1. Prakt Re2 - Draft.pdf

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 1 Common Base Amplifier

1.

Tujuan

:

Memahami dan mengukur besar penguatan tegangan dan respon frekuensi rangkaian penguat common base suatu transistor BJT.

2.

Tinjauan Teori: Rangkaian penguat common base dapat digambarkan sebagai berikut: VEE -

VCC

RE

RC

Vin

Vout E

C

Gambar 1.1 Rangkaian Penguat Common Base Diode Base-Emiter dibias forward oleh supply –VEE, sedang supply VCC membias reverse diode Base-Collector. Persamaan arus dan tegangannya adalah sbb:

Dengan menggunakan analisa ac, rangkaian diatas dapat digambarkan sebagai berikut: E

Vin

RE

r'e

C

Vout

RC

Gambar 1.2 Rangkaian ekivalen ac penguat common base Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

1

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Tegangan input dan output ac adalah sebagai berikut :

Common base jarang digunakan sebagai amplifier karena memiliki impedansi input yang sangat rendah.

Karena nilai RE biasanya jauh lebih besar dari r’e Dimana Dengan nilai impedansi input yang sangat kecil, maka rangkaian akan membebani sumber sinyal ac (vin). Hal ini menyebabkan common base jarang digunakan pada frekuensi rendah. Rangkaian common base sering digunakan pada pemakaian frekuensi diatas 10MHz karena biasanya impedansi dalam sumber sinyal juga kecil.

3.

4.

Peralatan Percobaan

:

-

DC Power Supply (2 buah)

-

DC mili Ammeter

-

Function Generator

-

Breadboard

-

Transistor 2SC535 / 2SC373 / 2SC828 / 2SC829

-

RC = 470, 1K, 2k2; RE = 4K7

-

C1 = 10uF, C2 = 10uF

Prosedur Percobaan

:

4.1 Pengukuran Penguatan Tegangan 1. Rangkailah gambar 1.3 pada breadboard. Gunakan Vcc 10 volt, VEE -10 volt, RE = 4K7, RC = 470. 2. Ukur besar arus IC DC dengan menggunakan mili amperemeter DC. Hitung besar

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

2

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Lepas DC mili amperemeter dari rangkaian. Sambungkan resistor RC dengan transistor. 4. Atur function generator sebesar 50 mV (pp) dengan frekuensi 10 kHz dan hubungkan ke rangkaian. - VEE

VCC

RC RE mA

E

C Vout

Vin

Gambar 1.3 Rangkaian Common Base

5. Dengan menggunakan oscilloscope ch1 pada vin, ch2 pada vout, gambar dan ukur tegangan vin - vout-nya. 6. Hitung penguatan tegangan-nya dan isikan hasilnya pada tabel 1.1. 7. Bandingkan dengan perhitungan secara teori. 8. Gantilah RC dengan resistor 1 K dan 2K2 berturut-turut dan ulangi langkah 3-6. Tabel 1.1 Penguatan Tegangan RE ()

IC = IE (mA)

Tegangan Output (volt) Pengukuran Perhitungan

470 1K 2K2

4.2 Frekuensi Respon Suatu Penguat Tegangan 1. Gunakan rangkaian pada percobaan 4.1 dengan Vcc 10 volt, VEE -10 volt, RE = 4K7 dan RC 1K. 2. Ukur besar arus IC DC dengan menggunakan mili amperemeter DC. Hitung besar 3. Lepas DC mili amperemeter dari rangkaian. Sambungkan resistor RC dengan transistor. 4. Atur function generator (vin) sebesar 50 mV (pp) dengan frekuensi 100 Hz dan hubungkan ke rangkaian. Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

3

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

5. Dengan menggunakan oscilloscope ch1 pada vin, ch2 pada vout, ukur besar tegangan vout ac-nya. Isikan hasilnya pada tabel 1.2. 6. Ubah frekuensi function generator seperti pada tabel 1.2. Jaga agar amplitudo vin selalu konstan dan ukur vout-nya. 7. Lengkapi tabel 1.2. Gambarkan kurva respon frekuensinya pada kertas grafik. Tabel 1.2 Frekuensi Respon Common Base Frekuensi (Hz)

Vout (mV)

Av=Vout / Vin

100 1K 10 K 20K 50 K 100 K 200 K 500 K 1M 5M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

4

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 2 Common Collector Amplifier

5. Tujuan

:

Memahami dan mengukur besar penguatan tegangan dan respon frekuensi rangkaian common collector suatu BJT.

6. Tinjauan Teori : Suatu penguat common collector dapat digambarkan sebagai berikut: VCC

RB

B E

Vin

Vout RE

Gambar 2.1 Rangkaian common collector

Dengan menggunakan analisa ac, rangkaian diatas dapat digambarkan sebagai berikut:

B

E

Vin RB

re'

Vout RE

Gambar 2.2 Rangkaian ekivalen ac penguat common collector Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

5

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Pada bagian input, tahanan basis (RB) relatif besar sekali, sehingga rangkaian pada sisi input seolah-olah terbuka. Semua arus input lewat tahanan emiter (RE). Tegangan input sama dengan tegangan drop di tahanan RE:

Vin  ie  (re' RE )

2.1

tahanan re’ adalah tahanan yang muncul di diode emitor sebagai akibat pemberian bias ac, besarnya adalah re'

25mV . Ic

Jika output dari rangkaian diambil pada sisi emiter, maka tegangan output sama dengan tegangan drop di tahanan emiter (RE), yaitu:

Vout  ie  RE

2.2

Sehingga penguatan total dari penguat common collector adalah: Av 

Vout ie  RE  1 Vin ie  (re' RE )

7. Peralatan Percobaan

:



DC Power Supply



DC mili Ammeter



Function Generator



Breadboard



Transistor 2SC535 / 2SC373 / 2SC828 / 2SC829



RE = 470, 1K, 2K2; RB = 150K



C1 = 10uF, C2 = 10uF

8. Prosedur Percobaan

2.3

:

4.1 Pengukuran Penguatan Tegangan 1. Rangkai gambar 2.3 pada breadboard. 2. Ukur besar arus IC DC dengan mili amperemeter DC. Hitung besar re1. 3. Lepas mili amperemeter DC dari rangkaian, kopling langsung kaki kolektor pada power supply.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

6

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

mA

10 volt

150K

B E

Vin

Vout RE

Gambar 2.3 Rangkaian common collector

4. Atur function generator sebesar 1V(pp) dengan frekuensi 1KHz, dan hubungkan ke rangkaian. 5. Pasang RE = 470 pada kaki emiter – ground. 6. Dengan menggunakan oscilloscope channel 1 pada vin, channel 2 pada vout, ukur besar vout-nya. Isikan hasilnya pada tabel 2.1. Gambarkan vin – vout dalam satu sumbu. 7. Hitung penguatan tegangan-nya ( Av 

