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:
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 2
-
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.
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 3
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 4
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 5
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.
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 6
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 7
• 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 Lisayuous
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 8
• 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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 9
• Gambar Lisayuous
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 10
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 11
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 12
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
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 13
-
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?
Percobaan II Penguat Pengikut Tak Membalik
22_Siti Fajar Yuli Astuti 14
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.
Top Related