Modul_5_op-amp_penguat_penjumlah_dan_pen.docx

MODUL 5 OP-AMP Penguat Penjumlah dan Penguat Tak Membalik Khairunnisa Syifa Rizkia (K1C015002) Asisten: Anies.W Tanggal Percobaan: 05/Juni/2017 PAF15210P-A ELEKTRONIKA DASAR II

Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed Abstrak Praktikum Operational Amplifier sebagai penguat penjumlahan dan penguat pembalik bertujuan untuk mengetahui prinsip kerja penguat penjumlah pada op-amp dan menentukan rumus untuk penguatan tegangan. Metode pengambilan data dilakukan melalui pengamatan gelombang pada LCD CRO untuk menentukan tegangan generator, tegangan masuk, dan tegangan keluar digunakan dua buah batrai 9 volt sebagai tegangan sumber. Hasil bagi antara tegangan output dengan tegangan input inilah yang disebut nilai penguat tegangan (A). Nilai penguat tegangan yang diperoleh pada rangkaian penguat penjumlah tidak sesuai terhadap teori yakni tidak terjadi peningkatan anatara R3 pertama, kedua, dan ketiga, sedangkan pada rangkaian pembalik nilai penguat tegangan R2 ke dua-tiga tidak terbaca oleh LCD CRO. ketidak akuratan hasil penguatan yang diakibatkan dari beberapa parameter dari karakteristik sebuah komponen op-amp itu sendiri, dimana kualitas sebuah komponen op-amp dianggap baik jika nilai parameter idealnya terpenuhi. Kata kunci: Op-Amp, Penguat Penjumlah, Penguat Pembalik, Kekuatan Tegangan.

1.

PENDAHULUAN

Komponen elektronika yang paling penting dalam setiap rangkaian elektronika pada praktikum ini adalah sebuah penguat operasional. Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Praktikum kali ini untuk memahami prinsip kerja penguat penjumlah dan penguat tak membalik. Dimana penguat penjumlah berfungsi menjumlahkan beberapa level input signal yang masuk ke operasional amplifier. Penggunaan dari operational amplifier ini ialah sebagai penguat penjumlah sering dijumpai pada rangkaian mixer audio. Sedangkan penguat tak membalik merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa sama dengan sinyal output. Rangkaian penguat tak membalik ini dapat digunakan untuk

memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya.

2.

STUDI PUSTAKA

Operational amplifier atau yang biasa disebut sebagai op-amp merupakan sejenis IC yang didalam nya terdiri dari beberapa komponen pasif seperti transistor, resistor, dan dioda yang telah didesain sedemikian rupa sehingga menjadi sebuah komponen yang dapat digunakan untuk berbagai macam fungsi. Beberapa aplikasi op-amp yang sering digunakan diantaranya rangkaian dasar penguat diferensial, rangkaian buffer sinyal, rangkaian penguat tak-membalik (non-inverting amplifier), rangkaian penguat membalik (inverting amplifier) dan rangkaian penjumlah (adder)[4]. Op-Amp mempunyai karakteristik ideal sebagai berikut, yaitu: lebar pita yang tak berhingga (Infinite Bandwith), impedansi masukkan yang tak berhingga (Infinite Input Impedance) sehingga arus masukkan dapat diabaikan, dan impedansi keluaran sama dengan nol (Zero Output Impedance) sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembebanan [3].

Gambar 2.1. Rangkaian penguat penjumlah

Op-amp sering juga digunakan sebagai penjumalh berbagai input sinyal [1]. Dalam penjumlah pada Gambar 2.1 semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik Ro, artinya anus yang mengalir pada Ri, tidak mempenganuhi arus yang mengalir pada Ri yang lain. Secara lebih umum dikatakan bahwa anus masukan tidak saling mempengaruhi karena masing-masing menghadapi potensial ground