Vo ) dan isikan hasilnya pada tabel 2.1. Vin

8. Gantilah RE dengan RE =1K dan 2K2 dan ulangi langkah 6 – 7. Lengkapi tabel 2.1. Tabel 2.1 Hasil pengukuran penguatan tegangan Voltage Gain (Av) RE ()

Pengukuran

Perhitungan

470 1K 2K2

4.2 Frekuensi Respon Common Collector 1. Gunakan rangkaian pada percobaan sebelumnya ( gambar 2.3). 2. Pasang RE = 1K pada emiter – ground

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

7

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Atur function generator sebesar 1V (pp) dengan frekuensi 100Hz sampai 1MHz. Jagalah agar vin selalu konstan 1Vpp. Oscilloscope channel 1 pada vin, channel 2 pada vout, ukur besar vout-nya. Lengkapi tabel 2.2. 4. Gambarkan kurva respon frekuensinya pada kertas grafik. Tabel 2.2 Frekuensi Respon Frekuensi (Hz)

Vout (mV)

Av=Vout / Vin

100 500 1K 5K 10 K 50 K 100 K 500 K 1M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

8

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 3 Cascade (Multi Stage) Amplifier

1. Tujuan

:

Memahami dan mengukur penguatan tegangan dan respon frekuensi rangkaian multi stage amplifier.

2. Tinjauan Teori: Jika dua penguat dihubungkan sedemikian rupa sehingga sinyal output dari tingkat pertama bekerja sebagai sinyal input bagi penguat tingkat kedua, maka penguat seperti ini dikatakan disusun secara cascade. Penguat disusun secara bertingkat dengan tujuan untuk memperbesar gain dari penguat tunggal.

vin

A1

A2

vout

LOAD

Gambar 4.1 Blok diagram dari penguat cascade

Gain dari rangkaian diatas dinyatakan dengan : Av 

Vout  A1  A2 Vin

4.1

Dimana A1 dan A2 adalah gain tegangan dari masing-masing unit penguat. Gambar 4.2 menunjukkan penguat cascade dua tingkat. Kapasitor C1 (kapasitor kopling) menghubungkan sinyal input ke transistor Q1 dan C3 menghubungkan sinyal output Q1 menjadi sinyal input Q2. Dalam menghubungkan dua penguat, pengaruh input tingkat kedua pada resistansi output dari tingkat pertamanya harus dipertimbangkan. Pada rangkaian gambar 4.2, penguatan tegangan transistor Q2 sebesar : Av2 = - R7/ (re’2 + R8//R9)

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

9

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Av 2  

R6 (1   )  (re 2 ' )

4.2 10V

R1

R3

R5

R7 C5

C3 C1

Vout C2

C4

Vin

R2

R4

R6

R8

R9

Gambar 4.2 Penguat cascade dua tingkat Sedang penguatan tegangan untuk Q1 sebesar Av1 = (R3//R5//R6//B (re’2 + R8//R9)) / re’1 4.3 Sehingga gain tegangan untuk penguat cascade dinyatakan sebagai berikut: Av = Av1 x Av2 =

3. Peralatan Percobaan

:



Modul Penguat Cascade



Oscilloscope



DC Power Supply



Function Generator

4. Prosedur Percobaan

:

4.1 Pengukuran Penguatan Tegangan Single Stage Amplifier (terminal 2 – 3 open). 1.

Siapkan modul praktikum cascade amplifier. Rangkai rangkaian seperti gambar 4.3.

2.

Atur function generator pada tegangan 40 mV pp 1kHz, dan sambungkan pada 1 – 1’.

3.

Hubungkan oscilloscope channel 1 pada 1 – 1’ dan channel 2 pada 2 – 2’. Amati dan gambar vin – vout pada kertas grafik (dalam satu sumbu).

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

10

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

10V

10K

500

10K

1K C5

C3

4

C1 1 C2

C4 Vout

Vin 1'

10K

2K5

10K

5K

200

4'

2' / 3' 2

3

Gambar 4.3 Rangkaian percobaan penguat cascade

4.

Ukur tegangan output Q1 pada 2 – 2’. Hitung besar penguatan Av1

5.

Lepas function generator dari 1 – 1’ dan sambungkan pada 3 – 3’.

6.

Hubungkan oscilloscope channel 1 pada 3 – 3’ dan channel 2 pada 4 – 4’. Amati dan gambar vin – vout pada kertas grafik (dalam satu sumbu).

7.

Ukur tegangan output Q2 pada 4 – 4’. Hitung besar penguatan Av2

4.2 Pengukuran Penguatan Tegangan Cascade Amplifier 1.

Gunakan rangkaian pada percobaan sebelumnya (percobaan 4.1). Hubungkan terminal 2 – 3.

2.

Atur function generator pada tegangan 40 mV pp 1KHz, dan sambungkan pada 1 – 1’.

3.

Hubungkan oscilloscope channel 1 pada 1 – 1’ dan channel 2 pada (2=3) – 2’. Amati dan gambar v1 – v2 pada kertas grafik. Kemudian pindah channel 2 pada 4 – 4’ dan gambarkan v4 pada gambar tersebut.

4.

Ukur tegangan output Q1 pada (2=3) – 2’ dan tegangan output Q2 pada 4 – 4’. Hitung penguatan Av1, Av2 dan Av.

4.3 Respon Frequency (terminal 2 – 3 short, v1 = 10mV rms) 1.

Gunakan rangkaian pada percobaan 4.2 (terminal 2 – 3 dihubungkan)

2.

Atur function generator pada tegangan vin 40 mV pp dan sambungkan pada 1 – 1’.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

11

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3.

Hubungkan oscilloscope channel 1 pada 1 – 1’ dan channel 2 berpindah – pindah dari terminal 2 – 2’ bergantian ke terminal 4 – 4’.

4.

Atur frekuensi function generator seperti tabel 4.1 dan lengkapi tabel tersebut.

Tabel 4.1 Hasil pengukuran frekuensi respon Freq (Hz)

v2 (2 – 2’)

V4 (4 – 4’)

Av1 (v2/v1)

Av2 (v4/v2)

AV (v4 /v1)

AV (Av1 x Av2)

100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

12

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 4 Amplifier Kelas A

1. Tujuan

:

Memahami operasi dari rangkaian penguat daya kelas A dan menghitung penguatan dayanya.

