DAFTAR ISI DAFTAR ISI LATAR BELAKANG Teori Dasar Tujuan LANGKAH KERJA Rangkaian Buffer...

Transkripsi

1 DFT ISI DFT ISI....LT BELKNG Teor Dasar Tujuan LNGKH KEJ angkaan Buer angkaan Invertng angkaan Non- Invertng angkaan Summng angkaan Derensator angkaan Komparator DT HSIL PECOBN NLISIS DT KESIMPULN DFT PUSTK... 46

2 2. LT BELKNG. Teor Dasar Operasonal ampler (Op-mp) adalah suatu penguat berpenguatan tngg yang terntegras dalam sebuah chp IC yang memlk dua nput nvertng dan non-nvertng dengan sebuah termnal output, dmana rangkaan umpan balk dapat dtambahkan untuk mengendalkan karakterstk tanggapan keseluruhan pada operasonal ampler (Op- mp). Pada dasarnya operasonal ampler (Op-mp) merupakan suatu penguat derensal yang memlk 2 nput dan output. Op-amp n dgunakan untuk membentuk ungsungs lner yang bermacam-macam atau dapat juga dgunakan untuk operas-operas tak lner, dan serngkal dsebut sebaga rangkaan terpadu lner dasar. Penguat operasonal (Op-mp) merupakan komponen elektronka analog yang berungs sebaga ampler multguna dalam bentuk IC dan memlk smbol sebaga berkut : Smbol Operasonal mpler (Op-mp) Prnsp kerja sebuah operasonal mpler (Op-mp) adalah membandngkan nla kedua nput (nput nvertng dan nput non-nvertng), apabla kedua nput bernla sama maka output Op-amp tdak ada (nol) dan apabla terdapat perbedaan nla nput keduanya maka output Op-amp akan memberkan tegangan output. Operasonal ampler (Op- mp) dbuat dar penguat derensal dengan 2 nput.

3 3.2 Tujuan a. Membuktkan secara ekspermental bahwa gan dar operatonal ampler (opamp) dapat dbuat hanya tergantung pada external negatve eedback loop dar output ke nput. b. Mengoperaskan ungs op amp sebaga nvertng ampler. c. Mengoperaskan ungs op amp sebaga non nvertng ampler. d. Mengoperaskan ungs op-amp sebaga rangkaan Buer e. Mengoperaskan ungs op-amp sebaga rangkaan Summng. Mengoperaskan ungs op-amp sebaga rangkaan Derensator g. Mengoperaskan ungs op-amp sebaga rangkaan Comparator

4 4 2. LNGKH KEJ 2. NGKIN BUFFE. Membuat rangkaan sepert pada gambar.4 dbawah n E 74 V o E Gambar - angkaan Buer 2. Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan port Vr E ke port 4 4. Sambungkan port 5 ke port 8 5. Ukurlah E Vr yang dtentukan nstruktur dengan menggunakan avometer 6. Ukurlah Vout port 9 menggunakan avometer 7. Catat Vout pada Lembar Data 2.2 NGKIN INVETING. Membuat rangkaan sepert gambar -2 berkut Gambar -2 angkaan Invertng mpler 2.Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan Vr E ke port 3 4. Sambungkan port 5 ke port 6 5. Sambungkan port 0 ke ground

5 5 6. Ukurlah Vr E yang dtentukan nstruktur dengan menggunakan avometer 7. Ukurlah Vout port 9 menggunakan avometer 8. Catat Vout pada Lembar Data 2.3 NGKIN NON INVETING. Membuat rangkaan sepert gambar.7 dbawah n 74 Vout E E Gambar -3 angkaan Non Invertng mpler 2. Sambungkan sumber tegangan power supply ke modul 3. Sambungkan E Vr ke port 4 4. Sambungkan port 3 ke ground 5. Sambungkan port 5 ke port 6 6. Ukurlah Vr E yang dtentukan nstruktur dengan menggunakan avometer 9. Ukurlah Vout port 9 menggunakan avometer 0. Catat Vout pada Lembar Data 2.4 NGKIN SUMMING. Buat rangkaan sepert gambar 2-2 berkut pada project board yang telah dsedakan Gambar 2-2 angkaan Drental mpler

