ACARA II PENGUAT INVERTING
A. PELAKS PELAKSANA ANAAN AN PRAKT PRAKTIK IKUM UM
1. Tujuan juan Prak Prakti tiku kum m a. Membuk Membuktik tikan an penguat penguat pada amplifer amplifer yang hanya hanya bergan bergantun tung g pada pada hambata hambatan n umpan balik dan penguat input rangkaian. b. Mengoprasikan op-amp inverting. 2. Waktu ktu Pra Prakt ktik ikum um Jumat ! 2" Mei 2#1$ %. Tempat mpat Pra Prakt ktik ikum um &aboraturium &aboraturium 'isika (asar! &antai )). 'akultas 'akultas Matematika Matematika dan )lmu Pengetahuan Pengetahuan *lam! +niversitas Mataram.
B. ALAT ALAT DAN DAN BAHAN BAHAN PRAKT PRAKTIK IKUM UM
1. *lat *lat-a -ala latt Prakt Praktik ikum um a. *nal *nalog og dig digit ital al tra train iner er b. ,abel jumper . Mult Multim imet eter er digi digita tall d. Pass Passiv ivee prob probee e. siloskop 2. /aha /ahan n Prak Prakti tiku kum m a. ) op-amp amp "01 b. esistor 1k
d. esis esisto torr 2#k 2#k e. esi esisto stor 31 31k f. esi esisto stor 1# 1##k g. esis esisto torr 2# 2##k #k
C. LAND LANDAS ASAN AN TE TEOR ORII
p-*mp adalah suatu penguat dengan dua buah masukan dan satu keluaran. +ntuk engendalikan penguatan yang tidak terlalu besar maka dipasanglah umpan balik 4feedbak5 ke masukan umpan balik. +mpan balik ini mengembalikan sebagian dari isyarat keluaran ke masukan sehingga memperlemah masukan. +mpan balik semaam ini disebut umapan balik negative.jika umpan balik yang digunakan untuk memperkuat masukan disebut umpan balik positif. (alam hal op-amp umapan balik nega negati tive ve dibu dibuatl atlah ah!! rangk rangkai aian an peng pengua uatt memb membali alik k dan dan rang rangka kaia ian n peng pengua uatt tak membalik 46una7an!188$9105. Penguat Penguat membalik membalik 4inverting5 4inverting5 adalah penguat penguat dimana dimana isyarat isyarat masukan masukan dan isyarat isyarat keuara keuaran n berbed berbedaa fase sebesar sebesar 1:#o . Pada Pada pengua penguatt inverti inverting! ng! masukan masukan diberi diberikan kan ke masuka masukan n yang yang negatif negatif dan masuka masukan n yang yang positi positiff ditanah ditanahkan kan.. (an resistor i dipasang pada masukan dn resistor f pada umpan balik ! dimana dengan menggunakan
golden
rules
didapat
*v;-f<i
dengan
=i;i
dan
=o;4*v =o;4*v4lt5<*v4 4lt5<*v4lb55> lb55>o4lb5 o4lb5.. Penguat Penguat inverting inverting dengan dengan outputnya outputnya merupakan merupakan hasil dari dari perkali perkalian an antara antara masuka masukan n dengan dengan pengua penguatny tnya. a. (imana (imana dipasan dipasang g i pada pada masukan dan f pada umpan balik seperti gambar diba7ah9 4Wahyudi!2#109$85. 4Wahyudi!2#109$85.
Penguat operasional dikenal juga seara umum dengan nama p-*mp. Meskipun rangkaian penguat operasional dapat dipasang dan diranang dari komponen-komponen diskrit! namun hampir seluruhnya selalu digunakan dalam bentuk rangkaian integrasi. p*mp pada dasarnya merupakan sebuah blok komponen yang sederhana. ?ebuah p-*mp memiliki 2 buah terminal masukan dimana selalu satu masukan disebut sebagai masukan pembalik 4diberi tanda -5 sementara satu masukan lainnya disebut dengan masukan non pembalik4diberi tanda @5. p-*mp memiliki sebuah keluaran atau keluaran tunggal.
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. (igunakan kabel penghubung untuk membuat rangkaian seperti gambar diba7ah ini9
2. (iatur funtion generator pada frekuensi 1###AB. %. (ihubungkan osiloskop pada input dan output p-*mp. 0. (iek rangkaian dengan teliti! setelah tidak bermasalah nyalakan po7er supply. 3. (iamati bentuk gelombang yang dihasilkan. $. ,emudian diukur tegangan *C masukana dan keluarannya dengan mempergunakan voltmeter *C. ". (iulang langkah % sampai dengan $ dengan mengubah nilai f.