2. Tinjauan Teori : Kelas A adalah cara yang biasa untuk menggunakan transistor dalam rangkaian linear karena dia menghasilkan rangkaian bias yang paling stabil dan paling sederhana. Kelas A memerlukan rating daya PD(maks) dua kali daya beban, mempunyai titik stasioner atau aliran arus tanpa sinyal 50% IC(sat) jika titik Q ditengah-tengah. Klas A memiliki sifat sudut konduksi 360o dan efisiensi maksimal dicapai bila titik kerja ada di tengah-tengah garis beban. Gambar 4.1 menunjukkan rangkaian sederhana dari amplifier klas A. Vcc

R1

RC

vin

RL

R2 RE

R3

Gambar 4.1. Rangkaian amplifier klas A

Dari rangkaian gambar 5.1, besarnya arus saturasi dan tegangan cutoff ditunjukkan oleh persamaan berikut : 4.1 4.2 Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

13

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Kelas A akan optimal penguatan dayanya bila titik kerja Q ada di tengah-tengah garis beban. 4.3 4.4 Sehingga : 4.5 Daya output pada amplifier klas A adalah sebagai berikut : 4.6 Daya output maksimal (titik kerja tepat di tengah-tengah garis beban sebesar : 4.7 Dengan daya input DC yang diberikan kepada penguat sebesar : 4.8 maka efisiensinya akan sebesar : 4.9

Efisiensi adalah rasio antara daya output terhadap daya inputnya. Efisiensi menunjukkan seberapa bagus sebuah penguat mengkonversi daya DC dari catu menjadi daya output ac. Semakin tinggi efisiensi semakin bagus penguat tersebut. Diperoleh efisiensi maksimal (

) penguat kelas A hanya sebesar 25%.

3. Peralatan :  Function Generator  DC Power Supply  Oscilloscope  Electronic Voltmeter  DC Voltmeter  Resistor 10K, 5K, 1K dan 100 ohm  Potensiometer 1 k

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

14

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

4. Prosedur Percobaan

:

1.

Dengan menggunakan gambar 4.2, rangkai rangkaian tersebut pada breadboard.

2.

Atur RC agar VCEQ = ½ VCC. Gunakan Voltmeter DC dan mili Ampmeter DC untuk mengukur besar VCEQ dan ICQ. Catat besar VCEQ dan ICQ.

3.

Gunakan oscilloscope dual trace untuk mengetahui sinyal input dan output rangkaian.

4.

Hubungkan function generator ke rangkaian (input sinyal sinus, frekuensi 1kHz). Atur function generator agar amplitudo output yang terukur pada oscilloscope channel 2 menunjukkan sinyal output maksimal tidak terpotong. Gambar sinyal input dan output dalam kertas grafik. 15 volt

1K

10K

vin 1K

5K 100

100

Gambar 4.2 Rangkaian percobaan amplifier klas A

5.

Dengan menggunakan electronic voltmeter ac ukur harga tegangan input dan tegangan outputnya.

6.

Matikan supply. Ukur RC.

7.

Hitung daya output, daya input dan efisiensinya.

8.

Bandingkan dengan hasil perhitungan.

9.

Ulangi langkah 2 – 8 dengan memasang RC lebih kecil dari sebelumnya.

10. Bandingkan hasilnya dengan percobaan sebelumnya.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

15

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 5 Amplifier Kelas B Tanpa Trafo Output

1. Tujuan

:

Memahami operasi dari rangkaian penguat daya kelas B komplementer dan menghitung penguatan dayanya.

2. Tinjauan Teori : Kelas A adalah cara yang biasa untuk menggunakan transistor dalam rangkaian linear karena dia menghasilkan rangkaian bias yang paling stabil dan paling sederhana. Tetapi dia memerlukan rating PD(maks) dua kali daya beban; dia juga mempunyai titik stasioner atau aliran arus tanpa sinyal 50% IC(sat) jika titik Q ditengah-tengah. Dalam tingkat-tingkat bagian muka dari sistem rating PD(maks) dan aliran arus tanpa sinyal biasanya cukup kecil untuk diterima. Tetapi dekat bagian akhir dari banyak sistem, rating PD(maks) dan aliran arus tanpa sinyal menjadi demikian besarnya sehingga penguat kelas A tidak dapat digunakan lagi. Penguat balans (push-pull) kelas B adalah rangkaian dengan dua transistor dengan keuntungan-keuntungan yang menonjol ini; rating PD(maks) turun menjadi seperlima dari daya beban dan aliran arus tanpa sinyal sekitar 1% dari IC(sat). Keuntungan pertama penting jika diperlukan daya beban yang besar, misalnya dalam transmitter komunikasi. Keuntungan kedua disukai dalam sistem dengan tenaga baterai seperti radio transistor. Gambar 5.1 menunjukkan rangkaian ekivalen ac untuk sebuah pengikut emiter. Pembiasan DC tidak ditunjukkan, tetapi dimisalkan pembiasan dekat titik sumbat (cutoff).

rE rE

Gambar 5.1 Rangkaian ekivalen ac common collector transistor npn dan pnp Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

16

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Bila kedua rangkaian gambar 5.1 digabungkan, maka akan didapatkan penguat balans klas B seperti gambar 5.2.

rE

Gambar 5.2 Amplifier push pull klas B

Terlihat pada sinyal output, bentuk gelombang sudah sinus seperti sinyal input, tapi terjadi distorsi saat terjadi perubahan periode sinyal. Distorsi ini disebut dengan crossover distorsion, dan menjadi penanda dari amplifier klas B. Crossover distorsion terjadi karena adanya tegangan basis – emiter. Ic Ic(sat)=VCEQ /(rC+rE)

titik Q

VCE

VCEQ

Gambar 5.3 Garis Beban Kelas B dan Bentuk Gelombang

Selama setengah perioda positif dari tegangan sumber, dioda emitor dinyalakan (turned on), dan titik operasi berayun dari Q ke penjenuhan. Selama setengah perioda negatif dari sumber tegangan, diode emitor dibias balik, dan tidak ada arus yang mengalir. Inilah sebabnya tegangan pada rE dalam gambar 5.1 adalah sinyal setengah gelombang.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

17

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Kemudian pada pengikut emitor pnp pada gambar 5.1, yang ditunjukkan hanya rangkaian ekivalen ac, dan dimisalkan dioda emitor dibias dekat titik sumbat (cut off). Selama setengah siklus positif dari tegangan sumber ac, dioda emitor dibias balik dan tidak ada arus kolektor yang mengalir. Tetapi pada setengah siklus negatif dari tegangan sumber, dioda emitor dibias maju. Karena itu, titik operasi berayun dari Q ke penjenuhan seperti ditunjukkan dalam gambar 1b. Karena arus mengalir melalui rE, tegangan pada rE adalah negatif terhadap tanah (ground). Inilah sebabnya tegangan output dalam gambar 1b hanya terdiri dari setengah siklus negatif. Untuk mendapatkan rangkaian balans, kedua macam pengikut emitor tadi digabungkan menjadi satu seperti ditunjukkan gambar 5.2. Transistor atas (npn) memelihara setengah siklus positif dari tegangan sumber dan transistor bawah (pnp) memelihara setengah siklus negatif dari tegangan sumber. Rumus – rumus yang digunakan pada penguat ini adalah:

VCEQ = VCE cutoff

5.1

ICQ = 0

5.2

ICsat = VCEQ / ( rC + rE )

5.3

IC(DC) = ICsat / π

5.4

Po (rms) 

(Vo (rms))2 RL

PDC  VCC  I C (dc)



Po (rms)  100% PDC

5.5 5.6 5.7

Dimana Po(rms) adalah daya output amplifier, PDC adalah daya input amplifier dan efisiensi dayanya.

