P-01 DIODA CLIPPER DAN PRAKTIKUM CLAMPER

PRAKTIKUM

ELEKTRONIKA ANALOG 01

P-01 DIODA CLIPPER DAN

CLAMPER

SMT. GENAP 2015/2016

A. TUJUAN

1. Mahasiswa dapat menguji karakteristik dioda clipper dan clamper 2. Mahasiswa dapat menggambarkan kurva karakteristik v-i dioda 3. Mahasiswa dapat menguji rangkaian clipper dan clamper

B. Teori rangkaian clipper dan clamper Rangkaian clipper

Rangkaian clipper adalah rangkaian pembentuk gelombang (wave-shaping) yang berfungsi memotong bentuk gelombang pada level dc tertentu. Ada beberapa konfigurasi dari rangkaian clipper, yaitu rangkaian clipper positif, clipper negative, clipper dengan bias tegangan positif dan clipper dengan bias tegangan negative.

Rangkaian Clipper Positif

Rangkaian clipper positif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc positif dari suatu bentuk gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.1. Ketika tegangan input sinusoida (V

in) setengah gelombang positif, maka

dioda dibias forward, sehingga arus mengalir pada diode, sehingga tegangan output adalah sebesar 0,7 Volt, yaitu merupakan tegangan barier dari diode.

Gambar 1 : Rangkaian Clipper Positif

Rangkaian Clipper Negatif

Rangkaian clipper negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc negatif dari suatu bentuk gelombang, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.2. Ketika tegangan input sinusoida (V

in) setengah gelombang negatif, maka

Q POWER ELECTRONIC LABORATORY EVERYTHING UNDER SWITCHED

dioda dibias reverse, sehingga arus mengalir ke beban, sehingga tegangan output adalah sebesar tegangan input.

Gambar 2 : Rangkaian Clipper Negatif

Rangkaian Clipper dengan Bias Positif

Rangkaian clipper bias positif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc positif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias positif yang diberikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.3. Ketika tegangan input sinusoida (V

in) setengah gelombang positif, maka dioda akan dibias forward

jika Vin

= VBIAS

+ 0,7 Volt.

Gambar 3 : Rangkaian Clipper dengan Bias Positif

Rangkaian Clipper dengan Bias Negatif

Rangkaian clipper bias negatif adalah rangkaian clipper yang memotong level dc negatif pada level tertentu sesuai dengan tegangan bias negatif yang diberikan, seperti yang ditunjukkan pada gambar 5.4. Ketika tegangan input sinusoida (V

in) setengah gelombang negative, maka dioda akan dibias reverse

jika Vin

= -VBIAS

- 0,7 Volt.

Gambar 4 : Rangkaian Clipper dengan Bias Positif

C. ALAT/ BAHAN Percobaan ini membutuhkan alat/bahan sebagai berikut, No Nama Jumlah 1. Diode 1N4001 4 2. Resistor 5kohm 2 3. Osilioskop 2 4. DC Power Supply 1 5. Signal generator 1 6. projectboard 1 7. Potensiometer 1

8. Kapasitor 33μF 1 9. Kabel jumper

Prosedur Percobaan :

a) Clipper forward bias b) clipper reserve bias

Gambar 5 : Rangkaian Percobaan Clipper

1) Dengan menggunakan projectboard, rangkaikan clipper positif seperti pada

gambar 5.A 2) Sebelum Signal generator dinyalakan, set-lah channel 1 dan 2 dari Oscilloscope

pada skala 1 Volt / division, dc coupling dan time base = 2 ms / division. 3) Sebelum Signal generator dinyalakan, nyalakan terlebih dahulu oscilloscope set-

lah posisi garis sinyal channel 1 dan 2 pada level yang sama yaitu zero volts.

4) Nyalakan signal generator dan aturlah amplitudo sinyal sebesar 6 V peak-to-peak, pada frekuensi 200 Hz.

5) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2) pada kertas grafik/millimeter.

6) Matikan signal generator dan oscilloscope, kemudian balikkan polaritas dari diode sehingga menjadi rangkaian clipper negative seperti yang ditunjukkan pada gambar 5 B.

7) Nyalakan kembali oscilloscope dan signal generator kemudian aturlah amplitudo sinyal tetap sebesar 6 V peak-to-peak, pada frekuensi 200 Hz.

8) Dari display oscilloscope, gambarkan tegangan input dan output (input CH1 dan output CH2) pada kertas grafik/millimeter.

9) Matikan signal generator dan oscilloscope,

RANGKAIAN CLAMPER

Gambar 6 : Rangkaian Percobaan Clamper

10) Amati dengan menggunakan Osiloskop sinyal output yang diperoleh dan gambarkan bentuk sinyalnya. 11) Berilah analisis terhadap hasil yang anda peroleh.

D. Tugas 1. Gambarlah Grafik display oscilloscop pada kertas grafik 2. Lakukan analisa secara teori terhadap percobaan yang telah dilakukan.

Kemudian bandingkan hasilnya dengan hasil percobaan. 3. Buatlah kesimpulan dari hasil analisa yang saudara lakukan.

