Praktikum Elektronika Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. 1. Tugas Pendahuluan
2. 2. Laporan Akhir

MODUL 1

Operational Amplifier dan Filter

1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier (Op-Amp) adalah salah satu komponen elektronika yang sangat penting dan sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronik, baik analog maupun digital. Op-Amp umumnya berperan sebagai penguat (amplifier). Op-Amp tersusun dari beberapa transistor, dioda, resistor, dan kapasitor. Pada Op-Amp ideal memiliki karakteristik linear dan memiliki penguatan yang sangat tinggi.

Penguatan pada op-amp bergantung pada tegangan input yang dihubungkan ke kedua terminal op-amp yaitu inverting dan non inverting, dan besar resistansi dari resistor feedback dan input. Selain sebagai penguat, op-amp dapat juga divariasikan kegunaannya seperti untuk mendeteksi perubahan cepat, mengubah bentung gelombang sinyal, dan memfilter sinyal. Hal ini dapat dilakukan dengan mengubah rangkaian yang dibentuk sedemikian rupa.

2. Tujuan[Kembali]

Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter
Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

    a).  Multimeter

Gambar 1. Multimeter

    b). Jumper

Gambar 2. Jumper

     c). DC Power Supply

Gambar 3. DC Power Supply

      d) Osiloskop

Gambar 4. Osiloskop

       e) Function generator

Gambar 5. Function generator

B. Bahan

  a) Module elektronika analog Operational Amplifier 1

Gambar 6. Modul elektronika analog operational amplifier 1

   b) Resistor

Gambar 7. Resistor

   c) RS-A4 elektronika analog

Gambar 8. RS-A4 elektronika analog

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional  

Gambar 3.1  Operational Amplifier

1. Inverting Op-Amp

Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.  

 

Gambar 3.2 Rangkaian Inverting Op-Amp

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non- inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui Rf . Iin = If Iin = Vin / Rin If = - Vout / Rf 

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif . Vout = - (Rf / Rin) Vin  Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah  Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

2. Comparator Amplifier

Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut. Cara Kerja Comparator

•  Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).
•  Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting (-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (𝑉+ > 𝑉− = +𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖).
• Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖) 

 

Gambar 3.3 Komparator Op- Amp

3. Low Pass Filter

Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini. 

Gambar 3.4 Rangkaian Low Pass Filter

Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut

Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

4. High Pass Filter

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut-off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut-off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini. 

 

Gambar 3.5 Rangkaian HPF dan grafik respon frekuensi HPF Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter adalah