MODUL 5 OP-AMP Penguat Penjumlah dan Penguat Tak Membalik
Khairunnisa Syifa Rizkia (K1C015002) Asisten: Anies.W
Tanggal Percobaan: 05/Juni/2017 PAF15210P-A ELEKTRONIKA DASAR II
Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofsika – Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed
Abstrak
Praktikum Operational Amplifer sebagai penguat penjumlahan dan penguat pembalik bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja penguat penjumlah pada op-amp dan menentukan rumus untuk penguatan tegangan. Metode pengambilan data dilakukan melalui pengamatan gelombang pada LCD CRO untuk menentukan tegangan generator, tegangan masuk, dan tegangan keluar digunakan dua buah batrai 9 volt sebagai tegangan sumber. Hasil bagi antara tegangan output dengan tegangan input inilah yang disebut nilai penguat tegangan (A). Nilai penguat tegangan yang diperoleh pada rangkaian penguat penjumlah tidak sesuai terhadap teori yakni tidak terjadi peningkatan anatara R3 pertama, kedua, dan ketiga, sedangkan pada rangkaian pembalik nilai penguat tegangan R2 ke
dua-tiga tidak terbaca oleh LCD CRO. ketidak akuratan hasil penguatan yang diakibatkan dari beberapa parameter dari karakteristik sebuah komponen op-amp itu sendiri, dimana kualitas sebuah komponen op-amp dianggap baik jika nilai parameter idealnya terpenuhi.
Kata kunci: Op-Amp, Penguat Penjumlah, Penguat Pembalik, Kekuatan Tegangan.
1. PENDAHULUAN
Komponen elektronika yang paling penting dalam setiap rangkaian elektronika pada praktikum ini adalah sebuah penguat operasional. Penguat operasional (operational amplifer) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam
bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah rangkaian seri.
Praktikum kali ini untuk memahami prinsip kerja penguat penjumlah dan penguat tak membalik. Dimana penguat penjumlah berfungsi menjumlahkan beberapa level input signal yang masuk ke operasional amplifer. Penggunaan dari operational amplifer ini ialah sebagai penguat penjumlah sering dijumpai pada rangkaian mixer audio. Sedangkan penguat tak membalik merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa sama dengan sinyal output. Rangkaian penguat tak membalik ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya.
2. STUDI PUSTAKA
Operational amplifer atau yang biasa disebut sebagai op-amp merupakan sejenis IC yang didalam nya terdiri dari beberapa komponen pasif digunakan diantaranya rangkaian dasar penguat diferensial, rangkaian bufer sinyal, rangkaian penguat tak-membalik (non-inverting amplifer), rangkaian penguat membalik (inverting amplifer) dan rangkaian penjumlah (adder)[4]. Op-Amp mempunyai karakteristik ideal sebagai berikut, yaitu: lebar pita yang tak berhingga (Infnite Bandwith), impedansi masukkan yang tak berhingga (Infnite Input Impedance)
sehingga arus masukkan dapat diabaikan, dan impedansi keluaran sama dengan nol (Zero Output Impedance) sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembebanan [3].
Gambar 2.1. Rangkaian penguat penjumlah Op-amp sering juga digunakan sebagai penjumalh berbagai input sinyal [1]. Dalam penjumlah pada Gambar 2.1 semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik Ro, artinya anus yang mengalir pada Ri, tidak mempenganuhi arus yang mengalir pada Ri yang lain. Secara lebih umum dikatakan bahwa anus masukan tidak saling mempengaruhi karena masing-masing menghadapi potensial ground pada simpul penjumlah. Ini mengakibatkan tegangan V1, V2 dan V3 tidak saling mempengaruhi. Ciri ini khusus dikehendaki dalam suatu pembaur audio. Sebagai contoh misalnya V1, V2 dan V3 digantikan oleh mikrofon -mikrofon, maka tegangan AC dan tiap-tiap mikrofon akan dijumlahkan atau dibaurkan pada setiap saat. Penjumlah pembalik tiga masukan seperti tampak pada Gambar 2.1 sehingga tegangan masukan dapat dikalikan dengan suatu gain tegangan tetap dan hasilnya dijumlahkan. Sama seperti pada penjumlahan, tiap arus masukan ditentukan oleh tegangan masukan dan
resistansi masukannya. Demikian pula semua arus-arus dijumlahkan bersama-sama dalam Ro untuk rnembangkitkan suatu tegangan keluaran yang sama dengan Ro dikalikan jumlah arusnya, atau gain untuk tiap masukan bisa disetel sendiri-sendiri dengan memilih perbandingan yang dikehendaki antara Ro dan tiap tahanan Ri sebagai tahanan masukannya [2].
Penguat tak membalik (non inverting) adalah sebuah Op-Amp yang diterapkan dalam modus penguat tak membalik atau
non inverting, yaitu tegangan keluarannya, Vo mempunyai polaritas yang sama seperti tegangan masukan. Dari cara penyusunannya pun dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan
non inverting, sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan. Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting [6].
Gambar 2.1. rangkaian penguat tidak membalik
Gambar 2.2. sinyal keluaran penguat tidak membalik [5].