E. Pertanyaan Pengembangan

1. Simulasikan dengan salah satu program simulasi masing-masing rangkaian percobaan saudara.

PRAKTIKUM


P-02 TRANSISTOR


A. Tujuan: 1. Mahasiswa dapat membuat kurva karakterteristik luar Ic = f(VCE) berdasarkan data percobaan 2. Mahasiswa dapat menggambarkan garis beban pada karakteristik luar transistor 3. Mahasiswa dapat membuat rangkaian transistor sebagai penguat kelas A 4. Mahasiswa dapat menentukan penguatan tegangan pada penguat kelas A 5. Mahasiswa dapat menggambar kurva sinyal input dan sinyal output rangkaian penguat kelas

A berdasarkan data percobaan

B. Kajian Teori

dirangkum dari Ch17 Transistor and Aplications

siapkan juga datasheet transistor BC107/BC108

C. Rangkaian Percobaan a. Rangkaian percobaan karaktersitik transistor : gambar 17.9

RC = 100 /0,5Watt

RB = 1 k VCC = 0 – 12 Volt VBB = 0 – 12 Volt Transistor BC108 atau BC 107 b. Rangkaian percobaan penguat kelas A : gambar 17.15 VCC = 12 Volt

DC = 125

D. Alat dan Bahan 1. Osciloscop 1 buah 2. Multimeter 2 buah 3. Function Generator 1 buah 4. Transistor BC107 atau BC108 5. Resistor (sesuai dengan gambar) 6. Kapasitor (sesuai dengan gambar) 7. Project Board 1 buah 8. Power supply 2 buah


E. Langkah percobaan 1: Karakteristik Transistor 1. Buat rangkaian seperti gambar 17.9, VCC dan VBB posisi Off 2. Pasang Amper meter pada basis dan colektor 3. Pasang Voltmeter pada Kolektor-emitor 4. Atur VBB supaya Ib = 100 uA, Atur VCC = 0 Volt. 5. Naikkan VCC sehingga VCE = 0,5 Volt, atur kembali supaya Ib tetap 100 uA. Catat IC 6. Ulangi percobaan (5) dengan menaikkan VCE secara bertahap. 7. Ulangi percobaan (5) dan (6) untuk Ib = 0,01 mA, 0,05 muA dan 0,1 mA

BC 107

100 /0,5W

VCC 12 V

250mA

0,25mA

Power

supply

+

Power

supply

+ 1k/0,5W

10V

Langkah percobaan 2: Pengujian penguat kelas A 1. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 17.15 2. Hubungkan Vin ke GND, ukur VB dan VC 3. Pasang Function generator pada Vin, atur untuk menghasilkan sinyal sinus 1mV, 1 kHz 4. Pasang Osc,

Ch1 pada Basis dan Ch2 pada Colector

Time/Div ...... (?)

Volt/Div …… (?)

Mode dual, AC 5. Gambarkan kurva Vin dan Vout berdasarkan penunjukkan Osc 6. Naikkan amplitudo sinyal input menjadi 10 mV, catat Vo dan hitung penguatan tegangan. 7. Ulangi langkah 6 dengan menaikkan Vin secara bertahap, sampai diperoleh tegangan output

cacat (saturasi). 8. Ulangi pengukuran dengan mode DC 9. Naikkan amplitudo Vin sampai Vout maksimum mulai cacat, tentukan berapa penguatan

tegangan. 10. Pasang Elco pada Emitor, berikan input 10mV/1 kHz, berapa Vo dan penguatan tegangan? 11. Pasang RL ke kolektor melalui kapasitor kopling (lihat gambar), berikan input 10mV/1 kHz,

berapa Vo dan penguatan tegangan? 12. Naikkan frekuensi input secara bertahap menjadi 2 kHz, 4 kHs dst, berapa Vo dan penguatan

tegangan? Berapa frekuensi cutoff penguat tersebut?

Tabel Hasil pengukuran penguat kelas A

No Vin-pp Vo-pp Gain Keterangan

1 1 mV

2 10 mV

… 20 mV

…

… 100 mV

… 200 mV

… … Output catat, saturasi

No frekuensi Vo-pp Gain Keterangan

1 1 kHz

2 2 kHz

… 4 kHz

… 10 kHz

Langkah percobaan 3: Pengujian penguat kelas B Rangkaian Common Colector (Teori baca Handount Gambar 17.22) 1. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 3 di bawah ini. rangkaian ini sama dengan

rangkaian penguat kelas A sebelumnya, hanya RC dibuang, kapsitor by pass dibuang, output diambil dari emitor)

