Final Destination

LAPORAN

PRAKTEK RANGKAIAN ELEKTRONIKA ANALOG 2

Semester 4

Nama NIM Tanda Tangan

Praktikan: Mario Ardhany 1311010040

Anggota 1: Dede Iskandar Bintoro 1311010028

Anggota 2: Fahmi Harifanto Putra 1311010034

Anggota 3: Muhammad Amirul .A 1311010042

Kelas : EC – 4A

Tanggal Praktek :

Tanggal Penyerahan Laporan :

Dosen Pembimbing :

Syaprudin, ST., Mkom. NIP. 19590503 198803 1003

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA JURUSAN ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

TAHUN 2013

ii

DAFTAR ISI

Halaman

Sampul Depan ……………………………………………………………….

Daftar Isi …………………………………………………………………...

i

ii

Modul-1 Karakteristik dan Parameter Op-Amp ..…………………………... 1

1. Pendahuluan …………………………….………………………… 2

2. Teori Dasar Karakteristik dan Parameter ……………….………... 5

3.

4.

5.

6.

7.

Percobaan 1.1. Tegangan dan Arus Offset ………………….......

Percobaan 1.2. Resistansi Input dan Output . …. …………..........

Percobaan 1.3. Common Mode Rejection Ratio …………………

Percobaan 1.4. Gain Bandwidth ………..………………………..

Percobaan 1.5. Slew Rate ………………………………………...

10

13

16

20

26

Modul-2 Rangkaian Dasar Op-Amp ……………………………………… 31

1. Pendahuluan ……………………………………………………… 32

1. Teori Dasar Rangkaian Dasar Op-Amp ………………………….. 35

3.

4.

5.

6.

Percobaan 2.1. Komparator, Subtractor, Differensial Amplifier …

Percobaan 2.2. Inverting- Non Inverting amp, Voltage Folower ...

Percobaan 2.3. Summing, S_Penguatan, S-Skala …………………

Percobaan 2.4. Integrator, Differensiator ………………………...

41

45

51

57

Modul-3 Pembangkit Sinyal (Osilator) ……………………………………. 63

1. Pendahuluan ………………………………………………………. 64

2. Teori Dasar Pembangkit Sinyal (Osilator) …………………….. 68

3.

4.

5.

6.

Percobaan 3.1. Osilator Relaksasi dengan Op-Amp ………...........

Percobaan 3.2. Fungsi Generator dengan Op-Amp ………….........

Percobaan 3.3. RC Phase Shiff Osilator dengan Op-Amp ........…..

Percobaan 3.4. Wien Bridge Osilator dengan Op-Amp …........…

71

76

81

85

Modul-4 Rangkaian Detektor dan Driver ………………………………….. 89

1. Pendahuluan …………………………….………………………… 90

2. Teori Dasar Detektor dan Driver ……………………….………… 93

3.

4.

5.

Percobaan 4.1. Driver Display …………........................................

Percobaan 4.2. Window Detektor ………………………………....

Percobaan 4.3. Driver Motor DC …………………………….........

97

101

105

Modul-5 Rangkaian Filter Aktif …………………………………………...

108

1. Pendahuluan …………….………….…………………………….. 109

2. Teori Filter Aktif ………………………………………………… 112

3.

4.

5.

6.

Percobaan 5.1. Low Pass Filter ………........…...............................

Percobaan 5.2. High Pass Filter ……………………….................

Percobaan 5.3 Band Pass Filter …………………………………..

Percobaan 5.4 Stop Band Pass Filter ……………………………..

116

122

126

130

iii

Modul-6 Rangkaian Sinyal Kondisi dan Kontrol …………………………... 134

1

2

3

4

5

6

7

Pendahuluan ……………………………………………………….

Teori Rangkaian Sinyal Kondisi dan Kontrol …………………….

Percobaan 6.1. Zero Span ………........….......................................

Percobaan 6.2. Voltage to Current Conventer ………….................

Percobaan 6.3 Curren to Voltage Conventer Floating …………..

Percobaan 6.4 Error Amplifier …………………………………...

Percobaan 6.5 ON-OFF Controller ……………………………..

135

138

145

149

153

157

161

Daftar Pustaka ……………………………………………………………….

165

Syaprudin_PREanalog_2013 1

PRAKTEK RANGKAIAN ELEKTRONIKA ANALOG 2

Semester 4

Modul 1

KARAKTERISTIK DAN PARAMETER OP-AMP

MATERI

Tegangan dan Arus Offset

Resistansi Input dan Output

Common Mode Rejection Ratio

Gain Bandwidth

Slew Rate

Dosen Pembimbing :




TAHUN

2013


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1. Tujuan.

Menghasilkan teknisi elektronika yang kompeten dalam memilih,

merencanakan dan merealisasikan rangkaian-rangkaian elektronika analog sesuai

spesifikasi dan fasilitas yang dipersyaratkan datasheet dari komponen-komponen

terkait.

2 Sasaran.

Setelah mengikuti mata kuliah ini peserta mampu mengenal karakteristik

komponen elektronika analog dan merencanakan, merealisasikan rangkaian-

rangkaian elektronika analog sesuai spesifikasi dan fasilitas yang dipersyaratkan

datasheet dari komponen-komponen terkait.

3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Karakteristik dan Parameter Op-Amp

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Tegangan dan Arus Offset

2. Resistansi Input dan Output

3. Common Mode Rejection Ratio

4. Gain Bandwidth

5. Slew Rate

c. Kaitan Modul : Modul ini digunakan sebagai modul pertama

tentang pembahasan karakteristik op-amp untuk

keperluan pada praktek modul lanjutan 2, 3, 4, 5,

6, 7 dan 8 untuk mata kuliah PRE_2.

d. Hasil yang diharapkan : Setelah memprakekakn modul ini siswa didik

diharapkan mampu

1. Membaca data spesifikasi dan parameter op-

amp yang dipergunakan.

2. Merencanakan rangkaian aplikasi sesuai

karakteristi dan parameter.

3. Membuat macam macam rangkaian yang

berbasis op-amp.

e. Manfaat di industri : Setelah mempelajari modul ini, peserta didik

diharapkan trampil untuk dapat

1. Berintegrasi dengan teknologi yang telah

diterapkan di industri dengan mudah

2. Melaksanakan jenis-jenis pekerjaan yang

dibutuhkan di industri

3. Mengembangkan kemampuan diri secara

mandiri untuk mengikuti perkembangan

teknologi elektronika yang semakin cepat


4 Prasyarat

Pengetahuan

a. Gambar teknik elektronika

b. Komponen elektronika diskrit (pasif dan aktif)

c. Rangkaian listrik ac dan dc

d. Teknik Ukur dan Pengukuran rangkaian listrik

Ketrampilan

a. Menggambar membaca rangkaian skematik rangkaian elektronika.

b. Menggunakan peralatan ukur (multimeter, Osiloskop, fungsi generator,

Power Supply Unit)

c. Merakit rangkaian pada papan percobaan.

5 Petunjuk Penggunaan Modul

Untuk Siswa

a. Bacalah modul dengan seksama, terutama pada bagian metoda mercobaan,

gunakan teknik membaca cepat dalam mempelajari modul.

1. Pahami tujuan, sasaran dalam mempelajari modul ini.

2. Kerjakan tugas yang terdapat didalamnya dengan pengetahuan dari

hasil percobaan.

3. Laporkan kemajuan yang telah dicapai kepada dosen pembimbing

atau instruktur sebelum melanjutkan ke modul berikutnya.

b. Bertanyalah kepada dosen pembimbing atau instruktur jika dianggap perlu.

c. Usahakan menyelesaikan setiap modul lebih cepat dari waktu yang telah

ditetapkan.

d. Jika ada bagian yang belum di pahami, cobalah terlebih dahulu

mendiskusikan dengan teman yang sedang mengerjakan bagian yang sama,

sebelum bertanya pada dosen pembimbing atau instruktur, usahakan

mencari jawaban pada sumber lain.

Untuk Instruktur

a. Dosen pembimbing atau instruktur harus menguasai sepenuhnya isi modul.

b. Dosen pembimbing atau instruktur harus mempunyai catatan kemajuan

setiap peserta didik dan dapat memikirkan sumber informasi lain yang

dapat disarankan kepada peserta didik.

c. dosen pembimbing atau instruktur hendaknya dapat meningkatkan

motivasi peserta didik setiap saat awal praktek pertengahan dan terakhir.

d. Peserta didik ditugaskan untuk membuat rangkuman setiap modul yang

telah dipraktekkan.


6 Pengelolaan Data Hasil Pengukuran

Tidak ada pengukuran yang menghasilkan ketelitian yang sempurna, tetapi

penting untuk mengetahui kete;itian yang sebenarnya dan bagaimana kesalahan

yang berbeda digunakan dalam pengukuran. Langkah yang perlu untuk

mengurangi kesalahan adalah mempelajari kesalahan kesalahan tersebut, dari hal

ini dapat ditentukan ketelitian hasil akhir. Kesalahan kesalahan yang terangkum

dalam data akhir pengukuran umumnya disebabkan dalam tiga jenis kesalahan

yaitu :

a. Gross Error (kesalahan umum)

b. Systematic Error (kesalahan sistematis)

c. Random Error ( kesalahan kesalahan yang disengaja)

Untuk mendapatkan nilai kesalahan dari data akhir pengukuran atau yang

terbaca umumnya data actual dikurangi data terbaca di bandinkan dengan data

actual, bentuk kesalahan umumnya ditulis dalam persentase yaitu:

x100%actual

terbacaactualkesalahan %


TEORI DASAR KARAKTERISTIK DAN PARAMETER

______________________________________________________

1 Operational-Amplifier

Operasinal Amplifier (Op-Amp) adalah Rangkaian Integrasi (IC), pada

dasarnya op-Amp terbagi menjadi tiga bagian utama yakni bagian input penguat

yang berupa penguat differensial, bagian tengah yang terdiri dari penguat

penyangga atau buffer dan bagian output yaitu penguat driver. Gambar symbol

dan bentuk fisik untuk tipe single Op-Amp ditunjukan pada gambar 2.1. Op-amp

741 memiliki dua input dan satu output dan op-amp ideal memiliki sifat-sifat

sebagai berikut:

a. Open Loop gain tak terhingga

b. Input resistansi tak terhingga

c. Output resistansi nol

d. Tidak ada arus dan tegangan driff

e. Band width (BW) tak terhingga.

Keterangan Terminal :

1. Offset null

2. Inverting

3. Non Inverting

4. –Vcc atau ground.

5. Offset null

6. Output

7. +Vcc

8. NC Non Conect

Tabel 2.1. Absolute Maximum Ratings.

Supply Voltage 22 V

Internal Power Dissipation 500 mW

Differential Input Voltage 30 V

Input Voltage 15 V

Gambar 2.1. Simbol Op-Amp

7

6

4

2

3

_

+

IC 741

1 8

2 7

3 6

4 5

Gambar 2.2. Bentuk Fisik Op-Amp


2 Electrical Characteristics.

Karakteristi elektrik Operasional Amplifier (Op-Amp) diberikan dalam

kombinasi harga typikal, minimum atau maksimum ditunjukan dalam table 2.2.

Tabel 2.2. Karakteristik elektrik Op-Amp 741. Vcc = 15 V, TA = 25C

Karakteristik Min Typ Max Unit

VIO Input Offset volatge 1 6 mV

IIO Input Offset current 20 200 nA

IIB Input Bias current 80 500 nA

VICR Common mode input voltage range 12 13 V

VOM Maximum peak output voltage swing 12 14 V

AD Large signal differential voltage ampl. 20.000 200.000

rI Input resistansi 0,3 2 M

ro Output resistansi 75

CI Input Capasitansi 1.4 pF

CMMR Common mode rejection ratio 70 90 dB

ICC Supply current 1.7 2.8 mA

PD Total power dissipation. 50 85 mW

3 Resistansi Input dan Output.

Kelebihan op-amp adalah memiliki resistansi input yang besar dan

resistansi output yang kecil. Dalam rangkaian open loop memiliki resistansi input

typical sebesar 2 M, tetapi dalam rangkaian close loop kemungkinan nilai

resistansi mengecil sekitar 0,3 M atau 300K. Untuk resistansi output tertera

dalam table karakteristik elektrik sebesar 75 tidak ada maximum atau minimum,

dalam rangkaian close loop kemungkinan nilai resistansi output akan berkurang.

Gambar 2.2. ilustrasi resistansi input dan output.


4 Input Bias Current.

Secara teoritis resistansi input op-amp tak terhingga, artinya tidak akan ada

arus yang lewat, tetapi kenyataannya ada arus input yang mengalir pada kedua

input op-amp dalam orde nano-ampere sampai dengan mikro-ampere. Harga rata-

rata kedua arus itu dinamakam arus bias input (IIB) dalam table karakteristik

besarnya berkisar 80 – 500 nA

) 1 ( ......... 2

III

2

III

II 2

II I

IOIBIB

IOIBIB

IBIBIBIB

IB

5 Input Offset Current.

Kedua arus input bias seharusnya sama besar, sehingga tegangan output

akan nol, tetapi kenyataannya tidak bias. Karena itu harus ditambahkan arus offset

input (IIO), untuk menjaga agar output tetap nol volt. dalam table karakteristik

besarnya berkisar 20 – 200 nA

) 2 ........( Rf I(offset)V IO O

6 Input Offset Volatge.

Idealnya tegangan output op-amp nol bilamana kedua inputnya nol,

ketidak seimbangan rangkaian input dalam op-amp mengakibatkan munculnya

tegangan output. Dengan memberikan tegangan offset pada input (VIO), tegangan

keluaran dapat di nolkan kembali.

Gambar 2.2. Input Output Resistansi

_

+

RO RI


) 3 ........( Rg

Rf RgV(offset)V IO O

7 Common Mode Rejection Ratio.

Kemampuan op-amp untuk memperkuat tegangan differnsial dan menolak

tegangan yang tidak diharapkan disebut common mode rejection ratio (CMRR).

Dari besaran AD dan AC dapat dihitung besaran dari CMRR seperti yang

ditunjukan pada rumus 4. tambah tinggi nilai CMRR maka akan lebih baik

penolakannya.

) 4 ........( A

A log 20 (dB) CMRR

V

VoA

V

VoA

C

D

C

C

D

D

8 Parameter Operasi.

Parameter Operasi diberikan dalam harga typikal, ditunjukan dalam table 2.3.

Tabel 2.3. Karakteristik Kerja Op-Amp 741. Vcc = 15 V, TA = 25C

Parameter Min Typ Max Unit

SR Slew rate at unity gain 0,5 V/s

B1 Unity gain bandwidth 1 MHz

Tr Rise Time 0,3 s

9 Gain-Bandwidth.

Penguatan tegangan akan berkurang apabila frekuensi bertambah besar

dikarenakan adanya rangkaian kompensasi internal didalam op-amp. Gambar 2.3.

menunjukan plot gain fungsi frekuensi untuk typical op-amp, pada frekuensi

rendah penguatan adalah Penguatan tegangan differensial (AD) dan apabila

frekuensi diperbesar mengakibatkan penguatan berkuran sampai 2.3. (unit),

frekuensi pada gain 1 disebut unity gain frekuensi (f1) dan lebar band pada

frekuensi ini disebut unity gain bandwidth ( B1).


10 Slew Rate, SR.

Rangkaian close loop apabila diberi tegangan pulsa pada inputnya maka

output rangkaian kemungkinan tidak berbentuk pulsa seperti input tetapi memiliki

sudut kemiringan yang besarnya dalam parameter disebut slew rate (SR) contoh

ilustrasi di perlihatkan pada gambar 2.4. besarnya nilai dari SR adalah

perbandingan perubahan output (Vo) dengan perubahan waktu (t).

) 6 .......(.......... ) μsV/ ( Δt

ΔVoSR

0 fc f1

B1

AD 0,707 AD

1

Gambar 2.3. Gain Versus Frekuensi

f1 = B1

f1 = AD fc ………..( 5 )

0,707 = -3dB

Gambar 2.4. Slew Rate, Perubahan Input menjadi Output

VIN

T(s)

t

VO

VO

T(s)


PERCOBAAN 1.1 TEGANGAN DAN ARUS OFFSET

__________________________________________________________________

1. Tujuan dan Manfaat Praktek

Tujuan :

a. Mengukur Tegangan input offset, Arus input Offset

b. Mengukur Tegangan output rangkaian.

Manfaat :

a. Dapat menjelaskan keterbatasan op-amp akan dengan adanya input offset.

b. Dapat mengurangi pengaruh input offset pada rangkaian op-amp.

2. Rangkaian Praktek.

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.

Bahan / Komponen Alat / Instrumen

Nama Jumlah Nama Jumlah

IC Op-Amp 741 1 PSU Dual Trace 1

Potensiometer 10K 1 PSU Single Trace 1

Resistor 22K, 100K @ 1 Multimeter 2

Papan Percobaan 1

Gambar 1.1. (a) Current input Offset (b) Voltage input Offset

–Vcc

+Vcc

_

+

100K

22

K

IIN

SW

V1 +

_

Rp

VO

–Vcc

+Vcc

_

+

100K

22

K

SW

V1 +

_

Rp

VO

VIN

(a) (b)


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 1.1. (a). Vcc= ±15 V dan V1=1,5 V SW=OFF.

2. Ukurlah arus input dan tegangan output (Vo) dan catatlah dalam table 1.1.

3. Hubungkan SW=ON, aturlah Rp sampai Vo = 0 volt

4. Ukurlah arus input ( Current input offset) dan catatlah dalam table 1.1.

5. Rakitlah rangkaian gambar 1.1.(b). Vcc= ±15 V dan V1= 1,5 V SW=OFF.

6. Ukur tegangan input dan tegangan output (Vo) dan catatlah dalam table

1.2.

7. Hubungkan SW=ON, aturlah Rp sampai Vo = 0 volt

8. Ukur tegangan input ( Voltage input offset) dan catatlah dalam table 1.2.

c. Data Hasil Pengukuran.

Tabel 1.1. Data Pengukuran Current Input Offset

Iin Vout1 Iin (offset) Vout

53.82 nA 7.95 mV 53.82 nA 7.95 mV

Tabel 1.2. Data Pengukuran Voltage Input Offset

Vin Vout2 Vin (offset) Vout

-53.82 pV 7.95 mV 150 nV 7.95 mV

Dari data sheet atau spsifikasi op-amp yang dipergunakan catatlah Arus dan

tegangan input offset dalam table 3.3.

