lap op amp
Post on 30-Oct-2015
167 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
-
BAB 1
DASAR TEORI
1.1. TUJUAN
Eksperimen ini bertujuan untuk menyusun rangkaian yang biasa digunakan untuk
memeriksa op-amp. Rangkaian tester ini berupa astable multivibrator
sederhana dengan menggunakan op-amp IC A741 8-pin atau jenis yang lain
1.2. DASAR TEORI
Inverting
Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada
tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa
lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif.
Rumus nya :
Gambar 1.1 Inverting Op-Amp
A. Non-Inverting
Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya
perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting.
-
Rumusnya seperti berikut :
Sehingga persamaan menjadi:
Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.
Rangkaian nya adalah seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 1.2 Non inverting Op-Amp
B. Buffer
Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya.
Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1.
Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 1.3 Rangkaian Buffer
Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan.
Besar nilainya tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang
alias arus dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.
C. Adder/ Penjumlah
-
Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang
dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah
dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.
Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi :
Tahanan Rom gunanya adalah untuk meletak titik nol supaya tepat, terkadang
tanpa Rom sudah cukup stabil. Maka rangkaian ada yang tanpa Rom juga baik
hasilnya. Rangkaian penjumlah dengan menggunakan noninverting sangat suah
dilakukan karena tegangan yang diparalel akan menjadi tegangan terkecil yang ada.,
sehingga susah terjadi proses penjumlahan.
Gambar 1.4 Adder dengan hasil Minus
D. Subtractor/ Pengurang
Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan
masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.
Rangkaian ini bisa terdiri 2 macam yaitu :
a. Rangkaian dengan 1 op-amp 5
-
b. Rangkaian dengan 2 op-amp
c. Rangkaian dengan 3 op-amp
Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki
noninverting. Supaya benar benar terjadi pengurangan maka nilai dibuat seragam
seperti gambar. Rumusnya adalah:
Gambar 1.5 Rangkaian Subtarctor dengan satu Op-amp
E. Comparator/ Pembanding
Rangkaian pembanding ini ada 3 macam yaitu :
a. Rangkaian pembanding 1 op-amp tanpa jendela input
b. Rangkaian pembanding 1 op-amp dengan jendela input
c. Rangkaian pembanding 2 op-amp dengan jendela input proses output luar
d. Rangkaian pembanding 2 op-amp dengan jendela input proses output dalam
Rangkaian pembanding dengan 1 op-amp tanpa jenjela input, artinya rangkaian
komparator/pembanding yang langsung dibandingkan. Seperti pada gambar berikut
ini adalah komparator biasa dan hasilnya langsung dibandingkan dengan
referensinya. Rangkaian komparator dengan jendela input rangkaiannya hampir sama
-
dengan rangkaian noninverting hanya saja parameternya terbalik. Seperti pada
gambar berikut ini dan contoh hasil dari input dan outputnya dan perhitungannya.
Rangkaian differensiator adalah rangkaian aplikasi dari rumusan matematika yang
dapat dimainkan (dipengaruhi) dari kerja kapasitor. Rangkaian nya seperti pada
gambar 2.25 dengan rangkaian sederhana dari differensiator. Untuk mendapatkan
rumus differensiator, urutannya adalah sebagai bagai berikut :
dan selama nilai
selisih dari inverting input dan noninverting input (v1 dan v2) adalah nol dan
penguatan tegangannya sangat besar, maka didapat persamaan pengisian kapasitor
sebagai berikut :
1.2 RANGKAIAN INTEGRATOR OP-AMP UNTUK APLIKASI (PRAKTIS)
A. Filter Aktif
Pada rangkaian dibagian listrik sering disebut rangkaian seleksi frekuensi untuk
melewatkan band frekunsi tersentu dan menahannya dari frekuensi diluar band itu.
Filter dapat diklafisikasikan dengan arahan :
1. Analog atau digital
-
2. Pasif atau aktif
3. Audio (AF) atau radio frekuensi (RF)
Filter analog dirancang untuk memproses sinyal analog, sedang filter digital
memproses sinyal analogdengan menggunakan teknik digital. Filter tergantung dari
tipe elemn yang digunakan pada rangkaiannya, filterakan dibedakan pada filter aktif
dan filter pasif. Elemen pasif adalah tahanan, kapasitor dan induktor. Filter aktif
dilengkapi dengan transistor atau op-amp selain tahanan dan kapasitor. Tipe elemen
ditentukan oleh pengoperasian range frekuensi kerja rangkaian . Misal RC filter
umumnya digunakan untuk audio atau operasi frekuensi rendah dan filter LC atau
kristal lebih sering digunakan pada frekuensi tinggi.