3. Peralatan : - Modul Amplifier klas B - Function Generator - DC Power Supply - Oscilloscope Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

18

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

- DC Voltmeter - Elektronik voltmeter - Resistor beban 1 K

4. Prosedur Percobaan

:

4.1 Pengukuran daya output 15 volt

RE

Gambar 5.4. Rangkaian percobaan 1. Gunakan rangkaian pada gambar 5.4. Pasang resistansi beban sebesar 1 K. 2. Atur output function generator pada sinyal sinus 1 volt (pp) 1 KHz. Hubungkan pada terminal input rangkaian. 3. Ukur tegangan VCEQ dengan menggunakan voltmeter DC. 4. Dengan menggunakan voltmeter DC ukur besar tegangan VBE1, VBE2. 5. Gunakan oscilloscope channel 1 untuk mengamati vin dan channel 2 untuk mengamati vout. Amati dan gambarkan vin – vout di kertas grafik dalam satu sumbu. 6. Ukur tegangan output dengan menggunakan elektronik voltmeter, Vo(rms). 7. Hitung daya input dan daya outputnya.

4.2 Pengukuran respons frekuensi 1. Gunakan rangkaian pada gambar 5.4. 2. Gunakan oscilloscope channel 1 untuk mengamati vin dan channel 2 untuk mengamati vout. 3. Aturlah frekuensi dari function generator mulai dari 100 Hz sampai 1 MHz, dan jagalah amplitudo input konstan sesuai pengukuran awal. Lengkapi tabel 5.1. Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

19

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Tabel 5.1 Hasil pengukuran respon frekuensi Frek. (Hz)

Vout (volt pp)

Av=Vout/Vi n

100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

20

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 6 Amplifier Kelas B Dengan Trafo Output

1. Tujuan

:

Memahami operasi dari rangkaian penguat push pull kelas B dengan trafo output.

2. Tinjauan Teori : Pada praktikum sebelumnya telah dipelajari tentang penguat push-pull klas B, dengan menggunakan rangkaian common collector. Penguat push-pull juga dapat disusun dengan memakai trafo, pada sisi input digunakan trafo CT untuk menghubungkan rangkaian dengan sumber ac dari jala-jala listrik. Sedang pada sisi output digunakan juga trafo CT untuk menghubungkan output penguat dengan beban. Rangkaian penguat pushpull dengan trafo output dapat dilihat pada gambar 7.1.

RS Q1

VCC

RL

Q2

Gambar 6.1 Rangkaian penguat push-pull klas B dengan trafo output

Transistor Q1 bekerja pada setengah sinyal input positif, sedang pada setengah periode input yang negatif, transistor Q2 yang aktif. Yang perlu dicatat, kalau pada penguat push-pull tanpa trafo digunakan dua buah transistor komplementer (satu NPN dan satu PNP dengan sifat dan karakteristik yang sama) dalam konfigurasi common collector atau common emiter, maka pada pada penguat push –pull dengan trafo output ini digunakan dua buah transistor NPN yang sama dalam konfigurasi common emiter. Karena dalam konfigurasi common emiter, maka amplitudo sinyal output akan berbeda dengan amplitudo sinyal input. Terdapat penguatan tegangan, sebanding dengan perbandingan lilitan kumparan primer sekunder trafo output.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

21

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Saat periode input positif, Q1 mendapat sinyal input positif, sehingga aktif, sedang Q2 mendapatkan sinyal negatif sehingga transistor off. Pada Q1 mengalir arus basis dan menimbulkan arus kolektor. Arus kolektor mengalir dari supply VCC melewati kumparan primer 1. Arus kolektor ini akan menginduksi kumparan sekunder, sehingga muncul arus melewati beban. Demikian sebaliknya bila input jala-jala pada periode negati, Q1 mendapat sinyal input negatif sehingga off, sedang Q2 mendapat sinyal positif sehingga transistor hidup. Arus output kolektor mengalir dari VCC melewati kumparan primer 2, menginduksi kumparan sekunder dan pada beban akan muncul drop tegangan output.

3. Peralatan :  Modul Penguat klas B dengan trafo output  Function Generator  DC Power Supply  Oscilloscope  Electronic Voltmeter  DC Voltmeter  LCR meter

4. Prosedur Percobaan

:

4.1 Pengukuran daya output 1. Gunakan rangkaian pada gambar 6.1. 2. Ukur tegangan VCEQ dengan menggunakan voltmeter DC. 3. Atur output function generator pada sinyal sinus 1 volt (pp) 1 KHz. Hubungkan pada terminal input rangkaian. 4. Dengan menggunakan voltmeter DC ukur besar tegangan VBE1, VBE2 5. Gunakan oscilloscope channel 1 untuk mengamati vin dan channel 2 untuk mengamati vout. Amati dan gambarkan vin – vout di kertas grafik dalam satu sumbu. 6. Ukur tegangan output dengan menggunakan elektronik voltmeter, Vo(rms). 7. Hitung daya input dan daya outputnya

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

22

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

4.2 Pengukuran respons frekuensi 1. Gunakan rangkaian pada gambar 6.1. 2. Gunakan oscilloscope channel 1 untuk mengamati vin dan channel 2 untuk mengamati vout. 3. Aturlah frekuensi dari function generator mulai dari 100 Hz sampai 1 MHz, dan jagalah amplitudo input konstan sesuai pengukuran awal. Lengkapi tabel 6.1.

Tabel 6.1 Hasil pengukuran respon frekuensi Frek. (Hz)

Vout (volt pp)

Av=Vout/Vi n

100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

23

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 7 Amplifier Kelas AB

1. Tujuan

:

Memahami operasi dari rangkaian penguat kelas AB.

2. Tinjauan Teori : Salah satu kelemahan dari penguat push-pull klas B adalah adanya crossover distorsion. Distorsi ini terjadi karena adanya tegangan antara basis emiter (biasanya sebesar 0.7 volt), sehingga saat ada vin dari sinyal ac transistor belum mulai on selama tegangan vin masih kurang dari 0.7 volt. Untuk mengatasi crossover distorsion, pada kaki basis dipasang sumber tegangan sebesar 0.7 volt DC. Karena ini merupakan perbaikan dari performa penguat klas B, maka rangkaian dengan tambahan 0.7 volt DC pada kaki basis disebut dengan penguat klas AB.