Tabel 1.3. Data Spesifikasi Tegangan dan Arus Offset

Iin (offset) Vin (offset) Vout (offset)

53.82 nA 150 nV 7.95 mV

4. Hasil Praktek dan Pembahasan.

Ketelitian dari hasil praktek adalah sebagai berikut:

Tabel 1.4. Pembahasan Teori dan Praktek Tegangan dan Arus Offset

Besaran Teori Praktek (%)

Kesalahan Keterangan

Iin (offset) 200 nA (max) 53.82 nA -26.91% (kualitas baik)

Vin (offset) 1mV(min) - 6mV (max) 2 mV

-80% (kualitas baik)

Vout (offset) 5.54mV - 33.27 mV 11 mV -20% (kualitas baik)


5. Tugas Hasil Praktek.

a. Apakah yang menyebabkan terjadinya arus offset

b. Apakah yang menyebabkan terjadinya tegangan offset

c. Bagaimana cara menggatasinya

d. Jelaskan apa yang terjadi pada output, apabila Input offset tidak diperbaiki.

6. Jawaban Tugas dan Kesimpulan.

a. Yang menyebabkan terjadinya arus offset adalah ketidak seimbangan

rangkaian input dalam op-amp mengakibatkan munculnya tegangan output

Kedua arus input bias seharusnya sama besar, sehingga tegangan output akan

nol, tetapi kenyataannya tidak bias

b. yang menyebabkan terjadinya tegangan offset adalah ketidak seimbangan

rangkaian input dalam op-amp mengakibatkan munculnya tegangan output.

c.cara mengatasinya yaitu harus ditambahkan arus offset input (IIO) , untuk

menjaga agar output tetap nol volt.untuk tegangan offset cukup dengan

memberikan tegangan offset pada input (VIO), tegangan keluaran dapat di

nolkan kembali.

d.jika input offset tidak diperbaiki, maka output pada op-amp tidak nol/tidak

sesuai dengan teori.

7. Kesimpulan

Kesimpulan dari praktik ini adalah tegangan dan arus offset pada input harus

diperhatikan, karena jika diabaikan, hasil output pada op amp tidak nol.

Mengetahui : Depok,

Dosen Pembimbing. Praktikan.

( Syaprudin, ST., Mkom. ) ( Mario Ardhany )

NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 1.2 RESISTANSI INPUT DAN OUTPUT

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur Resistansi Input dan Output Op-Amp.

b. Mengukur Tegangan Input dan Output Rangkaian.

Manfaat :

a. Dapat menjelaskan kelebihan op-amp akan adanya resistansi input dan

output.

b. Dapat menentukan resistansi input dan output dengan cara yang praktis.


Gambar 1.1.

(a) Resistansi input Offset (b) Resistansi output

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.

Bahan / Komponen Alat / Instrumen Nama Jumlah Nama Jumlah

IC Op-Amp 741 1 PSU Dual Trace 1

Dekade Resistor 1 Osiloskop 1

Resistor 10K, 100K @ 1 Fungsi Generator 1

Kapasitor 1F 1 Papan Percobaan 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 1.1.(a). Vcc = ±15 volt. SW=ON.

2. Hubungkan FG ke Vin dan hubungkan Osilskop ke Vout

3. Setting Frekuensi 100Hz Gelombang sinus, dan aturlah amplitudo

maximum Vout normal. Catatlah besar Vo 1 (Vpp) dalam table 1.1.

4. SW=OFF, aturlah decade resistor sehingga Vo 2 = ½ Vo 1

5. Catatlah besar resistansi decade yang ditunjukan ( Resistansi input op-amp)

catatlah dalam table 1.1.

6. Rakitlah rangkaian gambar 1.1.(b). Vcc = ±15 volt. SW=OFF

7. Ukurlah Vin dan Vo 1 dan catatlah dalam table 1.2.

8. Hubungkan SW=ON, aturlah decade resistor sehingga Vo 2 = ½ Vo 1

9. Catatlah besar resistansi decade yang ditunjukan ( Resistansi output op-

amp) catatlah dalam table 1.2.

c. Data Hasil Pengamatan

Tabel 1.1. Data Pengukuran Resistansi Input.

Vin Vo 1 Vo 2 Rin (K)

50 mV -0.48 V -0.24 V 300K

Tabel 1.2. Data Pengukuran Resistansi Output

Vin Vo 1 Vo 2 Rout ()

50mV -0.48 V -0.24 V 50

d. Pengelolaan Data

Dari data sheet atau spsifikasi op-amp yang dipergunakan catatlah Rin dan

Rout dalam table 1.3.

Tabel 1.3. Data Spesifikasi Rin dan Rout

Rin (K) Rout ()

300K 50



Tabel 1.4. Pembahasan Teori dan Praktek Slew Rate



Rin (K) 290K 300k 3.3%

Rout () 70 75 6.6%



a. Apa yang dimaksud amplitudo maximum Vout normal.

b. Mengapa decade resistor diatur sehingga Vo 2 = ½ Vo 1

c. Jelaskan, mengapa pada op-amp memiliki Rin >> Rout


a.Yang dimaksud amplitude maksimum adalah, tegangan maksimum yang

dijangkau pada sinyal AC(Vmax).

Vout normal adalah tegangan rata-rata (Vrms) yang dimiliki oleh sinyal AC

b. Karena ketika decade resistor disetting hingga ½ Vo 1 maka nilai tahanan

pada decade resistor sama dengan impedansi input (Rin) pada rangkaian op-

amp, dan perlu diketahui, hubungan antara Rin dengan tahanan decade

resistor terhubung parallel

c. Karena impedansi input op-amp dengan output opamp yang akan menjadi

perbandingan penguatan tegangan output untuk keluaran op-amp

7. Kesimpulan

Kesimpulannya adalah bahwa besar impedansi input pada Op-Amp

sangatlah besar, bias 0.3M jika rangkaianya close loop, dan impedansi

outputnya sangatlah kecil, hanya 75ohm, juka rangkaianya close loop maka

impendansi outputnya lebih rendah lagi

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 1.3 COMMON MODE REJECTION RATIO

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur differensial input-output dan common mode input-output.

b. Menghitung penguatan differensial (AD) dan penguatan common mode

(AC).

Manfaat :

a. Dapat membuktikan Common Mode Rejection Ratio (CMRR) Op-Amp

yang dipergunakan.


Gambar 1.1.

(a) Diffrensial Mode

(b) Common Mode

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


IC Op-Amp 741 1 PSU 1

BNC to Crocodile 2 Fungsi Generator 1

Socet T BNC 1 Osiloskop 1

Kabel penghubung. Papan Percobaan 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 1.1.(a). Vcc = ±15 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH 1 Input (VD) dan CH2 output (Vo)

3. Hubungkan Fungsi Generator gelombang sinus dan Frekuensi (F) = 1 KHz.

4. Aturlah Amplitudo FG, sehingga output full bentuk sinus.

5. Gambarkan Bentuk Gelombang VD dan Vo catatlah volt/ div dan time/ div.

6. Ulangi untuk gambar 1.1. (b). mengukur VC dan Vo.

b. Data Hasil Pengamatan.

Volt/div : 5 Volt Volt/div : 5 Volt

Time/div : 500 µs Time/div : 500 µs

Gambar 1.2. Bentuk Gelombang VD dan VO Diffrensial-Mode



Gambar 1.3. Bentuk Gelombang Vc dan VO Common-Mode.

Dari keempat gambar diatas Hitunglah VD, VC dan Vo dalam besaran Vpp

Hitunglah Penguatan Differensial mode (AD), penguatan Common mode (AC)

dan CMRR (dB) dengan rumus 4.


Tabel 1.1. Pengukuan Diffrensial Mode dan Common Mode

VD (Vpp) VO (Vpp) AD VC

(Vpp) VO (Vpp) AC

CMRR

(dB)

28.3 V 28.2 V 0.996 28.2 V 8,88.10-3

V 3.10-4

70.1

d. Pengelolaan Data.

Dari data sheet atau spsifikasi op-amp yang dipergunakan diketahui untuk

besaran besaran AD dan CMRR (dB) Hitunglah Secara Teori besaran AC dan

catat dalam table 1.2. Perhitungan Differensial Mode dan Common Mode.

Tabel 1.2. Perhitungan Diffrensial Mode dan Common Mode

AD AC CMRR (dB)

1 3.10-4

70.5

5.4. Hasil Praktek dan Pembahasan.


Tabel 1.3. Pembahasan Teori dan Praktek CMRR



AD 1 0.996 0,4% Kualitas

baik

AC 3,14.10-4

3.10-4

4.4% Kualitas

baik

CMRR (dB) 70 70.5 0.7% Kualitas

baik


a. Jelaskan apa yang dimaksud dengan AD

b. Jelaskan apa yang dimaksud dengan AC

c. Jelaskan apa yang dimaksud dengan CMRR



a.Yang dimaksud dengan AD yaitu penguatan (gain) pada rangkaian

differensial mode

b.Yang dimaksud dengan AC yaitu penguatan (gain) pada rangkaian common

mode

c.Yang dimaksud CMRR yaitu Kemampuan op-amp untuk memperkuat

tegangan differnsial dan menolak tegangan yang tidak diharapkan.

7. Kesimpulan

Dari hasil praktik dapat disimpulkan bahwa besaran AD dan AC

dapat menghitung berapa CMRR nya. tambah tinggi nilai CMRR maka akan

lebih baik penolakannya.

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 1.4 GAIN DAN BANDWIDTH

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan input dan output dalam rangkaian loop terbuka dan

tertutup untuk perubahan frekuensi.

b. Menghitung penguatan loop terbuka (AVOL) dan loop tertutup (AVCL).

Manfaat :

a. Dapat menggambarkan kurva bandwidth dari rangkaian loop terbuka

(AVOL) dan loop tertutup (AVCL).

b. Dapat menentukan frekuensi cut-off (fc) dan membandingkan dengan

parameter data sheet.


Gambar 1.1.

(a) Rangkaian loop terbuka AVOL

(b) Rangkaian loop tertutup AVCL.

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 10K, 100K @ 1 Fungsi Generator 1

BNC to Crocodile 2 Osiloskop 1

Socet T BNC 1 Papan Percobaan 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 1.1(a). loop terbuka AVOL dan Vcc = ±15 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH 1 Input (VIN) dan CH2 output (Vo)

3. Hubungkan Fungsi Generator gelombang sinus dan Frekuensi (F) = 1 KHz.

4. Aturlah Amplitudo FG, sehingga output full bentuk sinus.

5. Gambarkan Bentuk Gelombang VIN dan Vo catatlah volt/ div dan time/ div.

6. Aturlah Frekuensi FG seperti dalam table 1.1, catatlah VIN dan Vo

7. Ulangi untuk gambar 1.1. (b) loop tertutup AVCL. (gambar 1.3. table 1.2.)

c. Data Hasil Pengukuran.

Tabel 1.1. Pengukuan Penguatan loop terbuka AVOL

F (Hz) VIN (Vpp) VO (Vpp) AVOL AVOL (dB)

0 0 0

10 0 0

50 28.3 28.2

100 28.3 28.2

500 28.3 28.2

1K 28.3 28.2

5K 28.3 28.2

10K 28.3 22.2

50K 28.3 3.6

100K 28.3 1.34

500K 28.3 750µ

1M 28.3 227µ

5M 28.3 54.1µ

10M 28.3 25.8µ




Gambar 1.2. Bentuk Gelombang VIN dan VO Penguat Loop Terbuka

Tabel 1.2. Pengukuan Penguatan loop tertutup AVCL.

F (Hz) VIN (Vpp) VO (Vpp) AVCL AVCL (dB)

0 0 0

10 0 0

50 28.3 28.2

100 28.3 28.2

500 28.3 28.2

1K 28.3 28.2

5K 28.3 28.2

10K 28.3 24.9

50K 28.3 4.52

100K 28.3 1.49

500K 28.3 1.09m

1M 28.3 229µ

5M 28.3 252µ

10M 28.3 261µ

Hitunglah Penguatan loop tertutup AVCL dan AVCL.(dB)




Gambar 1.3. Bentuk Gelombang VIN dan VO Penguat Loop Tertutup.

Dari table 1.1 gambarkan kurva bandwidh untuk Penguatan loop terbuka

( AVOL (dB) fungsi F(Hz).

Gambar 1.4. kurva bandwidh Penguatan loop terbuka

Dari table 1.2. gambarkan kurva bandwidh untuk Penguatan loop tertutp

(AVCL (dB) fungsi F(Hz).

Gambar 1.5. kurva bandwidh Penguatan loop tertutup


Dari kedua gambar kurva penguatan tentukan frekuensi unity (f1) dan frekuensi

cutoff (fc). Catatlah dalam table 1.3.

Tabel 1.3. Data Pengukuran frekuensi unity (f1) dan frekuensi cutoff (fc).

Rangkaian f1 (Hz) fc (Hz)

Loop Terbuka

Loop Tertutup


Dari data sheet atau spsifikasi op-amp yang dipergunakan catatlah besaran

frekuensi unity (f1) dan frekuensi cutoff (fc). Catatlah dalam table 1.4.

Tabel 1.4. Data Spesifikasi frekuensi unity (f1) dan frekuensi cutoff (fc).

Rangkaian f1 (Hz) fc (Hz)

Loop Terbuka

Loop Tertutup



Tabel 1.5. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Gain dan Bandwidth



Loop Terbuka

f1

(Hz)

fc

(Hz)

Loop Tertutup

f1

(Hz)

fc

(Hz)



a. Jelaskan besar penguatan maximum pada rangkaian open loop dan close

loop.

b. Jelaskan dimana rangkaian open loop banyak dipergunakan.


a.Penguatan open loop adalah penguatan differential op-ap pada kondisi

dimana tidak terdapat umpan balik(feedback) yang diterapkanya padanya.

Penguatan close loop adalah penguatan differential op-amp pada kondisi

dimana rangkaian mendapatkan umpan balik yang berasal dari outputnya.

b.Rangkaian open loop sering dipergunakan pada rangkaian komparator

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 1.5 SLEW RATE (SR)

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur pulsa tegangan input dan output dalam rangkaian loop tertutup.

b. Menghitung sudut kemiringan tegangan output (slop) Vo/t.

Manfaat :

a. Dapat menjelaskan keterbatasan op-amp akan slew rate.

b. Dapat menjelaskan kegunaan besaran parameter slew rate dalam data sheet.


Gambar 1.1. Rangkaian loop tertutup

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 10K, 100K @ 1 Fungsi Generator (FG) 1

BNC to Crocodile 2 Osiloskop 1

Socet T BNC 1 Papan Percobaan 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 1.1. loop terbuka AVOL dan Vcc = ±15 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH 1 Input (VIN) dan CH2 output (Vo)

3. Hubungkan FG gelombang segiempat dan Frekuensi (F) = 10 KHz.

4. Aturlah Amplitudo FG, VIN = 1 Vpp.

5. Gambarkan Bentuk Gelombang VIN dan Vo catatlah volt/ div dan time/ div.

6. Ulangi untuk Frekuensi (F) seperti dalam table 1.1.

c. Data Hasil Pengamatan.


Time/div : 5 ms Time/div : 5 ms

Gambar 1.2. Bentuk Gelombang VIN dan VO Frekuensi (F) = 100 Hz.


Time/div : 200 us Time/div : 200 us

Gambar 1.3. Bentuk Gelombang VIN dan VO Frekuensi (F) = 1 KHz.








Dari keempat gambar Vo, hitunglah SR. Catatlah dalam table 1.1.

Tabel 1.1.

Data Pengukuran Slew Rtae

Rangkaian f = 100 Hz f = 1 KHz f = 10 KHz f = 100 KHz

SR 0.41 μV/ 0.35 μV/ 0.45 μV/ X



Dari data sheet atau spsifikasi op-amp yang dipergunakan catatlah dalam

table 1.2 besaran SR.

Tabel 1.2. Data Spesifikasi Slew Rate

Rangkaian f = 100 Hz f = 1 KHz f = 10 KHz f = 100 KHz

SR 0.4-0.7 μV/ 0.4-0.7 μV/ 0.4-0.7 μV/ X



Tabel 1.3. Pembahasan Teori dan Praktek Slew Rate

SR Teori Praktek (%)


f = 100 Hz 0.4-0.7 μV/ 0.41

μV/ ~ 0%

Kualitas

baik

f = 1 KHz 0.4-0.7 μV/ 0.35 μV/ ~ 0% Kualitas

baik

f = 10 KHz 0.4-0.7 μV/ 0.45 μV/ ~ 0% Kualitas

baik

f = 100 KHz X X ~ 0% Kualitas

baik


a. Jelaskan apa yang terjadi bila frekuensi bertambah atau berkurang.

b. Jelaskan keterbatasan op-amp dengan terjadinya slew rate.

c. Jelaskan kegunaan besaran parameter slew rate dalam data sheet.



a.

b.

c.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PRAKTEK RANGKAIAN

ELEKTRONIKA ANALOG 2

Semester 4

Modul 2 RANGKAIAN DASAR OPERASIONAL AMPLIFIER

MATERI

Komparator, Subtractor, Differensial Amplifier.

Inverting Amplifier, Non Inverting Amplifier, Voltage Folower.

Summing, Summing dengan Penguatan, Summing dengan Skala

Integrator, Differensiator

Dosen Pembimbing :




TAHUN

2013


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1. Tujuan.




terkait.

2 Sasaran.

Setelah mengikuti mata kuliah ini peserta mampu merencanakan,

merealisasikan rangkaian-rangkaian elektronika analog sesuai kebutuhan

peralatan di dunia industri.

3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Rangkaian Op-Amp Dasar.

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Komparator, Subtractor, Differensial

Amplifier.

2. Inverting Amplifier, Non Inverting

Amplifier, Voltage Folower.

3. Summing, Summing dengan Penguatan,

Summing dengan Skala

4. Integrator, Differensiator

c. Kaitan Modul : Modul ini digunakan sebagai modul kedua

tentang rangkaian dasar operasional amplifier

untuk persiapan ke modul aplkasi op-amp dalam

mata kuliah PREAnalog 2

d. Hasil yang diharapkan : Setelah memprakekakn modul ini siswa didik

diharapkan mampu

1. Membaca data spesifikasi dan parameter op-

amp yang dipergunakan.