Pertama tama pada bagian ini menganalisa dan merancang filter analog aktif RC
menggunakan op-amp. Pada frekunsi audio, induktor tidak sering digunakan
karenabadannya besar dan mahal serta menyerab banyak daya. Induktor juga
menghasilkan medan magnit.
Filter aktif mempunyai keuntungan dibandingkan filter pasif yaitu :
1. Penguatan dan frekuensinya mudah diatur, selama op-amp masih memberikan
penguatan dan
sinyal input tidak sekaku seperti pada filter pasif. Pada dasarnya filter aktif
lebih gampang diatur.
2. Tidak ada masalah beban, karena tahanan inputtinggi dan tahanan output
rendah. Filter aktif tidak
membebani sumber input.
3. Harga, umumnya filter aktif lebih ekonomis dari pada filter pasif, karena
pemilihan variasai dari
op-amp yang murah dan tanpa induktor yang biasanya harganya mahal. Filter aktif
sangat handal digunakan pada komunikasi dan sinyal prosesing, tapi juga sangat baik
dan sering digunakan pada rangkaian elektronika seperti radio, televisi, telepon
,radar, satelit ruang angkasa dan peralatan biomedik.
Umumnya filter aktif digolongkan menjadi :
1. Low Pass Filter (LPF)
2. High Pass Filter (HPF)
3. Band Pass Filter (BPF)
4. Band Reject Filter (BPF)
-
5. All Pass Filter (APF)
Pada masing masing filter aktif menggunakan op-amp sebagai elemen aktifnya dan
tahanan , kapasitor sebagai elemen pasifnya. Biasanya dan pada umumnya IC 741
ckup baik untuk rangkaian filterv aktif, namun op-amp dengan high speed seperti
LM301, LM318 dan lain lainnya dapat juga digunakan pada rangkaian filter aktif
untuk mendapatkan slew rate yang cepat dan penguatan serta bandwidth bidang kerja
lebih baik.Gambar output dari filter aktif seperti tampak pada gambar berikut ini,
sebagai karakteristik responsi frekuensi dari 5 filter aktif. Responsi idealnya
ditunjukkan dengan garis terputus putus.
Low Pass Filter mempunyai penguatan tetap dari 0 Hz sampai menjelang frekuensi
cut off fH. Pada fH penguatan akan turun dengan 3dB, artinya frekuensi dari 0 Hz
sampai fH dinamakan pass band frekuensi dengan batas 0,707 tegangan output.
Sedang frekuensi yang diredam dibawah 3dB atau 0,707 Vo dinamakan stop band
frekuensi. Perubahan naik turunnya grafik karakteristik tersebut tergantung dari
kualitas komponen selain bentuk rangkaiannya.
Pada gambar b terlihat karakteristik dari high pass filter, artinya adalah frekuensi
yang rendah diredam sampai pada frekuensi cut on yang dianggap sebagai batas
frekuensi rendahnya sehingga diberi nama fL. Batasan stop band adalah 0 < f fL. Untuk menghasilkan bad pass filter dan band
reject filter adalah kombinasi antara LPF dan HPF. Bila HPF dirangkai serie dengan
LPF maka akan mendapatkan BPF (Band Pass Filter). Sedangkan kombinasi 21
paralel antara LPF dan HPF akan mendapatkan BRF (Band Reject Filter). Gambar
rangkaian bisa dilihat dibagian BPF dan BRF untuk pembahasan lebih lanjut.
Gambar e menerangkan output fasa geser yang dihasilkan oleh All Pass Filter (APF).
Pada rangkaian ini sebenarnya bukan termasuk filter tapi juga bisa digolongkan
kefilter aktif.
-
BAB II
PROSEDUR PERCOBAAN
2.1 Alat dan Bahan
NO Alat-Bahan Jumlah
1 Resistor: 2 k , 200 k , 560 k ,390 1
2 Kapasitor: 0,01 F, 100 V 1
3 Speaker: 8 ohm 1
4 ICOp-amp : uA741 1
5 Osiloskop 1
6 Multimeter 2 unit
7 Saklar 1
8 Pencatu Daya 15VDC 2
9 Kabel Penghubung Secukupnya
2.2 Prosedur Percobaan
1. Susun rangkaian tes op-amp seperti terlihat padagambar1.1
2. Diberi pencatu daya pada IC +VCC=+15 V dan VCC=-15 V.
Gambar 2.1 Rangakain tester op-amp
-
3. Sebelum rangkaiandihubungkan kepencatudaya,siapkan rangkaianuntuk
mengukur besarnyaarusantarapin7dengan+VCC. Nyalakanpencatudayadan
catatbesarnyaarusyangmengalir.