Gambar 7.1 Rangkaian penguat kelas AB

Cara yang paling mudah adalah dengan memasang diode pada kaki basis. Diode ini harus memiliki karakteristik yang sama dengan karakteristik transkonduktansi transistor. Rumus –rumus daya yang digunakan sama seperti klas B. (Vo (rms))2 RL

-

Po (rms) 

-

PDC  VCC  I C (dc)

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

7.1 7.2

24

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

- 

Po (rms)  100% PDC

7.3

Dimana Po(rms) adalah daya output amplifier, PDC adalah daya input amplifier dan efisiensi dayanya.

3. Peralatan : - Modul ITF - 012 - Function Generator - DC Power Supply - Oscilloscope - Electronic Voltmeter - DC Voltmeter - Resistansi Beban 1 k

4. Prosedur Percobaan

: 60

270 48 270

100u

49

61

C

B 500

Vc c

50

E 51

1

100u

1 54

E

55

O u t pu t 58

9 k1 45

I n pu t 46

B

47

C

10

22u 57

56

5 k1

150

100u

Gambar 7.2 Rangkaian percobaan penguat klas AB 1. Pastikan bahwa rangkaian yang anda gunakan adalah ITF – 012. 2. Pasanglah DC Power Supply 15V pada terminal 60 – 61. Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

25

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Pasanglah resistor beban 1K pada terminal output 53 – 58. 4. Pasanglah oscilloscope dual trace, channel 1 pada terminal input 47 – 57 dan channel 2 pada terminal output 53 – 58. Posisi selector CHOP. 5. Pasanglah function generator pada terminal 45 – 46 dan aturlah amplitudo sinyal sinus, sehingga didapatkan output dengan level 2 Vp-p frekuensi 1kHz. Amati level output 2 Vp-p tersebut dengan menggunakan oscilloscope. 6. Dengan menggunakan electronic voltmeter, ukur harga tegangan input-nya. Catat dan gunakan seterusnya serta jaga konstan. 7. Gambarkan bentuk sinyal input tersebut (basis) dan sinyal outputnya pada kertas grafik. 8. Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati sinyal pada terminal 49 – 57 (sinyal basis) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal 53 – 58 (sinyal output) dengan probe channel 2. Gambarkan hasilnya pada kertas grafik. 9. Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati sinyal pada terminal 47 – 57 (sinyal basis input) dengan probe channel 1 dan sinyal pada terminal 56 – 58 (sinyal kolektor) dengan probe channel 2. Gambarkan hasilnya pada kertas grafik. 10. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VBE1 pada terminal 49 – 50. Catat hasilnya pada tabel 7.1. 11. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VBE2 pada terminal 55 – 54. Catat hasilnya pada tabel 7.1. 12. Dengan menggunakan DC Voltmeter, ukur harga tegangan VE pada terminal 51 – 57. Catat hasilnya pada tabel 7.1. Tabel 7.1 Hasil pengukuran tegangan DC Tegangan

Hasil Pengukuran

VBE1 VBE2 VE

13. Dengan menggunakan Electronic Voltmeter ac, ukur harga tegangan output rms pada beban terminal 53 – 58. Catat hasilnya pada tabel 7.2.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

26

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Tabel 7.2 Hasil pengukuran tegangan output Parameter

Hasil Pengukuran

Vo (rms) IC (DC) Po (rms) PDC 

14. Aturlah frekuensi dari function generator mulai dari 10 Hz sampai 1 MHz, dan jagalah amplitudo input konstan sesuai pengukuran awal. Dengan menggunakan Electronic Voltmeter, ukur harga tegangan output pada beban terminal 53 – 58. Dan catat hasilnya pada tabel 7.3. 15. Atur level input dari function generator sehingga diperoleh sinyal output yang cacat (terdistorsi). Dengan menggunakan oscilloscope dual trace posisi CHOP, amati bentuk sinyal input pada terminal 47 – 57 dengan channel 1 dan bentuk sinyal output pada terminal 53 – 58 dengan channel 2. Gambarkan hasilnya pada kertas grafik.

Table 7.3 Respon frekuensi Frek. (Hz) 100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Vout (rms)

Av=Vout/Vin

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

27

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 8 Amplifier Kelas C

1. Tujuan

:

Memahami operasi dari rangkaian penguat daya kelas C dan menghitung penguatan dayanya.

2. Tinjauan Teori : Rangkaian dasar dari penguat daya kelas C ada dalam gambar 8.1. Pada kelas C transistor memiliki sudut konduksi kurang dari 180derajat (rangkaian konduksi kurang dari 50%) dengan distorsi yang cukup tinggi, namun memiliki efisiensi yang tinggi sehingga penguat daya kelas C dapat memberikan daya output yang lebih besar dibandingkan kelas A dan kelas B. Aplikasi yang paling sering menggunakan penguat kelas C adalah amplifier pada RF transmitter dimana distorsi dapat dikurangi dengan cepat dengan menggunakan tuning beban. Tanpa tegangan input vin, maka arus kolektor tidak akan mengalir karena diode basis- emiter tidak mendapatkan bias. Sehingga titik kerja penguat ada pada titik cut off (gambar 8.2).

Gambar 8.1. Rangkaian dasar penguat daya kelas C

Jika diberikan vin, rangkaian transistor pada sisi input akan berfungsi seperti sebuah clamper. Pada periode positif, kapasitor coupling C1 akan terisi sampai tegangan maksimal vin dan membuka diode basis emitter, transistor ON. Pada setengah periode negatif, muatan akan terbuang melalui resistor R1. Jika periode vin, T, jauh lebih kecil dari time

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

28

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

constant RC, maka dapat diasumsikan muatan kapasitor sedikit sekali yang hilang, sehingga akan dihasilkan gelombang penuh yang terclamp negatif.

Gambar 8.2. Titik kerja amplifier klas C

Pada saat muatan kapasitor berkurang sedikit tersebut, vin akan lebih besar dari tegangan C1, sehingga diode basis-emitter on (transistor ON). Jadi transistor akan on pada tiap puncak positif vin, dengan sudut konduksi yang lebih kecil dari 180°. Pada saat transistor ON, titik kerja akan berayun sesaat dari cut off ke saturation. Tegangan yang muncul di kolektor seperti gambar 8.3. Pada amplifier kelas C yang tidak ditala (gambar 8.1) dapat diperoleh persamaan sbb : 8.1 Karena titik kerja Q pada titik cut off, maka ICQ = 0 dan VCEQ = VCC. Jika ada vin, maka akan muncul tegangan output ac pada kolektor. Pada mode tuning, RC digantikan oleh rangkaian LC (rangkaian penala), akan terjadi dua hal: -

Level output akan ter-clamp, sehingga variasi output akan memiliki sumbu sebesar setengah tegangan supply.