2. Hubungkan Vin ke GND, ukur VB dan VC 3. Pasang Function generator pada Vin, atur untuk menghasilkan sinyal sinus 1mV, 1 kHz 4. Pasang Osc, 5. Ch1 pada Basis dan Ch2 pada Colector 6. Time/Div ...... (?) 7. Volt/Div …… (?) 8. Mode dual, AC 9. Gambarkan kurva Vin dan Vout berdasarkan penunjukkan Osc 10. Naikkan amplitudo sinyal input menjadi 10 mV, catat Vo dan hitung penguatan tegangan. 11. Ulangi langkah 6 dengan menaikkan Vin secara bertahap, sampai diperoleh tegangan output

cacat (saturasi). 12. Ulangi pengukuran dengan mode DC 13. Naikkan amplitudo Vin sampai Vout maksimum mulai cacat, tentukan berapa penguatan

tegangan. 14. Pasang Elco pada Emitor, berikan input 10mV/1 kHz, berapa Vo dan penguatan tegangan? 15. Pasang RL ke kolektor melalui kapasitor kopling (lihat gambar), berikan input 10mV/1 kHz,

berapa Vo dan penguatan tegangan? 16. Naikkan frekuensi input secara bertahap menjadi 2 kHz, 4 kHs dst, berapa Vo dan penguatan

tegangan? Berapa frekuensi cutoff penguat tersebut? 17. Lepas resistor pembagi tegangan pada basis (47k dan 4k7). Berikan input 1Vpp, berapa

outputnya? Mengapa?

F. Pertanyaan: 1. Jika RE diparalel dengan kapasitor Bypass, bagaimana sinyal outputnya? 2. Buat perbenadingan (perbedaan) antara rangkaian commond emitor dan common

colector! a. perbedaan rangkaian b. penguatan tegangan c. penguatan arus d. polaritas sinyal input dan output

DC=125

1k

47 k

4,7 k

VCC 12 V

RL

Gambar 3

PRAKTIKUM


P-03 PENGUAT KELAS B & AB


A.Tujuan:

1. Mahasiswa mengatahui dan menjelaskan karakteristik penguat kelas B dan AB 2. Mahasiswa dapat merancang penguat kelas B dan AB 3. Mahasiswa dapat melakukan analisa rangkaian penguat kelas B dan AB 4. Mahasiswa dapat menjelaskan fungsi dan kegunaan penguat kelas B dan AB

B. Kajian Teori

1. dirangkum dari Ch17 Transistor and Aplications 2. siapkan juga datasheet transistor 2N3019, 2N2907, 2N3055 dan 2N2905

C. Alat dan Bahan

1. Osciloscop 1 buah 2. Multimeter 1 buah 3. Function Generator 1 buah 4. Trainer penguat kelas A dan kelas AB 5. Power supply 1 buah

D. Langkah kerja simulasi

1. Buatlah rangkaian penguat sesuai dengan gambar kerja dengan software multisim 2. Pasang function generator pada input 1 Vp-p dan frekuensi 50 Hz 3. Ubah-ubah nilai tegangan pada input dari sampai mencapai nilai tegangan saturasi. 4. Ukur hasil keluaran dengan oscilloscope dan amati tampilannya 5. Print screen hasil pembacaan oscilloscope 6. Catat hasil percobaan dari penguat tersebut 7. Buat kesimpulan dari hasil percobaan tersebut dari pertanyaan yang sudah diajukan

di bawah E. Langkah kerja trainer

1. Rangkai trainer seperti Gambar 5.2 , kemudian lakukan langkah 2-7

F. Pertanyaan 1. Jelaskan tentang penguatan kelas B dan AB 2. Apa fungsi penguat kelas B dan AB pada rangkaian 3. Apa kegunaan dioda pada penguat kelas AB? Apa yang terjadi jika dioda ditiadakan?

(pada Gambar 5.1) 4. Apa kegunaan hambatan R2 dan R3 pada trainer penguat ? Apa yang terjadi jika

hambatan ditiadakan? (pada Gambar 5.2) 5. Termasuk jenis common apakah kedua penguat ersebut ? 6. Tuliskan penurunan rumus penguatan tegangan dan penguatan arusnya 7. Hitung effisiensi masing-masing penguat 8. Sebutkan perbedaan penguat kelas B dan penguat kelas AB


Gambar 5.1

Gambar 5.2

V1

12V

V2

12V

Q1

2N3055A

Q2

2N2905

C1

10µF

C2

10µF

C3

10µFD1

1N4001

D2

1N4001

XFG1

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

V1

12V Q1

2N3055A

Q2

2N2905

C1

100µF

C2

100µF

C3

100µF

XFG1

XSC1

A B

Ext Trig+

+

_

_ + _

R1

1kΩ

R2

1kΩ

R3

1kΩ

R4

1kΩ

© slametwi-2007

PRAKTIKUM


P-04 Dasar Opamp

Smt. Genap 2015/2016

A. Tujuan

Meningkatkan pemahaman dan keterampilan mahasiswa tentang:

1. Unjuk kerja dan keterbatasan op-amp seperti penguatan loop terbuka, tegangan offset, noise, dan lebar

bidang.