6 6 2. Menghubungkan Vr dengan pn 3 3. Menghubungkan Vr 2 dengan pn 4 4. Menghubungkan pn 6 dengan pn 8 5. Menghubungkan pn 9 dengan pn 6. Mengatur Vr dan Vr 2 hngga mendapatkan nla tegangan yang sesua denganpetunjuk nstruktur. 7. Mengukur tegangan output pada pn 2 dan mencatat hasl pada lembar data yang telah dsedakan. q 8. Mengulang langkah 6 datas untuk nla tegangan Vr & Vr 2 yang lan. 2.5 NGKIN DIFFEENSITO. Buat rangkaan sepert gambar 2-2 berkut pada project board yang telah dsedakan Gambar 2-2 angkaan Drental mpler 2. Menghubungkan Vr dengan pn 3 3. Menghubungkan Vr 2 dengan pn 4 4. Menghubungkan pn 6 dengan pn 8

7 7 5. Menghubungkan pn 9 dengan pn 6. Mengatur Vr dan Vr 2 hngga mendapatkan nla tegangan yang sesua dengan petunjuk nstruktur. 7. Mengukur tegangan output pada pn 2 dan mencatat hasl pada lembar data yang telah dsedakan. 8. Mengulang langkah 6 datas untuk nla tegangan Vr & Vr 2 yang lan. 2.6 NGKIN KOMPTO. Buat rangkaan sepert gambar 2-3 berkut pada project board yang telah dsedakan : Gambar 2-3 angkaan Comparator 2. Menghubungkan Vr dengan pn 5 3. Menghubungkan Vr dengan pn 6 4. Mengatur Vr dan Vr 2 hngga mendapatkan nla tegangan yang sesua dengan petunjuk nstruktur. 5. Mengukur tegangan output pada pn 2 dan mencatat hasl pada lembar data yang telah dsedakan. 6. Mengulang langkah 4 datas untuk nla tegangan Vr & Vr 2 yang lan.

8 8 3. DT HSIL PECOBN 3. angkaan Buer (V) V out (V) Gan V V out n 3.2 angkaan Invertng Vn Vout angkaan Non-Invertng Vn Vout angkaan Summng

9 9 Vout Input ( ) Input 2(2 ) Output(V out ) Gan a0 V V 500 mv 500 mv mv mv V V -.84 V V 2.5 V 2.5 V V V 5 V 5 V V V 7.5 V 7.5 V V V 0 V 0 V -9.8 V V n n2 3.5 angkaan Derensator Input ( ) Input 2 (2 ) Output (V out ).5V 500 mv V - V 3 V.5 V.5 V - V 3.5 V.5 V 2 V - V 5 V 2 V 3 V - V 6 V 3 V 3 V - V 0 V 7.5 V 2.5 V - V a 0 Gan V IN 2 Vout V IN 3.6 angkaan Comparator Input Input 2 Output Konds ( ) (V re ) (V out ) Led 6V 2 V 4.59 V Padam 6 V 5 V Berubah Berkedp 6.5 V 0 V V Padam 0 V 3 V 8.59 V Padam 6.5 V 3.5 V Berubah Berkedp 7 V 3 V 5.59 Padam 4. NLIS DT 4. angkaan Buer

10 0 Gambar 4- angkaan Buer Prnsp Kerja: angkaan buer adalah rangkaan yang menghaslkan tegangan output sama dengan tegangan nputnya. Dalam hal n sepert rangkaan common colektor yatu berpenguatan. Fungs dar rangkaan buer pada peralatan elektronka adalah sebaga penyangga, dmana prnsp dasarnya adalah penguat arus tanpa terjad penguatan tegangan. angkaan buer yang dbangun dar sebuah operasonal ampler (Op-mp), dapat dbuat dengan sangat sederhana. Dengan menghubungkan jalur nput nvertng ke jalur output operasonal ampler (op-amp) maka rangkaan buer pada gambar -4 akan memberkan kemampuan mengalrkan arus secara maksmal sesua kemampuan maksmal operasonal ampler (op-amp) mengalrkan arus output. umus rangkaan buer: V out VIN Karena nla dan 0 Ω, maka: V out VIN 0 V out VIN 0 V out

11 Perhtungan V Sehngga dengan data percobaan:. Untuk Vn 0.5V V out Vn 0.5 V V Perhtungan Voutpengukuran Pengukuran pengukuran %Err 00 % % 0.02%