E. HASIL PENGAMATAN
6ambar gelombang masukan an keluaran
6ambar i;1, ! f;1,
Din ; #!0 Dout ; #!: Eolt
6ambar f;2, ! i ; 1,
Din ; #!0 Dout ; #!: Eolt
6ambar f;3!1, ! i ; 1, Din ; 1# Dout ; 2 Eolt
6ambar f;:!2, ! i ; 1,
Din ; #!0 Dout ;1 Eolt
6ambar f;%, ! i ; 1,
Din ; #!0 Dout ; 2 Eolt
F. ANALISIS DATA
1. Menghitung *v berdasarkan nilai hambatan dan pengukuran tegangan a. Filai hambatan 4teori5 (ik9
in ; 1k f ;1#k
(it9
*v;GGGH *v; f<i
; 1#,<1, ; 1#kali Tabel 1.1 nilai *v berdasarkan nilai hambatan
Fo
*v in
f
1
1
1#
1#
2
1
2#
2#
%
1
31
31
0
1
1##
1##
3
1
2##
2##
b. Pengukuran tegangan 4multimeter5 (ik9
Eout ; #!#12v Ein ; #!##1v
(it9
*v;GGGH *v; Eout
Tabel 1.2 nilai *v berdasarkan pengukuran tegangan F 1 2 % 0 3
Tegangan 4v5 input #!##1 #!##1 #!##1 #!##1 #!##1
Tegangan 4v5 output #!#12 #!#20 #!#$0 #!12$ #!2:0
2. Menghitung *v pada osiloskop a. Menghitung Epp pada input dan output (ik9 Eolt
*v 12 20 $0 12$ 2:0
Epp ; Eolt
input output Epp 4v5 v
output #!#0 #.#: #!2 #!3 1I
Eeff ; Ep< √ 2 ; #!##2< √ 2 ; #!##10 E Eeff output Ep ; Epp<2 ; #!#0<2 ; #!#2 E Eeff ; Ep< √ 2 ; #!#2< √ 2 ; #!#10 E Tabel 1.0 nilai Eeff input dan utput
F 1 2 % 0 3
Epp4v5 input #!##0 #!##0 #!##0 #!##0 #!##0
output #!#0 #!#: #!2 #!3 1
Ep 4v5 input #!##2 #!##2 #!##2 #!##2 #!##2
. Menghitung nilai *v (ik9 Eeff input ; #!##10 E Eeff output ; #!#10 E (it9 *v ; GGGG.H
output #!#2 #!#0 #!1 #!23 #!3
Eeff 4v5 input #!##10 #!##10 #!##10 #!##10 #!##10
output #!#10 #!#2: #!#"1 #!1"" #!%30
; #!#10<#!##10 ; 1# kali Tabel 1.3 *v pada osiloskop F 1 2 % 0 3
Eeff 4v5 input #!##10 #!##10 #!##10 #!##10 #!##10
*v output #!#10 #!#2: #!#"1 #!1"" #!%30
1# 2# 3#!"1 12$!0% 232!:$
Tabel 1.$ perbandingan nilai *v F in 1 2 % 0 3
1 1 1 1 1
f 1# 2# 31 1## 2##
input #!##10 #!##10 #!##10 #!##10 #!##10
output #!#10 #!#2: #!#"1 #!1"" #!%30
teori
pengukura
osiloskop
1# 2# 31 1## 2##
n 12 20 $0 12$ 2:0
1# 2# 3#!"1 12$!0% 232!:$
G. PEMBAHASAN
Tujuan pada pembahasan penguat inverting yaitu membuktikan penguat pada amplifier yang bergantung pada hambatan umpan balik dan input rangkaian! serta mengoperasikan p-*mp inverting. Penguat inverting juga disebut dengan penguat membalik. Penguat membalik adalah suatu penguatan dimana isyarat keluaran yang merupakan hasil penguatan berbeda fase sebesar 1:# dengan isyarat masukan. Pada penguat inverting! isyarat masukan diberikan ke masukan yang negative! sedangkan masukan non inverting nya ditanahkan. Pada rangkaian inverting digunakan rangkain umpan balik. Terdapat dua buah resistor yaitu in dan f serta p-*mp "01 yang dirangkai sedemikian rupa dan dihubungkan dengan signal generator sebagai input dari p-*mp dimana signal generator berfungsi untuk memberiksn isyarat masukan berupa
n bernilai 1k atau konstan! sedangkan f berubah-ubah yaitu 1#k! 2#k! 31k! 1##k dan 2##k. nilai in yang konstan dan f yang berubah-ubah bertujuan untuk membuktikan teori bah7a penguatan tegangan hanya bergantung ind an f. Pada perobaan pertama dilakukan gelombang masukan dan keluaran pada osilosop. (i dapatkan gelombang masukan dan keluaran yaitu sinusoidal. 