• Tidak ada hasil yang ditemukan

Laporan Praktikum Elektronika Dasar II i

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2018

Membagikan "Laporan Praktikum Elektronika Dasar II i"

Copied!
12
0
0

Teks penuh

(1)

Laporan Praktikum Elektronika

Dasar II

Rangkaian Penjumlah dan Pengurang

Oleh :

1. Fani Firmahandari

(130210102059)

2. Nafida Nur Hasanah

(130210102061)

3.

Intan Nurjannah

(130210102072)

Pendidikan Fisika

Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan

Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

(2)

2015

I.

PENDAHULUAN

Penguat operasional (operational amplifier) 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. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp ini bisa digunakan untuk membuat rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk mempelajari Op-Amp harus memahami betul dasar rangkaian elektronika yang lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil, rangkaian penguat sinyal besar dan lainnya.

Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik

Penguat operasional (operational amplifier) mulai digunakan pada tahun 1940-an, ketika sirkuit elektronika dasar dibuat dengan menggunakan tabung vakum untuk melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integral, dan turunan. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741, yaitu transistor masukan terhubung dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama. Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008:67).

(3)

Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp ini bisa digunakan untuk membuat rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk mempelajari Op-Amp harus memahami betul dasar rangkaian elektronika yang lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil, rangkaian penguat sinyal besar dan lainnya.

Penguat operasional adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran, yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi yaitu dalam orde 105.

Pemakaian Op-Amp amatlah luas meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan DC, tapis aktif, penyearah presisi, konverter analog ke digital dan sebaliknya, pengintegral, penguat pengunci, kendali otomatik, komputer analog, dll (Sutrisno, 1987:117-118).

Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik

Penguat Membalik (inverting)

Penguat membalik adalah penggunanan op- amp sebagai penguat sinyal dimana sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input. Pada penguat ini dimana, masukannya melalui input membalik pada penguat operasional, dan keluarannya berlawanan fasa dengan masukan.

(4)

negatif dibuatlah rangkaian penguat membalik dan rangkaian penguat tak membalik (Gunawan, 1996:14).

Pada saat sinyal input pada posisi negatif maka sinyal outputnya pada posisi positif dan begitu sebaliknya jika sinyal inputnya berubah-ubah, kondisi inilah yang disebut dengan penguatan inverting (membalik) (Widowati, 1979:67).

Gambar rangkaian inverting

Penguat tidak Membalik (Non Inverting)

Penguat non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting. Hasil tegangan output noninverting lebih dari satu dan selalu positif. Penguat ini dimana, masukannya melalui input tak membalik (non inverting) pada penguat operasional dan keluarannya sefasa dengan masukan.

Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkun dapat dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi ideal (Dwihono, 1996:105).

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

(5)

Gambar rangkaian penguat tak membalik

Penjumlah Tegangan dan Pengurang

Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah

yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna.. Contoh penggunaan penguat operasional

adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan

terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah serta pengembangan alat komunikasi (Turner, 1995:119).

(6)

dengan umpan. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka (Chattopadhay, 1989:65).

Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing-masing dari inverting.

Gambar rangkaian Adder/Penjumlah Non-Inverting

Selain rangkaian penjumlah ada pula rangkaian pengurang atau disebut penguat differensial. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukkannya. Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.

Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi.

(7)

II.

METODE

Alat dan bahan:

 Resistor: 22 kΩ, 20 kΩ, 10 kΩ

 Potensiometer: 10 kΩ atau 20 kΩ

 IC Op-amp: µA741

 Osiloskop

 Multimeter

 Pembangkit isyarat AC (Function Generator-FG)

 Pencatu daya: ±15 V DC

Prosedur dan Pengamatan

1. Menyusun rangkaian op-amp integrator seperti terlihat pada gambar 4.1. Pencatu daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.

2. Membuat rangkaian isyarat masukan sinusoida vi1 dan vi2 dengan menggunakan rangkaian pembagi tegangan dengan sumber isyarat AC dari function generator (FG) pada frekuensi 1 kHz seperti terlihat pada gambar 4.2. Ra dan Rb diambil dari sebuah potensiometer. Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi1 (Ch. 1) dan vi2 (Ch. 2) berubah dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur amplitudo sumber (FG) dan Ra dan Rb agar dapat menghasilkan vi1 = vi2 = 40 mVp-p.

(8)

Gambar 4.2 Rangkaian sumber isyarat masukan

3. Menghubungkan sumber x dan y pada rangkaian gambar 4.1 ke sumber vi1 dan vi2 pada rangkaian gambar 4.2. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi1 (Ch. 1), vi2 (Ch. 1) dan keluaran v0 (Ch.2), masing-masing beri label yang jelas.

0

5. Menyusun rangkaian op-amp pengurang seperti terlihat pada gambar 4.3. Pencatu daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.