2. Konsep rangkaian op-amp yang digunakan untuk penguatan tegangan dan penguatan arus.

3. Konsep penguatan sebagai fungsi frequensi.

B. Peralatan 1. Breadboard dengan konektor ke ground, 5 V dan 12 V…………………………….. 1 buah

2. Kapasitor elektrolit 10 uF/25 Volt ……………………………………………….. 3 buah

3. Kapasitor MKM 0,1 uF …………………………………………………………….. 2 buah

4. Op-amp LF 356 …………………………………………………………………….. 1 buah

5. Resistor 1 k ……………………………………………………………………….. 7 buah

6. Resistor 10 k ……………………………………………………………………….. 1 buah

7. Resistor 100 k …………………………………………………………………….. 4 buah

8. Resistor 1 M ……………………………………………………………………… 1 buah

9. Trimport 20 k …………………………………………………………………….. 3 buah

10. Power Suplay +5 V, 12 Volt ...........................................................................…… 1 buah

11. Generator sinyal.................................................................................................……. 1 buah

12. Oscilloscope .............................................................................................................. 1 buah

Gambar 1. Op-amp LF-356

(a) Fungsi setiap pin

(b) Pengaturan tegangan ofset dan kapasitor bypass

C. Tinjauan Teori Op-amp merupakan salah satu komponen penting dalam perancangan rangkaian analog, baik untuk

kebutuha penguatan maupun pemfilteran sinyal. LF-356 adalah op-amp tipe FET (memiliki impedansi

input sangat tinggi). Susunan pin dari op-amp LF-356 ditunjukkan pada gambar 1a. Pada gambar 1b

ditunjukkan cara pemasangan kapasitor untuk meningkatkan kestabilan rangkaian dan mengurangi noise

serta pemasangan trimport yang diperlukan untuk mengatur tegangan ofset.

+

Balance 1

Input 2

Input 3

VCC 4

8 NC

7 + VCC

6 Output

5 Balance +VCC VCC

2

3

4 7

6

1 5

LF 356

20 k

+VCC

0,1 uF 0,1 uF


Pendekatan Opamp Ideal 1. Opamp tidak mengambil arus dari input, sehingga tidak ada arus yang masuk ke opamp.

2. Vin(-) = Vin(+)

Penguat Inverting Dengan pendekatan opamp ideal maka Vx = 0 dan arus pada R1 sama dengan arus pada Rf.

i1

fo V

R

RV s

i

f

R

R disebut dengan penguatan tegangan.

Penguat Non Inverting Dengan menggunakan pendekatan opamp ideal maka arus pada Rf sama dengan arus pada R1. Tegangan

pada titik X sama dengan Vi .

Buffer (Pengikut Tegangan) Hampir sama dengan penguat noniverting, bedanya hanya menggunakan sebuah resistor, yaitu resistor Rf.

Dengan menggunakan pendekatan ideal maka tidak ada arus yang mengalir pada Rf sehingga Vo = Vx =

Vi.

1

i.f

fo

fox

1

i

1xi

x

R

VR

l.RV

i.RVV

R

Vi

i.RVV

0V

11

fo

1

ifio

fxo

1

i

x1

ix

V1R

RV

R

V.RVV

i.RVV

R

Vi

Vi.R

VV

Vo

Rf

R

+

Vi

i

i R1

Vx

Gambar 2. Penguat inverting

Vo

Rf

+

- Vi

i i

R1

Vx

Gambar 3 Penguat noninverting

Perlu diperhatikan Jangan lupa memasang kapasitor elektrolit 10 uF/25 Volt pada setiap terminal power supply pada

breadboard. Perhatikan polaritas kapasitor elektrolit, jangan sampai terbalik. Kapasitor elektrolit ini

berguna untuk meningkatkan kestabilan level tegangan supply terhadap gangguan frequensi rendah

(misalnya 50 Hz). Untuk mengurangi gangguan frekuensi tinggi, pasang kapasitor 0,1 uF pada setiap pin

tegangan supply dari op-amp.

Gambar 5. Rangkaian penguat membalik dengan penguatan 100 kali

D. Langkah Kerja

1. Merakit Penguat Membalik dengan penguatan 100

- Buat rangkaian op-amp seperti ditunjukkan pada gambar 1b pada breadboard, trimport pengatur

offset jangan dipasang terlebih dahulu.

- Lengkapi rangkaian op-amp tersebut menjadi penguat membalik seperti ditunjukkan pada gambar

5.

- Lakukan pengukuran berikut ini dan catat hasilnya

a. Mengukur tegangan ofset

Lepaskan R1 dan ganti R2 dengan kabel jumper, kemudian lakukan pengukuran berikut ini!

1) Tanpa pengatur tegangan ofset: ukur tagangan output Vo (trimport 20 k belum terpasang)

2) Lebar pengaturan tegangan ofset: pasang trimport 20 k. Atur trimport pada posisi minimum

kemudian ukur tegangan outputnya. Ulangi untuk kondisi trimport maksimum.

3) Pengaruh temperatur: atur trimport sehingga Vo = 0. Panaskan op-amp sehingga

temperaturnya naik 10C. Ukur tegangan output Vo. Biarkan kurang lebih 5 menit sampai

op-amp kembali ke temperatur kamar, ukur kembali Vo.

b. Mengukur Arus bocor

Atur trimport sehingga Vo = 0 Volt, kemudian pasang R2 1 M dan ukur Vo.

c. Mengukur Noise

Dengan kondisi R1 terbuka dan R2 = 0 , atur trimport sampai Vo = 0 Volt. Ukur amplitudo noise

(gunakan oscilloscope dengan penguatan maksimum). Bedakan antara sinyal acak (random Fuzz)

dan sinyal-sinyal yang berulang seperti sinyal 50 Hz.