6elombang keluaran merupakan hasil penguatan memiliki perbedaan fase sebesar 1:# . Aal ini sesuai dengan definisi penguat inverting. (iperoleh nilai y pada gelombang masukan berturut-turut yaitu #!0K#!0K#!0#K#!0 dan #!0 sedangkan y pada gelombang keluaran bereturut-turut yaitu #!:K#!:K2K1Kd dan 2. Maka dari data ini dapat nilai gelombang keluarang lebih besar dibandingkan nilai gelombang masukan. ?edangkan untuk perbedaan nilai Eout dan Ein! juga terdapat nilai Eout yang lebih besar disbanding nilai in. Perobaan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan osiloskop. (engan osiloskop dapat diamati bentuk gelombang input dan output. /erdasarkan hasil perhitungan dapat diperoleh nilai penguat tegangan yang hamper mendekati yaitu 1#kaliK 2#kali K3#!"1kaliK 12$!0%kaliK dan 232!:$kali. Aal ini disebabkan nilai *v yang diperoleh semakin mengikat dengan pergantian f yang digunakan. (an juga dipengaruhi frekuensi dan amplitude gelombang yang terl ihat pada osiloskop.
H. PENUTUP
1. ,esimpulan /erdasrkan praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bah7a9 a. Terbukti bah7a penguat tegangan hanya bergantung pada nilai hambatan input dan umpan balik rangkaian. b. p-*mp inverting memiliki sifat membalik dan menguatkan teganga input! dengan beda fase 1:# . 2. ?aran Praktikan harus lebih teliti dalam merangkai rangkain dan dalam membaa resistor.
DAFTAR PUSTAKA
Clayton! 6eorge. 2##0. Operational Amplifiers. Jakarta 9 Lrlangga. 6una7an! Aanafi. 188$. Prinsip-Prinsip Elektronika Edisi Kedua. Jakarta9 Lrlangga. Wahyudi . 2#10 . Elektrinika Dasar II . Mataram 9 ',)P Press.
ACARA III PENGUAT NON INVERTING
A. PELAKSANAAN PRAKTIKUM
1. Tujuan Praktikum a. Membuktikan penguatan pada amplifier yang hanya bergantung pada penguatan eksternal negative feedbak pada input dan output. b. mengoperasikan p-*mp non inverting dan inverting summer.
%. Waktu Praktikum Jumat! #% Juni 2#1$ 0. Tempat Praktikum &aboratorium 'isika (asar! &antai ))! 'akultas Matematika dan )lmu Pengetahuan *lam! +niversitas Mataram.
B. ALAT DAN BAHAN
1. *lat-alat Praktikum a. *nalog digital trainer b. ,abel jumper . Multimeter digital d. Passive probe e. siloskop 2. /ahan Praktikum a. ) op-amp "01 b. esistor 1k
d. esistor 2#k e. esistor 31k f. esistor 1##k g. esistor 2##k
C. LANDASAN TEORI
Penguat tak membalik 4non inverting5 adalah sebuah p-*mp yang diterapkan dalam modus penguat tak membalik atau non inverting yaitu tegangan keluaran Eo mempunyai polaritas yang sama seperti tegangan masukan. (ari ara penyusunan sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan. angkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting 4?utanto!2##$91$5.
Penguat tegangan tak membalik 4non inverting5 dimana penguat ini memiliki karakteristik impedansi keluaran rendah. )mpedansi masukan tinggi dan besarnya penguatan yang stabil. Penguat tegangan jenis ini mamiliki kelebihan yaitu kemampuan penguatan yang mendekati ideal. Penguatan tegangan pada penguat tegangan tak membalikdirumuskan pada persamaan Eout < Ein ; 42 < 15 @ 1.
?edangkan perbedaan rangkaian antara penguat tegangan membalik dan tak membalik adalah pada penguat membalik dihubungkan dengan tanah. Penguat membalik memiliki kelebihan dalam kemampuannya mengatur suatu harga yang tepat dari impedansi masukan
4 =uhal! 1883 9 1#% 5.