3. METODOLOGI
I. ALAT DAN BAHAN
a) Osiloskop (CRO)
b) Multimeter digital (MMD) c) Generator Isyarat
d) Kit Praktikum Op-Amp
e) Breadboard
f) IC Op-Amp 741
g) Resistor
100
k
Ω
;
10
k
Ω
;
2,2
k
Ω
;
1
k
Ω
;
680
Ω
h) Dua buah batrai 9 VoltII. CARA KERJA
GAMBAR 3.1. RANGKAIANPENGUATPENJUMLAH
Gambar 3.2. Rangkaian Penguat ttak membalik
Diagram 3.1. menentukan hambatan masukan 3 Buat rangkaian seperti gambar 3.1
Menghubungkan bagian masukan rangkaian dengan generator
isyarat
Mengatur generator isyarat agar menghasilkan gelombang sinus
dengan frekuensi 1kHz dan dengan tegangan 2 Vpp
Mengatur Potensiometer (VR1) agar menghasilkan V1 sebesar 200
mVpp
Mengatur Potensiometer (VR2) agar menghasilkan V2 sebesar 300
mVpp
Mengukur tegangan keluaran (Vo) dari Op-Amp
Melakukan kembali langkah-langkah diatas dengan mengganti
hambatan R3 sebesar 2,2 kΩ dan 10kΩ
Menghitung besar penguatan disetiap rangkaian
Buat rangkaian seperti gambar
3.2
Menghubungkan bagian
masukan rangkaian dengan
generator isyarat
Mengatur generator isyarat
agar menghasilkan gelombang
sinus dengan frekuensi 1kHz
dan tegangan 100 mVpp
Mengukur tegangan keluaran
(Vo) dari Op-Amp
Melakukan kembali
langkah-langkah diatas dengan
mengganti hambatan R3
sebesar 10kΩ dan 100kΩ
4. HASIL DAN ANALISIS
HASIL
Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh hasil yakni :
\
Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Karakteristik ideal pada op –amp. Pada praktikum ini membahas rangkain penguat penjumlah dan penguat tak membalik pada op-amp. Nilai faktor penguatan (A) diperoleh dari perhitungan matetmatis berdasarkan rangkain op-amp yang didapatkan pada praktikum 4. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut faktor penguatan.
Faktor penguat yang diperoleh dari hasil tabel 4.1 pada frekuensi 1kHz, tegangan 2 volt dengan memfariasikan R3 dan tabel 4.2
pada frekuensi 1kHz, tegangan 100mVolt dengan memfariasikan R2 melalu hasil
pembacaan pada LCD CRO yakni nilai pengut tegangan tabel 4.1 memperlihatkan penurunan seiring bertambahnya niali resisitor (R3), dimana apabila ditinjau
berdasarkan rumus matematis (Franco,2002) semakin besar nilai R3 maka semakin besar
nilai penguatan yang diperoleh karena Penguat sebagai penjumlah memiliki fungsi untuk menjumlahkan beberapa level sinyal input yang masuk ke sistem op-amp dan semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik R3. Dan tabel 4.2 niali
penguat yang dapat dibaca pada LCD CRO yakni R3 pertama bernilai dua sedangkan R3
kedua dan ketiga tidak terbaca oleh LCD CRO.
Ketidaksesuain hasil praktikum dapat disebabkan oleh berbagai sudut pandang seperti komponen elektro atau resisitor yang terbatas dan sudah tidak berfungsi ketika digunakan, kabel yang sensitif sehingga noise yang cukup besar masuk ke dalam sistem. Gangguan yang diakibatkan sinyal noise dapat merusak bentuk sinyal asli serta menambah atau mengurangi amplitudo pada gelombang sinus. Secara garis besar ada dua jenis sumber noise. Yang pertama disebut external noise (derau yang berasal dari luar perangkat) dan internal noise (derau yang nilai resisitor (R3) maka semakin besar
nilai penguat tegangan, karena semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik R3
2) Rumus penguat tegangan op-amp disimbolkan sebagai A yakni penguat tegangan sama dengan tegangan keluaran dibagi tegangan input.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1]
Budiharto, widodo & sigit firmansyah.2005.elektronika digital dan mikroprosesor.Yogyakarta : Andi[2] Elisa.https://docs.google.com/ viewerng/viewer?url=http:// elisa.ugm.ac.id/user/archive/
download/50226/645cce8d. Diakses 07 Juni 2017 pukul 19.00 WIB. [3] Franco, Sergio, 2002. Design with
operasional amplifers dan analog integrated circuit. McGraw.san fransisco.
[4] Kharisma, wisnu adji & jana utama. 2013. Portable Digital Oscilloscope Menggunakan PIC18F4550 Portable Digital Oscilloscope Based on PIC18F4550.TELEKONTRAN, VOL. 1, NO. 2.
[5] Ubaidillah, kharis.2012.
https://docs.google.com/viewerng/vi ewer?url=http://blog.ub.ac.id/khari
slave/files/2012/09/PENGUAT-OPRASIONAL-OP-AMP.pdf .
Diakses 07 Juni 2017 pukul 19.10 WIB.
[6] Sutanto. 2006. Rangkaian Elektronika. UI – Press: Jakarta.
7. LAMPIRAN
Gambar 7.1. lampran data pengamatan
