Modul 5 Komparator Dan Level Shifter Fixed.pdf

MODUL 5 KOMPARATOR DAN LEVEL SHIFTER

A. TUJUAN 1. Mengetahui karakteristik rangkaian komparator sebagai aplikasi dari rangkaian OpAmp. 2. Memahami level shifter pada rangkaian Non-Inverting. 3. Memahami prinsip kerja dari komparator dan level shifter. 4. Mampu membuat rangkaian komparator dan level shifter.

B. DASAR TEORI Op-Amp Basic op-amp merupakan subuah komponen elektronika yang digunakan untuk menentukan satuan pokok dalam bentuk analog maupun digital. Salah satu aplikasi dari basic op-amp ini dapat digunakan sebagai penjumlahan, pengurangan atau perkalian suatu tegangan (volt) listrik sehingga banyak dimanfaatkan untuk pembuatan IC (integrated circuit) dalam sebuah rangkaian elektronik. Op-amp di dalamnya terdiri dari beberapa bagian, yang pertama adalah penguat diferensial, lalu ada tahap penguatan (gain), selanjutnya ada rangkaian penggeser level (level shifter) dan kemudian penguat akhir yang biasanya dibuat dengan penguat pushpull kelas B. Gambar berikut menunjukkan diagram dari op-amp yang terdiri dari beberapa bagian tersebut.

Sedangkan simbol op-amp adalah seperti pada gambar dibawah dengan 2 input, noninverting (+) dan input inverting (-).

𝑉𝑉0 = �1 +

𝑅𝑅𝑓𝑓 � × 𝑉𝑉𝑖𝑖 𝑅𝑅𝑖𝑖

Operasional Amplifier (Op-amp) sebagai Komparator Komparator adalah komponen elektronik yang berfungsi membandingkan dua nilai kemudian memberikan hasilnya, mana yang lebih besar dan mana yang lebih kecil. Komparator bias dibuat dari konfigurasi open-loop Op-Amp. Jika kedua input pada OpAmp dalam kondisi open-loop, maka Op-Amp akan membandingkan kedua saluran input tersebut. Hasil komparasi dua tegangan pada saluran masukan akan menghasilkan tegangan saturasi positif (+Vsat) atau saturasi negative (-Vsat). Sebuah rangkaian komparator pada Op-Amp akan membandingkan tegangan yang masuk pada satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi. Tegangan output berupa tegangan high atau low sesuai dengan perbandingan Vin dan Vref. Besar tegangan keluaran dari komparator tidak bersifat linier secara proporsional terhadap besar tegangan input. Terdapat dua macam komparator, antara lain : 1) Komparator Tak Membalik ( Non-Inverting Comparator) Pada Non-Inverting Comparator, tegangan input dipasang pada saluran non-inverting(+) dan tegangan referensi pada saluran inverting(-). Pada saat Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah –Vsat (mendekati tegangan –VEE). 2) Komparator Membalik (Inverting Comparator) Pada Inverting Comparator, tegangan input (Vin) dihubungkan pada saluran inverting () dan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+). Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan. Pada saat Vin lebih kecil dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). Jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah –Vsat (≈ +VEE). Secara umum, prinsip kerja rangkaian komparator adalah membandingkan amplitudo dua buah sinyal, jika +Vin dan −Vin masing-masing menyatakan amplitudo sinyal input tak membalik dan input membalik, Vo dan Vsat masing-masing menyatakan tegangan output dan tegangan saturasi, maka prinsip dasar dari komparator adalah :

+Vin ≥ −Vin

maka

Vo = Vsat+

+Vin < −Vin

maka

Vo = Vsat−

Keterangan: +Vin = Amplitudo sinyal input tak membalik (V) −Vin = Amplitudo sinyal input membalik (V) Vsat+ = Tegangan saturasi + (V) Vsat− = Tegangan saturasi - (V) Vo = Tegangan output (V) Vout = −

𝑅𝑅𝑓𝑓 × 𝑣𝑣𝑖𝑖𝑖𝑖 𝑅𝑅𝑖𝑖

Bentuk fisik IC LM 393 sebagai komparator seperti Gambar dibawah

C. METODE PERCOBAAN 1. Alat dan Bahan: No

Nama Bahan

Jumlah

Keterangan

1

OP07CP

2

Buah

2

PCB

2

Buah

3

Resistor

5

Buah

4

Potensiometer 20 kΩ

2

Buah

5

Kabel Jumper

-

Secukupnya

6

LM393

3

Buah

7

Baterai 9 v

2

Buah

8

Kancing Baterai

2

Buah

9

Header male

-

Secukupnya

10

Header male female

-

Secukupnya

11

Laptop

1

Unit

12

Function Generator

1

Unit

13

Arduino Uno

1

Buah

14

Solder

1

Buah

15

Dudukan IC

2

Buah

16

Multimeter

1

Buah

17

Penyedot Timah

1

Buah

18

Timah

Secukupnya

-

2. Prosedur Percobaan • •

Rangkaian Komparator Siapkan alat dan bahan yang diperlukan Buat rangkaian pada PCB sesuai dengan gambar rangkaian di bawah

• • • • •

Hubungkan input rangkaian pada function generator dan arduino Hubungkan output rangkaian pada arduino Tentukan besarnya frekuensi dan tegangan input dari function generator Ukur dan amati besarnya Vinput, Vambang dan Voutput dari rangkaian tersebut Ulangi rangkaian tersebut dengan memvariasikan Vambang

Level Shifter 1. 2.

Siapkan alat dan bahan yang diperlukan Buat rangkaian pada PCB sesuai dengan gambar rangkaian di bawah

3. 4. 5. 6. 7.

Hubungkan input rangkaian pada function generator dan arduino Hubungkan output rangkaian pada arduino Tentukan besarnya frekuensi dan tegangan input dari function generator Ukur dan amati besarnya Vinput, Vambang dan Voutput dari rangkaian tersebut Ulangi rangkaian tersebut dengan memvariasikan Vambang

D. 1. 2. 3. 4. 5.

TUGAS PENDAHULUAN Tulisakan datasheet dari OP07CP dan ICLM393! Apa yang dimakud dengan Komparator dan level shifter? Jelaskan! Jelaskan karakteristik dari penguat oprasional? Sebutkan dan Jelaskan aplikasi pada level shifter? Bagaimana prinsip kerja dari komparator dan level shifter?

E. 1. 2. 3.

Tugas Akhir Analsis gelombang yang terjadi pada komparator dan level shifter. Bagaimana pengaruh dari Vambang pada rangkaian komparator dan level shifter. Analisis data hasil percobaan dari komparator dan level shifter.

Daftar Pustaka 1) Sutrisno. 1986. ELEKTRONIKA: Teori dan Penerapannya, Jilid 1. Bandung: Penerbit ITB. 2) Malvino, Albert. 2006. Electronic Principles 7th Edition. McGraw-Hill: USA. Chapter Active Filters. Page 783 3) Aspencore, Inc. Passive Low Pass Filter. Tersedia di http://www.electronicstutorials.ws/filter/filter_2.html [7 Juni 2017]