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

1

pada simpul penjumlah. Ini mengakibatkan tegangan V1, V2 dan V3 tidak saling mempengaruhi. Ciri ini khusus dikehendaki dalam suatu pembaur audio. Sebagai contoh misalnya V1, V2 dan V3 digantikan oleh mikrofon -mikrofon, maka tegangan AC dan tiap-tiap mikrofon akan dijumlahkan atau dibaurkan pada setiap saat. Penjumlah pembalik tiga masukan seperti tampak pada Gambar 2.1 sehingga tegangan masukan dapat dikalikan dengan suatu gain tegangan tetap dan hasilnya dijumlahkan. Sama seperti pada penjumlahan, tiap arus masukan ditentukan oleh tegangan masukan dan resistansi masukannya. Demikian pula semua arus-arus dijumlahkan bersama-sama dalam Ro untuk rnembangkitkan suatu tegangan keluaran yang sama dengan Ro dikalikan jumlah arusnya, atau gain untuk tiap masukan bisa disetel sendirisendiri dengan memilih perbandingan yang dikehendaki antara Ro dan tiap tahanan Ri sebagai tahanan masukannya [2]. Penguat tak membalik (non inverting) adalah sebuah Op-Amp yang diterapkan dalam modus penguat tak membalik atau non inverting, yaitu tegangan keluarannya, Vo mempunyai polaritas yang sama seperti tegangan masukan. Dari cara penyusunannya pun dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting, sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan. Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting [6].

METODOLOGI

3.

I. a) b) c) d) e) f) g) h)

II.

ALAT DAN BAHAN Osiloskop (CRO) Multimeter digital (MMD) Generator Isyarat Kit Praktikum Op-Amp Breadboard IC Op-Amp 741 Resistor 100k;10k;2,2k;1k;680 Dua buah batrai 9 Volt

CARA KERJA

GAMBAR 3.1. RANGKAIAN PENGUAT PENJUMLAH

Gambar 2.1. rangkaian penguat tidak membalik

Gambar 2.2. sinyal keluaran penguat tidak membalik [5].

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

2

Buat rangkaian seperti gambar 3.1

Menghubungkan bagian masukan rangkaian dengan generator isyarat Gambar 3.2. Rangkaian Penguat ttak membalik

Mengatur generator isyarat agar menghasilkan gelombang sinus dengan frekuensi 1kHz dan dengan tegangan 2 Vpp

Mengatur Potensiometer (VR1) agar menghasilkan V1 sebesar 200 mVpp

Mengatur Potensiometer (VR2) agar menghasilkan V2 sebesar 300 mVpp

Buat rangkaian seperti gambar 3.2

Menghubungkan bagian masukan rangkaian dengan generator isyarat

Mengatur generator isyarat agar menghasilkan gelombang sinus dengan frekuensi 1kHz dan tegangan 100 mVpp

Mengukur tegangan keluaran (Vo) dari OpAmp

Mengukur tegangan keluaran (Vo) dari Op-Amp Melakukan kembali langkah-langkah diatas dengan mengganti hambatan R3 sebesar 2,2 kΩ dan 10kΩ

Melakukan kembali langkah-langkah diatas dengan mengganti hambatan R3 sebesar 10kΩ dan 100kΩ

Menghitung besar penguatan disetiap rangkaian

Mengukur besar penguuatan ditiap rangkaian Diagram 3.1. menentukan hambatan masukan Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

3

4.

HASIL DAN ANALISIS HASIL

Berdasarkan praktikum yang telah dilakukan diperoleh hasil yakni : \

Tabel 4.1 Penguat Penjumlahan Vi2

(kohm)

(Volt)

Vo

(Volt)

(Volt)

(volt)

1 2,2 10

2 2 2

0,2 0,2 0,2

0,3 0,2 0,2

0,5 0,2 400

R3

VG

Vi1

A= Vo/Vi 1 0,5 0,1

Tabel 4.2 Penguat Tak membalik R2

VG

Vi

Vo

(kohm)

(Volt)

(Volt)

(volt)