R1 1k

V2 V1

R2

GEN

SIN Vo

100 k

1k

+

V3

LF 356

Vo +

- Vi

R

Vx

Gambar 4. Rangkaian Buffer

d. Mengukur penguatan sinyal kecil

Pasang R1 100 k dan R2 1 k, atur generator sinyal pada 1 kHz sinus dengan V1 = 1 Volt pp

(gunakan oscilloscope). Ukur amplitudo tegangan V1 , V2 dan Vo. Ulangi percobaan untuk

frekuensi 1 Hz, 100 Hz, 10 kHz, 100 kHz dan 1 MHz.

e. Penguatan loop terbuka

Naikkan tegangan output dari generator sinyal menjadi 10 Volt-pp. Ukur Vo dan V3 (untuk

mengukur V3 oscilloscope perlu diatur pada posisi gain tertinggi). Penguatan loop terbuka adalah

Vo/V3.

2. Merakit Penguat Tak Membalik dengan Penguatan 101

- Buat rangkaian op-amp seperti ditunjukkan pada gambar 1b pada breadboard, trimport jangan

dipasang terlebih dahulu.

- Lengkapi rangkaian op-amp tersebut menjadi penguat tak membalik seperti ditunjukkan pada

gambar 6.

- Lakukan pengukuran berikut ini dan catat hasilnya

Gambar 6. Rangkaian penguat tak membalik dengan penguatan 101

a. Pengaturan tegangan offset-DC

Dengan R1 terbuka dan R2 = 1 k, lakukan pengukuran sebagai berikut

1) Tanpa pengaturan offset: ukur tegangan output Vo (pengatur offset tidak terpasang)

2) Lebar pengaturan offset: pasang pengatur offset. Atur pada posisi minimum dan ukur tegangan

output Vo. Ulangi untuk posisi maksimum.




b. Mengukur Noise




c. Mengukur penguatan sinyal kecil




Vo

100 k

R1

1k

+

V2 V1

R2

GEN

SIG

LF 356

Gambar 7. Rangkaian penguat tak membalik dengan penguatan 101

3. Merakit Buffer (Pengikut Tegangan)

- Buat rangkaian op-amp seperti ditunjukkan pada gambar 1b pada breadboard, trimport jangan

dipasang terlebih dahulu.

- Lengkapi rangkaian op-amp tersebut menjadi rangkaian buffer seperti ditunjukkan pada gambar

7.

Lakukan pengukuran berikut ini dan catat hasilnya

d. Pengaturan tegangan offset-DC

Dengan R1 terbuka dan R2 = 1 k, lakukan pengukuran sebagai berikut

4) Tanpa pengaturan offset: ukur tegangan output Vo (pengatur offset tidak terpasang)

5) Lebar pengaturan offset: pasang pengatur offset. Atur pada posisi minimum dan ukur tegangan

output Vo. Ulangi untuk posisi maksimum.




e. Mengukur Noise




f. Mengukur penguatan sinyal kecil




E. Laporan Praktikum

1. Sketsa instrumen yang dirakit

Buat sketsa tata letak komponen dan hubungan rangkaian op-amp yang telah dirakit.

2. Data pengukuran

Susun data hasil pengukuran yang telah diperoleh. Sajikan dalam bentuk yang memudahkan

menganalisis (tabel, diagram balok atau kurva)

3. Kurva Bode

Dari pengukuran penguatan sinyal kecil, buat tabel penguatan (G = Vo/V2 ) sebagai fungsi frequensi.

Kemudian buat kurva G vs frequensi pada kertas semilog atau kurva decibels (dB) = 20 log(10) G

vs. frequensi pada kertas grafik linear.

4. Jawab pertanyaan-pertanyaan berikut ini

Vo

1 k

R1

+

V2 V1

R2

GEN

SIG

LF 356

a. Mengapa V2 dan Vo pada penguat membalik lebih rendah dibandingkan pada penguat tak

membalik?

b. Apakah penguatan loop terbuka hasil pengukuran sesuai dengan yang tercantum dalam data sheet?

PRAKTIKUM


P-05 KOMPARATOR


A. Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui karakteristik rangkaian komparator sebagai aplikasi dari rangkaian

OP AMP.

2. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian komparator sebagai aplikasi dari rangkaian OP AMP.

3. Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian komparator sebagai aplikasi

dari rangkaian OP AMP.

B. Dasar Teori

Operasional Amplifier (Op-am p) sebagai Komparator

Operational Amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang

populer digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp populer yang

paling sering dibuat antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan

differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dijelaskan aplikasi op-amp yang paling dasar,

yaitu sebagai pembanding tegangan (komparator).

