Modul 4

OP-AMP DAN PEMBANGKIT GELOMBANG ISYARAT

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Gambar Rangkaian Simulasi

5. Prinsip Kerja Rangkaian

6. Video Pengambilan Data 

7. Anallisa

7. Link Download

1. Tujuan[KEMBALI]

1. Merangkai dan menguji rangkaian inverting amplifier dan non-inverting Amplifier
2. Merangkai dan menguji penguatan pada suatu rangkaian amplifier
3. Merangkai dan menguji rangkaian triangle wave generator

2. Alat dan Bahan[KEMBALI]

1. Panel rangkaian op-amp
2. Modul triangle wave generator
3. Osiloskop
4. Multimeter
5. Function generator
6. Jumper

3. Dasar Teori[KEMBALI]

Operational Amplifier

         Operational Amplifier atau yang di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah),integrator dan differensiator 

            1. Rangkaiaan Inverting
            Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaiaan elektronika yang berfungsi untuk memperkuat dan membalik polaritas sinyal masukan. Jadi, ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1. Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.
             Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran tak sefase sebesar 180 derajat, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Rumus dan rangkaiaan inverting dideskripsikan sebagai berikut :

Gambar 4.1 Rangkaian Inverting

             2. Rangkaian Non-Inverting

             Penguat non-inverting amplier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya hambatan feedback dan hambatan input. Penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Rumus dan rangkaiaan non-inverting dideskripsikan sebagai berikut:

Gambar 4.2 Rangkaian non-inverting

Triangle Wave Generator

Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang segitiga umumnya terdiri dari 2 bagian utama. Bagian utama tersebut adalah rangkaian Non-Inverting schmitt triger oleh A1 dan rangkaian integrator yang dibangun oleh A2. Output rangkaian NonInverting schmitt triger pada Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini berupa gelombang kotak yang digunakan untuk driver rangkaian integratorA2

Rangkaian integrator yang diberi input gelombang kotak akan memberikan output berupa gelombang segitiga dan digunakan untuk umpan balik (feedback ke rangkaian Non-Inverting schmitt triger A1 pada rangkaian Triangular Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini sehingga rangkaian NonInverting schmitt triger A1 akan memberikan input ke integrator lagi dan hal ini berulang terus .

Percobaan 

• Percobaan 1
  
  
  Gambar 4.3 Rangkaian percobaan Inverting Amplifier Input DC
  
  
  1. Matikan power supply terlebih dahulu
  2. Set hambatan RF dengan resistansi sesuai dengan jurnal
  3. Biarkan input V1 mengambang
  4. Hubungkan jumper J1, dan hidupkan power supply
  5. Kemudian atur tegangan input V2 sesuai dengan jurnal dan catat output yang dihasilkan
  6. Hubungkan output Vo dengan voltmeter. (RF diatur sesuai jurnal). Aturlah tegangan V2 naik secara perlahan mulai dari -3 volt sambil melihat tegangan outputnya. Pada tegangan input negatif, berapakah berapakah tegangan output pertama kali berubah?. Tegangan input negatif tersebut diberi nama –Vi max dan ouputnya +V sat
  7. Aturlah tegangan V2 turun secara perlahan mulai dari +3 volt sambil melihat tegangan outputnya. Pada tegangan input positif, berapakah tegangan output pertama kali berubah? Tegangan input positif tadi diberi nama Vi max dan ouputnya -V sat
  Input AC
  
  1. Matikan power supply terlebih dahulu
  2. Set hambatan RF dengan sesuai dengan jurnal
  3. Lepaskan jumper J1, biarkan V2 mengambang
  4. Hubungkan input V1 dengan probe function generator dan set frekuensi gelombang dengan nilai 100 Hz dan nilai tegangan input pada 1 V AC
  5. Hubungkan Vo dengan probe chanel 1 osiloskop dan probe chanel 2 dihubungkan ke V1
  6. Simpan bentuk gelombang pada osiloskop serta catat nilai tegangan output yang didapat


• Triangle Wave Generator
  
  1. Matikan power supply
  2. Hubungkan probe chanel 1 osiloskop dengan V5 dan probe chanel 2 dengan V7
  3. Hubungkan jamper sesuai dengan modul dan hidupkan power supply
  4. Atur tampilan osiloskop sampai bentuk sinyal terlihat jelas
  5. Tekan tombol cursor pada osiloskop dan atur posisi kursor a dan b pada 1 gelombang penuh
  6. Catat frekuensi dan waktu 1 gelombang yang didapatkan serta simpan bentuk sinyalnya