-

Bentuk output menjadi sinyal sinus sempurna, dengan frekuensi sesuai frekuensi rangkaian penala.

Daya output ac maksimal adalah :

8.2

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

29

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Peralatan : -

Function Generator

-

DC Power Supply

-

Oscilloscope

-

Electronic Voltmeter

-

DC Voltmeter

-

Resistansi Beban 1 k

4. Prosedur Percobaan

:

4.1 Pengukuran daya output dan efisiensi

Gambar 8.3 Rangkaian percobaan

1. Dengan menggunakan gambar 8.3, rangkai rangkaian tersebut pada breadboard. 2. Atur RC agar VCEQ = ½ VCC. 3. Gunakan Voltmeter DC dan mili Ampmeter DC untuk mengukur besar VCEQ dan ICQ. Catat besar VCEQ dan ICQ. 4. Gunakan oscilloscope dual trace untuk mengetahui sinyal input dan output rangkaian. 5. Hubungkan function generator ke rangkaian (input sinyal sinus, frekuensi 1kHz). Atur function generator agar amplitudo output yang terukur pada oscilloscope channel 2 menunjukkan sinyal output maksimal tidak terpotong. Gambar sinyal input dan output dalam kertas grafik. 6. Dengan menggunakan electronic voltmeter ac ukur harga tegangan input dan tegangan outputnya. 7. Matikan supply. Ukur RC Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

30

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

8. Hitung daya output, daya input dan efisiensinya 9. Bandingkan dengan hasil perhitungan. 10. Ulangi langkah b – dengan memasang RC lebih kecil dari sebelumnya. Bandingkan hasilnya dengan percobaan sebelumnya.

4.2 Pengukuran Respon frekuensi 1. Dengan menggunakan gambar 8.3, rangkai rangkaian tersebut pada breadboard. 2. Atur RC agar VCEQ = ½ VCC. 3. Gunakan oscilloscope dual trace untuk mengetahui sinyal input dan output rangkaian. 4. Hubungkan function generator ke rangkaian (input sinyal sinus).

Atur function

generator agar amplitudo output yang terukur pada oscilloscope channel 2 menunjukkan sinyal output maksimal tidak terpotong. Catat amplitudo sinyal inputnya. 5. Ubah –ubah frekuensi function generator sesuai tabel 8.1. Lengkapi tabel 8.1.

Tabel 3 Respon Frekuemsi Frek. (Hz)

Vout (rms)

Av=Vout/Vin

100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

31

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 9 Penguat Umpan Balik Negatif Seri-Seri

1. Tujuan

:

-

Untuk memahami teori dasar penguat umpan balik negatif

-

Untuk memahami karakteristik dari rangkaian penguat umpan balik negatif tipe seriseri

2. Tinjauan Teori : Secara umum blok diagram dari sebuah penguat umpan balik negatif dapat ditunjukkan seperti gambar 9.1 dibawah ini:

Vs

+ -

Vin

Av

Vo

Vf 

Gambar 9.1 Blok Diagram Penguat Umpan Balik Negatif

Dari gambar 9.1 diatas dapat diperoleh persamaan-persamaan sebagai berikut:

Vo  Vin  Av

9.1

Vin  Vs  Vf

9.2

Vf    Vo

9.3

Jika persamaan 9.2 dan 9.3 digabungkan, maka menjadi: Vin  Vs    Vo

9.4

Jika persamaan 9.1 dan 9.4 digabungkan, maka menjadi:

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

32

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Vo  Av  (Vs    Vo ) Vo  Av  Vs  Av    Vo Vo  Av    Vo  Av  Vs

9.5

Vo  (1  Av   )  Av  Vs Avf 

Vo Av  Vs 1  Av  

Dimana

:

Av adalah penguatan penguat tanpa umpan balik Avf adalah penguatan penguat dengan umpan balik

 adalah koefisien umpan balik Biasanya nilai Av sangat besar (ratusan ribu), sedang nilai Vo maksimal tergantung pada supply yang diberikan pada penguat, sehingga dari pers 9.1 akan diperoleh nilai Vin yang sangat kecil. Misalkan Av 200000, supply penguat 10 volt, maka Vomaks akan sebesar 10 volt juga, dan vin akan berharga maksimal 50µV. Dengan vin yang sangat kecil tersebut (mendekati nol), maka bisa dianggap

.

Pada umumnya, pada rangkaian umpan balik negatif harga Av   jauh lebih besar daripada 1, sehingga kita memiliki: Avf  

Av 1  Av   

9.6

Secara umum, umpan balik negatif yang dipasangkan pada rangkaian penguat dapat digunakan untuk: -

Menstabilkan gain (gain tegangan dan arus)

-

Mendapatkan pengoperasian yang lebih linier

-

Memperlebar lebar band

-

Menurunkan atau menaikkan impedansi input

-

Menurunkan atau menaikkan impedansi output

-

Mengurangi pengaruh panas, dsb

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

33

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Berdasar gambar 9.1, maka penguat umpan balik negatif seri-seri dapat digambarkan secara garis besar seperti gambar 9.2.

+

+

Vs

Av

Vin -

Vf -

Vo

+ B

Gambar 9.2. Blok rangkaian penguat umpan balik seri-seri

Dari gambar 9.2 : 9.7 Sehingga : 9.8 Impedansi input : Impedansi output : Terlihat bahwa sebuah rangkaian penguat umpan balik seri-seri adalah sebuah konverter tegangan ke arus yang ideal, dengan impedansi input dan impedansi output tak terhingga. Koefisien umpan balik  dinyatakan sebagai berikut:



Rf RL

9.9

Sehingga penguat umpan balik negatif seri-seri memiliki penguatan total sebesar: Avf  

1





RL Rf

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

9.10

34

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Peralatan : -

Oscilloscope

-

Electronic Voltmeter

-

DC Power Supply

-

Function Generator

-

Breadboard

-

RB=150k, RC=1k8

-

RF=470, 1k, 2k2

-

Transistor C829

-

CE=470F, C1=10F, C2=22F

4. Prosedur Percobaan

: +10 V

RB

RC

C2 3

C1 1 2 FG

CE

RF

1'

2'

3'

Gambar 9.3 Rangkaian Penguat Umpan Balik Negatif Seri-Seri

1.

Rangkai rangkaian (gambar 9.3) diatas pada breadboard.

2.

Pasang CE pada terminal 2 – 2’.

3.

Ukur VCEQ dengan voltmeter DC dan ICQ dengan mili amperemeter DC. Catat hasil pengukuran. Lepaskan kedua alat ukur DC ini.

4.

Pasang Function Generator pada terminal input 1 – 1’, dan dalam kondisi terbebani oleh rangkaian, atur tegangan input sebesar 10 mV (rms) menggunakan Electronic Voltmeter pada frequency 1 kHz.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

35

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

5.