2. Mahir dan trampil melakukan kegiatan

praktek rangkaian op-amp dasar.

3. Membuat macam macam aplikasi rangkaian

op-amp.






dibutuhkan di industri.



teknologi elektronika yang semakin cepat.


4 Prasyarat

Pengetahuan





Ketrampilan



Power Supply Unit)



Untuk Siswa



b. Pahami tujuan, sasaran dalam mempelajari modul ini.

c. Kerjakan tugas yang terdapat didalamnya dengan pengetahuan dari hasil

percobaan.

d. Laporkan kemajuan yang telah dicapai kepada dosen pembimbing atau

instruktur sebelum melanjutkan ke modul berikutnya.

e. Bertanyalah kepada dosen pembimbing atau instruktur jika dianggap perlu.

f. Usahakan menyelesaikan setiap modul lebih cepat dari waktu yang telah

ditetapkan.

g. Jika ada bagian yang belum di pahami, cobalah terlebih dahulu




Untuk Instruktur








telah dipraktekkan.









yaitu :







x100%actual



TEORI

RANGKAIAN OP-AMP DASAR

____________________________________________

1. Differensial Operasional.

Penguat differesial adalah rangkain pre-amp yang ada dalam blok diagran

op-amp atau rangkaian input op-amp, bentuk dasar rangkaian ditunjukan pada

gambar 2.1. rangkaian ini terdiri dari dua rangkaian switching transistor (praktek

KPEA1 modul 3), apabila komponen ideal V1=V2 maka Vo = 0, tetapi dalam

praktek tidak akan terjadi dimana Vo 0 atau disebut dalam praktek dibutuhkan

tegangan offset (praktek modul 1).

Opersai dari rangkaian differensial dapat dimanfaatkan sebagai penguatan

diferensial (differensial Amplifier), pengurangan tegangan (subtraction) dan

pembanding (komparator).

a. Komparator.

Rangkaian komparator akan membandingkan besaran tegangan input V1

dengan tegangan input V2. dalam konfigurasi yang paling sederhana yaitu mode

open loop gambar 2.2.a. apabila ada sedikit perbedaan (differnsial) diantara V1

dan V2 maka tegangan output akan menuju saturasi (+Vcc atau –Vcc) arah

saturasi ditentukan oleh selisih polaritas sinyal input. Visualisasi proses terjadi Vo.

Dimana V1 = gelombang sinus (pp) dan V2=0V gambar 2.2.b.

Gambar 2.1. Differensial Input

IB VI

IC

VO

IB V2

VCC

IC


Vo =Vsat (V2-V1) ……….. ( 1 )

b. Subtraction.

Rangkaian komparator bekerja apabila ada selisih tegangan input, maka

rangkaian komparator dapat dipergunakan sebagai rangkaian pengurang

(subtraction) skematik rangkaian ditunjukan pada gambar 2.3.

21 VR1

RfR1

RgR2

RgV

R1

RfVo

Bilamana nilai R1=R2=Rf=Rg

maka Vo = -V1 + V2

atau Vo= V2 – V1………….. (2 )

c. Differensial Amplifier.

Rangkaian subtraction apabila nilai Rf dan Rg diperbesar maka berfungsi

sebagai differensial amplifier.

Vo= ( V2 – V1 ) Av ………….. (3 )

2. Op-Amp Dasar

Karakteristik operasional amplifier yang menguntungkan, sehingga Op-

Amp dapat dioperasikan dalam bermacam-macam bentuk rangkaian aplikasi yang

bermanfaat. Rangaian Op-Amp dasar merupakan rangkaian praktis sebagai dasar

untuk rangkaian-rangkaian aplikasi selanjutnya.

R1

R2

_

+

–Vcc

IC 741

VO

+Vcc

VI

V2

VI

V2

+VCC

VO

-VCC

Gambar 2.2. (a) Komparator (b) Visualisasi Proses

(a) (b)

Gambar 2.3. Subtraction

Rf

R1

R2

_

+

–Vcc

IC 741

VO

+Vcc

VI

V2

Rg


Gambar 2.4

(a) Inverting

(b) Non Inverting

(c) Voltage Follower

a. Inverting Amplifier.

Rangkaian Op-Amp dengan penguatan yang konstan dimana sinyal input

diberikan ke input inverting (-) dan input non inverting (+) dihubungkan ke

grounded disebut inverting amplifier, ditunjukan pada gambar 2.4.a tegangan

output merupakan hasil kali tegangan input dengan penguatan yang konstan.

Pengaturan input resistor (R1) dan feedback resistor (Rf), tegangan keluaran (Vo)

merupakan kebalikan (inverted atau tanda negatif) dari tegangan input. Besaran

penguatan (Av) dan tegangan output diberikan oleh persamaan 4.

) (4 ................. ViR1

RfVo

R1

RfAv

b. Non-Inverting Amplifier.

Rangkaian gambar 2.4.b. adalah rangkaian Non-Inverting amplifier

dimana sinyal input diberikan ke non-input inverting (+) dan input inverting (-)

dihubungkan ke grounded. Sinyal output tidak membalik. Besaran tegangan

output diberikan oleh persamaan 5.

) 5 ( ................. ViR1

Rf1Vo

R1

Rf1 Av

c. Voltage Follower (Buffer).

Rangkaian gambar 2.4.c. adalah rangkaian voltage follower menyediakan

penguatan (Av)=1. tidak ada perubahan bentuk sinyal. Dari persamaan 4.

bilamana R1=~ dan Rf=0 maka persamaan voltage follower adalah sebagai

berikut:

Av = 1 Vo = Vi ………….( 6 )


3. Summing dengan Op-Amp.

Rangkaian summing banyak dipergunakan sebagai rangkaian komputer

analog dapat melakukang penjumlahan dari beberapa bilangan. Bentuk summing

dapat dirancang apakah penjumlahan biasa, penjumlahan dengan penguat dan

penjumlahan yang berskala dengan cara mengatur besaran komponen

pendukungnya dalam hal ini nilai resistor. Skematik rangkaian summing

diperlihatkan pada gambar 2.5. Op-Amp pertama berfungsi sebagai penjumlahan

dan Op-Amp kedua berfungsi sebagai inverting -Vout 1 menjadi Vout 2.

...(7.).......... R4

Vd

R3

Vc

R2

Vb

R1

VaRf 2Vout

R4

Vd

R3

Vc

R2

Vb

R1

VaRf- 1Vout

a. Summing.

Rangkaian Summing atau Rangkaian penjumlahan biasa, berfungsi untuk

menjumlahkan bebrapa tegangan input yang tak tergantung satu dengan lainnya,

persyaratan yang harus dipenuhi adalah R1=R2=R3=R4=Rf, maka persamaan 7.

menjadi sebagai berikut:

Vout = Va + Vb + Vc + Vd ………. (8)

b. Summing Amplifier.

Rangkaian Summing amplifier adalah rangkaian penjumlah dengan

penguatan dapat dirakit dengan memperbesar nilai resistansi Rf, apabila

R4

Gaambar 2.5. Rangkaian Summing denan 4 Input

R1

Vd

R2

Vc R3

Vb

Va Rf

_

+

–Vcc

IC 741

R

+Vcc

R

_

+

–Vcc

IC 741

Vout 2

+Vcc

Vout 1


diinginkan penguatan dimisalkan 5x maka perbandingan Rf/R = 5 dan untuk

besaran R1=R2=R3=R4=R maka Vout menjadi :

9.) ( ............... R

Rf 2Vout Vout

c. Summing dengan Skala.

Pemakaian summing amplifier dapat digunakan sebagai isyarat untuk

besaran inputyang konstan dimana memberikan respon outputyang berbeda dari

input input lainnya rangkaian ini dinamakan summing dengan skala dimana

rangkaian perlu diberikan penguatan yang berbeda sesuai dengan urutan skala

(dimisalkan 1 ; 2 ; 4 dan 8) urutan skala ini merupakan perbandingan antara

Rf/R= Av. Rumus yang dipergunakan ialah rumus 7.

4. Integrator dan Differensiator

Rangkaian integrator dan differensiator termasuk rangkain pengolahan

sinyal dimana rangkaian mampu merubah bentuk tegangan input, menjadi bentuk

lain pada tegangan output. Rangkaian dasar dari integrator dan diferensiator

adalah rangkaian RC. Ditunjukan pada gambar 2.6.

Gambar 2.7. Differensiator pasif

Vin Vout

Gambar 2.6. Integrator pasif

Vin Vout


a. Integrator.

Rangkaian integrator secara kontinyu menjumlahkan besaran yang akan

diukur selama selang waktu yang diberikan. Rangkaian integrator dasar gambar

2.8. tegangan input (Vi) bentuk pulsa atau segi empat, menyatakan tegangan yang

tetap selama perioda (t) menghasilkan tegangan output (Vo) segi tiga.

Disaat tegangan input tinggi kapasitor akan mulai mengisi secara linier

selama perioda (t). disaat tegangan input nol, tegangan output juga akan menurun

secara linier. Karena op-amp bekerja pada mode inverting Tegangan output akan

berbalik fasa. Besarnya tegangan output diberikan dengan persamaan berikut:

)10.....(..........dtdVin RC

1Vout

t

0

b. Differensiator

Kebalikan konsep integrator adalah differensiator. Rangkaian

differensiator dasar gambar 2.9. tegangan input (Vi) bentuk ) segi tiga,

menyatakan tegangan yang tetap selama perioda (t) menghasilkan tegangan output

(Vo) pulsa atau segi empat Besarnya tegangan output diberikan dengan persamaan

berikut:

.....(11)..........dt

dViRCVout

R _

+

–Vcc

IC 741

Vout

C

+Vcc

Gambar 2.8. Integrator Aktif

Vin

R

Vout

C +Vcc

Gambar 2.9. Differensiator Aktif

Vin _

+

–Vcc

IC 741


PERCOBAAN 2.1 DIFFERENSIAL OPERASIONAL

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan output, tegangan input dan menggambar bentuk

gelombang.

b. Mengukur Vo hasil pengurangan tegangan input V2-V1

c. Mengukur Vo hasil pengurangan dikalikan penguatan (V2-V1) x Av

Manfaat :

a. Dapat menjelaskan cara kerja rangkaian komparator, subtractor dan

Differensial Amplifier.

b. Dapat menggembangkan bentuk rangkaian ketiga rangkaian menjadi

rangkaian aplikasi yang bermanfaat.


Gambar 2.3. Rangkaian Subtraction dan

Differensial Amplifier

Rf

R1

R2

_

+

–Vcc

IC 741

VO

+Vcc

VI

V2

Rg

Gambar 2.1. Rangkaian Komparator

R1

_

+

–Vcc

IC 741

VO

+Vcc

VI R2

V2

+Vcc

VA

VB

15KΩ

10KΩ

12KΩ

Gambar 2.2. Pembagi Tegangan


3.3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 15KΩ 12KΩ @1 PSU 1

Resistor 10KΩ 5 Fungsi Generator (FG) 1

Resistor 22KΩ 2 Osiloskop 1

IC Op-Amp 741 1 Multimeter 1

BNC to BNC dan Soket T 1 Kabel BNC to Crocodile 2

b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. Vcc = ±12 volt. R1=R2=10KΩ

2. Hubungkan FG ke Vi dengan F= 1KHz bentuk gelombang sinus 1 Vpp.

3. Hubungkan Osiloskop CH1 ke Vin dan CH2 ke Vo.

4. Gambarkan bentuk gelombang Vi dan Vout pada format gambar 2.4.

5. Catatlah volt/ div dan time/div.

6. Rakitlah rangkaian gambar 2.2. dan 2.3. Vcc=±12 volt.

R1=R2=Rf=Rg=10KΩ

7. Ukurlah tegangan V1, V2 dan Vo catatlah dalam table 2.1.

8. Ulanglah langkah 6 s/d 7. nilai Rf=Rg= 22KΩ.



Time/div : 10 ms Time/div : 500 us

Gambar 2.4. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT Inverting Amplifier. No: 1


Tabel 2.1. Data Pengukuran Subtractor dan Differensial Amplifier

Rangkaian R1=R2

(Ω)

Rf=Rg

(Ω)

V2

(Volt)

V1

(Volt)

Vo

(Volt) Av

Subtarctor 10K 10K 7 V 3.8 V -3.1 V -0.968

Differensial

Amp 10K 22K 7 V 3.8 V -7 V -2.2


Hitunglah Secara Teori besaran V1, V2, Vo dan Av pada rangkaian

subtractor dan differensial Amplifier, catalah hasil perhitungan dalam table 2.2.

Tabel 2.2. Data Perhitungan Subtractor dan Differensial Amplifier

Rangkaian R1=R2

(Ω)

Rf=Rg

(Ω)

V2

(Volt)

V1

(Volt)

Vo

(Volt) Av

Subtarctor 10K 10K 7v 3.8v -3.2v -1

Differensial

Amp 10K 22K 7v 3.8v -7.04v -2.18

4 Hasil Praktek dan Pembahasan.


Tabel 2.3. Pembahasan Teori dan Praktek Penguatan (Av) Inverting

Rangkaian Besaran Teori Praktek (%)


Subtarctor

V1 7 V 3.8 V 0% Kualitas

baik


baik

Av -1 -0.968 3.125% Kualitas

baik

Differensial

Amp


baik


baik

Av -2.2 -2.18 0.9% Kualitas

baik


5 Tugas Hasil Praktek.

a. Jelaskan dimana rangkaian Komparator dipergunakan.

b. Jelaskan dimana rangkaian Subtractor dipergunakan.

c. Jelaskan dimana rangkaian Differensial Amplifier dipergunakan.


a.

b.

c.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 2.2 OP-AMP DASAR

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan output, tegangan input dan menggambar bentuk

gelombang.

b. Menghitung penguatan rangkaian (Av) dan beda fasa (Ø).

Manfaat :

a. Dapat menjelaskan cara kerja rangkaian dasar op-amp inverting, non

inverting dan Voltage follower.

b. Dapat menggembangkan bentuk rangkaian menjadi rangkaian aplikasi

yang bermanfaat.


Gambar 2.1. Inverting Amplifier.

R1 _

+

–Vcc

IC 741

VO

Rf

+Vcc

VI

R1 _

+

–Vcc

IC 741

VO

Rf

+Vcc

VI

Gambar 2.2. Non-Inverting Amplifier Gambar 2.3. Voltage Follower

_

+

–Vcc

IC 741

VO

+Vcc

VI


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 1KΩ 100KΩ 1 PSU 1

Resistor 10KΩ 2 Fungsi Generator (FG) 1

IC Op-Amp 741 1 Osiloskop 1

BNC to BNC dan Soket T 1 Kabel BNC to Crocodile 2

b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. Vcc = ±15 volt. R1=10KΩ dan Rf=100KΩ

2. Hubungkan FG ke Vi dengan F= 1KHz bentuk gelombang sinus.


4. Aturlah amplitudo FG sehingga bentuk gelombang Vo sempurna (sinus).



7. Ulangilah langkah 1, 2, 3, dan 4 untuk nilai R1 dan Rf yang berbeda (lihat

table 2.1) catatlah Vi (pp) dan Vo (pp)

8. Ulanglah langkah 1 s/d 7 untuk rangkaian gambar 2.2.

9. Rakitlah rangkaian gambar 2.3. Vcc = ±15 volt.

10. Ulanglah langkah 2 s/d 6.


Tabel 2.1. Data Pengukuran Inverting Amplifier.

No R1(Ω) Rf (Ω) Vi (Vpp) Vo (Vpp) Av

1 10K 100K 2,83 -27,9 -9,8

2 1K 100K 2,83 mV -281 mV -99,29

3 100K 10K 2,83 -280 mV -0,09

4 10K 10K 2,83 -2,83 -1




Gambar 2.4. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT Inverting Amplifier.

Tabel 2.2. Data Pengukuran Non-Inverting Amplifier.

No R1(Ω) Rf (Ω) Vi (Vpp) Vo (Vpp) Av

1 10K 100K 2,83 28,0 9,89

2 1K 100K 2,83 mV 285 mV 100,7

3 100K 10K 2,83 3,11 1,09

4 10K 10K 2,83 5,65 1,99



Gambar 2.5. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT Non-Inverting Amplifier.


Tabel 2.3. Data Pengukuran Voltage Follower

Vi (Vpp) Vo (Vpp) Av

14,10 14,15 1,0035



Gambar 2.6. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT Voltage Follower


Hitunglah Secara Teori besaran penguatan (Av) dari ketiga rangkaian, dan

catalah hasil perhitungan dalam table 2.4.

Tabel 2.4. Data Perhitungan Inverting dan Non Inverting Aplifier.

No R1(Ω) Rf (Ω) Av

Inverting

Av

Non-Inverting

1 10K 100K -10 11

2 1K 100K -100 101

3 100K 10K -0,1 1,1

4 10K 10K -1 2




Tabel 2.5. Pembahasan Teori dan Praktek Penguatan (Av) Inverting

No: Av (Inverting) (%)


Teori Praktek

1 -10 -9,8 2%

2 -100 -99,29 0,71%

3 -0,10 -0,09 10%

4 -1 -1 0%

Tabel 2.6. Pembahasan Teori dan Praktek Penguatan (Av) Non-Inverting

No: Av (Non-Inverting) (%)


Teori Praktek

1 11 9,89 10%

2 101 100,7 0,29%

3 1,1 1,09 0,9%

4 2 1,99 0,5%

Tabel 2.7. Pembahasan Teori dan Praktek Voltage Follower

No: Av (%)


Teori Praktek

1 1 1,0035 0,35%



a. Jelaskan dimana rangkaian Voltage Follower dipergunakan.

b. Jelaskan hasil pengukuran No 4.

c. Hitunglah Beda fasa untuk semua rangkaian.


a.

b.

c.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 2.3 SUMMING DENGAN OP-AMP

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengamati tegangan output yang berasal dari penjumlahan tegangan

input.

b. Membandingkan hasil pengamatan dengan hasil perhitungan.

Manfaat :

a. Dapat mengaplikasikan Op-Amp 741 untuk macam macam rangkaian

summing.

b. Memanfaatkan sifat-sifat dalam rangkaian Summing.