4. Rangkaian Simulasi [KEMBALI]

Rangkaian non-inverting amplifier dengan ukuran resistor 2,2kOhm untuk R1 dan R2, atur tegangan input menjadi 2V serta catatlah tegangan output yang dihasilkan

Gambar 4.4 rangkaian Non Inverting Amplifier Input DC
Dari percobaan di atas, dapat disesuaikan dengan kondisi yang telah diberikan sehingga akan terlihat rangkaian seperti ini :

5. Prinsip Kerja Rangkaian[KEMBALI]

Rangkaian diatas merupakan rangkaian penguat non-inverting dengan menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan menggunakan sumber tegangan DC. Dengan sinyal input yang diberikan pada terminal input non-inverting, maka besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik diatas tergantung pada harga R1 dan R2 yang dipasang. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian penguat tak membalik diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut

Berdasarkan kondisi percobaan yang telah dilakukan,Untuk membuktikan bahwa penguat non-inverting akan menguatkan sinyal input sebesar 2 kali dengan fasa yang sama dengan sinyal input Dapat dibuktikan dengan memberikan sinyal input berupa sinyal DC dan mengukurnya menggunakan oscilocope, dimana sinyal input diukur melalui chanel 1 osciloscope dan sinyal output diukur dengan chanel 2 osciloscope. Sehingga diperoleh bentuk sinyal output dan sinyal input penguat non-inverting amplifier seperti pada gambar berikut

6. Video Pengambilan Data[KEMBALI]

7. Analisa[KEMBALI]              Jurnal Percobaan

            Pembahasan

1. Percobaan 1
   1. Analisa perubahan nilai Rf terhadap Voutput
      Nilai Rf akan mempengaruhi output jika nilai Rf lebih besar dibandingkan nilai Rin, maka nilai Voutput yang dihasilkan akan semakin kecil. Sedangkan apabila nilai Rf lebih kecil dibandingkan nilai Rin maka nilai Voutput yang dihasilkan akan semakin besar. Hal ini dapat dibuktikan dengan rumus dari rangkaian inverting yaitu : Vout = (-Rf/Rin). Vin , dimana tanda minus (-) pada rumus tersebut menunjukkan bahwa terjadi pembalikan pada keluarannya atau outputnya memiliki perbedaan fasa sebesar 180 derajat dengan masukkannya.
   2. Bandingkan hasil yang didapat dengan teori
      Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, data yang diperoleh pada saat praktikum berbeda dengan teori. Hal ini dapat disebabkan pada saat praktikum terjadi kesalahan praktikan dalam pengambilan data pada alat sehingga data yang diperoleh tidak akurat.
2. Percobaan 3
   1. Analisa pengaruh on / off jumper terhadap sinyal output
      Pengaruh on / off jumper yang digunakan untuk rangkaian akan mempengaruhi penggunaan kapasitor dan resistor pada rangkaian.
      Ketika salah dari kapasitor atau resistor yang dalam kondisi on, maka rangkaian pada rangkaian pada bagian kapasitor maupun resistor yang menggunakan jumper tidak mengalami pembagian arus ,sedangkan ketika semua jumper dihubungkan maka rangkaian ini akan mengalami pembagian arus pada bagian kapasitor dan resistor yang menggunakan jumper tadi
   2. Analisa pengaruh sinyal segitiga dan kotak pada hasil yang didapatkan
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      Hasil yang didapat pada saat praktikum memang terlihat sama seperti prinsip kerja rangkaian triangular generator , keluaran dari Non-Inverting schmitt triger berupa gelombang yang tidak runcing dengan adanya bagian datar seperti clock tetapi memiliki waktu untuk melakukan perubahan dari nilai tegangan yang satu ke nilai tegangan yang lainnya . Kemudian sinyal ini masuk ke op-amp berikutnya yaitu rangkaian integrator yang nantinya akan mengubah geombang yang sebelumnya sedikit kotak menjadi gelombang yang berbentuk gerigi atau runcing

8. Link Download[KEMBALI]
            1. File Rangkaian download
            2. Video simulasi download
            3. Video Pengambilan Data download
            4. HTML download


[Mennuju Awal]