12 2 2. Untuk Vn V V out Vn V V Perhtungan Voutpengukuran Pengukuran pengukuran %Err 00 % 00 % 0% 3. Untuk Vn 2.5V V out Vn 2.5 V V Perhtungan Voutpengukuran Pengukuran pengukuran %Err 00 % 00 % 0% 4. Untuk Vn 5V V out Vn

13 3 5 V V Perhtungan 5 5 Voutpengukuran Pengukuran 5 5 pengukuran %Err 00 % 00 % 0%

14 4 5. Untuk Vn 7.5V V out Vn 7.5 V V Perhtungan Voutpengukuran Pengukuran pengukuran %Err 00 % 00 % 0% 6. Untuk Vn 0V V out Vn 0 V V Perhtungan 0 0 Voutpengukuran Pengukuran 0 0 pengukuran %Err 00 % 00 % 0% Sehngga ddapat

15 5 % Err % Err % 6 Tabel 4. Hasl Pengukuran dan Perhtungan angkaan Buer No Pengukuran Perhtungan %Err V out V out (Volt) (%) (Volt) (Volt) Grak 4. Grak espon Dan V out angkaan Buer 4.2 angkaan Invertng

16 6 Gambar 4.2 angkaan Invertng mpler Prnsp Kerja: angkaan penguat pembalk snyal masukkan dberkan melalu sebuah resstor masukkan () yang dhubungkan secara ser terhadap masukkan pembalk (nvertng nput) yang dsmbolkan dengan (-). snyal keluaran penguat operasonal pada rangkaan penguat pembalk (nvertng ampler) dumpan balkan melalu () kemasukkan yang sama. umus rangkaan nvertng ampler: pengukuran... x pengukuran %Err 00 % % Err % Err 6 Maka dengan data percobaan dapat dhtung :. Untuk nla: kω kω 5V -4.73V

17 7 pengukuran V out x - x 5-5V pengukuran %Err (-) 00% x00% % 2. Untuk nla: kω kω 5.5V -5.2 V pengukuran % V out x - x 5

18 8-5V pengukuran %Err 00 % 3. Untuk nla: (-) 00% % % Ω Ω 6V -5.69V pengukuran V out x - x 5-5V pengukuran %Err 00 % (-) 00% x 00% %.

19 9 4. Untuk nla: kω kω 6.5kV -6.7V pengukuran V out x - x 5-5V pengukuran %Err 00 % (-) 00% x 00% %. 5. Untuk nla: kω kω 7V -6.65V pengukuran

20 20 - V out x - x 5-5V pengukuran %Err 00 % (-) 00% x 00% -0.05%. 6. Untuk nla: kω kω 0V -9.64V pengukuran V out x - x 5-5V pengukuran %Err 00 % (-) 00% x 00%.

21 % Sehngga ddapat % Err % Err ( 0.053) ( 0.052) (0.056) ( 0.05) ( 0.046) Tabel 4.2 Hasl Pengukuran dan Perhtungan angkaan Invertng mpler No Pengukuran Perhtungan %Err V out V out (Volt) (%) (Volt) (Volt) Grak 4.2 Grak espon Dan V out angkaan Invertng mpler 4.3 angkaan Non-nvertng

22 22 Gambar 4-3 angkaan Non-Invertng mpler Prnsp Kerja: angkaan penguat tak membalk ( non nvertng ampler) snyal masukkan dberkkan ke masukkan tak membalk (non nvertng nput) kemudan keluaranya dberkkan kembal ke masukkan membalk (nvertng nput) melalu rangkaan umpan balk (eed back) yang terbentuk dar resstor masukkan () dan resstor umpan balk () tersebut membentuk sebuah rangkaan pembag tegangan yang mengurang tegangan keluaran (Vout) dan menghubungkan tegangan keluaran yang telah berkurang tersebut ke masukkan membalk (nvertng nput). umus rangkaan non-nvertng ampler: pengukuran... x pengukuran %Err 00 % % Err % Err 6 Dengan menggunakan rumus datas maka untuk data percobaan:. Untuk nla: kω

23 23 kω 5V 0V pengukuran V out x 2 x 5 0V pengukuran %Err % 2 0% 2. Untuk nla: kω kω 5.5V V pengukuran %