(9)

Gambar 4.3 Rangkaian op-amp sebagai pengurang (penguat deferensiator)

Gambar 4.4 Rangkaian sumber isyarat masukan untuk rangkaian pengurang

6. Buatlah rangkaian isyarat masukan menggunakan rangkaian pembagi tegangan dengan sumber isyarat AC dari function generator (FG) pada frekuensi 1 kHz. Seperti halnya pada langkah 2, Ra dan Rb diambil dari sebuah potensiometer. Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi+ (Ch.1) dan vi- (Ch.2) berubah dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur amplitudo sumber (FG), Ra, dan

Rb agar dapat menghasilkan vi+ > vi- dan vi+ < v

i-7. Hubungkan x dan y pada rangkaian gambar 4.3 ke sumber vi+ dan vi-sepertipada rangkaian gambar 4.4. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi+ (Ch.1), vi- (Ch.1) dan keluaran vo (Ch.2) untuk kasus vi+ > vi-.

0

Ch.1 (isyarat masukan) Time/div = ... Volt/div = ...

Vi1 = ... Vp-p Ch.1 (isyarat masukan) Time/div = ... Volt/div = ...

(10)

8. Ulangi langkah 7 untuk kasus vi+ < vi-.

0

ANALISA

1. Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.1., turunkan persamaan matematika yang menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran.

2. Dengan memperhatikan hasil pada langkah 3 dan 4, verifikasi kebenaran hasil yang anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran merupakan jumlah dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan keluaran?

3. Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.3., turunkan persamaan matemaatika yang menggambarkan hubungan antara masukan dan keluaran.

4. Dengan memperhatikan hasil pada langkah 7 dan 8, verifikasi kebenaran hasil yang anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran merupakan selisih dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan keluaran? Jelaskan apa yang anda peroleh dan beri justifikasi kebenarannya!

(11)

III.

PEMBAHASAN

IV.

PENUTUP

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil praktikum ialah:

1. Dengan menyusun rangkaian menggunakan Op-Amp µA741 8-pin kita dapat

memeriksa Op-Amp. Hal ini dibuktikan dengan adanya tampilan gelombang yang berbentuk kotak yang menandakan bahwa Op-Amp dalam keadaan yang baik. Penguat operasional atau Op-amp adalah suatu penguat diferensial dengan dua masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguat tegangan yang amat tinggi.

2. Op-amp dapat digunakan untuk melakukan penguatan terhadap tegangan dari suatu

input sinyal yang kecil sehingga didapat suatu sinyal keluaran yang besar.

3. Besarnya tegangan keluaran pada rangkaian Op-Amp sebagai rangkaian penjumlah merupakan hasil penjumlahan dari beberapa tegangan inputnya. Dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.

4. Rangkaian pengurang yang menggunakan Op-Amp sebagai dasarnya adalah mengurangkan dari dua buah inputnya. Hasil selisih keduanya merupakan besarnya tegangan outputnya. Dasar rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting

(12)

DAFTAR PUSTAKA

Chattopadhay, D. 1989. Dasar Elektronika. Universitas Indonesia Press: Jakarta

Daryanto. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika Edisi Pertama. Penerbit Bumi Aksara. Dwihono. 1996. Rangkaian Elektronika Analog. PT.Elax Media: Jakarta.

Gunawan, Hanafi. 1996. Primsip – prinsip Elektronika Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta. Sutanto. 2006. Rangkaian Elektronika. UI – Press: Jakarta.

Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya Jilid 2. ITB: Bandung. Turner, R., dkk. 1995. Rangkaian Elektronika. Gramedia. Jakarta.

Gambar

Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Gambar rangkaian inverting
Gambar rangkaian penguat tak membalik
+5

Referensi

Dokumen terkait

Power amplifier atau dalam bahasa indonesia disebut dengan penguat daya adalah sebuah rangkaian elektronika yang berfungsi untuk memperkuat atau memperbesar sinyal

Operasional amplifier atau op-amp ini merupakan salah satu komponen analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika1. Aplikasi op-amp popular

Hal ini dikarenakan seperti diode, pada transistor yang muncul nilai hambatannya dikarenakan terjadi forward bias, sedangkan yang Overload terjadi reverse bias dan juga Arus

Hambatan tersebut dapat berupa hambatan dalam (tahanan dalam) yang memang sudah ada ataupun hambatan luar yang sengaja dibuat untuk mengatur aliran arus listrik.. Tahanan dalam

Pada rangkaian penguat ini, arus keluaran lebih kecil dibanding arus masukan, sehingga nilai penguatan arusnya lebih kecil dari 1, sementara nilai penguatan tegangan

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting

Dari kedua nilai tersebut, tentukan arus penguatan atau beta βdc pada transistor ini dengan menggunakan persamaan berikut: βdc=IC IR Catat nilai beta βdc pada Tabel 5.1.. Gunakan

Keluaran push–pull adalah standar untuk logika digital TTL dan CMOS serta beberapa jenis penguat, dan biasanya terbuat dari pasangan transistor komplementer, salah satu membenamkan arus