OP-AMP DAN PEMBANGKIT GELOMBANG ISYARAT

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Gambar Rangkaian Simulasi

5. Prinsip Kerja Rangkaian

6. Video Pengambilan Data 

7. Anallisa

7. Link Download

1. Tujuan[KEMBALI]

1. Merangkai dan menguji rangkaian inverting amplifier dan non-inverting Amplifier
2. Merangkai dan menguji penguatan pada suatu rangkaian amplifier
3. Merangkai dan menguji rangkaian triangle wave generator

2. Alat dan Bahan[KEMBALI]

1. Panel rangkaian op-amp
2. Modul triangle wave generator
3. Osiloskop
4. Multimeter
5. Function generator
6. Jumper

3. Dasar Teori[KEMBALI]

Operational Amplifier

         Operational Amplifier atau yang di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika.Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah),integrator dan differensiator 

            1. Rangkaiaan Inverting
            Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaiaan elektronika yang berfungsi untuk memperkuat dan membalik polaritas sinyal masukan. Jadi, ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1. Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.
             Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran tak sefase sebesar 180 derajat, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Rumus dan rangkaiaan inverting dideskripsikan sebagai berikut :

Gambar 4.1 Rangkaian Inverting

             2. Rangkaian Non-Inverting

             Penguat non-inverting amplier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya hambatan feedback dan hambatan input. Penguat ini memiliki masukan yang dibuat melalui input non-inverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Rumus dan rangkaiaan non-inverting dideskripsikan sebagai berikut:

Gambar 4.2 Rangkaian non-inverting

Triangle Wave Generator

Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang segitiga umumnya terdiri dari 2 bagian utama. Bagian utama tersebut adalah rangkaian Non-Inverting schmitt triger oleh A1 dan rangkaian integrator yang dibangun oleh A2. Output rangkaian NonInverting schmitt triger pada Triangle Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini berupa gelombang kotak yang digunakan untuk driver rangkaian integratorA2

Rangkaian integrator yang diberi input gelombang kotak akan memberikan output berupa gelombang segitiga dan digunakan untuk umpan balik (feedback ke rangkaian Non-Inverting schmitt triger A1 pada rangkaian Triangular Wave Generator atau Pembangkit Gelombang Segitiga ini sehingga rangkaian NonInverting schmitt triger A1 akan memberikan input ke integrator lagi dan hal ini berulang terus .

Percobaan 

• Percobaan 1
  
  
  Gambar 4.3 Rangkaian percobaan Inverting Amplifier Input DC
  
  
  1. Matikan power supply terlebih dahulu
  2. Set hambatan RF dengan resistansi sesuai dengan jurnal
  3. Biarkan input V1 mengambang
  4. Hubungkan jumper J1, dan hidupkan power supply
  5. Kemudian atur tegangan input V2 sesuai dengan jurnal dan catat output yang dihasilkan
  6. Hubungkan output Vo dengan voltmeter. (RF diatur sesuai jurnal). Aturlah tegangan V2 naik secara perlahan mulai dari -3 volt sambil melihat tegangan outputnya. Pada tegangan input negatif, berapakah berapakah tegangan output pertama kali berubah?. Tegangan input negatif tersebut diberi nama –Vi max dan ouputnya +V sat
  7. Aturlah tegangan V2 turun secara perlahan mulai dari +3 volt sambil melihat tegangan outputnya. Pada tegangan input positif, berapakah tegangan output pertama kali berubah? Tegangan input positif tadi diberi nama Vi max dan ouputnya -V sat
  Input AC
  
  1. Matikan power supply terlebih dahulu
  2. Set hambatan RF dengan sesuai dengan jurnal
  3. Lepaskan jumper J1, biarkan V2 mengambang
  4. Hubungkan input V1 dengan probe function generator dan set frekuensi gelombang dengan nilai 100 Hz dan nilai tegangan input pada 1 V AC
  5. Hubungkan Vo dengan probe chanel 1 osiloskop dan probe chanel 2 dihubungkan ke V1
  6. Simpan bentuk gelombang pada osiloskop serta catat nilai tegangan output yang didapat


• Triangle Wave Generator
  
  1. Matikan power supply
  2. Hubungkan probe chanel 1 osiloskop dengan V5 dan probe chanel 2 dengan V7
  3. Hubungkan jamper sesuai dengan modul dan hidupkan power supply
  4. Atur tampilan osiloskop sampai bentuk sinyal terlihat jelas
  5. Tekan tombol cursor pada osiloskop dan atur posisi kursor a dan b pada 1 gelombang penuh
  6. Catat frekuensi dan waktu 1 gelombang yang didapatkan serta simpan bentuk sinyalnya