24 24 V out x 2 x 5.5 V pengukuran %Err 00 % % 2 0% 3. Untuk nla: kω kω 6V 2V pengukuran V out x 2 x 6 2V pengukuran %Err 00 % 0% 4. Untuk nla: kω kω 6.5V % 2

25 25 3V pengukuran V out x 2 x 6.5 3V pengukuran %Err 00 % % 2 0% 5. Untuk nla: kω kω 7V 4V pengukuran

26 26 V out x 2 x 7 4V pengukuran %Err 00 % % 2 0% 6. Untuk nla: kω kω 0V 20V pengukuran V out x 2 x 0 20V pengukuran %Err 00 % % 2 0% Sehngga ddapat % Err % Err 6 0% 0% 0% 0% 0% 0% 6

27 27 0 Tabel 4.3 Hasl Pengukuran dan Perhtungan angkaan Non-Invertng mpler No Pengukuran Perhtungan %Err V out V out (Volt) (%) (Volt) (Volt) Grak 4.3 Grak espon Dan V out angkaan Non-Invertng mpler 4.4 angkaan Summng

28 28 Gambar 4-4 angkaan Summng Prnsp Kerja: Summng mpler adalah rangkaan elektronka yang berungs untuk menjumlahkan dua buah atau lebh tegangan lstrk. angkaan n dbuat dengan menggunakan IC Operatonal mpler yang memlk banyak kegunaan dan aplkat. angkaan summng n juga sebenarnya sama dengan operatonal ampler lannya, hanya saja bedanya pada pengaturan tahanan nput. umus-rumus rangkaan Summng: Bla: 2 pengukuran V (V out pengukuran n V V out ( + 2 ) x %Err pengukuran 00 % % Err % Err 6 Maka dengan data percobaan ddapat:. Untuk nla: n2 )

29 29 kω k Ω 2 kω 500mV 2 500mV mV pengukuran Vout pengukuran (Vn Vn2) ( ) V out ( + 2 ) x ( ) x mv pengukuran %Err 00 % (-) 00% % 2. Untuk nla: kω kω 2 kω V 2 V -.84V Vout pengukuran pengukuran (Vn Vn2)

30 30 - V out ( + 2 ) x ( + ) x - -2V pengukuran %Err 00 % (-) 00% % 3. Untuk nla: kω kω 2 kω 2.5V 2 2.5V -4.73V Vout pengukuran pengukuran (Vn Vn2) V out ( + 2 ) x ( ) x - -5V pengukuran %Err 00 %

31 (-) 00% % 4. Untuk nla: kω kω 2 kω 5V 2 5V -9.54V Vout pengukuran pengukuran (Vn Vn2) V out ( + 2 ) x (5 + 5) x - -0V pengukuran %Err 00 % (-) 00% % 5. Untuk nla: kω kω 2 kω 7.5V 2 7.5V -4.36V pengukuran Vout pengukuran (V V ) n n2

32 V out ( + 2 ) x ( ) x - -5V pengukuran %Err 00 % (-) 00% % 6. Untuk nla: kω kω 2 kω 0V 2 0V -9.8V Vout pengukuran pengukuran (Vn Vn2) V out ( + 2 ) x (0 + 0) x - -20V

33 33 pengukuran %Err 00 % (-) 00% % Sehngga ddapat % Err % Err 6 ( 0.2%) ( 0.08%) ( 0.054%) ( 0.046%) (0.0435%) ( 0.04%) % 6 Tabel Hasl Pengukuran Dan Perhtungan angkaan Summng V out Pengukuran Perhtungan No %Err (Volt) (Volt) (Volt) (Volt) 500 mv 500 mv -880 mv mv -000 mv % 2 V V -.84 V V -2 V % V 2.5 V V V -5 V % 4 5 V 5 V V V -0 V % V 7.5 V V V -5 V % 6 0 V 0 V 9.8 V V -20 V % V out Grak 4-4