4. Hubungkan kaki kaki RL ke osiloskop, jika terlihat adanya isyarat
gelombang kotak maka ini memberikan indikasi IC dalam keadaan baik.
Osilasi yang terjadi sebagai indikasi adanya penguatan dan ini diperluka
nuntuk sebuah IC yang baik.
5. Buat sketsa bentuk gelombang yang anda amati pada kaki-kaki resistorRL
Tunjukkan besarnya perubahan harga tegangan puncak-ke-puncaknya.
6. Tes audio/suara dariIC yang dipasang dapat dilakukan dengan cepat dan
mudah dengan menutup saklar keluaran. Dengan beban yang terpasang, IC
yang bagus harus dapat memberikan arus keluaran sekitar25 mA. Nyalakan
speaker untuk tes audio. Apa yang anda amati ?
7. Dengan pemasangan tes audio akan memberikan tambahan beban pada IC
yang sebelumnya berharga2 k .
a. Arus beban (tanpa speaker) yang terukur sebesar?
b. Besarnya arus dengan pemasangan speaker?
8. Saat osilator dalam keadaan beroperasi, sentuh salah satu ujung resistor R1
,R 2atau R3 dengan ujung jari anda. Amati pada osiloskop yang terpasang
dan beri komentar, apa yang anda amati dan beri alas an kenapa (lihat
perubahan frekuensi dan amplitudonya).
9. Amati pada osiloskop keluaran pada beban saat anda menyentuh resistorRL,
apa yang terjadi (lihat perubahan frekuensidan amplitudonya)? Bagaimana
kestabilan gelombang?
10. Bagaimana bentuk gelombang keluaran audio dibandingkan keluaran pada
beban 2 k?
-
BAB III
ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN
3.1 Analisa Data
3.1.1Hasil Pengukuran
Arus pada RL
o Percobaan Langsung di Master Builder
Gambar 3.1 Rangakain tester op-amp
Tabel 3.1. Hasil ukur arus beban
+VCC -VCC BEBAN IOUT PADA BEBAN
+15 -15 2.2K 5.2 mA
Rf=220K C1=1uF
R1=560k
+VCC 15
-VCC 15
RL 2.2K RL 3.9
R3=220K
-
o Menggunakan Simulator Multisim
Gambar 3.2 Rangkaian tester op-amp menggunakan multisim
Tabel 3.2 Hasil ukur arus beban
+VCC -VCC BEBAN IOUT PADA BEBAN
+15 -15 2.2K 5.75 mA
-
Gelombang Osilasi kaki RL
o Menggunakan Master Builder
Time/div =0.5
Volt/div =0.5
PembacaanSinyal:
Vp-p = Div x V/div=1.4 V
Frekuensi =0.71Hz
Gambar 3.3 Gelombang osislasi di kaki RL
Gelombang Osilasi kaki RL
o Menggunakan Simulator Multisim
Gambar 3.4 Gelombang osislasi di kaki RL menggunakan multisim
-
Setting Ocsilloscope:
T/Div=0.5
V/Div=0.5
Pembacaan Sinyal:
Vp-p = Div x V/div=0.3 V
T=DivxT/Div=2.6x0.5=1.3
F=1/T=0.76Hz
F
r
e
k
u
e
n
s
i
=
1
4
2
H
z
Tes Audio dari speaker output IC
Tabel 3.3 Pengukuran Arus Beban Audio dan R sebesar 2.2K
+Vcc -Vcc IBeban(dengan simulasi dan pengukuran)
Speaker R=2k Speaker & R=2k
+15 -15 25.58mA 5.911mA 25.58mA
o Dari kedua hasil (simulasi dan pengukuran) didapat arus ouput dengan
beban speaker sebesar 25.58mA, dengan suara yang terputus-putus.
o Setelah ditambah beban pada kaki output IC (kaki 6) dengan R=2k
maka didapat arus beban (tanpa speaker) sebesar5.911mA
o Kemudian diukur arus dengan beban speaker dan R=2k, didapat arus
beban sebesar 25.58mA.