5.2. Rangkaian Praktek.

Gaambar 2.1. Rangkaian Summing denan 4 Input

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 10 KΩ 7 PSU Dual Trace 1

Resistor 22KΩ, 27KΩ, 18KΩ

33KΩ, 68KΩ, 100KΩ @ 1

PSU Single Trace 1

Multimeter 1

IC Op-Amp 741 2 Proto Board 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. dengan nilai resistor sama R=10KΩ

(penjumlahan biasa)

2. Hubungkan Vcc = ±15 volt. dan +V=1,5 volt

3. Mulailah dengan kondisi 1. ( 0V=Ground dan 1,5V = +V)

4. Ukurlah Vout 1 dan Vout 2, catatlah hasil pengukuran pada table 2.1.

5. Ulangilah untuk kondisi 2, 3, 4, 5. Seperti dalam table 2.1.

6. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. dengan nilai resistor sama R=10KΩ

kecuali Rf=22 KΩ (penjumlahan dengan penguatan)

7. Ulangilah untuk langkah 2 s/d 5

8. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. dengan nilai resistor R=10KΩ, Rf=27KΩ

R1=18KΩ R2=33KΩ R3=68KΩ R4=100KΩ (penjumlahan dengan

skala)

9. Hubungkan Vcc = ±16 volt. dan +V=5 volt

10. Mulailah dengan kondisi 1. ( 0V=Ground dan 5V = +V)

11. Ukurlah Vout 1 dan Vout 2, catatlah hasil pengukuran pada table 2.2.

12. Ulangilah untuk kondisi 2 s/d 16 Seperti dalam table 2.2.


Tabel 2.1. Data Pengukuran Summing Amplifier

Kondisi Va Vb Vc Vd Vout 1 (V) Vout 2 (V)

1 0 0 0 0 12 mV -9,02 mV

2 1,5 0 0 0 -3,29 3,29

3 1,5 1,5 0 0 -6,59 6,59

4 1,5 1,5 1,5 0 -9,89 9,89

5 1,5 1,5 1,5 1,5 -13,2 13,2


Tabel 2.2. Data Pengukuran Summing dengan skala

Kondisi Desimal Va Vb Vc Vd Vout 1

(V)

Vout 2

(V)

1 0 0 0 0 0 6,74 mV -3,72 mV

2 1 0 0 0 5 -1,34 1,35

3 2 0 0 5 0 -1,98 1,98

4 3 0 0 5 5 -3,33 3,33

5 4 0 5 0 0 -4,08 4,09

6 5 0 5 0 5 -5,43 5,44

7 6 0 5 5 0 -6,07 6,07

8 7 0 5 5 5 -7,42 7,42

9 8 5 0 0 0 -7,49 7,50

10 9 5 0 0 5 -8,84 8,85

11 10 5 0 5 0 -9,48 9,48

12 11 5 0 5 5 -10,8 10,8

13 12 5 5 0 0 -11,6 11,6

14 13 5 5 0 5 -12,9 12,9

15 14 5 5 5 0 -13,6 13,6

16 15 5 5 5 5 -14,9 14,9


Hitunglah Secara Teori besaran Vout2 untuk kondisi 1, 2, 3, 4 dan 5.

dengan rumus 8. dan Vout dengan rumus 9. (Rf=22KΩ) catalah hasil perhitungan

dalam table 2.3.

Tabel 2.3. Data Perhitungan Summing Amplifier

Kondisi Va Vb Vc Vd Vout 1

(V)

Vout 2

(V)

Vout

(V)

1 0 0 0 0 0 0 0

2 1,5 0 0 0 -3,3 3,3 7,26

3 1,5 1,5 0 0 -6,6 6,6 14,52

4 1,5 1,5 1,5 0 -9,9 9,9 21,78

5 1,5 1,5 1,5 1,5 -13,2 13,2 29,04


Hitunglah Secara Teori besaran Vout2 untuk kondisi 1 s/d 16. dengan

rumus 7. catalah hasil perhitungan dalam table 2.4.

Tabel 2.4. Data Perhitungan Summing dengan skala

Kondisi Desimal Va Vb Vc Vd Vout 1

(V)

Vout 2

(V)

1 0 0 0 0 0 0 0

2 1 0 0 0 5 -1,35 1,35

3 2 0 0 5 0 -1,98 1,98

4 3 0 0 5 5 -3,33 3,33

5 4 0 5 0 0 -4,09 4,09

6 5 0 5 0 5 -5,44 5,44

7 6 0 5 5 0 -6,07 6,07

8 7 0 5 5 5 -7,42 7,42

9 8 5 0 0 0 -7,5 7,5

10 9 5 0 0 5 -8,85 8,85

11 10 5 0 5 0 -9,48 9,48

12 11 5 0 5 5 -10,83 10,83

13 12 5 5 0 0 -11,59 11,59

14 13 5 5 0 5 -12,94 12,94

15 14 5 5 5 0 -13,57 13,57

16 15 5 5 5 5 -14,92 14,92


Dari table 2.2. dan 2.4. gambarkan kurva ladder (tangga) teori dan praktek

Gambar 2.2. Kurva Ladder Teori dan Praktek Summing berskala.



Tabel 2.5. Pembahasan Teori dan Praktek Summing Amplifier.

Besaran Vout 2 (Volt) (%)


Teori Praktek

Vout1 -6,60 -6,5916 0,12

Vout2 6,60 6,5921 0,11



a. Jelaskan dimana rangkaian summing (penjumlahan) dipergunakan.

b. Jelaskan dimana rangkaian summing amplifier dipergunakan.

c. Jelaskan dimana rangkaian summing berskala dipergunakan.


a.

b.

c.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 2.4 INTEGRATOR DAN DIFFERENSIATOR

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan input dan output rangkaian integrator

b. Mengukur tegangan input dan output rangkaian differensiator

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian integrator dan

differensiator..

b. Dapat menjelaskan cara kerja rangkaian integrator dan differensiator.


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 1 KΩ 1 PSU 1

Kapasitor 0,1F 1 Fungsi Generator (FG) 1

IC Op-Amp 741 1 Osiloskop 1

Kabel BNC to Crocodile 2 Papan Percobaan 1

Socet T 1 BNC to BNC 1

R _

+

–Vcc

IC 741

Vout

C

+Vcc

Gambar 2.1. Integrator Aktif

Vin

R

Vout

C +Vcc

Gambar 2.2. Differensiator Aktif

Vin _

+

–Vcc

IC 741

FG FG


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 2.1. Vcc = ±15 R=1KΩ dan C=0,1F

2. Hubungkan FG ke Vi dengan F= 1KHz bentuk gelombang sinus.


4. Aturlah amplitudo FG = 2 Vpp.



7. Ulangilah langkah 2, 3, 4, 5 dan 6 untuk Bentuk gelombang segi-tiga.

8. Ulangilah langkah 2, 3, 4, 5 dan 6 untuk Bentuk gelombang segi-empat.

9. Ulanglah langkah 1 s/d 8 untuk rangkaian gambar 2.2.




Gambar 2.3. Bentuk Gelombang VIN (sinus) dan VOUT Integrator



Gambar 2.4. Bentuk Gelombang VIN (segi-tiga) dan VOUT Integrator




Gambar 2.5. Bentuk Gelombang VIN (segi-empat) dan VOUT Integrator



Gambar 2.6. Bentuk Gelombang VIN (sinus) dan VOUT Differensiator


Time/div : 2 ms Time/div : 200 us

Gambar 2.7. Bentuk Gelombang VIN (segi-tiga) dan VOUT Differensiator




Gambar 2.8. Bentuk Gelombang VIN (segi-empat) dan VOUT Differensiator

Dari semua gambar hitunglah Vin (pp) dan Vout (pp) catatlah pada table 2.1.

Tabel 2.1. Data Pengukuran Vin dan Vout rangkaian Integrator dan Differensiator

Rangkaian Bentuk Gelombang Vin Vin (Vpp) Vout (Vpp)

Integrator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat

Differensiator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat


Hitunglah Secara Teori besaran Vout untuk semua bentuk gelombang

dengan besar Vin = 2Vpp dan F=1KHz, catalah hasil perhitungan dalam table

2.2.

Tabel 2.2. Data Perhitungan Vin dan Vout rangkaian Integrator dan Differensiator

Rangkaian Bentuk Gelombang Vin Vin (Vpp) Vout (Vpp)

Integrator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat

Differensiator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat


Hitunglah Secara rinci besar tegangan output untuk rangkaian integrator dengan

Vin = 2 Vpp, bentuk gelombang segi tiga. Seperti urutan dalam table 6.3.

Tabel 2.3. Data Perhitungan Vin = f(t) rangkaian Integrator (segi-tiga)

Langkah 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Vin (v) 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

t (mS) 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

Vout (v) 0

Langkah 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21

Vin (v) -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1 -0,8 -0,6 -0,4 -0,2 0

t (mS) 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95 1

Vout(v)

Dari hasil perhitungan gambarkan bentuk gelombang yang dihasilkan :

Vin = f (t) (warna merah) Vout = f (t) (warna hijau)

Keduanya digambar pada format gambar 2.9 dibawah ini

Vin Vout

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1 0 0,1 0,2 0,3 0.4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 (ms)

Gambar 2.9. Bentuk gelombang hasil perhitungan rangkaian Integrator.




Tabel 2.4. Pembahasan Teori dan Praktek

Rangkaian Bentuk

Gelombang

Vo (Volt) (%)


Teori Praktek

Integrator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat

Differensiator

Sinus

Segi Tiga

Segi empat


a. Apakah kegunaan rangkaian integrator

b. Jelaskan dimana rangkaian integrator dipergunakan.

c. Apakah kegunaan rangkaian Differensiator

d. Jelaskan dimana rangkaian Differensiator dipergunakan.


a.

b.


c.

d

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PRAKTEK RANGKAIAN

ELEKTRONIKA ANALOG 2

Semester 4

Modul 3 PEMBANGKIT SINYAL

(OSILATOR)

MATERI

Osilator Relaksasi dengan Op-Amp

Fungsi Generator dengan Op-Amp

RC Phase Shiff Osilator dengan Op-Amp

Wien Bridge Osilator dengan Op-Amp

Dosen Pembimbing :




TAHUN

2012


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1. Tujuan.




terkait.

2 Sasaran.




3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Pembangkit Sinyal (Osilator)

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Osilator Relaksasi dengan Op-Amp

2. Fungsi Generator dengan Op-Amp

3. RC Phase Shiff Osilator dengan Op-Amp

4. Wien Bridge Osilator dengan Op-Amp

c. Kaitan Modul : Modul ini digunakan sebagai modul aplikasi Op-

Amp untuk rangkaian pembangkit sinyal atau

osilator.

d. Hasil yang diharapkan : Setelah mempraktekkan modul ini siswa didik

diharapkan mampu,

1. Membaca data spesifikasi dan parameter IC

741 yang dipergunakan.

2. Merencanakan rangkaian aplikasi

pembangkit sinyal atau osilator

3. Membuat macam macam rangkaian

pembangkit sinyal atau osilator











4 Prasyarat

Pengetahuan





Ketrampilan



Power Supply Unit)



Untuk Siswa





percobaan.





ditetapkan.


mendiskusikan dengan teman yang sedang mengerjakan bagian yang

sama, sebelum bertanya pada dosen pembimbing atau instruktur, usahakan


Untuk Instruktur








telah dipraktekkan.









yaitu :







x100%actual



TEORI DASAR

PEMBANGKIT SINYAL ATAU OSILATOR

____________________________________________

1. Osilator Relaksasi Op-Amp 741

Osilator Relaksasi dengan op-amp termasuk dalam jenis multivibrator,

dalam rangkaian multivibrator Op-Amp bekerja sebagai astable multivibrator

dimana keluarannya selalu bergantian antara tinggi dan rendah dalam waktu

tertentu. Op-Amp 741 dapat dipergunakan sebagai osilator, konsep yang

dipergunakan adalah beda tegangan (penguat differensial) dan prinsif komparator.

Dari rangkaian gambar 2.2(a). perbandingan tegangan keluaran () diumpankan

kembali ke input non inverting tegangan output diberikan oleh rumrus:

T

T T

V Vcdan Vcc VsaturasiVo

4).........(R2R3

R3βdan Vo x β V dimana V - Vc Vo

Perioda (T = tC + tD) tergantung pada kombinasi R1C1 terjadi pada saat Vo

saturasi dan lamanya pengisian (tC) dan lamanya pengosongan (tD) diberikan oleh

rumus :

Gambar 2.2. (a) Osilator Relaksasi 741 (b) Bentuk gelombang VO ,VT dan VC

R1

_

+

–Vcc

IC 741

Vo C1

R2

R3

+Vcc

VC

VT

VC

+VCC

-VCC

0

+VT

- VT tC tD

(a) (b)


T

1 Fo

)........(5 β1

β1lnC 2RT

β1

β1lnC R td

β1

β1lnC R tc 11 11 11

2. Fungsi Generator Op-Amp 741

Osilator Relaksasi dengan op-amp apabila dihubungkan dengan rangkaian

integrator akan menghasilkan bentuk gelombang segitiga dan sinus. Rangkaian

integrator dipasang sesudah rangkaia osilator relaksasi dengan op-amp seperti

diperlihatkan pada gambar 2.3.

Gambar 2.3. Fungsi Generator Op-Amp 741

Jika output segiempat dari rangkaian osilator relaksai op-amp (VA), dilewatkan

pada rangkaian integrator pertama maka output integrator (VB) berbentuk segitiga

dengan besar tegangan output diberikan oleh rumus :

)........(6t CR

V Vatau dt V

CR

1 V

24

ABA

24

B

dan besaran output integrator ke dua (VC) adalah :

)........(7t CR

V Vatau dt V

CR

1 V

35

BCB

35

C

4. RC Phase Shiff Osilator

Rangkaian RC Phase Shiff Osilator gambar 2.4. terdiri dari rangkaian

penguat (inverting amplifier) dan rangkaian umpan balik, rangkaian penguat

inverting memiliki beda fasa antara sinyal input dan sinyal output sebesar 180º,

sehingga untuk memperoleh beda fasa 360º yaitu syarat osilasi maka rangkaian


umpan balik harus mempunyai beda fasa 180º untuk itu dapat diperoleh dengan

merangkai tiga tingkat RC yang identik, dimana setiap pasangan RC memberikan

beda fasa 60º. Besar frekuensi osilator yang di hasilkan adalah sebagai berikut :

Av > 29 ......(8).......... 6 RC π2

1Fo

5. Wien Bridge Osilator.

Dinamakan wien bridge karena rangkaian dihubungkan secara jembatan

seperti ditunjukan pada gambar 2.5. dimana rangkaian terdiri dari penguat beda

(differensial amplifier), penguat ini menguatkan perbedaan tegangan diantara

kedua inputnya. Ada dua umpan balik yang bekerja, pertama umpan balik negatif

yang terdiri dari R3 dan R4, kedua umpan balik negatif yang terdiri dari R1, R2,

C1 dan C2 dan besarnya frekuenso osilator adalah :

R1R2C1C2 2

1Fo

C2

C1

R2

R1

R4

R3

Bila R1 = R2 = R

dan C1 = C2 = C

maka Fo menjadi :

.......(9).......... RC 2

1Fo

211R4

R3

Gambar 2.4. RC Phase Shiff Osilator

Rf

_

+

–Vcc

IC 741

R R R

+Vcc C C C

Ri

Gambar 2.5. Wien Bridge Osilator

R1

_

+

–Vcc

IC 741

+Vcc

FO

C2

C1

R2 R4

R3


PERCOBAAN 3.1 OSILATOR RELAKSASI OP-AMP

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mempraktekkan dan mengukur bentuk gelombang.rangkaian osilator

relaksasi Op-Amp.


Manfaat :

a. Dapat mengaplikasikan Op-Amp 741 untuk rangkaian osilator relaksasi

b. Memanfaatkan keluaran dan karakteristik dalam rangkaian osilator

relaksasi


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor = 100 KΩ, 68 KΩ

47 KΩ, 22 KΩ

10 KΩ, 2,2 KΩ,

@ 1 bh PSU Dual Trace

Osiloskop

Proto Board

1

1

1

Kapasitor = 0,01µF, = 0,22 µF @ 1 bh BNC-Crocodile Kabel

IC Op-Amp 741 1

R1

_

+

–Vcc

IC 741

VO C1

R2

R3

+Vcc

VC

VT

Gambar 3.1. Rangkaian Osilator Relaksasi Op-Amp 741


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 3.1. Hubungkan Vcc = ±12 volt.

2. Mulailah dengan nilai komponen pada No 1 tabel 3.1.

3. Amati dan gambarlah bentuk gelombang Vt, VC dan Vout.

4. Hitung dan catatlah nilai dari Vt, VC , Vo, T dan F pada table 3.1.

5. Ulangi langkah 4 untuk nilai komponen pada No 2 dan 3.


Tabel 3.1. Data Pengukuran Osilator Relaksasi.

No Besaran T(mS) F(Hz) Vc (pp) Vt(pp) Vo(pp)

1

C1 = 0,22 µF

R1 = 68 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 2,2 KΩ

5.5 179 2.06 V 2.02 V 22.2 V

2

C1 = 0,01 µF

R1 = 100 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 10 KΩ

1.37 725 7.16 V 6.95 V 22.2 V

3

C1 = 0,01 µF

R1 = 47 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 10 KΩ

0.68 1.45k 7.33 V 6.95 V 22.2 V

Volt/div = V

Time/div = mS

Gambar 3.2.

Bentuk Gelombang VC

Volt/div = V

Time/div = mS

Gambar 3.3.

Bentuk Gelombang Vt


Volt/div = V

Time/div = mS

Gambar 3.4.

Bentuk Gelombang VO


Dari persamaan 4 dan 5, hitunglah T, F, Vc, Vt dan Vo.

Tabel 3.2. Data Teori Osilator Relaksasi.