Komparator digunakan sebagai pembanding dua buah tegangan. Pada perancangan ini,

tegangan yang dibandingkan adalah tegangan dari sensor dengan tegangan referensi. Tegangan

referensinya dilakukan dengan mengatur variabel resistor sebagai pembanding. Rangkaian dasar

komparator dengan catu tegangan tungggal ditunjukkan pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1 Rangkaian Dasar Komparator

Prinsip kerja rangkaian adalah membandingkan amplitudo dua buah sinyal, jika +Vin dan

−Vin masing-masing menyatakan amplitudo sinyal input tak membalik dan input membalik, Vo

dan Vsat masing-masing menya takan tegangan output dan tegangan saturasi, maka prinsip

dasar dari komparator adalah


+Vin ≥ −Vin maka Vo = Vsat+

+Vin < −Vin maka Vo = Vsat−

Keterangan:

+Vin = Amplitudo sinyal input tak membalik (V)

−Vin = Amplitudo sinyal input membalik (V)

Vsat+ = Tegangan saturasi + (V)

Vsat− = Tegangan saturasi - (V)

Vo = Tegangan output (V)

Bentuk fisik IC LM 324 sebagai komparator seperti Gambar 1.2.

Gambar 1.2 Bentuk Fisik IC LM324

Fungsi Pin IC:

Pin 1 = output 1

Pin 2 = input 1 negatif

Pin 3 = input 1 positif

Pin 4 = VCC



Pin 7 = output 2

Pin 8 = output 3



Pin 11 = GND



Pin 14 = output 4

C. Alat dan Bahan

1. IC LM 324 1 buah

2. Potensiometer 50Kohm 2 buah

3. Project board 1 buah

4. Power Supply 1 buah

5. AVO meter 1 buah

6. Pinset 1 buah

7. Oscilloscope 1 buah

8. Jumper secukupnya

D. Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1. Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif sebelum digunakan!

2. Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar! 3. Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan. 4. Dalam menyusun rangkaian, perhatikan letak kaki-kaki komponen. 5. Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi dosen pendamping untuk mengecek

kebenaran pemasangan rangkaian. 6. Kalibrasi terlebih dahulu alat ukur yang akan digunakan. 7. Dalam menggunakan meter kumparan putar, mulailah dari batas ukur yang besar. Bila

simpangan terlalu kecil dan masih di bawah batas ukur yang lebih rendah, turunkan

batas ukur. 8. Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum!

E. Langkah Percobaan

Percobaan 1

1) Lihat Gambar 1.3, lalu pahami fungsi tiap konektor pada modul komparator.

Gambar 1.3 Rangkaian Dasar Komparator

2) Hubungkan konektor VCC 12 Volt pada tegangan sumber 12 Volt 3) Hubungkan konektor GND pada ground. 4) Sambunglah masukan V in + pada tegangan 5 Volt 5) Atur tegangan potensio lalu ukur tegangan sebesar 1V pada V in - 6) Amati IND OUT dan ukur tegangan pada Vout 7) Catat hasil pada tabel hasil yang telah disediakan 8) Kemudian atur lagi tegangan pada potensio sesuai tabel percobaan lalu catat tegangan

V out 9) Kemudian analisis lalu beri kesimpulan hasil praktikum yang telah dilakukan.

F. Hasil Percobaan 1

Tabel 7.1 Hasil Percobaan

No Tegangan Vin + Tegangan Vin - Tegangan V out Kondisi IND

out

1 5 Volt 1 Volt

2 5 Volt 2 Volt

3 5 Volt 3 Volt

4 5 Volt 4 Volt

5 5 Volt 5 Volt

6 5 Volt 6 Volt

7 5 Volt 7 Volt

8 5 Volt 8 Volt

9 5 Volt 9 Volt

10 5 Volt 10 Volt

G. Analisis Tabel 7.2 Analisis Hasil Percobaan

No Hasil Percobaan

Teori Hasil

Perbandingan

1

+Vin ≥ −Vin → Vo = Vsat+ +Vin ≥ −Vin → Vo = Vsat+ .... Sesuai

…..V ≥ …..V → Vo = .….V 5 V ≥ 1V → Vo = 5,5 – 10 V .... Tidak sesuai

2



3



4



5

+Vin < −Vin → Vo = Vsat+ +Vin < −Vin → Vo = Vsat+ .... Sesuai

....V < …..V → Vo = .….V 5 V < 5V → Vo = 0 V .... Tidak sesuai

6

+Vin ≥ −Vin → Vo = Vsat+ +Vin < −Vin → Vo = Vsat+ .... Sesuai

....V < …..V → Vo = .….V 5 V < 6 V → Vo = 0 V .... Tidak sesuai

7



8



9



10



H. Kesimpulan --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------

Percobaan 2

1. Rangkai pada project board rangkaian pada Gambar 1.4 XFG2

XSC2

V2 Ext Trig

5V +

R6

_

+

A B

330Ω _ + _

U1 R5

R4

50kΩ 21 % osci2 330Ω

Key=A osci2

Gambar 1.4 Rangkaian Komparator Input Positif

2. Hubungkan konektor Vcc pada sumber tegangan 5 volt 3. Hubungkan konektor GND pada ground 4. Sambungkan masukan Vin+ pada function generator dengan tegangan 5Vp-p 5. Atur tegangan pada Vin- sehingga menunjukkan tegangan referensi sebesar 1V 6. Amati output tegangan pada oscilloscope (Foto dan lampirkan pada hasil percobaan)