4. Rangkaian Simulasi [KEMBALI]

Rangkaian non-inverting amplifier dengan ukuran resistor 2,2kOhm untuk R1 dan R2, atur tegangan input menjadi 2V serta catatlah tegangan output yang dihasilkan

Gambar 4.4 rangkaian Non Inverting Amplifier Input DC
Dari percobaan di atas, dapat disesuaikan dengan kondisi yang telah diberikan sehingga akan terlihat rangkaian seperti ini :

5. Prinsip Kerja Rangkaian[KEMBALI]

Rangkaian diatas merupakan rangkaian penguat non-inverting dengan menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan menggunakan sumber tegangan DC. Dengan sinyal input yang diberikan pada terminal input non-inverting, maka besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik diatas tergantung pada harga R1 dan R2 yang dipasang. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian penguat tak membalik diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut

Berdasarkan kondisi percobaan yang telah dilakukan,Untuk membuktikan bahwa penguat non-inverting akan menguatkan sinyal input sebesar 2 kali dengan fasa yang sama dengan sinyal input Dapat dibuktikan dengan memberikan sinyal input berupa sinyal DC dan mengukurnya menggunakan oscilocope, dimana sinyal input diukur melalui chanel 1 osciloscope dan sinyal output diukur dengan chanel 2 osciloscope. Sehingga diperoleh bentuk sinyal output dan sinyal input penguat non-inverting amplifier seperti pada gambar berikut

6. Video Pengambilan Data[KEMBALI]

7. Analisa[KEMBALI]              Jurnal Percobaan

            Pembahasan

1. Percobaan 1
   1. Analisa perubahan nilai Rf terhadap Voutput
      Nilai Rf akan mempengaruhi output jika nilai Rf lebih besar dibandingkan nilai Rin, maka nilai Voutput yang dihasilkan akan semakin kecil. Sedangkan apabila nilai Rf lebih kecil dibandingkan nilai Rin maka nilai Voutput yang dihasilkan akan semakin besar. Hal ini dapat dibuktikan dengan rumus dari rangkaian inverting yaitu : Vout = (-Rf/Rin). Vin , dimana tanda minus (-) pada rumus tersebut menunjukkan bahwa terjadi pembalikan pada keluarannya atau outputnya memiliki perbedaan fasa sebesar 180 derajat dengan masukkannya.
   2. Bandingkan hasil yang didapat dengan teori
      Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan, data yang diperoleh pada saat praktikum berbeda dengan teori. Hal ini dapat disebabkan pada saat praktikum terjadi kesalahan praktikan dalam pengambilan data pada alat sehingga data yang diperoleh tidak akurat.
2. Percobaan 3
   1. Analisa pengaruh on / off jumper terhadap sinyal output
      Pengaruh on / off jumper yang digunakan untuk rangkaian akan mempengaruhi penggunaan kapasitor dan resistor pada rangkaian.
      Ketika salah dari kapasitor atau resistor yang dalam kondisi on, maka rangkaian pada rangkaian pada bagian kapasitor maupun resistor yang menggunakan jumper tidak mengalami pembagian arus ,sedangkan ketika semua jumper dihubungkan maka rangkaian ini akan mengalami pembagian arus pada bagian kapasitor dan resistor yang menggunakan jumper tadi
   2. Analisa pengaruh sinyal segitiga dan kotak pada hasil yang didapatkan
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      
      Hasil yang didapat pada saat praktikum memang terlihat sama seperti prinsip kerja rangkaian triangular generator , keluaran dari Non-Inverting schmitt triger berupa gelombang yang tidak runcing dengan adanya bagian datar seperti clock tetapi memiliki waktu untuk melakukan perubahan dari nilai tegangan yang satu ke nilai tegangan yang lainnya . Kemudian sinyal ini masuk ke op-amp berikutnya yaitu rangkaian integrator yang nantinya akan mengubah geombang yang sebelumnya sedikit kotak menjadi gelombang yang berbentuk gerigi atau runcing

8. Link Download[KEMBALI]
            1. File Rangkaian download
            2. Video simulasi download
            3. Video Pengambilan Data download
            4. HTML download


[Mennuju Awal]