Berikut adalah gelombang audio yang diukur pada beban speaker:
Gambar 3.5Bentuk gelombang audio
3.2 Pembahasan
Percobaan ini bertujuan untuk memeriksa apakah sebuah IC op-amp bekerja
dengan baik sebagai penguat, rangkaian tester ini disebut juga rangkaian astable
multivirator. Pada percobaan ini menggunakan IC op-amp uA741 dan beberapa
capacitor polar dan resistor serta speaker dengan nilai yang telah ditentukan. Alat
ukut yang digunakan berupa osiloskop dan multimeter digital.
-
Pada percobaan ini pertama mengeset tegangan input sebesar 15V dan juga IC
diberi masukan +VCC=+15V dan -VCC=-15V pada kaki 4, output yang dihasilkan
sebesar 5.2MA.Selanjutnya dilakukan indetifikasi terhadap sinyal keluaran pada
beban RL=2k, dan didapat sinyal osilasi berupa gelombang kotak, Selanjutnya
dilakukan tes audio dengan beban 2k maka didapat ouput dengan beban speaker
sebesar 25.58mA, dengan suara yang terputus-putus. Hal ini dikarenakan pengisian
dan pembuangan arus kapasitor pada gelombang audio, dimana jika gelombang
berada pada Vp positif makan sepaker akan mengeluarkan suara dan saat Vp negatif
tidak mengeluarkan suara.
Pada percobaan ini digunakan rangkaian astable multivibrator. Rangkaian ini
terdiri atas dua penguat yang digandeng secara silang. Keluaran penguat yang satu
dihubungkan dengan masukan penguat yang lain. Astable Multivibrator adalah suatu
rangkaian yang bagian ouputnya tidak bisa stabil pada suatu keadaan atau level, akan
tetapi berubah ubah secara terus menerus dari keadaan 0 ke keadaan 1 berulang
ulang. Keadaan tidak stabil ini sering disebut sebagai keadaan quasi stabil atau semi
stabil (keadaan fase running). Rngkaian ini tidak memiliki kondisi yang mantap
jadi akan selalu berguling dari satu kondisi ke kondisi yang lain. Disebut sebagai
multivibrator tersebut adalah quasistable. Disebut quasistable apabila rangkaian
multivibrator membentuk suatu pulsa tegangan keluaran sebelum terjadi peralihan
tingkat tegangan keluaran ke tingkat lainnya tanpa satupun pemicu dari luar.Karena
masing-masing penguat membalik isyarat masukan, efek dari gabungan ini adalah
berupa balikan positif. Dengan adanya (positif) balikan, osilator akan regenerative
(selalu mendapatkan tambahan energi) dan menghasilkan keluaran yang kontinyu.
Setelah melakukan tes audio maka dilakukan penyentuhan dengan jari pada salah
satu dari kaki-kaki R, dan seketikan gelombang berubah menjadi kacau, sentuhan
mengakibatkan terjadinya distorsi pada gelombang sehingga amplitudo dan frekuensi
menjadi tidak beraturan
-
BAB IV
Penutup
4.1 Kesimpulan
1. Astable Multivibrator adalah suatu rangkaian yang bagian ouputnya tidak bisa
stabil pada suatu keadaan atau level, akan tetapi berubah ubah secara terus
menerus dari keadaan 0 ke keadaan 1 berulang ulang.
2. Output yang dihasilkan pada percobaan pertama deng masukan V= 15 adalah
5.2mA.
3. Rangkaian astable multivibrator menghasilkan gelombang kotak pada
keluarannya
4. Gelombang kotak pada output IC menunjukkan IC masih dalam keadaaan
baik.
5. Dengan beban output berupa sepaker (8ohm) dan R=2K IC op-amp yang baik
menghasilkan Iout sebesar 25.5mA.
6. Suara terputus-putus disebabkan oleh proses pengisian dan pembuangan arus
pada kapasitor.
7. Sentuhan mengakibatkan terjadinya distorsi pada gelombang sehingga
amplitudo dan frekuensi menjadi tidak beraturan
-
DAFTAR PUSTAKA
http://fendyhananta.wordpress.com/2012/12/05/astable-multivibrator-pengendali-sinyal-
digital/
http://id.wikipedia.org/wiki/Multivibrator
http://ilmubawang.blogspot.com/2012/03/rangkaian-astable-multivibrator.html
top related