penyimpangan. Nilai Vin dan Vout yang didapat dari hasil pengukuran dengan multimeter memiliki bde yang sangat jauh. Dan jika ditinjau kembali hasil gelombang yang ditampilkan, tidak mulus berbetuk sinusoidal atau agak keriting.Dari praktikum Op-Amp sebagi voltage follower ini, sudah dapat dikatakan bahwa percobaan ini berhasil. Namun masih ada kesalahan pengukuran dan gambar yang kurang sempurna. Kesalahan-kesalahan tersbut adalah hal yang lumrah dalam suatu kegiatan praktikum, setidaknya diperlukan 10 kali pengulangan untuk mendapatkan hasil yang sesuai teori yang diujikan. Kesalahan dapat terjadi karena kurang memadainya kondisi alat dan bahan yang tersedia, seperti halnya Op-Amp (sebagai komponen aktif) yang kurang baik . Namun, setidaknya praktikan mendapat pemahaman dan gambaran yang jelas tentang konsep atau karakteristik dari rangkaian voltage follower atau penyangga ini.

H. Kesimpulan Dan Saran1. KesimpulanBerdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan, dapat disimpulkan bahwa:a. Rangkain voltage follower berguna untuk meningkatkan arus tanpa megubah nilai tegangannya. Vin selalu bernilai sama Vout maupun tandanya. b. Ciri rangkaian ini adalah umpan balik tanpa resistor antara keluaran dengan masukan inverting. Vout dihubungkan ke masukan inverting secara langsung. c. Bentuk gelombang masukan dan keluarannya berupa gelombang sinusoidal.d. Nilai Vin dan Vout yang didapat dari hasil pengukuran tidak sama, yaitu Vin = 0.53 V dan Vout = 11.36 V.

2. Saran _

DAFTAR PUSTAKA

Millman.1983. Elektronika Terpadu. Jakarta : Erlangga.Rakhsift. 1984. Dasar Elektronika. Jakarta : Erlangga.Wasito. 2000. Elektronika Dasar. Jakarta : Erlangga.