No Besaran T(mS) F(Hz) Vc (pp) Vt(pp) Vo(pp)

1

C1 = 0,22 µF

R1 = 68 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 2,2 KΩ

5.45 183 2.09 V 2.09 V 24 V

2

C1 = 0,01 µF

R1 = 100 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 10 KΩ

1.29 773.2 7.5 V 7.5 V 24 V

3

C1 = 0,01 µF

R1 = 47 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 10 KΩ

0.607 1.64k 7.5 V 7.5 V 24 V




Tabel 3.3. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Osilator Op-Amp

No: Besaran Teori Praktek (%)


1

F (KHz) 183 Hz 179 Hz 2.18 %

Vc(pp) 2.09 V 2.06 V 1.43 %

Vt(pp) 2.09 V 2.02 V 3.3 %

Vo(pp) 24 V 22.2 V 7.5 %

2

F (KHz) 773.2 Hz 725 Hz 6.23 %

Vc(pp) 7.5 V 7.16 V 4.5 %

Vt(pp) 7.5 V 6.95 V 7.3 %

Vo(pp) 24 V 22.2 V 7.5 %

3

F (KHz) 1.64 kHz 1.45 kHz 8.1 %

Vc(pp) 7.5 V 7.33 V 2.2 %

Vt(pp) 7.5 V 6.95 V 7.3 %

Vo(pp) 24 V 22.2 V 7.5 %


a. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai seluruh C1 diperbesar.

b. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai seluruh C1 diperkeil.

c. Dimana rangkaian osilator relaksasi dipergunakan



a. Berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan yang dilakukan, apabila

nilai capasitor 1 diperbesar menyebabkan nilai frekuensi yang dihasilkan

kecil karena konstanta waktu yang digunakan bergantung pada nilai RC

yang mempengaruhi proses pengisian dan pengosongan capasitor begitu

pula nilai tegangan yang dihasilkan nilainya sangat terpengaruh oleh proses

pengisian dan pengosongan capasitor

b. Jika nilai cpasitor diperkecil frekuensi makin besar, tegangan yang

dihasilkan pun ikut besar karena pengaruh nilai RC pada saat pengisian dan

pengosongan capasitor atau jika RC diperkecil makin cepat pula waktu yang

dibutuhkan capasitor mencapai titik tripping

c. Rangkaian oscillator relaksasi dipergunakan dalam transistor, UJT, atau

IC

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 3.2 FUNGSI GENERATOR OP-AMP

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mempraktekkan dan mengukur bentuk gelombang rangkaian Fungsi

Generator

b. Membandingkan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.

Manfaat :

a. Dapat mengaplikasikan Op-Amp 741 untuk rangkaian fungsi generator.

b. Memanfaatkan karakteristik keluaran dalam rangkaian fungsi generator


Gambar 3.1. Fungsi Generator Op-Amp 741

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 68 KΩ, 1,2 KΩ @ 1 bh PSU Dual Trace 1 buah

Resistor 22 KΩ 10 KΩ @ 2 bh Osiloskop 1 buah

Resistor 2,2 KΩ 3 bh Proto Board. 1 buah

Kapasitor 0,22 µF 2,2 µF, 10

µF @ 1 bh Kabel BNC to Crocodel 1 buah

Kapasitor 1 µF 2 bh Kabel Penghubung 1 buah

IC Op-Amp 741 3 buah


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 3.1. Hubungkan Vcc = ±12 volt.

2. Gunakan Komponen seperti dalam table 3.1.

3. Amati dan catatlah Perioda, Frekuensi (time/div) dan tegangan amplitude

(volt/div)

4. Amati dan catatlah bentuk gelombang VA, VB dan VC yang ditampilkan

layer osiloskop,


Volt/div = V Volt/div = V

Time/div = mS Time/div = mS

Gambar 3.2. Bentuk Gelombang VA

Gambar 3.3. Bentuk Gelombang VB

Volt/div = V

Time/div = mS

Gambar 3.4. Bentuk Gelombang VC


Tabel 3.1. Data Pengukuran Fungsi Generator Op-Amp 741

No Komponen

Osilator

Komponen

Integrator VA (pp) VB (pp) VC (pp)

1

C1 = 0,22 µF

R1 = 68 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 2,2 KΩ

C2 = 10 µF C3 = 2,2 µF R4 = 1,2 KΩ R5 = 22 KΩ

22.2 V 2.43 V 113 uV

2

C2 = 1 µF C3 = 1 µF R4 = 10 KΩ R5 = 10 KΩ

22.2 V

2.95 V

301 uV

3

C2 = 10 µF C3 = 1 µF R4 = 2,2 KΩ R5 = 2,2 KΩ

22.2 V

1.29 V

551 uV


Hitunglah Secara Teori besaran VA (pp), VA (pp) dan VA (pp) dengan persamaan 4,

6 dan 7. catatlah dalam table 3.2

Tabel 3.2. Data Perhitungan Fungsi Generator Op-Amp 741

No Komponen

Osilator

Komponen

Integrator VA (pp) VB (pp) VC (pp)

1

C1 = 0,22 µF

R1 = 68 KΩ

R2 = 22 KΩ

R3 = 2,2 KΩ

C2 = 10 µF C3 = 2,2 µF R4 = 1,2 KΩ R5 = 22 KΩ

24 V 2 V 0.1 mV

2

C2 = 1 µF C3 = 1 µF R4 = 10 KΩ R5 = 10 KΩ

24 V

2.4 V

0.3 mV

3

C2 = 10 µF C3 = 1 µF R4 = 2,2 KΩ R5 = 2,2 KΩ

24 V

1.09 V

0.5 mV




Tabel 3.3. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Osilator Op-Amp

No: Besaran Teori Praktek (%)


1

VA (pp) 24 V 22.2 V 7.5 %

VB (pp) 2 V 2.43 V 2.1 %

VC (pp) 0.1 mV 0.113 mV 2 %

2

VA (pp) 24 V 22.2 V 7.5 %

VB (pp) 2.4 V 2.95 V 1.1 %

VC (pp) 0.3 mV 0.301 mV 1.2 %

3

VA (pp) 24 V 22.2 V 7.5 %

VB (pp) 1.09 V 1.29 V 1.8 %

VC (pp) 0.5 mV 0.551 mV 2 %


a. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai seluruh C2 diperbesar.

b. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai seluruh C3 diperkeil.

c. Dimana rangkaian fungsi generator dipergunakan.



a. Tegangan output yang dihasilkan op-amp kecil juga karena pengaruh nilai

RC pada saat pengisian dan pengosongan capasitor dan apabila diperkecil

nilai tegangan output sebaliknya membesar

b.Tegangan output yang dihasilkan op-amp mengecil karena pengaruh dari

output op-amp sebelumnya saat nilai RC diperbesar dan apabila nilai

capasitor sama maka nilai tegangan pun berada pada level mengikuti

perubahan nilai capasitor yang dimiliki

c. Fungsi generator digunakan sebagai generator sinyal/ multivibrator

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 3.3 RC PHASE SHIFF OSILATOR

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Merencanakan frekuensi osilasi RS Phase Shiff Osilator

b. Mengukur frekuensi osilasi RS Phase Shiff Osilator.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian Osilator RC Phase

Shiff.

b. Dapat menjelaskan cara kerja RC Phase Shiff dengan Op-Amp


Gambar 3.1. RC Phase Shiff Osilator

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 10KΩ 1 PSU 1

Resistor 1KΩ 4 Osiloskop 1

Kapasitor 0,05F 10 nF @ 3 Papan Percobaan 1

IC Op-Amp 741 1 BNC to Crocodile 1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 3.1. R= 1KΩ dan C=0,5F Vcc = ±15 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH 1 pada Vout.

3. Catatlah dan gambarkan bentuk gelombang yang ditampilkan.

4. Catatlah volt/ div dan time/ div

5. Ulangi Langkah 1 s/d 4 untuk C = 10 nF


Volt/div = 1 V

Time/div = 10 mS

Gambar 3.2. Bentuk Gelombang VOUT RC Phase Shiff dengan C=0,5F


Volt/div = 2 V

Time/div = 2 mS

Gambar 3.3. Bentuk Gelombang VOUT RC Phase Shiff dengan C=10nF

Dari Gambar 3.2. dan 3.3. hitunglah Frekuensi Osilasi dan Tegangan output,


Tabel 3.1. Data pengukuran Frekuensi Osilasi RC Phase Shiff

C Fo (Hz) Vo (Vpp)

0,5F 91 Hz 204 mV

10nF 5.63 kHz 113 mV


Hitunglah Secara Teori besaran Frekuensi Osilasi, catalah hasil perhitungan

dalam table 3.2.

Tabel 3.2. Data Perhitungan Frekuensi Osilasi RC Phase Shiff

C Fo (Hz)

0,5F 130 Hz

10nF 6.5 kHz



Tabel 3.3. Pembahasan Teori dan Praktek RC Phase Shiff

Kapasitor Fo (Hzt) (%)


Teori Praktek

0,5F 130 Hz 91 Hz 3 %

10nF 6.5 kHz 5.63 kHz 1.3 %



a. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai Rin = Rf .

b. Jelaskan Cara kerja Rangkain RC Phase Shiff Osilator

c. Dimana rangkaian RC Phase Shiff Osilator dipergunakan.


a. Nilai output tegangan menjadi lebih kecil

b. RC phase shift oscillator bekerja berdasarkan nilai RC karena memenuhi

syarat oscillator phase shife harus menambah 3 rangkaian RC untuk

memenuhinya. Semakin besar nilai C maka semakin kecil nilai frequensinya

c. Rangkaian ini biasa digunakan dalam sistem Audiofrequensi

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 3.4 WIEN BRIDGE OSILATOR

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Merencanakan frekuensi Osilasi Wien Bridge Osilator

b. Mengukur frekuensi Osilasi Wien Bridge Osilator

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian Osilator Wien Bridge.

b. Dapat menjelaskan cara kerja Wien Bridge Osilator dengan Op-Amp


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 10KΩ 4,7 KΩ @ 1 PSU 1

Resistor 1 KΩ @ 2 Osiloskop 1

Kapasitor 0,1F 0,015F @ 2 Papan Percobaan 1

IC Op-Amp 741 1 BNC to Crocodile 1

Gambar 3.1. Wien Bridge Osilator

C

C

R

_

+

–Vcc

IC 741

+Vcc

FO

R

10KΩ

4,7KΩ


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 3.1. R= 1KΩ dan C=0,1F Vcc = ±15 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH 1 pada Vout.

3. Catatlah dan gambarkan bentuk gelombang yang ditampilkan.

4. Catatlah volt/ div dan time/ div

5. Ulangi Langkah 1 s/d 4 untuk C = 0,015F


Volt/div = 2 V

Time/div = 100 mS

Gambar 3.2. Bentuk Gelombang VOUT Wien Bridge Osilator dengan C=0,1F


Volt/div = 50 mV

Time/div = 200 uS

Gambar 3.3. Bentuk Gelombang VOUT Wien Bridge Osilator dengan C= 0,015F

Dari Gambar 3.2 dan 3.3. hitunglah Frekuensi Osilasi dan Tegangan output,


Tabel 3.1. Data pengukuran Frekuensi Osilasi Wien Bridge Osilator

C Fo (Hz) Vo (Vpp)

0,1F 1.56 kHz 315 mV

0,015F 8.26 kHz 42.2 mV


Hitunglah Secara Teori besaran Frekuensi Osilasi, catalah hasil perhitungan

dalam table 3.2.

Tabel 3.2. Data Perhitungan Frekuensi Osilasi Wien Bridge Osilator

C Fo (Hz)

0,1F 1.59 kHz

0,015F 10.6 kHz




Tabel 3.3. Pembahasan Teori dan Praktek Wien Bridge Osilator

Kapasitor Fo (Hzt) (%)


Teori Praktek

0,1F 1.59 kHz 1.56 kHz 0.18 %

0,015F 10.6 kHz 8.26 kHz 2.2 %


a. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai R3 = R4 .

b. Jelaskan Cara kerja Rangkain Wien Bridge Osilator

c. Dimana rangkaian Wien Bridge Osilator dipergunakan


a. Rangkaian tersebut tidak menghasilkan frequensi keluaran. Karena nilai

R3 dan R4 menentukan input masukkan op-amp / lintasan umpan balik

b. Jembatan yang diubungkan ke penguat op-amp dapat memberikan

penguat perbedaan tegangan diantara kedua inputnya dan memberikan

umpan balik terhadap nilai output op-amp

c.Aplikasi audio

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PRAKTEK RANGKAIAN

ELEKTRONIKA 2

Semester 4

Modul 4 RANGKAIAN DETEKTOR DAN DRIVER

MATERI

Driver Display

Window Detektor

Driver Motor DC

Dosen Pembimbing :




TAHUN

2012


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1. Tujuan.




terkait.

2 Sasaran.




3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Rangkaian Detektor dan driver

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Driver Display

2. Window Detektor

3. Driver Motor DC

c. Kaitan Modul : Modul ini digunakan sebagai modul aplikasi

operasinal amplifier tentang aplikasi rangkaian

detector dan driver untuk mata kuliah Praktek

Rangkaian Elektronika 2


diharapkan mampu,

1. Membaca data spesifikasi dan parameter IC

yang dipergunakan.

2. Merencanakan rangkaian aplikasi detector

dan driver

3. Membuat macam macam rangkaian detector

dan driver











4 Prasyarat

Pengetahuan





Ketrampilan



Power Supply Unit)



Untuk Siswa





percobaan.





ditetapkan.



sebelum bertanya pada dosen pembimbing atau instruktur, usahakan mencari

jawaban pada sumber lain.

Untuk Instruktur


b. Dosen pembimbing atau instruktur harus mempunyai catatan kemajuan setiap

peserta didik dan dapat memikirkan sumber informasi lain yang dapat

disarankan kepada peserta didik.

c. dosen pembimbing atau instruktur hendaknya dapat meningkatkan motivasi

peserta didik setiap saat awal praktek pertengahan dan terakhir.

d. Peserta didik ditugaskan untuk membuat rangkuman setiap modul yang telah

dipraktekkan.









yaitu :







x100%actual



TEORI DASAR DRIVER DAN DETEKTOR

____________________________________________

1. Komparator sebagai Driver.

Op-Amp dalam konfigurasi komparator dapat dimanfaatkan sebagai

indicator ON-OFF untuk rangkaian display, detector level atau pengendalian

motor. Karena komparator bekerja dengan membandingkan antara input-inputnya,

input inverting sebagai input referensi (VREF) dan input non inverting sebagai

input kendalinya (Vin), jika Vin = Vref beban output akan “off”, kenaikan Vin

menghasilkan selisih maka beban output akan “on” , bilamana pemakaian input

inverting sebagai input kendali dan input non inverting sebagai input referensi

(VREF), maka bila Vin = Vref beban output akan “off”, penurunan Vin

menghasilkan selisih maka beban output akan “on”

a. Driver Display.

Gambar 2.1. menunjukan rangkaian op-amp yang digunakan untuk

mendrive sebuah lampu atau LED. Jika input non inverting dalam rangkaian

gambar 1a lebih tinggi dari pada input inverting, maka output level akan menjadi

positif saturasi, dan transistor akan terhubung (conduct) sehingga lampu akan

menyala. Yang penting diperhatikan pertama adalah kebutuhan arus beban (IL)

dalam hal ini arus lampu, LED. Kedua arus output op-amp (IOL), bilamana IOL >

IL maka tidak lagi dibutuhkan rangkaian penguat arus ( transistor).

_

+

30 mA

+Vcc

600 mA

>20

_

+

20 mA

+Vcc

Gambar 2.1. Rangkaian Driver Display (a) Driver Lampu (b) Driver LED

(a) (b)


b. Driver Relay.

Gambar 2.2. menunjukan output komparator mendriver relay. Bilaman

input dibawah 0 Volt, maka output komparator rendah, dan relay akan aktif

menutup (closing).

c. Driver Display dengan tegangan referensi.

Gambar 2.3.a. menunjukan rangkaian komparator, bekerja dengan positif

referensi voltage yang dihubungkan ke input inverting dan output dihubungkan

ke indicator LED. Level tegangan referensi dapat diatur dengan persamaan

sebagai berikut:

....(1).......... V)(R2R1

R2VREF

Bilamana tegangan input (Vin) lebih posistif daripada VREF maka Vout akan

mengaktifkan LED (ON). Gambar 2.3.b. alternatif rangkaian dimana VREF

NO Contacts

_

+

+Vcc

Gambar 2.2. Driver Riley.

_

+

VREF

+Vcc

- Vcc

+V

Vin

Vout

R1

R2

Gambar 2.3. Driver LED dengan VREF (a) Inverting (b) Non Inverting.

Vin

VREF

+V

R1

R2

_

+

+Vcc

- Vcc

Vout


diberikan ke input non-inverting, bilamana tegangan input (Vin) lebih negatif

daripada VREF maka Vout akan mengaktifkan LED (ON).

2. Window Detector.

Operasi dua rangkaian komparator pada gambar 2.3. dapat dijadikan

sebagai pendeteksi suatu level oleh karena itu dinamakan window detector

skematik rangkaian lengkap ditunjukan pada gambar 2.4.a. dan gambar 2.4.b.

menunjukan level output yang ditampilkan.

3. Driver Motor DC.

Gambar 2.5. menunjukan rangkaian op-amp yang digunakan untuk mendrive

sebuah motor DC. Bilamana tegangan input (Vin) lebih negatif daripada VREF

maka output akan menuju saturasi positif dan men-drive transistor NPN dan

tegangan output ber-polaritas positif (+Vout) sehingga motor akan mergerak

searah jarum jam. Bilamana tegangan input (Vin) lebih Posistif daripada VREF

maka output akan menuju saturasi Negatif dan men-drive transistor PNP dan

Gambar 2.4. (a) Windows Detector. (b) Output Display.

Vout

_

+

VREF(2)

+Vcc

- Vcc

+V

Vin

R3

R4

VREF(1)

+V

R1

R2

_

+

+Vcc

- Vcc

Output OFF

Output OFF

Output ON

VREF (2)

VREF (1)


tegangan output ber-polaritas negatif (-Vout) sehingga motor akan mergerak

berlawanan arah jarum jam.

+

_

IOL

+Vcc

OL

M

I

Iβ

Vin

VREF

+V

R1

R2

- Vcc

IMOTOR

M Vout

Gambar 2.5. Driver Motor DC


PERCOBAAN 4.1 DRIVER DISPLAY

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan referesi (VREF), Tegangan kontrol (Vin) dan

mengamati perubahan pada display output.

b. Membandingkan hasil pengukuran dan perhitungan tegangan referensi.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp untuk rangkaian indicator level tegangan

dalam rangkaiaan driver display.

b. Dapat menggunakan parameter-parameter op-amp dan komponen

pendukung.


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 470Ω 4,7KΩ 10KΩ @1 Multimeter 1

LED 1 PSU 2

IC Op-Amp 741 1 Papan Percobaan 1

Gambar 3.1. Driver LED dengan VREF (a) Inverting (b) Non Inverting.