Dengan menggunakan Oscilloscope 2 channel posisi CHOP, gambarkan bentuk gelombang input pada terminal 1 – 1’ dan gelombang output pada terminal 3 – 3’.

6.

Dengan mengubah-ubah harga frequency input dari Function Generator, ukur harga tegangan output rms dengan menggunakan Electronic Voltmeter. Dan isikan hasilnya pada tabel 9.1.

7.

Pasang RF sebesar 470, 1k dan 2k2 secara bergantian dan lepaskan CE dari terminal 2 – 2’.

8.

Ulangi langkah 3 – 6.

9.

Gambarkan grafik respon frequency pada kertas grafik .

Tabel 9.1 Hasil Percobaan Freq (Hz) 100 500 1k 5k 10 k 50 k 100 k 500 k 1M

Vo

RF=0 AV

RF=470 Vo AV

RF=1k Vo AV

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

RF=2k2 Vo AV

36

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 10 Penguat Umpan Balik Negatif – Serial Input Paralel Output

1. Tujuan

:

Memahami sifat-sifat dari penguat umpan balik negatif tipe serial input paralel output.

2. Tinjauan Teori : Karakteristik penguat umpan balik negatif diberikan sebagai berikut: Gain tegangan

Avf 

Av 1  Av  

Dimana: - Avf adalah gain dari penguat umpan balik negatif - Av adalah gain penguat dasar (tanpa umpan balik) -  adalah koefisien umpan balik. Dalam hal ini penguat dasarnya merupakan penguat kaskade dua tingkat, gain penguat dasarnya, Av, bisa menjadi sangat tinggi. Pada umumnya, loop gain (  Av   ) jauh lebih besar dari satu,

sehingga (1  Av   ) bisa dianggap mendekati (  Av   ). Jadi kita

dapatkan: Avf  

1

10.1



Jika rangkaian umpan balik negatif dibuat dari tahanan saja, kemungkinan  akan tidak tergantung dari frekuensi sinyalnya. Respon frekuensi gain tegangan yang dinyatakan dengan 

1



, akan tidak tergantung pada frekuensi dan mejadi sangat stabil.

Rf

Vf

RE

Vo

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

37

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Gambar 10.1 Umpan balik pada serial input paralel output Bila digambarkan secara lengkap maka rangkaian umpan balik serial input paralel output adalah seperti gambar 10.2 Dari gambar tersebut diperoleh :



Rs Rs  Rf

Vf    Vo 

10.2 Rs  Vo Rs  Rf

10.3

Gambar 10.2 Rangkaian Umpan Balik Serial input paralel output

3. Peralatan : -

Modul Penguat Umpan Balik Tegangan

-

Oscilloscope

-

DC Power Supply

-

Function Generator

-

Electronic Voltmeter

-

CE = 470F

-

RF = 2K2, 4K7, 10K

4. Prosedur Percobaan

:

1. Rangkai rangkaian seperti gambar 10.3. 2. Hubungkan DC Power Supply sebesar 20 Volt pada terminal VCC (terminal atas) dan Function Generator sinyal sinus sebesar 10 mVolt (rms) dengan frequency 1KHz pada terminal 1 – 1’ .

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

38

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

3. Hubungkan kapasitor CE 470F pada terminal 2 – 2’ dan dengan menggunakan oscilloscope gambarkan bentuk gelombang input (CH1) pada terminal 1 – 1’ dan gelombang output (CH2) pada terminal 4 – 4’ posisi CHOP. Gnd

180K

+20V

680

33K

1K

4.7u

4.7u

1

4 4.7u 200

8K2

100

1'

4' 2' 2

3

Gambar 10.3 Rangkaian percobaan

4. Atur frequency dari function generator mulai dari 100 sampai 1MHz, dengan electronic voltmeter (function AC) pada terminal 4 – 4’, ukur besarnya tegangan output dan isikan hasil pengukuran tegangan outputnya pada tabel 10.1. 5. Lepaskan kapasitor CE dan pasanglah resistor RF pada terminal 2 – 3 berturut-turut sebesar 2K2, 4K7 dan 10K. 6. Dengan menggunakan oscilloscope, gambarkan bentuk gelombang input (CH1) pada terminal 1 – 1’ dan gelombang output (CH2) pada terminal 4 – 4’ posisi CHOP pada frequency 1KHz. 7. Ulangi langkah 4. 8. Gambarkan respons frekuensi dari data pada tabel 10.1.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

39

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Tabel 10.1 Hasil pengukuran Respon Frequency Freq (Hz) 100 500 1K 5K 10K 50K 100K 500K 1M

RF= V2 (V) Av (dB)

RF=2K2 V2 (V) Av (dB)

RF=4K7 V2 (V) Av (dB)

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

RF=10K V2 (V) Av (dB)

40

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 11 Rangkain Osilasi

1. Tujuan

:

memahami sifat-sifat dan proses terjadinya gelombang osilasi.

2. Tinjauan Teori :

Belum sempat

3. Peralatan : -

Modul ITF – 012.

-

Oscilloscope

4. Prosedur Percobaan

:

Gambar 11. 2 Rangkaian percobaan

Belum

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

41

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 12 Rangkaian Phase Shift Oscillator

1. Tujuan

:

Memahami cara kerja rangkaian osilasi dengan menggunakan prinsip pergeseran fase

2. Tinjauan Teori :

3. Peralatan

:

-

ITF trainer 011

-

DC Power Supply

-

Oscilloscope

-

DC Power Supply

-

C 470uF 3 buah

4. Prosedur Percobaan

:

1 33 82k

20k

21

10k

38

40 2

30

31

32

23

6800p 35 25 1u

24

26

1k8

27/28

34

37

6800p 36 10k 10k

39 6800p

10k

10u

43 10k

1k

120

Gambar 12.2 Rangkaian percobaan

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

42

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

1. Pastikan bahwa rangkaian yang ada sesuai dengan gambar diatas. 2. Hubungkan terminal 23-25, 24-26, 30-31, 33-34 dan 38-39 dengan kabel jumper. 3. Hubungkan DC Power Supply 15 Volt pada terminal 1-2. 4. On-kan saklar S2. 5. Putar variabel resistor pengatur amplitudo searah jarum jam secara penuh. 6. Dengan oscilloscope dual trace posisi CHOP, hubungkan probe 1 ke terminal 30 (gelombang kolektor) dan probe 2 ke terminal 21 (gelombang base). Amati, apakah pergeseran fasenya sebesar 180 . 7. Hitung frekuensi osilasi dari hasil pengukuran. Bandingkan dengan hasil perhitungan frekuensi osilasi dari persamaan berikut:

fosc 

1 2 6 RC

8. Hubungkan probe 2 ke terminal 25, tentukan berapa pergeseran fase terhadap gelombang kolektor (terminal 30). 9. Hubungkan probe 1 ke terminal 36 untuk mengamati pergeseran fase terhadap bentuk gelombang kolektor dan kemudian pindahkan ke terminal 35. 10. Hubungkan probe 1 ke terminal 21 (gelombang base) dan probe 2 ke terminal 28 (gelombang emitter), amati dan gambarkan gelombang-gelombangnya untuk meyakinkan bahwa penguat bekerja secara operasi kelas A. 11. Ubah harga kapasitornya dengan melepaskan jumper 30-31, 33-34 dan 38-39 digantikan dengan kapasitor pada CR connection board pada terminal 30-32, 33-37 dan 38-40 12. Hitung frekuensi osilasi dari hasil pengukuran. Bandingkan dengan hasil perhitungan frekuensi osilasi secara teori.