Percobaan 2

1. Rangkai pada project board rangkaian pada Gambar 1.5

XFG1 XSC1

Ext Trig

+

_

R3

A B

+ _

+ _

330Ω

R1

U2 R2

osci1

50kΩ

330Ω

21 % osci1

Key=A

V1 5V

Gambar 1.5 Rangkaian Komparator Input negatif

2. Hubungkan konektor Vcc pada sumber tegangan 5 volt 3. Hubungkan konektor GND pada ground 4. Sambungkan masukan Vin+ pada function generator dengan tegangan 5Vp-p 5. Atur tegangan pada Vin- sehingga menunjukkan tegangan referensi sebesar 1V 6. Amati output tegangan pada oscilloscope (Foto dan lampirkan pada hasil percobaan)

I. Analisa Data

1. Simulasikan masing-masing rangkaian yang ada pada percobaan, kemudian

bandingkan dengan teori komparator yang anda ketahui 2. Simulasikan komparator input negatif dan input positif pada satu simulasi dan hubungkan

probe oscilloscope channel A pada komparator input positif dan oscilloscope channel B pada

komparator input negatif, bagaimana inputnya? Apakah perbedaan keduanya?

J. Latihan 1) Bagaimanakah prinsip rangkaian komparator! 2) Buatlah simulasi rangkaian komparator dengan input dua function generator Dengan

1. input Vin+ lebih besar input Vin- 2. input Vin- lebih besar input Vin+ ,

dengan tegangan Vcc +7v dan –Vcc -7v, bagaimana output keluarannya pada

oscilloscope? Apakah sesuai dengan teori yang anda ketahui? K. Kesimpulan

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

----------------------------------------------------------------------------------

PRAKTIKUM


P-06 PENGUAT DIFERENSIAL


I. Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui karakteristik rangkaian penguat diferensial sebagai aplikasi dari

rangkaian OP AMP.

2. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian penguat diferensial sebagai aplikasi dari rangkaian

OP AMP.

3. Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian penguat diferensial sebagai aplikasi


II. Dasar Teori Kegiatan Belajar 3

A. Penguat Diferensial

Penguat ini mampu memperkuat sinyal yang kecil. Keluaran dari penguat ini sebanding

dengan perbedaan tegangan kedua masukannya. Penguat diferensial ini mampu mengurangi

noise dengan sangat baik. Gambar 3.1 menunjukkan rangkaian penguat diferensial

Gambar 3.1 Penguat Diferensial

Rumus penguatan tegangan dari penguat diferensial adalah sebagai berikut:

(3.1)

III. Lembar Praktikum 3

a) Alat dan Bahan

1) AVO meter 2 buah

2) IC OP-AMP LM741 1 buah

3) Resistor 1 kOhm 3 buah


5) Potensiometer 50Kohm 2 buah

6) Power Supply 1 buah


7) Project Board 1 buah

8) Jumper secukupnya

b) Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1) Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif sebelum

digunakan!

2) Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar!

3) Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan.

4) Dalam menyusun rangkaian, perhatikan letak kaki-kaki komponen.

5) Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi dosen pendamping untuk mengecek kebenaran

pemasangan rangkaian.

6) Kalibrasi terlebih dahulu alat ukur yang akan digunakan.

7) Dalam menggunakan meter kumparan putar, mulailah dari batas ukur yang besar. Bila

simpangan terlalu kecil dan masih di bawah batas ukur yang lebih rendah, turunkan

batas ukur.

8) Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum!

c) Langkah Percobaan 3

1) Lihat Gambar 3.2, lalu pahami fungsi tiap konektor pada modul penguat diferensial.

Gambar 3.2 Penguat Diferensial

2) Hubungkan konektor VCC 12 Volt pada tegangan sumber 12 Volt

3) Hubungkan konektor GND pada ground.

4) Hubungkan konektor V1 dengan AVO meter lalu ukur tegangan V1 sebesar 1 V

5) Hubungkan konektor V2 dengan AVO meter lalu ukur tegangan V2 sebesar 1 V

6) Amati tegangan pada Vout lalu catat hasilnya pada tabel

7) Ulangi langkah 5 untuk tegangan V1 dan V2 sesuai tabel hasil.

8) Kemudian isi Tabel 3.1 dan Tabel 3.2.

d) Hasil Percobaan 3

Tabel 3.1 Hasil Penguat diferensial

No. V1 (V) V2 (V) Vout (V)

1 1 1

2 1 2

3 1 3

4 1 4

5 1 5

6 5 1

7 4 1

8 3 1

9 2 1

10 5 5

e) Analisis

Tabel 3.2 Analisis Hasil Penguat diferensial

No V out Perhitungan V out Praktikum Selisih

1

V out =

V out = V

2

V out =

V out = V

3

V out =

V out = V

4

V out =

V out = V

5

V out =

V out = V

6

V out =

V out = V

7

V out =

V out = V

8

V out =

V out = V

9

V out =

V out = V

10

V out =

V out = V

f) Kesimpulan

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

g) Latihan 3

1) Apakah kelebihan penguat diferensial? 2) Sebutkan aplikasi apa saja yang dapat dibangun dari penguat diferensial! Jawaban ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

*** Selamat Mengerjakan ***

PRAKTIKUM


P-07 PENGUAT INSTRUMENTASI

Smt. GENAP 2015/2016

I. Tujuan

1. Mahasiswa mengetahui karakteristik rangkaian penguat instrumentasi sebagai aplikasi dari

rangkaian OP AMP.