Vin

VREF

+V

R1

10KΩ

R2

4,7KΩ

_

+

+Vcc

- Vcc

Vout

470Ω

_

+

VREF

+Vcc

- Vcc

+V

Vin

Vout

R1 10KΩ

R2

4,7KΩ

470Ω

(a) (b)


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 3.1.a. dengan Vcc = +V = ±12 volt (PSU1)

2. Ukurlah Vref dan Vout, amatilah kondisi LED, catatlah dalam table 3.1.

3. Hubungkan PSU2 ke Vin, dan aturlah Vin sesuai dengan table 3.1, ukurlah

Vout, amatai kondisi LED, catatlah dalam table 3.1.

4. Ulangilah langkah 1 s/d 3 untuk rangkaian gambar 3.1.b. (table 3.2.)


Tabel 3.1. Data Pengukuran Driver LED Inverting.

Vin (volt) Vref (volt) Vout (volt) Kondisi LED

0 3.83 -10.49 Mati

1 3.83 -10.49 Mati

2 3.83 -10.49 Mati

3 3.83 -10.49 Mati

4 3.83 10.99 Hidup

5 3.83 10.99 Hidup

Tabel 3.2. Data Pengukuran Driver LED Non Inverting.

Vin (volt) Vref (volt) Vout (volt) Kondisi LED

0 3.83 10.99 Hidup

1 3.83 10.99 Hidup

2 3.83 10.99 Hidup

3 3.83 10.99 Hidup

4 3.83 -10.49 Mati

5 3.83 -10.49 Mati


Hitunglah Secara Teori besaran Vref dengan persamaan (1)

Pelajari penjelasan komparator. Catatlah hasil analisa dalam table 3.3. dan 3.4.

Tabel 3.3. Data Perhitungan Driver LED Inverting.

Besaran Vin (volt) Vref (volt) Vout (volt) Kondisi LED

Vin >Vref 4 3.83 10.99 Hidup

Vin =Vref 4 4 10.98 Hidup

Vin <Vref 2 3.83 -10.49 Mati


Tabel 3.4. Data Perhitungan Driver LED Non Inverting.

Besaran Vin (volt) Vref (volt) Vout (volt) Kondisi LED

Vin >Vref 5 3.83 -10.49 Mati

Vin =Vref 4 4 10.98 Hidup

Vin <Vref 2 3.83 10.98 Hidup



Tabel 3.5. Pembahasan Teori dan Praktek Driver LED Inverting.



Vref 3.83 3.83 0% Dengan

multisim

Vin >Vref

Vout (volt) 10.99 10.99 0%

Dengan

multisim

Vin =Vref

Vout (volt) 10.89 10.89 0%

Dengan

multisim

Vin <Vref

Vout (volt) -10.49 -10.49 0%

Dengan

multisim

Tabel 3.6. Pembahasan Teori dan Praktek Driver LED Non Inverting.




multisim

Vin >Vref

Vout (volt) -10.49 -10.49 0%

Dengan

multisim

Vin =Vref

Vout (volt) -10.49 -10.49 0%

Dengan

multisim

Vin <Vref

Vout (volt) 10.99 10.99 0%

Dengan

multisim


a. Jelaskan cara kerja rangkaian Driver Display.

b. Jelaskan perbedaan Driver LED Inverting dengan Driver LED Non

Inverting

c. Jelaskan secara teori bilamana Vin > Vref, Vin=Vref dan Vin < Vref.



a. Caranya adalah membandingkan masukan antara Vin dengan Vref. Jika

Vin lebih besar dari Vref makan output akan berlogic 1 atau menyala. Jika

tidak maka keluaran akan berlogic 0 atau mati.

b. Driver LED inverting jika tegangan input Vin lebih positif daripada Vref

maka Vout akan mengaktifkan LED (ON). Sedangkan Driver LED non

inverting jika tegangan input Vin lebih positif daripada Vref maka Vout

akan mematikan LED (OFF)

c. Jika Vin > Vref, maka Vout akan mengaktifkan LED (ON)

Jika Vin = Vref, maka beban output akan off

Jika Vin < Vref, maka Vout akan mengaktifkan LED (ON).

7. Kesimpulan

Dalam praktek dapat disimpulkan bahwa dengan menggunakan IC

Comparartor 741 berfungsi sebagai pembanding Tegangan pada rangkaian

inverting dan non-inverting, yang membandingkan nilai positif dan

negatifnya suatu tegangan tersebut.

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 4.2 WINDOWS DETEKTOR

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan referesi (VREF), Tegangan kontrol (Vin) dan

mengamati perubahan pada display output.


Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp untuk rangkaian indicator level tegangan

dalam rangkaiaan windows detector.


pendukung.


470Ω

Vout

_

+

VREF(2)

+Vcc

- Vcc

+V

Vin

R3

8,2KΩ

R4

10KΩ

VREF(1)

+V

_

+

+Vcc

- Vcc

Gambar 4.1. Windows Detector.

R3

8,2KΩ

R4

2,2KΩ


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor 470Ω 2,2KΩ 10KΩ @1 Multimeter 1

Resistor 8,2KΩ 2 PSU 2

LED 1 Papan Percobaan 1

IC Op-Amp 741 2

b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 4.1. dengan Vcc = +V = ±12 volt (PSU1)

2. Ukurlah Vref1, Vref2 dan Vout, amati kondisi LED. Catat dalam table 4.1.

3. Hubungkan PSU2 ke Vin, dan aturlah Vin sesuai dengan table 4.1, ukurlah

Vout, amati kondisi LED, catatlah dalam table 4.1.


Tabel 4.1. Data Pengukuran Windows Detector.

Vin (volt) Vref 1 (volt) Vref 2 (volt) Vout (volt) Kondisi LED

0 2.53 6.59 1.54 Mati

1 2.53 6.59 1.54 Mati

2 2.53 6.59 1.54 Mati

3 2.53 6.59 1.54 Mati

4 2.53 6.59 1.54 Mati

5 2.53 6.59 1.54 Mati

6 2.53 6.59 10.50 Hidup

7 2.53 6.59 0.16 Mati

8 2.53 6.59 0.213 Mati



Hitunglah Secara Teori besaran Vref1 dan Vref2. Jelaskan secara teori bilamana :

a. Vin < Vref1, Vin=Vref1 dan Vin > Vref1.

b. Vin < Vref2, Vin=Vref2 dan Vin > Vref2.

Pelajari penjelasan komparator. Catatlah hasil analisa dalam table 4.2.


Besaran Vin

(volt)

Vref 1

(volt)

Vref 2

(volt)

Vout

(volt)

Kondisi

LED

Vin <Vref1 0 2.53 6.59 1.54 Mati

Vin =Vref 1 2 2 6.59 1.54 Mati

Vin >Vref 1 3 2.53 6.59 10.50 Hidup

Vin <Vref2 3 2.53 6.59 10.50 Hidup

Vin =Vref 2 6 2.53 6 1.54 Mati

Vin >Vref 2 8 2.53 6.59 0.213 Mati



Tabel 4.3. Pembahasan Teori dan Praktek Driver LED Inverting.



Vref 2.53&6.59 2.53&6.59 0% Dengan

multisim

Vin <Vref 1

Vout (volt) 1.54 1.54 0%

Dengan

multisim

Vin =Vref 1

Vout (volt) 1.54 1.54 0%

Dengan

multisim

Vin >Vref 1

Vout (volt) 10.50 10.50 0%

Dengan

multisim

Vin <Vref 2

Vout (volt) 10.50 10.50 0%

Dengan

multisim

Vin =Vref 2

Vout (volt) 1.54 1.54 0%

Dengan

multisim

Vin >Vref 2

Vout (volt) 0.213 0.213 0%

Dengan

multisim



a. Jelaskan cara kerja rangkaian Windows Detector.

b. Jelaskan aplikasi rangkaian dalam rangkaian instrumen.


a. . Windows Detector bekerja yaitu dengan mengoperasikan dua rangkaian

komparator, dan dapat pula dijadikan suatu pendeteksi level.

b. Dapat digunakan untuk membuat suatu sensor level air pada toren

7. Kesimpulan

Kesimpulan pada percobaan ini adalah bahwa windows detector adalah

suatu system yang dapat menggunakan rangkaian komparator dan dapat

digunakan sebagai pendeteksi suatu level.

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 4.3 DRIVER MOTOR DC

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan referesi (VREF), Tegangan kontrol (Vin), tegangan

(Vo1), tegangan (Vo2) dan mengamati perubahan arah putaran motor.


Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp untuk mengatur arah perputaran motor

dengan rangkaian driver motor DC.


pendukung.


Gambar 4.1. Driver Motor DC

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 4,7KΩ 10KΩ @1 Multimeter 1

Transistor NPN dan PNP @1 PSU 2


Motor DC 12V 1

+V


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 4.1. dengan Vcc = +V = ±12 volt (PSU1)

2. Ukurlah Vref, Vo1, Vo2 dan amatilah Arah putaran motor, catatlah dalam

table 4.1.

3. Hubungkan PSU2 ke Vin, dan aturlah Vin sesuai dengan table 4.1.

4. Ukurlah Vo1 dan Vo2, dan amatilah Arah putaran motor, catatlah dalam

table 4.1.


Tabel 4.1. Data Pengukuran Driver LED Inverting.

Vin

(volt)

Vref

(volt) Vo1 (volt) Vo2 (volt) Arah Putaran

0 3.36 10.99 3.64 Kiri - kanan

1 3.36 10.99 3.64 Kiri - kanan

2 3.36 10.99 3.64 Kiri - kanan

3 3.36 10.99 3.64 Kiri - kanan

4 3.36 -10.44 -3.58 Kiri - kanan

5 3.36 11.2 3.64 Kiri - kanan


Hitunglah Secara Teori besaran Vref.

Jelaskan secara teori bilamana Vin > Vref, Vin=Vref dan Vin < Vref.

Pelajari penjelasan komparator. Catatlah hasil analisa dalam table 5.2


Besaran Vin (volt) Vref (volt) Vo1 (volt) Vo1 (volt) Arah Putaran

Vin >Vref 5 3.36 11.2 3.64 Kiri - kanan

Vin =Vref 4 3.36 -10.44 -3.58 Kiri - kanan

Vin <Vref 2 3.36 10.99 3.64 Kiri - kanan




Tabel 4.3. Pembahasan Teori dan Praktek Driver Motor.




multisim

Vin >Vref Vout (volt) 11.2 10.44 0% Dengan

multisim

Vin =Vref Vout (volt) -10.44 10.44 0% Dengan

multisim

Vin <Vref Vout (volt) 10.99 10.99 0% Dengan

multisim


a. Jelaskan cara kerja rangkaian Driver Motor.

b. Bagaimana caranya bila driver mengaktifkan motor AC


a. Jika tegangan input (Vin) < VREF maka output akan menuju saturasi positif

dan men-drive transistor NPN dan tegangan output ber-polaritas positif

(+Vout) sehingga motor akan mergerak searah jarum jam. Bilamana tegangan

input (Vin) > VREF maka output akan menuju saturasi Negatif dan men-drive

transistor PNP dan tegangan output ber-polaritas negatif (-Vout) sehingga

motor akan bergerak berlawanan arah jarum jam.

b. . Untuk motor AC tidak bisa digunakan secara langsung harus diubah

rangkaiannya

7. Kesimpulan

Kesimpulan pada percobaan driver motor DC ini adalah dapat digunakan untuk

mengatur arah putaran motor dc searah jarum jam jika Vin < Vref dan

berlawanan arah jarum jam jika Vin > Vref

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PRAKTEK RANGKAIAN

ELEKTRONIKA 2

Semester 4

Modul 5

RANGKAIAN FILTER ACTIVE

MATERI

Low Pass Filter

High Pass Filter

Band Pass Filter

Stop Band Pass Filter

Oleh :




TAHUN

2013


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1.1. Tujuan.




terkait.

1.2 Sasaran.




1.3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Rangkaian Filter Aktif

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Low Pass Filter

2. High Pass Filter

3. Band Pass Filter

4. Stop Band Pass Filter


Amp tentang rangkaian filter aktif untuk mata

kuliah Praktek Rangkaian Elektronika 2.


diharapkan mampu,

1. Membaca data spesifikasi dan parameter Op-

Amp yang dipergunakan.

2. Merencanakan rangkaian aplikasi filter aktif

3. Membuat macam macam rangkaian filter

aktif











1.4 Prasyarat

Pengetahuan





Ketrampilan



Power Supply Unit)


1.5 Petunjuk Penggunaan Modul

Untuk Siswa





percobaan.





ditetapkan.





Untuk Instruktur








telah dipraktekkan.


1.6 Pengelolaan Data Hasil Pengukuran







yaitu :







x100%actual



TEORI DASAR FILTER AKTIF

____________________________________________

Filter dalam rangkaian elektronika bertujuan untuk melewatkan dan

menghalingi tegangan pada frekuensi frekuensi tertentu atau range frekuensi

frekuensi tertentu. Rangkaian filter dibagi dua tipe yaitu fasif dan aktif, rangkaian

filter fasif hanya terdiri dari komponen R dan C, sedangkan filter aktif terdiri dari

komponen R, C dan Op-Amp. Dasar dasar filter terdiri dari empat jenis rangkaian

yaitu low pass filter, high pass filter, band pass filter dan stop band pass filter.

Respon filter ideal dari keempat jenis filter ditunjukan pada gambar 2.1.

1. Low Pass Filter.

Orde kesatu Low Pass Filter (LPF) menggunakan satu resistor dan satu

kapasitor lihat gambar 2.2, memiliki respon frekuensi dengan sudut kemiringan -

20 dB per decade. dan gambar 2.3, Orde kedua Low Pass Filter (LPF)

menggunakan dua resistor dan dua kapasitor memiliki respon frekuensi dengan

sudut kemiringan -40 dB per decade. Penguatan (Av) akan konstan dibawah harga

frekuensi cut-off (fOH). Persyaratan untuk menetukan pengatan (Av) dan

komponen pendukung adalah sebagai berikut:

LPF

Vo/Vi

f

fOH

HPF

Vo/Vi

f

fOL

BPF

Vo/Vi

f

fOL fOH

Gambar 2.1. Respon Filter Ideal

LPF

Vo/Vi

f

fOH fOL

HPF

SBPS


Halkias)Millman Circuit Integrated(sumber

O ) 1 ....(.......... R1 10 Rf 11 2

1 f

Rf Rg Av

2.235 Av 2 Orde 1,859 Av 1 Orde

CRRg

) 2 .....(.......... 11 2

1 f

Rg

Rf1Av OH

CR

2. High Pass Filter.

High Pass Filte ( HPF ) orde kesatu dan orde kedua ditunjukan pada

gambar 2.4. dan gambar 2.5. untuk menhitung penguatan tegangan ( Av) sama

dengan rumus 1, sedangkan frekuensi cut-off adalah sebagai berikut :

) 3 .....(.......... 11 2

1 f OL

CR

Gambar 2.2. Orde kesatu Low Pass Filter (LPF)

R1

VO

Rg

_

+

–Vcc

741

+Vcc

VI

Rf

C1

Vo/Vi

f

fOH

-20dB/ decade

Gambar 2.3. Orde kedua Low Pass Filter (LPF)

Vo/Vi

f

fOH

-20dB/ decade

-40dB/ decade

VO

Rg

_

+

–Vcc

741

+Vcc

VI

Rf

R2

C2

R1

C1


3. Band Pass Filter.

Gambar 2.6. memperlihatkan Band Pass Filte ( BPF ) menggunakan 2

tingkat rangkaian yaitu tingkat pertama HPF dan tingkat kedua LFP, kombinasi

keduanya disebut BPF. Ketentuan untuk band pass filter dimana fOL< fOH untuk

menhitung penguatan tegangan ( Av) sama dengan rumus 1, sedangkan frekuensi

cut-off rendah dan tinggi adalah sebagai berikut :

) 4 .........(.......... 22 2

1 f

11 2

1 f OHOL

CRCR

Gambar 2.4. Orde kesatu High Pass Filter (HPF)

Vo/Vi

f

fOL

-20dB/ decade

VO

Rg

_

+

–Vcc

741

+Vcc

VI

Rf

R1

C1

VO

Rg

_

+

–Vcc

741

+Vcc

VI

Rf

R2

C2

R1

C1

Vo/Vi

f

fOL

-40dB/ decade

Gambar 2.5. Orde kedua High Pass Filter (HPF)


Gambar 2.6. Band Pass Filter (BPF)

4. Stop Band Pass Filter.

Stop Band Pass Filter gambar sama dengan rangkaian Band Pass Filte

( BPF ) gambar 2.6. Tetapi ketentuan untuk Stop Band Pass Filter adalah fOL> fOH

untuk menhitung penguatan tegangan ( Av) sama dengan rumus 1, sedangkan

frekuensi cut-off rendah dan tinggi sama dengan rumus 4. dan gambar 2.8.

memperlihatkan respon frekuensi SBPF.

Vo/Vi

f

fOL fOH

Gambar 2.7. Kurva Respon BPF

Vo/Vi

f

fOH fOL

Gambar 2.8. Kurva Respon SBPF


PERCOBAAN 5.1 LOW PAS FILTER

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan output (Vo) yang dipengaruhi perubahan frekuensi.

b. Menggambarkan kurva respon Av fungsi F.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan macam-macam Op-Amp untuk rangkaian Low Pass

Filter Orde 1 dan 2

b. Dapat mengaplikasikan rangkaian Low Pass Filter Orde 1 dan 2 untuk

kepentingan rangkaian control elektronika.


Gambar 5.1. LPF Orde 1 Gambar 5.2. LPF Orde 2.

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor Rf=100KΩ 1 PSU 1

Resistor Rg=R1=R2=10KΩ 3 Fungsi Generator 1

Kapasitor C1=C2= 200 nF 2 Osiloskop 1


Socet T 1 BNC kabel 2


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 5.1. Low pass filter orde 1 dengan Vcc = ±12 volt.

2. Hubungkan Osiloskop CH1 input dan CH2 output.

3. Hubungkan FG dengan F=1 KHz, Aturlah amplitudo FG, amati gelombang

output (maksimum tidak cacat) catatlah bentuk gelombang Vin dan Vout pada

gambar 5.3 dan hitung beasar tegangan peak to peak (Vpp).