Pada p;*mp terdapat dua jenis masukan! yaitu masukan membalik 4inverting5 dan masukan tak membalik 4non inverting5. Masukan membalikdiberi
masukan dihubungkan dengan masukan membalik! maka pada daerah frekuensi tengah isyarat keluaran berla7anan fase atau berla7anan tanda dengan isyarat keluaran berla7anan fase atau berla7anan tanda dengan isyarat masukan! sedangkan jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan tak membalik maka isyarat keluaran akan sefase atau mempunyai tanda yang sama dengan isyarat masukan. Pada umumnya p-*mp menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan beda tegangan isyarat antara kedua masukkan 4Fatronika!18:89035.
D. PROSEDUR PERCOBAAN
1. (igunakan kabel penghubung untuk membuat rangkaian seperti gambar9
2. (igunakan tegangan simetri untuk mengaktifkan p-*mp set f;in;1k . %. (iatur funtion generator pada frekuensi 1###AB dan keluaran 1#mE. 3. (ihubungkan osiloskop pada input dan output p-*mp. $. (iek rangkaian dengan teliti setelah tidak bermasalah! dinyalakan po7er supply. ". (iamati bentuk gelombang yang dihasilkan! kemudian difoto. :. (iukur tegangan a masukan 4 input 5 dan keluaran 4 output 5 dengan menggunakan voltmeter a. Aasilnya dituliskan pada table. 8. (iulangi perobaan diatas dengan mengubah nilai f! kemudian hasilnya ditulis pada tabel.
E. HASIL PENGAMATAN
Tabel Aasil Pengamata
i 4k5 1 2 % 0 3 $
1 1 1 1 1 1
f 4k5
E
1 1# 2# 31 1## 2##
4mE5 2# 2# 2# 2# 2# 2#
D 4div5
E
D 4div5
)nput4mE5
utput4mE5
2 2 2 2 2 2
4mE5 2# 1## 2## 3## 1### 2###
% 2 2!2 2 1!: 1!$
2!1 1!: 1!8 1!: 2!1 2
2!8 $ 1#!2 %"!3 :1!: 12$!3
F. ANALISIS DATA
/erdasarkan Teori (ik9
i ; 1k f ; 1k
(it9
*v ; GGH
Rf *v ; Ri @1 1k Ω
;
1 k Ω @1
; 2 kali •
/erdasarkan Pengukuran Multimeter (ik9
Ein ; 2!1 mE Eout ; 2!8 mE
(it9
*v ; GGH
*v ;
Vpp ∈¿ Vppout ¿
2,9 mV
;
2,1 mV
; 1!%:1 kali •
/erdasarkan Pengamatan pada siloskop (ik9
Eolt
Din ; 2 Eolt
*v ; GGG..H )nput E pp ; D > volt
2# mE ; 0# mE Vpp Eef ;
√ 2 40 mV
;
√ 2
;2:!2:0 mE
utput E pp ; D > volt
2# mE $# mE Vpp Eef ;
√ 2 60 mV
;
√ 2
;02!02$ mE Vpp ∈¿ Vppout
*v ;
¿
42,426
;
28,284
; 1!3 kali
Tabel 2.1 Pengamatan nilai *v pada siloskop
F
1 2 % 0 3 $
input v
output v
y 2 2 2 2 2 2
Tabel 2.2
y % 2 2!2 2 1!: 1!$
Epp )nput 4mE5 0# 0# 0# 0# 0# 0#
utput 4mE5 $# 2## 00# 1### 1:## %2##
Eeff )nput 4mE5 2:!2:0 2:!2:0 2:!2:0 2:!2:0 2:!2:0 2:!2:0
output 4mE5 02!02$ 101!021 %11!12" "#"!1#" 12"2!"82 22$2!"02
*v 1!3 3 11 23 03 :#
Perbandingan nilai *v
F
1 2 % 0 3 $
i 4k5 1 1 1 1 1 1
f 4k5 1 1# 2# 31 1## 2##
)nput 4mE5 2!1 1!: 2!8 1!: 2!1 2
utput 4mE5 2!8 $ 1#!2 %"!3 :1!: 12$!3
Teori 12 11 21 32 1#1 2#1
Pengukuran
siloskop
1!%:1 %!%%% 3!%$: 2#!:%% %:!832 $%!23#
1!3 3 11 23 03 :#
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 1 k )syarat masukan Eolt < div ; 2#mE Din ; 2 )syarat keluaran Eolt < div ; 2#mE Dout ; %
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 1# k
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 3!1 k
)syarat masukan Eolt < div ; 2 Din ; 1
)syarat keluaran
)syarat masukan Eolt < div ; 2#mE Din ; 2 )syarat keluaran Eolt < div ; 1##mE Dout ; 2
Eolt < div ; 2
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 2# k
)syarat masukan Eolt < div ; 2#mE Din ; 2 )syarat keluaran Eolt < div ; 2#mE Dout ; 2!2
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 31 k )syarat masukan Eolt < div ; 2#mE D ;2
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 1## k )syarat masukan Eolt < div ; 2#mE Din ; 2 )syarat keluaran Eolt < div ; 1###mE
Dout ; 2