34 34 espon antara V out dengan untuk rangkaan summng 4.5 angkaan Derensator Gambar 4-5 angkaan Derensator Prnsp Kerja: Dasar Op - amp Derensator adalah kebalkan dengan yang ada pada Integrator rangkaan penguat operasonal. D sn, poss kapastor dan resstor telah terbalk dan sekarang reaktans, Xc terhubung ke termnal nput dar penguat pembalk sementara resstor, ƒ membentuk elemen umpan balk negat d penguat operasonal sepert basa. umus-rumus rangkaan derental: Bla : 2 2 pengukuran V out V (V out pengukuran n2 - V n2 ) x (Vn2 - )

35 35 %Err pengukuran 00 % % Err % Err 6 Maka dengan data percobaan ddapat:. Untuk nla: kω kω 2 kω.5v 2 500mV V Vout pengukuran pengukuran (Vn2 - Vn) (0.5 -) -2 V out x (Vn2 - ) x (0.5 ) -0.5V pengukuran %Err 00 % (-2) 00% -3% 2. Untuk nla: kω kω 2 kω

36 36 3V 2.5V.5V V pengukuran (Vn2 - V.5 (.5-3) - out pengukuran n ) V out x (Vn2 - ) x (.5 3) -.5V pengukuran %Err 00 % (-) - 00% -2% 3. Untuk nla: kω kω 2 kω 3.5V 2.5V.5V Vout pengukuran pengukuran (Vn2 - Vn).5 (.5-3.5) -0.75

37 37 V out x (Vn2 - ) x (.5 3.5) -2V pengukuran %Err 00 % (-0.75) - 00% -.75% 4. Untuk nla: kω kω 2 kω 5V 2 2V 3V Vout pengukuran pengukuran (Vn2 - Vn ) 3 (2-5) - V out x (Vn2 - ) x (2-5) -3V

38 38 pengukuran %Err 00 % 5. Untuk nla: 2 2 (-) - 00% -2% kω kω kω 6V 3V 3V pengukuran V (V out pengukuran n2 3 (3-6) - - V n ) V out x (Vn2 - ) x (3-6) -3V pengukuran %Err 00 % (-) - 00% -2% 6. Untuk nla: kω kω 2 kω

39 39 0V 2 7.5V 2.5V Vout pengukuran pengukuran (Vn2 - Vn ) 2.5 (7.5-0) - V out x (Vn2 - ) x (7.5-0) -2.5V pengukuran %Err 00 % (-) - 00% -2% Sehngga ddapat % Err % Err 6 ( 3%) ( 2%) (.75%) ( 2%) ( 2%) ( 2%) % No (Volt) 2 (Volt) Tabel 4.5 Hasl Pengukuran Dan Perhtungan angkaan Drental Pengukuran V out Perhtungan V out %Err (Volt) (Volt).5 V 500mV V V -3% 2 3V.5V.5V - -.5V -2% 3 3.5V.5V 2V V -0.75%

40 V - -3V -2% V - -3V -2% V - -V -2% Grak 4.5 espon penguatan V out terhadap nput (2 ) rangkaan drental

41 4 4.6 COMPTO Gambar 4-6 angkaan Comparator Prnsp Kerja: Sebuah komparator menemukan pentngnya dalam srkut d mana dua snyal tegangan yang harus dperbandngkan dan dbedakan mana yang lebh kuat. Dalam sebuah op-amp dengan konguras loop terbuka dengan derensal nput tunggal atau snyal memlk nla lebh besar dar 0, gan tngg yang perg ke nnty mendorong output dar op-amp menjad jenuh. Dengan demkan, sebuah op-amp yang beroperas d konguras loop terbuka akan memlk output yang masuk ke saturas post atau tngkat kejenuhan negat atau beralh antara tngkat saturas post dan negat dan dengan demkan klp output d atas tngkat n. Prnsp n dgunakan dalam rangkaan komparator dengan dua nput dan output. 2 masukan, dar yang satu adalah tegangan reerens (Vre) dbandngkan satu sama lan. umus-rumus rangkaan Comparator ol IC x V out ol IC x (2 ) Bla: V out V out +VCC maka V out +V sat -VCC maka V out -V sat

42 42 Dengan menggunakan rumus datas maka:. Untuk nla: 6V 2 2V V out ol IC x (2 ) x (2 6) x (-3) V 2. Untuk nla: 6V 2 5V V out ol IC x (2 ) x (5 ) x V 3. Untuk nla: 6.5V 2 0V V out ol IC x (2 ) x (0 6.5) x V 4. Untuk nla: 0V 2 3V V out ol IC x (2 ) x (3 0) x (-7) V 5. Untuk nla: 6.5V 2 3.5V