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

43

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 13 Wien Bridge Oscillator

1. Tujuan

:

Memahami cara kerja rangkaian osilasi dalam konfigurasi jembatan Wien

2. Tinjauan Teori :

belum

3. Peralatan

:

-

Modul Wien Bridge oscillator

-

DC Power Supply

-

Oscilloscope

-

DC Power Supply

-

C 470uF 3 buah

4. Prosedur Percobaan

:

belum

Gambar 13.1 Rangkaian percobaan

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

44

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Praktikum 14 Differensial amplifier dengan transistor

1. Tujuan

:

Memahami sifat-sifat dari penguat differensial sebagai rangkaian dasar yang banyak dipakai dalam rangkaian IC linear.

2. Tinjauan Teori : Gambar 14.1 menunjukkan bentuk dasar dari penguat diferensial, yang memiliki dua input dan satu output. Kedua rangkaian transistor secara ideal harus simetris, dimana masingmasing transistor menggunakan bias Emiter (dua supply).

VCC

RC1

RC2

-

vout

+

Q1

Q2

RS1

RS2

IT

RE

- VEE

Gambar 14.1 Rangkaian penguat differensial Jika kedua transistor identik, maka tail current (IT – arus yang melalui resistor bersama, RE) akan terbagi sama diantara keduanya. Sehingga arus emiter IE akan memiliki nilai yang sama pula. (lihat bias emiter pada transistor)

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

45

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

Secara pendekatan nilai IC sama dengan nilai IE

Terlihat bahwa VEE dan RE akan menghasilkan arus konstan sebesar IT, sehingga RE dan VEE dapat diganti dengan sebuah sumber arus konstan (gambar 14.2)

VCC

RC1

RC2

-

vout

Q1

+

Q2

RS1

RS2

IT

Gambar 14.2 Penguat diferensial dengan sumber arus

Perhitungan lain yang bisa dilakukan adalah :

Jika RC kedua transistor juga sama, akan diperoleh VC1=VC2. Tegangan output diukur sebagai selisih tegangan kedua kaki kolektor tersebut. Karena nilai tegangan DC pada kedua kaki kolektor sama, maka tegangan output DC akan nol. VOUT = 0. Pada analisa ac, ada dua input ac yang menggerakkan rangkaian, sehingga dapat digunakan teorema superposisi untuk menganalisanya. Pada saat vin1 aktif, vin2 off, Q1 berfungsi sebagai penguat CE, sehingga pada kaki C1 akan muncul sinyal dengan fase terbalik dari inputnya. Arus emiter Q1 akan mengalir ke emiter Q2 , karena sumber arus IT

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

46

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

terbuka pada analisa ac. Q2 akan berfungsi sebagai CB dan pada kolektor C2 akan muncul sinyal sefase. Sehingga kontribusi Q1 aktif akan menghasilkan :

Dimana A adalah penguatan pada common emiter sebesar

.

Dan sebaliknya bila vin2 aktif, vin1 off, Q2 berfungsi sebagai penguat CE, sehingga pada kaki C1 akan muncul sinyal dengan fase terbalik dari inputnya, dan Q1 berfungsi sebagai CB. Tegangan output yang dihasilkan adalah:

Dimana A adalah penguatan pada common emiter sebesar

.

Dengan teorema superposisi, maka total tegangan output ac bila kedua transistor bekerja serentak adalah:

Terlihat bahwa tegangan output ac merupakan penguatan dari selisih tegangan inputnya.

3. Peralatan : -

Oscilloscope

-

DC Power Supply

-

Electronic voltmeter

-

Function Generator (2 buah)

-

Transistor 828 (2 buah)

-

RE = 10K, RS1 = RS2 = 1K, RC1 = RC2 = 10K

4. Prosedur Percobaan

:

1. Rangkai rangkaian seperti gambar 14.3. 2. Dengan voltmeter DC ukur tegangan pada kaki C1 dan C2. 3. Dengan mili amperemeter DC ukur besar arus pada C1 dan C2. 4. Lepas semua peralatan DC dari rangkaian. Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

47

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

5. Pasang function generator pada terminal vin1, vin2 hubungkan dengan ground. Atur amplitudenya 100mV pp sinus pada frekuensi 1KHz.

10K

10K

-

vout

+

Q1

Q2

1K

1K

10K -20V

Gambar 14.3 Rangkaian percobaan

6. Dengan menggunakan oscilloscope, hubungkan channel 1 pada vin1 dan channel 2 pada vout1 (terminal C1 – ground). Gambar vin1 – vout1 dalam kertas grafik. 7. Pindahkan channel 2 pada terminal vout2. Amati dan gambar vin1 – vout2 pada kertas grafik. 8. Ulangi lagi langkah 6 - 7 untuk transistor Q2 (vin1 dihubungkan dengan ground). 9. Hubungkan dua buah function generator pada vin1 dan vin2. Atur pada gelombang sinus frekuensi 1KHz amplitude berubah – ubah seperti table 14.1. 10. Gunakan electronic voltmeter mode ac untuk mengukur tegangan output antara terminal C1 dan C2. Lengkapi table 14.1.

Tabel 14.1. Hasil pengukuran Vin1 (rms)

Vin2 (rms)

100 100 0 100 40

100 0 100 40 100

Hasil pengukuran tegangan Vc1 (rms) Vc2 (rms) Vc1-c2 (rms

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

48

Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2

DAFTAR PUSTAKA 1. M., Yoedy, S., Hendik Eko Hadi, ’Petunjuk Praktikum Rangkaian Elektronika 2’, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, 1989 2. M., Yoedy, S., Hendik Eko Hadi, ’Rangkaian Elektronika’, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, 1989 3. Salivahanan, S., Suresh Kumar, N., ’Electronic Devices and Circuit’, Tata Mc.Graw-Hill Publishing Company Ltd., New Delhi, second edition, 1999

Program Studi DIV Teknik Elektronika - Politeknik Elektronika Negeri Surabaya

49