JOB SHEET 6
PENGUAT DENGAN PENGUATAN TINGGI ‘QUAD’
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
Disusun oleh: Bagaskara / TE 2A/07
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
PERCOBAAN - 6
PENGUAT DENGAN PENGUATAN TINGGI ‘QUAD’
1. Tujuan
Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rangkaian, memeriksa rangkaian dan menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :
a. Memilih satu atau lebih IC penguat operasional quad, untuk digunakan dalam penerapan rangkaian penguat.
b. Merancang, merakit, dan memeriksa penguat sesuai dengan keterbatasan yang ada. c. Merancang penguat sesuai dengan kebutuhan lebar pita (band width) penguat.
2. Dasar Teori
Dalam pengembangan IC penguat operasional, semula dikembangkan IC dengan sebuah penguat operasional dalam satu chip IC, seperti pada IC 741 atau 709. Kemudian dikembangkan chip yang berisi dua penguat operasional seperti IC 747, kemudian berkembang pembuatan IC penguat operasional berisi empat rangkaian penguat operasioanl dalam satu chip IC. Terdapat berbagai jenis IC penguat operasional, ada yang diutamakan penguatannya yang tinggi, impedansi masukan yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah, atau daerah kerja frekuensinya. Ada penguat operasional yang mempunyai penguatan 0 dB pada 1 MHz, tetapi ada pula yang hingga 2,5 MHz atau lebih. Ada penguat operasional yang dirancang cocoknya untuk pembanding (komparator), ada yang dirancang untuk osilator, dan banyak pilihan lain yang semuanya cukup ekonomis. Pada percobaan ini akan digunakan IC LM 324 yang dipilih sebagai IC yang memerlukan tambahan bias pada masukan untuk operasi yang baik. Kebanyakan penguat operasional, penguatannya ditentukan oleh perbandingan antara resistor umpanbalik Rf dengan resistor masukan Rin. Dengan asumsi penguatan penguat operasional sangat tinggi. Pada gambar rangkaian yang dicoba, pada kaki tak membalik (pin 5) diberikan tegangan bias melalui resistor R3 dan R4. Besarnya tegangan bias ini dapat diubah. Pada percobaan 6 ini dapat dibandingkan apabila digunakan IC type yang lain, seperti 3900 maupun 3403. Pada percobaan 6 ini penguat operasional dirangkai sebagi penguat membalik. Besarnya penguatan adalah - Rf/Rin sebagaimana pada percobaan yang telah lalu.
3. Alat dan Bahan yang Digunakan
a. IC MC 324, 3900, 3403
b. Resistor berbagai nilai dari 1KΩ , 18 K, 33K, dan 100 KΩ.
c. Kapasitor dari 100 pF hingga 25µF
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:
-Rin1 Kohm R1 100 Kohm R4 1 Kohm C2 100pF Vin Vout +15 Volt -+ ¼ IC 324 0,77 Volt (6) 0,76 Volt (5) (4) (11) (7) C1 25 uF R2 33 Kohm R318 Kohm +15 Volt
Gambar 6.1. Rangkaian untuk percobaan 6
6. Perbesar pelan-pelan amplitudo sinyal masukan sehingga sinyal sampai sinyal keluaran terjadi cacat. Turunkan sedikit, catatlah berapa besarnya sinyal masukan maksimal yang tidak menyebabkan cacat.
7. Catat juga sinyal keluaran maksimal yang tidak terjadi cacat. 8. Tentukan batas ‘cut off’ frekuensi atasnya.
9. Ulangi langkah 5 sampai dengan 6 dengan sinyal masukan berbentuk persegi
dengan amplitudo 5 mVp-p.
10. Naikkan frekuensi sedikit-demi sedikit, catat pada frekuensi berapa sinyal persegi mulai berubah menyerupai sinyal sinus.
11. Bagaimana bentuk keluaran gelombang persegi pada frekuensi tinggi? 12. Ulangi percobaan 5 sampai 12 dengan menggunakan IC 3900.
13. Dengan tetap menggunakan IC 3900, gantilah Rf dengan potensiometer 100Kohm. Dan dengan menggunakan potensiometer tersebut, ubahlah nilai Rf dari 100 Kohm pelan-pelan diperkecil sehingga penguatan = 1. Kemudian ukurlah nilai resistansi potensiometer pada posisi tersebut, benarkah Rf =Rin?
5. Tugas dan Pertanyaan
A. Tugas :
Rancanglah penguat dengan kopling AC menggunakan tiga unit IC 3900 sehingga penguat tersebut mempunyai penguatan 10.000 kali. Gunakan penguat ke empat sebagai penyangga dengan impedansi masukan tinggidengan penguatan satu. Penguat yang anda rancang harus mempunyai respon frekuensi 100 Hz.
B. Perta nyaa n
1. Peng
uatan
tegangan skala besar dari IC LM 324 adalah ……, sedangkan IC 3403 adalah ….. 2. Slew rate didefinisikan sebagai …………..