6ambar rangkaian input dan output i ; 1 k dan f ; 2## k )syarat masukan Eolt < div ; 2#mE Din ; 2 )syarat keluaran Eolt < div ; 2###mE Dout ; 1!$
6rafik hubungan penguat dan hambatan umpan balik 4 Teori 5
Grafk Perbandingan antara Xin dan Xot 4 3.5 3 2.5 2
nilai Xout
1.5 1 0.5 0 200
400
600
800
1000
nilai Xin
6rafik hubungan penguat dan hambatan umpan balik 4Perhitungan 5
Grafk Perbandingan antara rekuensi dan Xout 4 3
rekuensi
2 1 0 200
400
600
800
1000
nilai Xout
6rafik hubungan penguat dan hambatan umpan balik 4Perhitungan 5
Grafk Perbandingan antara rekuensi dan Xout 4 3
rekuensi
2 1 0 200
400
600
800
1000
nilai Xout
G. PEMBAHASAN
Pada praktikum kali ini yang berjudul tentang Penguat Fon-inverting 4penguat tak membalik5. Penguat ini merupakan penguat signal yang karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fase yang sama dengan sinyal input. Aal ini disebabkan karena masukan tak membalik diberi tanda 4@5 sehingga jika isyarat masukan dihubungkan dengan isyarat tak membalik maka isyarat keluaran akan sefase atau memiliki tanda yang sama dengan isyarat masukan. Pada praktikum kali ini bertujuan untuk membuktikan penguat pada amplifier yang hanya bergantung pada penguatan eksternal negative feedbak pada input dan output! dan untuk mengoperasikan p-*mp Fon-inverting. Pada perobaan kali ini dilakukan pengukuran sebanyak enak kali dengan hambatan in yang sama yaitu 1k dan f 4umpan balik5 yang berbeda-beda yaitu 1k! 1#k! 2#k! 31k! 1##k! dan 2##k. hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh hambatan umpan balik f pada penguatan. (imana semakin besar nilai f maka semakin besar pula nilai pengutnya. Pada perobaan pertama yaitu mengamati bentuk gelombang keluaran pada osiloskop. Pada hasil pengamatan dapat dilihat bah7a gelombang keluaran memiliki
yaitu 13!3kali K 3kaliK 11kaliK 23kaliK 03kali dan :#kali. Aal ini membuktikan bah7a penguat non inverting pada amplifier bergantung pada penguatan eksternal negative feedbak pada input dan output. Pada perobaan kedua yaitu mengukur tegangan masukan dan keluaran pada rangkaian umpan balik. Pada hasil pengamatan diperoleh tegangan masukan sebesar 2!1mEK 1!:mEK 1!8mEK 1!:mEK 2!1mEK dan 2mE. (an tegangan keluaran diperoleh seara berurutan yaitu 2!8mEK $mEK 1#!2mEK %"!3mEK :1!:mEK dan 12$!3mE. (apat dilihat dari nilai penguat tegangan 4*v5 yaitu 1!%:1kaliK %!%%%kali! 3!%$:kaliK 2#!:%%kaliK %:!832kali dan $%!23#kali. (ari hasil ini dapat dikatakan perobaan berhasil karena hasil yang diperoleh mampu menumpukan bah7a penguat amplifier hanya bergantung pada penguatan eksternal negative feedbak pada input dan output.
A. KESIMPULAN DAN SARAN 1. Kesimpula
/erdasrkan praktikum kali ini dapat disimpulkan bah7a 9 1. Penguat pada amplifier hanya bergantung pada penguatan eksternal negative feedbak pada input dan output. (imana semakin besar nilai f maka penguatnya semakin besar pula. 2. Penguatan non inverting menghasilkan gelombang keluaran yang sefase terhadap masukan. Penguat tak membalik dimana isyarat masukan disuapkan kemasukan tak membalik dan rangkain umpan balik tetap diletakan antara keluaran dengan masukan yang membalik. !. Sa"a
Praktikan harus lebih serius dan teliti lagi dalam praktikum. (an diharapkan pada praktikum selanjutnya multimeter kondisinya lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Fatronika. 18:8. Penerapan Aneka ICTTL. /andung 9 )T/. ?ri! Widodo! Thomas. 2##2. Elektronika Dasar . Jakarta 9 ?alemba Teknika. =uhal. 1883. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika. /andung 9 PT 6ramedia Pustka
22
2%