4. Variasikan Frekuensi seperti dalam table 5.1. catatlah besaran Vin dan Vout.

5. Rakitlah rangkaian gambar 5.2. Low pass filter orde 2 dengan Vcc = ±12 volt.

6. Ulangi langkah 2, 3, dan 4

c. Data Hasil Pengamatan LPF Orde 1

Gambar 5.3. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT LPF pada F= 1KHz

Tabel 5.1. Data Pengukuran Respon LPF orde 1

F(Hz) Vin (Vpp) Vout (Vpp) Av Av (dB)

0

5

10

50

100

500

1K

5K

10K

50K

100K

500K

1M

5M

10M


Menghitung Av dan Av(dB).

Menggambar kurva perubahan Av(dB) perubahan f (Hz), data dari table 5.1.

Gambar 5.4. kurva Respon LPF orde 1

Dari kurva respon, catat fOH (-3 dB) dan sudut kemiringan.

Tabel 5.2.

Data Pengukuran Respon LPF orde 1

fOH

Slop

d. Data Hasil Pengamatan LPF Orde 2

Gambar 5.5. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT LPF pada F= 1KHz




0

5

10

50

100

500

1K

5K

10K

50K

100K

500K

1M

5M

10M


Menggambar kurva perubahan Av(dB) terhapap f (Hz), data dari table 5.3.

Gambar 5.6. kurva Respon LPF orde 2



fOH

Slop


e. Pengelolaan Data.

1. Hitunglah Secara Teori besaran fOH dengan persamaan 1.

Tabel 5.5. Data Teori Respon LPF orde 1

fOH

Slop 20 dB/ decade

2. Hitunglah Secara Teori besaran fOH dengan persamaan 2.

Tabel 5.5. Data Teori Respon LPF orde 2

fOH

Slop 40 dB/ decade



Tabel 5.6. Pembahasan Teori dan Praktek LPF orde 1.



fOH

Slop 20 dB/ decade

Tabel 5.7. Pembahasan Teori dan Praktek LPF orde 2.



fOH

Slop 40 dB/ decade


a. LPF orde 1, Bila diinginkan fOH = 1 KHz hitunglah R1 dan C1.

b. LPF orde 1, Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai seluruh C1 diperkeil.

c. LPF orde 2, Bila diinginkan fOH = 2 KHz hitunglah R dan C.

d. LPF orde 2, Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai R1 dan C1 diperkeil.



a.

b.

c.

d.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PERCOBAAN 5.2 HIGH PASS FILTER

__________________________________________________________________


Tujuan :


b. Menggambarkan kurva respon Av (dB) fungsi F.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian High Pass Filter Orde 1.

b. Dapat mengaplikasikan rangkaian High Pass Filter Orde 1. untuk

kepentingan rangkaian elektronika.


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor Rf=100KΩ 1 PSU 1

Resistor R1 = Rg=10KΩ 2 Fungsi Generator 1

Kapasitor C1 = 0,15 F 1 Osiloskop 1



Gambar 5.1. High Pass Filter Orde 1 (HPF)

VO

Rg

_

+

–Vcc

741

+Vcc

VI

Rf

R1

C1


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 5.1. dengan Vcc = ±12 volt.



output (maksimum tidak cacat) catatlah bentuk gelombang Vin dan Vout

dan hitung beasar tegangan peak to peak (Vpp).



Gambar 5.2. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT HPF 1 pada F= 1KHz

Tabel 5.1. Data Pengukuran Respon HPF orde 1


0

5

10

50

100

500

1K

5K

10K

50K

100K

500K

1M

5M

10M



Menggambar kurva perubahan Av(dB) terhadap f (Hz), data dari table 5.1.

Gambar 5.3. kurva Respon HPF .


Tabel 5.2. Data Pengukuran Respon HPF orde 1

fOH

Slop


Hitunglah Secara Teori besaran fOH dengan persamaan 1.

Tabel 5.3. Data Teori Respon HPF orde 1

fOH

Slop 20 dB/ decade



Tabel 5.4. Pembahasan Teori dan Praktek HPF orde 1



fOH 1

Slop 20 dB/ decade



a. Bila diinginkan fOH = 2 KHz hitunglah R dan C.

b. Jelaskan apa yang terjadi bilamana nilai R1 dan C1 diperkeil.


a.

b.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PERCOBAAN 5.3 BAND PAS FILTER

__________________________________________________________________


Tujuan :



Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian Band Pass Filter.

b. Dapat mengaplikasikan rangkaian Band Pass Filter. untuk kepentingan

rangkaian elektronika.


Gambar 5.1. Band Pass Filter (BPF)

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor Rf=22 KΩ 2 PSU 1

Resistor R1=R2=Rg=2,2 KΩ 4 Fungsi Generator 1

Kapasitor C1=0,15F

C2=0,001F @ 1 Osiloskop 1




b. Langkah Praktek.




output (maksimum tidak cacat) catatlah bentuk gelombang Vin dan Vout dan

hitung beasar tegangan peak to peak (Vpp).



Gambar 5.2. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT BPF pada F= 1KHz

Tabel 5.1. Data Pengukuran Respon BPF.


0

5

10

50

100

500

1K

5K

10K

50K

100K

500K

1M

5M

10M




Gambar 5.3. kurva Respon BPF.

Dari kurva respon, catat fOL dan fOH (-3 dB)

Tabel 6.2. Data Pengukuran Respon BPF

fOL

fOH


Hitunglah Secara Teori besaran fOL dan fOH dengan persamaan 4.

Tabel 6.3. Data Teori Respon BPF

fOL

fOH



Tabel 6.4. Pembahasan Teori dan Praktek BPF.



fOL

fOH



a. Bila diinginkan fOH = 1 KHz dan fOL = 2 KHz hitunglah R dan C.

b. Jelaskan apa yang terjadi pada kurva respon hitungan no 1.


a.

b.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PERCOBAAN 5.4 STOP BAND PAS FILTER

__________________________________________________________________


Tujuan :



Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian Stop Band Pass Filter.

b. Dapat mengaplikasikan rangkaian Stop Band Pass Filter. untuk

kepentingan rangkaian elektronika.


Gambar 5.1. Stop Band Pass Filter (SBPF)

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor Rf=22 KΩ 2 PSU 1

Resistor R1=R2=Rg=2,2 KΩ 4 Fungsi Generator 1

Kapasitor C2=0,15F

C1=0,001F @ 1 Osiloskop 1




b. Langkah Praktek.




output (maksimum tidak cacat) catatlah bentuk gelombang Vin dan Vout

dan hitung beasar tegangan peak to peak (Vpp).



Gambar 5.2. Bentuk Gelombang VIN dan VOUT SBPF pada F= 10KHz

Tabel 5.1. Data Pengukuran Respon SBPF.


0

5

10

50

100

500

1K

5K

10K

50K

100K

500K

1M

5M

10M




Gambar 5.3. kurva Respon SBPF

Dari kurva respon, catat fOH dan fOL (-3 dB).

Tabel 5.2. Data Pengukuran Respon BPF

fOL

fOH


Hitunglah Secara Teori besaran fOL dan fOH dengan persamaan 4.

Tabel 5.3. Data Teori Respon SBPF

fOL

fOH



Tabel 5.4. Pembahasan Teori dan Praktek SBPF.



fOL

fOH



a. Bila diinginkan fOH = 2 KHz dan fOL = 1 KHz hitunglah R dan C.

b. Jelaskan apa yang terjadi pada kurva respon hitungan no 1.

c. Apakah nama lain SBPF.


a.

b.

c.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PRAKTEK RANGKAIAN

ELEKTRONIKA 2

Semester 4

Modul 6 RANGKAIAN SINYAL KONDISI DAN KONTROL

MATERI

Zero Span

Voltage to Current Conventer

Current to Voltage Conventer

Error Amplifier

ON-OFF Controller

Dosen Pembimbing :




TAHUN

2012


PENDAHULUAN __________________________________________________________________

1.1. Tujuan.




terkait.

1.2 Sasaran.




1.3 Deskripsi.

a. Nama Modul : Rangkaian Sinyal Kondisi dan Kontrol

b. Ruang Lingkup Isi : 1. Zero Span

2. Voltage to Current Conventer

3. Current to Voltage Conventer

4. Error Amplifier

5. ON-OFF Controller


Amp untuk rangkaian sinyal kondisi dalam mata

kuliah Praktek Rangkaian Elektronika 2


diharapkan mampu,

1. Membaca data spesifikasi dan parameter

rangkaian pengkondisi sinyal.

2. Merencanakan rangkaian aplikasi Op-Amp

untuk rangkaian pengkondisi sinyal dan

kontrol











1.4 Prasyarat

Pengetahuan





Ketrampilan



Power Supply Unit)


1.5 Petunjuk Penggunaan Modul

Untuk Siswa





percobaan.





ditetapkan.





Untuk Instruktur


e. Dosen pembimbing atau instruktur harus mempunyai catatan kemajuan



f. dosen pembimbing atau instruktur hendaknya dapat meningkatkan


g. Peserta didik ditugaskan untuk membuat rangkuman setiap modul yang

telah dipraktekkan.


1.6 Pengelolaan Data Hasil Pengukuran







yaitu :







x100%actual



TEORI DASAR RANGKAIAN SINYAL KONDISI DAN KONTROL

____________________________________________

2.1. Zero Span

Output transduser atau sensor ada kemungkinan tidak sesuai dengan range

yang diinginkan sebagai input untuk controller, komputer atau display. Misalnya

untuk input ADC dibutiuhkan sinyal dari 0 volt sampai 5 volt, sedangkan output

tranduser atau sensor hanya 2,48 V-3,9V. rangkaian zero span memungkinkan

adanya pengkonversian terhadap kondisi yang terjadi diatas. Suatu sinyal linier

melalui konventer span (slope) dan zero (sumbu koorditat Y) memungkinkan

adanya suatu parameter tegangan yang diinginkan. Sinyal yang dikonversikan

dengan rangkaian zero span akan menghasilkan sinyal yang paralel dengan sinyal

aslinya.

Sinyal yang dikondisikan merupakan sinyal input Vin, sinyal ini mendapat

penguatan sebesar –Rf/Ri. Tegangan referensi sebesar ±V diberikan pada input

yang lain yang kemudian mendapat penguatan sebesar –Rf/Ros. Sehingga output

dari Vout1 adalah sebagai berikut :

)........(1 )VR

R()V

Ri

R(V

os

fin

fout1

Sinyal Vout1 kemudian diberikan kesuatu inverting amplifier dengan penguatan

(gain) sebesar -1, sehingga persamaan berubah menjadi:

)........(2 )VR

R()V

Ri

R(V

os

fin

fout1

Persamaan 1 dapat ditulis sebagai persaman garis lurus y = mx + b

(span) Ri

Rm

f

nol)(offset

VRos

Rb

f

x

y

Gambar 2.1. kurva y = mx + b


Bentuk rangkaian zero span ditunjukan pada gambar 2.2.

5).........(

..A m dimana b mVin Vout2

Vo(min)xVo(mak)Vin(min)Vin(mak)

Vin(min)VinVout2

)........(4........................................ VRos

Rfb

bVin A Vout2

)3.....(..............................A

RfRi

Ri

RfA

Vin(mak)-Vin(min)

Vo(min) - Vo(mak)

Vin

VoA

2.2. Voltage to Current Conventer ( V to I )

Pentransmisian sinyal tegangan menimbulkan berbagai permasalahan,

salah satu masalah adalah pengurangan tegangan yang diterima beban yang

disebabkan oleh resistansi dalam pentransmisian sinyal pada jarak jauh,

temperature dan media yang dipergunakan. Sehingga dipergunakan

pentransmisian sinyal berupa arus, karena tidak ada pengurangan sinyal arus

selama pentransmisian. Mengubah sinyal tegangan menjadi sinyal arus dan

mentransmisikan akan lebih baik, tidak ada pengurangan sinyal arus yang

disebabkan oleh resistansi dalam pentransmisian. Tipe dari pengubah tegangan ke

arus bergantung dari resistansi beban, apakah beban tersebut terambang

(floatoing) atau berhubungan langsung dengan ground. Beban yang mengambang

Vout1

y = – (mx + b)

R=10KΩ

½ R

_

+

–Vcc

+Vcc

IC 741

R

10KΩ

Vout2

y = + (mx + b)

Ri

10KΩ RF =10KΩ

Rcomp

=15KΩ

_

+

-Vcc

+Vcc

Vin

IC 741

±V

Gaambar 2.2. Rangkaian Zero-Span

Ros

1KΩ


sangat dianjurkan, karena beban ini memungkinkan untuk mengaplikasikan teknik

common mode rejection pada penerima untuk mengurangi noise (gangguan) yang

terbawa pengiriman sinyal. Dalam uji coba hanya akan menggunakan beban

terambang. Seperti ditunjukan pada gambar 2.3.

2.3. Current to Voltage Conventer (Floating)

I to V Conventer adalah sebuah rangkaian yang mengubah suatu besaran

arus sebagai input, menjadi tegangan sebagai output, sesuai dengan yang

direncanakan. Pemakaian I to V dibutuhkan karena dalam pengolahan sinyal

kebanyakan berbentuk tegangan sedangkan proses pengiriman sinyal dalam

bentuk arus. Skematik rangkaian I to V diperlihatkan pada gambar 1. sedangkan

gambar 2.5. menunjukan kurva transfer.

) 8 ......( 2Rspan

Vref Vin out I

) 7 .......( Vb - Ib)2Rspan ( Vref

) 6 .......( Ia) - 2(Ib

Va - Vb Rspan

Ib

Ia

Iout

Va Vb Vin

b

a

Gambar 2.4. Kurva transfer V to I

R

R

Rspan = Rv2+R3

R1

+Vcc

Rv1

Vref

–

–Vcc

IC 741

+Vcc

+ Vin

R beban

Rv2

Gambar 2.3. Rangkaian V to I beban floating

I out

BC107

Vx

VR


) 9 ........( Vz R I Ri

Rf Vout span

Dari kurva transfer gambar 2.6. untuk menentukan Va dan Vb dapat diperoleh

dengan rumus sebagai berikut:

) 11 ........( Vz R Ib Ri

Rf Vb

) 10 ........( Vz R Ia Ri

Rf Va

span

span

Dari persamaan (10) dan (11) akan diperoleh :

Ia)-Ib ( R Ri

Rf Va -Vb

) R Ia Ri

Rf ( - ) R Ib

Ri

Rf ( Va - Vb

span

spanspan

Untuk menetukan nilai Rspan dan Vz adalah :

Vb

Va

V

Ia Ib I

b

a

Gambar 2.6. Kurva transfer I to V

Rf

Gaambar 2.5. Rangkaian Floating I to V

Ri

Ri

Vz

Rf

Rspan

Vout

–Vcc

+Vcc

+

IC 741

_

I

Rpot << Rf

Ri >> Rspan

–Vcc

+Vcc

+

IC 741

_ +Vcc

Rpot

–Vcc


) 13 ........(Rspan Ia Ri

Rf-VaVz

) 12 (..........

Ia-Ib Ri

Rf

Va - Vb Rspan

2.4. Error Amplifier

Semua system controller harus terlebih dahulu menentukan sinyal sinyal

error, persamaan 1 menunjukan sinyal error

E = SP – PV …. (1)

(E) Error adalah perbedaan nilai antara tegangan (SP) Set Point dan nilai actual

(PV) Proses variable. Ketika nilai actual sangat kecil maka tegangan error akan

positif dan tegangan error yang negative menandakan bahwa nilai actual lebih

besar dari nilai yang direncanakan. Rangkaian sinyal error dapat dirancang dengan

beberapa cara, diantaranya dengan rangkaian differensial amplifier seperti

ditunjukan pada gambar 2.1, rangkaian differensial amplifier memiliki dua input

yaitu SP yang menandakan nilai proses yang direncanakan, kemudian PV nilai

yang sebenarnya atau actual dari hasil output rangkaian sensor.

2.5. ON-OFF Controllers

Rangkaian ON/OFF Controller ini mempunyai output yang sepenuhnya

ON atau sepenuhnya OFF. Hal ini diperlukan untuk mengoperasikan atau

menghentikan suatu proses kerja secara menyeluruh. Aplikasi rangkaian ON/OFF

Controler ini banyak dijumpai pada prose pabrikasi antara lain ialah

RpotR

VV Verror maka

RRR Jika

)........(2 )V(VR

RVerror

PVSP

21

PVSP

1

2

R2

R

_

+

–Vcc

+Vcc

IC 741

Verror

Gaambar 2.1. Rangkaian Error Amplifier

R1

R1

±VPV

+Vcc

VSP


pengoperasian dua buah valve pada sebuah tangki yang berisi bahan kimia.

Tangki yang terlalu penuh dapat mnyebabkan bahaya, sedang tangki yang kosong

dapat menimbulkan kerusakan. Oleh sebab itu dibutuhan suatu controller yang

dapat mengatur kapan valve membuka dan kapan valve menutup secara otomatis.

ON/OFF controller memiliki deadband atau hysteresis, bentuk ilustrasi ditunjukan

pada gambar 2.2.

Jika Verror > Vsat, Vo1 akan saturasi negatif dan Vo2 saturasi positif

Jika Verror < Vsat, Vo1 akan saturasi Positif dan Vo2 saturasi negatif

Deadband atau hysteresis = E = Vsat ….. (3)

Vsat = Vcc = Vo1

12

2

RR

R

Verror = Vsp – Vpv ………..(4)

Vo1 = -Vo2

Pemasangan dioda zener pada output Vo2 bertujuan untuk membatasi tegangan

keluaran output Vo2 menjadi :

Vo2 positif maka dioda bekerja pada mode reverse bias dimana tegangan

keluaran sama dengan Vz. Pada saat Vo2 negatif maka dioda bekerja forward bias

dimana tegangan keluaran merupakan tegangan dioda Vd = 0,7 V.

a b c

E 0 +E Error

g f d e

Controller Output

100%

Gambar 2.2. Kurva Transfer Hystereris ON/OFF


Bentuk rangkaian elektronik dari ON/OFF controller dapat dilihat pada

gambar 2.3. Op-amp pertama adalah error amplifier, untuk menghasilkan output

sinyal error yang diberikan kepada op-amp kedua. Op-Amp kedua adalah

komparator dengan hysteresis dan op-amp ketiga adalah inverting untuk

membalikan level tegangan.