3. IC LM3900 memiliki resistansi keluaran ……., sedangkan Ic 3403 sebesar ……… 4. Common mode rejection rati dari LM 324 adalah ……sedangkan 3403 ……….. 5. Dari ketiga IC (324, 3900, 3403), mana yang lebih baik untuk nilai power supply
rejection ratio nya?
Data Percobaan IC 3403
Vin = 160 mV Vout= 11,6 Volt
Gain= Penguatan dalam dB = 20 log ___ = 20 log 72,5
Gain=
Penguatan dalam dB = 20 log ___ = 20 log 37,14 = 31,396 dB Frekuensi = 5,7 KHz Vin=1,6x0,1=0,16v Vout=4,4x2=8,8V Gain=
Penguatan dalam dB = 20 log ___ = 20 log 1,408
= 2,972 dB
Vin=184 mV Vout=11,4 V
Gain=
Penguatan dalam dB = 20 log ___ = 20 log 61,956
Vin=3,4x5mV=0,17 Vout=1x2=2 Gain= Penguatan dalam dB = 20 log = 20 log 11,764 = 21,411 dB
Keluaran gelombang persegi pada frekuensi tinggi, Gelombang berbentuk seperti gergaji.
IC 3900
Vin=140 mV Vout=110 V
Gain=
Penguatan dalam dB = 20 log = 20 log 785,714 = 57,905 dB Vin=1,5V Vout=2V Frekuensi=5,7 KHz Gain=
Sinyal persegi berubah berbentuk gelombang segitiga apabila gelombang persegi berfrekuensi tinggi
ANALISA DATA
Berdasarkan percobaan yang telah di lakukan ,pada penguatan tinggi Quad dengan IC 3404 dan IC 3900.
IC 3404
Untuk IC 3404 dilakukan pembuatan rangkaian penguat dengan cara menghubungkan pin 6 atau pin inverting dari IC 3404 dengan inputan dari Fungtion Generator melalui resistor 1Kohm dan kapasitor 25F yang dihubung secara seri. Lalu dihubungkan ke Resistor 33 Kohm yang terhubung kje ground. Untuk pin 5 atau pin non
inverting dihubungkan dengan 2 buah resistor yang dihubungkan secara pararel dimana resistor 1Kohm dihubungkan ke ground sedangkan resistor 18 Kohm langsung dihubungkan dengan catu daya 15 Volt. Sebagai outputan dari IC 3403 adalah pin 7
sehingga diberikan umpan balik rangkaian dari output atau pin 7 ke inputan inverting atau pin 6 dengan cara diberikan kapasitor 100pF dan resistor 100Kohm yang dihubungkan secara parallel.
Lalu hasil dari percobaan ini dapat dilihat pada gambar-gambar di atas ,pada gambar pertama sampai gambar terakhir terlihat dengan bentuk yang berbeda-beda dari frekuensi ,amplitude dan resistor yang di gunakan berbeda pada masing-masing gambar
6. Tugas dan Pertanyaan
C. Tugas :
Rancanglah penguat dengan kopling AC menggunakan tiga unit IC 3900 sehingga penguat tersebut mempunyai penguatan 10.000 kali. Gunakan penguat ke empat sebagai penyangga dengan impedansi masukan tinggidengan penguatan satu. Penguat yang anda rancang harus mempunyai respon frekuensi 100 Hz.
D. Perta
nyaa n
6. Peng
uatan
tegangan skala besar dari IC LM 324 adalah ……, sedangkan IC 3403 adalah ….. 7. Slew rate didefinisikan sebagai …………..
10. Dari ketiga IC (324, 3900, 3403), mana yang lebih baik untuk nilai power supply rejection ratio nya?
Jawab:
1. IC LM 324 adalah 28V sedangkan IC 3403 adalah 10V.
2. Slew rate merupakan keterbatasan yang melekat (inherent) pada penguat keluaran yang ada pada DAC dan membatasi laju perubahan tegangan keluaran sesudah terjadi perubahan kode digital masukan. Besaran slew rate dinyatakan dalam satuan volt/s dan pada umumnya bernilai antara 0,2 sampai beberapa ratus V/s. 3. IC LM 3900 = 8KΩ Sedangkan IC 3403 = 10KΩ.
4. IC LM 324 adalah 65dB sedangkan IC 3403 adalah IC 3403 = 70 dB. 5. IC LM 324.
6. Kesimpulan
1. Pada rangkaian penguat dengan penguatan tinggi Quad, dengan input yang kecil dapat menghasilkan penguatan yang dapat ditentukan.
2. Pada rangkaian penguat dengan penguatan tinggi Quad semakin tinggi frekuensi yang diberikan maka bentuk gelombang akan menjadi gelombang sinus, semakin besar lagi akan menjadi gelombang segitiga.
3. Pada rangkaian penguat dengan penguatan tinggi Quad, jika amplitudo yang diberikan semakin tinggi maka gelombang keluaran yang ditampilkan akan semakin cacat.