43 43 V out ol IC x (2 ) x ( ) x (-3) V 6. Untuk nla: 7V 2 3V V out ol IC x (2 ) x (3 7) x (-4) V Tabel 4.5 Hasl Pengukuran Dan Perhtungan 2 angkaan Comparator Pengukuran V out V out No (Volt) (Volt) Saturas (Volt) (Volt) V Berubah V V Berubah Perhtungan Saturas 5. KESIMPULN. Kesmpulan rangkaan buer

44 44 Susunan n dsebut Follower Op - mp, atau Buer. Penyangga n memlk output yang tepat mencermnkan nput (asums tu dalam jangkauan rel tegangan), sehngga terlhat jens berguna pada awalnya. Namun, buer adalah srkut yang sangat berguna, karena membantu untuk mengatas banyak masalah mpedans. Impedans nput buer op - amp sangat tngg: dekat hngga tak terbatas. Dan output mpedans sangat rendah: hanya beberapa ohm. In berart kta dapat menggunakan buer untuk membantu ranta bersama sub - srkut secara bertahap tanpa khawatr tentang masalah mpedans. Buer memberkan manaat serupa dar pengkut emtor kta melhat dengan transstor, tetap cenderung bekerja lebh dealnya. 2. Kesmpulan rangkaan Invertng ampler Invertng mpler merupakan penerapan dar penguat operasonal sebaga penguat snyal dengan karakterstk dasar snyal output memlk phase yang berkebalkan dengan phase snyal nput. Pada dasarnya penguat operasonal (Op-mp) memlk aktor penguatan yang sangat tngg ( kal) pada konds tanpa rangkaan umpan balk. Dalam nvertng ampler salah satu ungs pamasangan resstor umpan balk (eedback) dan resstor nput adalah untuk mengatur aktor penguatan nvertng ampler (penguat membalk) tersebut. Dengan dpasangnya resstor eedback (F) dan resstor nput (n) maka aktor penguatan dar penguat membalk dapat datur dar sampa kal. Untuk mengetahu atau menguj dar penguat membalk (nvertng ampler) dapat menggunakan rangkaan dasar penguat membalk menggunakan penguat operasonal (Op-mp). 3. Kesmpulan rangkaan non-nvertng ampler Penguat Tak-Membalk (Non-Invertng mpler) merupakan penguat snyal dengan karakterstk dasat snyal output yang dkuatkan memlk asa yang sama dengan snyal nput. Penguat tak-membalk (non-nvertng ampler) dapat dbangun menggunakan penguat operasonal, karena penguat operasonal

45 45 memang ddesan untuk penguat snyal bak membalk ataupun tak membalk. angkaan penguat tak-membalk n dapat dgunakan untuk memperkuat syarat C maupun DC dengan keluaran yang tetap sease dengan snyal nputnya. 4. Kesmpulan rangkaan summng angkaan summng menghaslkan keluaran yang terbalk (nvertng), hal n dkarenakan rangkaan tersebut datas menggunakan rangkaan nvertng sebaga rangkaan dasar. 5. Kesmpulan rangkaan drental Srkut n melakukan operas matematka Derensas, yang tu " menghaslkan tegangan output yang berbandng lurus dengan tegangan nput yang rate-o - perubahan terhadap waktu ". Dengan kata lan yang lebh cepat atau lebh besar perubahan snyal tegangan nput, semakn besar arus masukan, semakn besar akan perubahan tegangan output. 6. Kesmpulan rangkaan komparator angkaan Komparator dsebut pembandng srkut non-pembalk sebaga snyal nput snusodal Vn dterapkan pada termnal non-pembalk.tegangan reerens tetap Vre adalah memberkan ke termnal pembalk (-) dar op-amp. Ketka nla tegangan nput Vn lebh besar dar tegangan reerens Vre tegangan keluaran Vo perg ke saturas post. Hal n karena tegangan pada masukan nonpembalk lebh besar dar tegangan pada nput pembalk. DFT PUSTK

46 46 Clyton, G B Operatonal mplers. Jakarta. Erlangga Dostal, Jr Operatonal mplers. Jakarta. Erlangga