Gambar 2.3. ON/OFF controller

V02 _

+

–Vcc

IC 741

+Vcc V01

_

+

–Vcc

IC 741

R1

R2

+Vcc

VSP

_

+

–Vcc

IC 741

VERROR

R

R

+Vcc

R

1 K

VPV

R


PERCOBAAN 6.1 ZERO SPAN

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mempraktekkan cara kerja dari zero span dalam rangkaian summing

inverting.

b. Membuat diagram alir cara kerja dari zero span.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian pengkondisian sinyal

analog dalam rangkaian zero-span.


3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 10KΩ 5 buah Power Supply Dual Trace 1 buah

Rcomp 15KΩ 1 buah Power Supply single trace 1 buah

Resiator ½ R 5KΩ 1 buah Multimeter 1 buah

Potensiometer Ros 100KΩ 1 buah Proto Board 1 buah

Potensiometer Ri 10KΩ 1 buah Kabel Penghubung


Vout1

y = – (mx + b)

R=10KΩ

½ R

_

+

–Vcc

+Vcc

IC 741

R

10KΩ

Vout2

y = + (mx + b)

Ri

10KΩ RF =10KΩ

Rcomp

=15KΩ

_

+

-Vcc

+Vcc

Vin

IC 741

±V

Gaambar 6.1. Rangkaian Zero-Span

Ros

1KΩ


b. Langkah Praktek.

1. Buatlah rangkaia seperti gambar 6.1. di papan percobaan.

2. Spesifikasi rangkaian, Variasi Vin 1 s/d 3 volt dan variasi Vout 0 s/d 5 volt

3. Hitunglah besar harga Ros dan Rin sesuai spesifikasi rangkaian yang

direncanakan dengan persamaan (3 dan 4). Catatlah dalam table 6.2.

4. Atur potensiometer Ros dan Rin sesuai hasil perhitungan no 3.

5. Hubungkan PSU dengan Vcc ±12Volt dan tegangan offset V = -12V

6. Vin = 1 volt ukurlah Vout2 dan catatlah pada table 6.1. pengumpulan data.

7. Ulangi no 6. untuk Vin seperti dalam table 6.1.

Vin(mak)-Vin(min)

Vo(min) - Vo(mak)

Vin

VoA

)3.....(..............................A

RfRi

Ri

RfA

bVin A Vout2

5 = 2.5(1) + b

5 = 2.5 + b

5 – 2.5 = b

2.5 = b

)........(4........................................ VRos

Rfb



Tabel 6.1. Data Pengukuran

Langkah Vin (Volt) Vout2 (Volt)

1 1 0

2 1,25 0.431

3 1,5 0.931

4 2 1.93

5 2,25 2.43

6 2,5 2.93

7 2,75 3.43

8 3 4


Tabel 6.2. Harga Ros dan Rpv hasil perhitungan.

Ros Rpv

48KΩ 4KΩ

Hitunglah Secara Teori besaran Vout2 untuk besaran Vin dalam table 6.3. dengan

rumus dari persamaan (5) catalah hasil perhitungan dalam table.

Tabel 6.3. Data Perhitungan Zero Span.

.(5)..........A m dimana b mVin Vout2

Dik A = -2.5

B = 2.5

Langkah Vin (Volt) Vout2 (Volt)

1 1 0v

2 1,25 0.625

3 1,5 1.25


4 2 2.5

5 2,25 3.125

6 2,5 3.75

7 2,75 4.375

8 3 5



Tabel 3.4. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Vsp 3 volt

Vin (Volt) Vout2 (Volt) (%)


Teori Praktek

1 0 0

1,25 0.625 0.531

1,5 1.25 1.131

2 2.5 2.43

2,25 3.125 2.93

2,5 3.75 3.53

2,75 4.375 4.33

3 5 4.9


a. Jelaskan apa yang terjadi bila range Vin (max) melebihi tegangan Vcc.

b. Jelaskan dimana aplikasi Zero Span dipergunakan.



A. jika Vin (max) melebihi tegangan Vcc maka Vout2 akan dibatasi sebesar 12

V atau sama dengan mendekati Vcc.

B.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 6.2 VOLTAGE TO CURREN CONVENTER

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur perubahan tegangan menjadi arus.

b. Membuat diagram alir cara kerja rangkaian pengubah tegangan menjadi

arus

c. Membandingkan hasil pengamatan dengan hasil perhitungan.

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian pengubah tegangan

menjadi arus

b. Menentukan dan memilih komponen berdasarkan standar.


Gambar 6.1. Rangkaian V to I beban floating

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor R = 1 MΩ 2 buah Multimeter 1

Resistor R1 = 100 Ω 1 buah PSU 1

Potensiometer Rv1 = 1kΩ 1 buah Papan Percobaan 1

Potensiometer Rv2 = 500Ω 1 buah

Transistor BC107 1 buah



b. Langkah Praktek.

1. Spesifikasi rangkaian: Tegangan input (Vin) -5V s/d 10V dan Arus output

(Iout) 4 s/d 20 mA.

2. Hitunglah besaran Nilai Rspan dan Vref pergunakan persamaan (6) dan

(7)

3. Rakitlah rangkaian gambar 6.1. pada protoboard.

4. Hubungkan Vcc = ±15 volt. dan atur Rspan dan Vref sesuai perhitungan

(2)

5. Mulailah dengan kondisi Vin = -5V

6. Ukurlah Tegangan Iout, catatlah hasil pengukuran pada table 6.1. data

pengukuran .

7. Ulangi untuk kondisi Vin seperti dalam table 6.1.


Tabel 6.1. Data Pengukuran V to I

Vin

(volt) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Iout

(mA) 2.04 2.87 3.70 4.54 5.37 6.20 7.04 7.87 8.70 9.53 10.4 11.2 12 12.9 13.7 14.5


Tabel 6.2. Data Perhitungan Rspan dan Vref

Rspan = Rv2 + R1

Rspan = 500Ω + 100Ω = 600Ω

Vref = VRv1

Vref = 15 V x = 7.5 V

Rspan (Ω) 600

Vref (Volt) 7.5


Menghitung Iout untuk variasi tegangan seperti dalam table 6.3. dengan

Persamaan 8.

) 8 ......( 2Rspan

Vref Vin out I

Dik Vref = 7.5V

Rspan = 600 Ω

Tabel 6.3. Data Perhitungan V to I

Vin

(volt) -5 -4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Iout

(mA)

2.

08

2.

91

3.

75

4.

58

5.

42

6.

25

7.

08

7.

92

8.

75

9.

58

10.

41

11.

25

12.

08

12.

91

13.

75

14.

58



Tabel 4.4. Pembahasan Teori dan Praktek Rangkaian V to I

Vin

(Volt)

Iout (mAt) (%)


Teori Praktek

-5 2.08 2.04

-4 2.91 2.87

-3 3.75 3.70

-2 4.58 4.54

-1 5.42 5.37

0 6.25 6.20

1 7.08 7.04

2 7.92 7.87

3 8.75 8.70

4 9.58 9.53

5 10.41 10.4


6 11.25 11.2

7 12.08 12

8 12.91 12.9

9 13.75 13.7

10 14.58 14.5


1. Jelaskan keuntungna dan kerugian beban floating dengan beban terground.

2. Jelaskan dimana aplikasi V to I dipergunakan.


a.

b.


7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 6.3 CURREN TO VOLTAGE CONVENTER FLOATING

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Mengukur tegangan output dari variasi arus input.


Manfaat :

a. Dapat Memahami cara kerja rangkaian pengubah arus menjadi tegangan

b. Dapat mengaplikasikan Op-Amp 741 untuk rangkaian pengubah arus

menjadi tegangan

c. Mengetahui karakteristik dalam rangkaian pengubah arus menjadi

tegangan


Gambar 6.1. Rangkaian Floating I to V

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor Ri = 2,2 KΩ 2 buah PSU Dual Trace 1 buah

Resistor Rf = 22 KΩ 2 buah PSU Single Trace 1 buah

Potensiometer Rspan = 500Ω 1 buah Multimeter 1 buah

Potensiometer Rpot = 10 KΩ 1 buah Proto Board 1 buah

IC Op-Amp 741 2 buah Kabel Penghubung 1 buah


b. Langkah Praktek.

1. Spesifikasi rangkaian, Arus sinyal 4 s/d 20 mA dan voltage sinyal 0 s/d 5

2. Hitunglah besaran nilai Rspan, Rpot dan Vz catatlah dalam table 6.2.

3. Hitunglah tegangan output untuk arus I = 4 mA s/d 20 mA, isilah table 6.3.

4. Rakitlah rangkaian gambar 6.1 pada protoboard, Aturlah Vcc = ±12 volt.

5. Setting Rspan sesuai perhitungan (2)

6. Setting Rpot sehingga Vz = sesuai dengan perhitungan (2)

7. Mulailah dengan kondisi I = 4 mA dan ukurlah tegangan output, catatlah

dalam table 6.1.

8. Ulangi untuk nilai I seperti dalam table 6.1.


Tabel 6.1. Data Pengukuran I to V

I

(mA) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Vo

(Volt) 4.9 5.9 6.3 6.6 6.9 7.2 7.5 7.8 8.1 8.4 8.7 9 9.3 9.6 9.9 10.2 10.5


Hitunglah Secara Teori besaran Rsapn dan Vz dengan Persamaan 12 dan 13.

Mencari harga Rspan dan Vz, catatlah dalam table 6.2

Tabel 6.2. Hasil Perhitungan Rspan dan Vz.

Spesifikasi rangkaian, Arus sinyal 4 s/d 20 mA dan voltage sinyal 0 s/d 5

) 12 (..........

Ia-Ib Ri

Rf

Va - Vb Rspan

Rspan =

) 13 ........(Rspan Ia Ri

Rf-VaVz

Vz =

Rspan (Ω)

Vz (Volt)

Hitunglah Secara Teori besaran Vo dengan Persamaan 9.

Mencari harga Vo, catatlah dalam table 6.3.


Tabel 6.3. Data Perhitungan I to V

) 9 ........( Vz R I Ri

Rf Vout span

I

(mA) 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Vo

(Volt) 5 5.31 5.63 5.94 6.25 6.56 6.87 7.19 7.5 7.81 8.125 8.44 8.75 9.06 9.37 9.69 10



Tabel 6.4. Pembahasan Teori dan Praktek I to V

I (mA) Vo (Volt) (%)


Teori Praktek

4 5 4.9

5 5.31 5.9

6 5.63 6.3

7 5.94 6.6

8 6.25 6.9

9 6.56 7.2

10 6.87 7.5

11 7.19 7.8

12 7.5 8.1

13 7.81 8.4

14 8.125 8.7

15 8.44 9

16 8.75 9.3

17 9.06 9.6

18 9.37 9.9

19 9.69 10.2

20 10 10.5


Menggambar kurva Transfer I to V hasil perhitungan dan pengukuran

Gambar 6.2. kurva transfer I to V


a. Jelaskan apa yang terjadi bilamana Ri < Rspan.

b. Jelaskan apa yang terjadi bilamana Rpot > Rf.


a. jika Ri<Rspan maka Vout akan jauh lebih besar bahkan seperti dikuatkan 2.5

kali

b.


7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,


( …………………………….. ) ( ………..…………........……….. )

NIP : NIM :


PERCOBAAN 6.4 ERROR AMPLIFIER

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Merencanakan dan mempraktekkan rangkaian control analog dengan

menggunakan error amplifier.

b. Membuat diagram alir unjuk kerja dari error amplifier

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk pengkondisian sinyal dalam

rangkaian error amplifier.

b. Dapat menggunakan parameter-parameter error amplifier.

3.2. Rangkaian Praktek.

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.



Resistor R=R1=R2 = 22 KΩ 4 Multimeter 1

Potensiometer Rsp= 50KΩ 4 PSU 1


R2

R

_

+

–Vcc

+Vcc

IC 741

Verror

Gaambar 6.1. Rangkaian Praktek Error Amplifier

R1

R1

±VPV

+Vcc

VSP


b. Langkah Praktek.

1. Rakitlah rangkaian gambar 6.1. di papan percobaan dengan Vcc = ±12 volt.

2. Atur potensiometer Vsp, Tentukan Tegangan Vsp sebesar 3 volt

3. Variasikan Tegangan Vpv sesuai table 6.1.

4. Ukurlah Tegangan Vout atau Verror dan catatlah pada table

5. Ulangi no 2. untuk Vsp 5 volt, seperti dalam table 6.1.


Tabel 6.1. Data Pengukuran

Vpv

(Volt)

Vsp = 3 Volt Vsp = 5 Volt

Vout (Volt) Vout (Volt)

1 1.99 4.06

2 0.99 3.06

3 -0.5 2.06

4 -1 1.06

5 -2 0.5

6 -3 -1

7 -4 -1.9


Hitunglah Secara Teori besaran Vout untuk Vsp = 3 Volt dan Vsp = 5 Volt

dengan rumus dari persamaan 1 dan 2. catalah hasil perhitungan dalam table 6.2.

Tabel 6.2. Data Perhitungan

)........(2 )V(VR

RVerror PVSP

1

2

Karena R = R1 = R2maka gunakan rumus

PVSP VV Verror

Vpv (Volt) Vsp = 3 Volt Vsp = 5 Volt

Vout (Volt) Vout (Volt)

1 2 4

2 1 3

3 0 2

4 -1 1


5 -2 0

6 -3 -1

7 -4 -2




Vpv (Volt) Vo (Volt) (%)


Teori Praktek

1 2 1.99

2 1 0.99

3 0 -0.5

4 -1 -1

5 -2 -2

6 -3 -3

7 -4 -4


Vpv (Volt) Vo (Volt) (%)


Teori Praktek

1 4 4.06

2 3 3.06

3 2 2.06

4 1 1.06

5 0 0.5

6 -1 -1

7 -2 -1.9



a. Jelaskan apa yang terjadi bila Tegangan Prose Variable melebihi tegangan

Vcc.

b. Jelaskan dimana aplikasi error amplifier dipergunakan.


a. jika tegangan probe variabel (Vpv) melebihi tegangan Vcc maka Vout yang

dihasilkan akan semakin kecil.

b.

7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


PERCOBAAN 6.5 ON-OFF CONTROLLER

__________________________________________________________________


Tujuan :

a. Merencanakan dan mempraktekkan rangkaian ON/OFF controller.

b. Mengukur tegangan Verror, Vo1 dan Vo2 untuk variasi Vpv

Manfaat :

a. Dapat menggunakan Op-Amp 741 untuk rangkaian ON/OFF controller

b. Dapat menggambarkan bentuk deadband atau hysteresis rangkaian

ON/OFF controller


Gambar 4.1. Rangkaian ON/OFF Controller

3. Metoda Praktek.

a. Bahan dan Alat.


Resistor 22 KΩ 4 Multimeter 1

Resistor 100 KΩ 10 KΩ @ 1 PSU 1

Potensiometer 5 KΩ 2 Papan Percobaan 1

IC Op-Amp 741 3

Dioda Zener 9,1 1


b. Langkah Praktek.


2. Atur potensiometer Vsp, Tentukan Tegangan Vsp sebesar 5 volt

3. Variasikan Tegangan Vp

4. v sesuai table 6.1.

5. Ukurlah Tegangan Vo1, Vo2, Verror dan catatlah pada table 6.1


Tabel 6.1. Data Pengukuran ON/OFF Controller

Vpv (V) Verror(V) Vo1 (V) Vo2 (V)

0 5.02 -11.1 8.25

2 3.02 -11.1 8.25

3 2.02 -11.1 8.25

5 0 -11.1 8.25

6 -0.9 11.1 -8.25

7 -1.9 11.1 -8.25

8 -2.9 11.1 -8.25


Hitunglah Secara Teori besaran deadband atau histeresis untuk rangkaian

ON/OFF controller dengan persamaan 3, Hitunglah Secara Teori besaran Verror,

Vo1 dan Vo2 untuk rangkaian ON/OFF controller, dengan persamaan 4. catalah

hasil perhitungan dalam table 6.2.

Vsat = Vcc = Vo1 = 12 V

12

2

RR

R

Maka hysteresis = E = Vsat ….. (3)

= 0.09 x 12 = 1.08

Verror = Vsp – Vpv ………..(4)

Dimana Vsp = 5V

Jika Verror > Vsat, Vo1 akan saturasi negatif dan Vo2 saturasi positif

Jika Verror < Vsat, Vo1 akan saturasi Positif dan Vo2 saturasi negatif


Dimana βVsat = 1.08

Tabel 6.2. Data Perhitungan ON/OFF Controller

Deadband Vpv (V) Verror(V) Vo1 (V) Vo2 (V)

0 5 -12 12

2 3 -12 12

3 2 -12 12

5 0 12 -12

6 -1 12 -12

7 -2 12 -12

8 -3 12 -12



Tabel 6.3. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Verror

Vpv (Volt) Verror (Volt) (%)


Teori Praktek

0 5 5.02

2 3 3.02

3 2 2.02

5 0 0

6 -1 -0.9

7 -2 -1.9

8 -3 -2.9

Tabel 4.4. Pembahasan Teori dan Praktek untuk Vo1

Vpv (Volt) Vo1 (Volt) (%)


Teori Praktek

0 -12 -11.1

2 -12 -11.1

3 -12 -11.1

5 12 11.1

6 12 11.1

7 12 11.1

8 12 11.1

Tabel 4.5. Pembahasan Teori dan Praktek untuk V02t


Vpv (Volt) Vo2 (Volt) (%)


Teori Praktek

0 12 8.25

2 12 8.25

3 12 8.25

5 -12 -8.25

6 -12 -8.25

7 -12 -8.25

8 -12 -8.25


a. Jelaskan yang menyebabkan perbedaan Vo1 teori dan pengukuran.

b. Jelaskan apa yang terjadi bilamana rangkaian tanpa dioda zener..

c. Jelaskan Kesimpulan dari Praktek.


a.

b.jika pada rangkaian tidak terdapat diode zener maka aka nada arus feedback

sehingga tegangan pada Vo1 nilainya akan sama dengan Vo2 tetapi

polaritasnya berbeda.


7. Kesimpulan

Mengetahui : Depok,



NIP : 19590503 198803 1003 NIM : 13 110 100 40


DAFTAR PUSTAKA

Paul B.Zbar, 1990 Industrial Elektronics, McGraw-Hill, New York

GL. Ginsberg, 1980 A User”s Guide to Selecting Electronic Components,

Philadelphia.

Robert B, 1992 Electronic Device and Circuit Theory, fifth Edition, New Jersey

J. Michael 1989 Industrial Control Electronics, Aplications and Design, USA

Final Destination

Documents

Transcript of Final Destination