2. Mahasiswa dapat merangkai rangkaian penguat instrumentasi sebagai aplikasi dari rangkaian

OP AMP.

3. Mahasiswa dapat menganalisis karakteristik rangkaian penguat instrumentasi sebagai aplikasi


II. Dasar Teori Kegiatan Belajar 4

A. Penguat instrumentasi

Penguat instrumentasi adalah suatu penguat untai tertutup (closed loop) dengan masukan

diferensial dan penguatannya dapat diatur tanpa mempengaruhi perbandingan penolakan modus

bersama (Common Mode Rejection Ratio). Sebuah rangkaian penguat instrumentasi ditunjukkan

pada Gambar 4.1

Gambar 4.1 Rangkaian Penguat Instrumentasi

Pada gambar di atas penguat instrumentasi disusun dari penguat tersangga dan penguat

diferensial dasar dengan menghubungkan tahanan R3. Dari kedua op-amp masukan penguat

tersangga terdapat pengikut tegangan yang berfungsi untuk mempertahankan resistansi masukan

yang tinggi, dan tiga tahanan yang berfungsi untuk mengatur besarnya nilai penguatannya.

Penguat ini merupakan penguat serba guna dan bermanfaat yang terdiri atas tiga op-amp dan

tujuh buah tahanan. Rangkaian ini tersusun atas rangkaian penguat differensial dan penguat

penyangga. Untuk mengatur penguatan yang diinginkan diatur dengan mengubah-ubah nilai Rg.

Gambar 4.2 menunjukkan rangkaian dari penguat instrumentasi


Gambar 4.2 Penguat Instrumentasi

Rumus untuk menentukan penguatan dari penguat instrumentasi adalah sebagai berikut:

(4.1)

III. Lembar Praktikum 4

a) Alat dan Bahan

1) AVO meter 1 buah

2) IC OP-AMP LM324 1 buah


4) Resistor 3,3 kOhm 7 buah

5) Potensiometer 50Kohm 2 buah

6) Power Supply 1 buah

7) Project Board 1 buah

8) Jumper secukupnya

b) Kesehatan dan Keselamatan Kerja

1) Periksalah terlebih dahulu semua komponen aktif maupun pasif sebelum digunakan!

2) Bacalah dan pahami petunjuk pratikum pada lembar kegiatan belajar!

3) Pastikan tegangan keluaran catu daya sesuai yang dibutuhkan.

4) Dalam menyusun rangkaian, perhatikan letak kaki-kaki komponen.

5) Sebelum catu daya dihidupkan, hubungi dosen pendamping untuk mengecek kebenaran

pemasangan rangkaian.

6) Kalibrasi terlebih dahulu alat ukur yang akan digunakan.

7) Dalam menggunakan meter kumparan putar, mulailah dari batas ukur yang besar. Bila

simpangan terlalu kecil dan masih di bawah batas ukur yang lebih rendah, turunkan batas

ukur.

8) Hati-hati dalam penggunaan peralatan praktikum!

c) Langkah Percobaan 4

1) Lihat Gambar 4.3, lalu pahami fungsi tiap konektor pada modul Penguat instrumentasi.

Gambar 4.3 Penguat Instrumentasi

2) Hubungkan konektor VCC 12 Volt pada tegangan sumber 12 Volt

3) Hubungkan konektor GND pada ground.

4) Hubungkan konektor VRG dengan AVO meter

5) Lalu pindahkan SKR (saklar pemilih resistor) kearah kiri untuk memilih resistor yang akan

digunakan dalam percobaan)

6) Amati tegangan pada VRG dan tegangan pada OUT

7) Kemudian isi tabel hasil percobaan dan analisis.

d) Hasil Percobaan 4

Tabel 4.1 Hasil Penguatan Instrumentasi

No. V1 (V) V2 (V) RG (kOhm) R (kOhm) V RG (V) Vout (V)

1 1 2 3K3 3K3

2 2 1 3K3 3K3

3 1 3 1 3K3

4 3 3 1 3K3

e) Analisis

Tabel 7.11 Analisis Hasil Penguatan Instrumentasi

No V out Perhitungan V out Praktikum Selisih

1 1

2 1

2.1out

G

RV V V

R

V out =

V out = V

2 1

2 1

2.1out

G

RV V V

R

V out =

V out = V

3 1

2 1

2.1out

G

RV V V

R

V out =

V out = V

4 1

2 1

2.1out

G

RV V V

R

V out =

V out = V

f) Kesimpulan

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

g) Latihan 4

1) Dibangun dari rangkaian apakah penguat instrumentasi! 2) Sebutkan aplikasi apa saja yang dapat dibangun dari penguat instrumentasi! Jawaban ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

*** Selamat Mengerjakan ***

P-01 DIODA CLIPPER DAN PRAKTIKUM CLAMPER

Documents

Transcript of P-01 DIODA CLIPPER DAN PRAKTIKUM CLAMPER