1 10 100

0,1 -

0,1 -

0,2 -

A= Vo/Vi 2 -

Ketidaksesuain hasil praktikum dapat disebabkan oleh berbagai sudut pandang seperti komponen elektro atau resisitor yang terbatas dan sudah tidak berfungsi ketika digunakan, kabel yang sensitif sehingga noise yang cukup besar masuk ke dalam sistem. Gangguan yang diakibatkan sinyal noise dapat merusak bentuk sinyal asli serta menambah atau mengurangi amplitudo pada gelombang sinus. Secara garis besar ada dua jenis sumber noise. Yang pertama disebut external noise (derau yang berasal dari luar perangkat) dan internal noise (derau yang timbul dari perangkat itu sendiri). Sehingga mengakibatkan data yang diperoleh tidak berbanding lurus dengan nilai resisitor (R3 atau R2).

5.

Berdasarkan hasil percobaan yang telah diperoleh, pada percobaan ini dapat disimpulkan bahwa : 1) Prin sip kerja penguat penjumlahan pada op-amp yakni semakin besar nilai resisitor (R3) maka semakin besar nilai penguat tegangan, karena semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik R3

ANALISIS DATA Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Karakteristik ideal pada op –amp. Pada praktikum ini membahas rangkain penguat penjumlah dan penguat tak membalik pada opamp. Nilai faktor penguatan (A) diperoleh dari perhitungan matetmatis berdasarkan rangkain opamp yang didapatkan pada praktikum 4. Hasil bagi antara sinyal output dengan sinyal input inilah yang disebut faktor penguatan. Faktor penguat yang diperoleh dari hasil tabel 4.1 pada frekuensi 1kHz, tegangan 2 volt dengan memfariasikan R3 dan tabel 4.2 pada frekuensi 1kHz, tegangan 100mVolt dengan memfariasikan R2 melalu hasil pembacaan pada LCD CRO yakni nilai pengut tegangan tabel 4.1 memperlihatkan penurunan seiring bertambahnya niali resisitor (R3), dimana apabila ditinjau berdasarkan rumus matematis (Franco,2002) semakin besar nilai R3 maka semakin besar nilai penguatan yang diperoleh karena Penguat sebagai penjumlah memiliki fungsi untuk menjumlahkan beberapa level sinyal input yang masuk ke sistem op-amp dan semua anus masukan mengalir melalui tahanan umpan balik R3. Dan tabel 4.2 niali penguat yang dapat dibaca pada LCD CRO yakni R3 pertama bernilai dua sedangkan R3 kedua dan ketiga tidak terbaca oleh LCD CRO.

KESIMPULAN

2) Rumus penguat tegangan op-amp disimbolkan sebagai A yakni penguat tegangan sama dengan tegangan keluaran dibagi tegangan input.

6.

DAFTAR PUSTAKA

[1]

Budiharto, widodo & firmansyah.2005.elektronika digital mikroprosesor.Yogyakarta : Andi

sigit dan

[2]

Elisa.https://docs.google.com/viewerng/vie wer?url=http://elisa.ugm.ac.id/user/archive/ download/50226/645cce8d. Diakses 07 Juni 2017 pukul 19.00 WIB.

[3]

Franco, Sergio, 2002. Design with operasional amplifiers dan analog integrated circuit. McGraw.san fransisco.

[4]

Kharisma, wisnu adji & jana utama. 2013. Portable Digital Oscilloscope Menggunakan PIC18F4550 Portable Digital Oscilloscope Based on PIC18F4550.TELEKONTRAN, VOL. 1, NO. 2.

[5]

Ubaidillah, kharis.2012. https://docs.google.com/viewerng/viewer?ur l=http://blog.ub.ac.id/kharislave/files/2012/ 09/PENGUAT-OPRASIONAL-OPAMP.pdf . Diakses 07 Juni 2017 pukul 19.10 WIB.

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

4

[6] 7.

Sutanto. 2006. Rangkaian Elektronika. UI – Press: Jakarta. LAMPIRAN

Gambar 7.1. lampran data pengamatan

Laporan Praktikum – Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPA Unsoed

5