[ ] November 28, 2012

NON - INVERTING AMPLIFIER

KELOMPOK : 01

ANGGOTA KELOMPOK : 1. W.A Loviyantara

2. Ade Eka Saputri

3. Arief Triasmoro

KELAS : TT 3B

MATA KULIAH : ELKA ANALOG

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI

POLITEKNIK NEGERI JAKARTA

2012

Grup 01 TT3B 2012 Page 1

[ ] November 28, 2012

PERCOBAAN 15

NON INVERTING AMPLIFIER

15.1 TUJUAN

1. Memahami IC Operational Amplifier LM 741

2. Memahami penggunaan IC Operational Amplifier LM 741 sebagai non-Inverting

Amplifier

15.2 DASAR TEORI

Penguat Tak-Membalik (Non-Inverting Amplifier) merupakan penguat sinyal

dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan

sinyal input. Penguat tak-membalik (non-inverting amplifier) dapat dibangun

menggunakan penguat operasional, karena penguat operasional memang didesain untuk

penguat sinyal baik membalik ataupun tak membalik. Rangkain penguat tak-membalik

ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang

tetap sefase dengan sinyal inputnya. Impedansi masukan dari rangkaian penguat tak-

membalik (non-inverting amplifier) berharga sangat tinggi dengan nilai impedansi sekitar

100 MOhm.

Sinyal input diberikan ke terminal Non-Inverting (+) (gambar1). Pembagi

tegangan antara R1 dan Rf dari sinyal output diberikan pada terminal inverting (-).

Polaritas tegamgan output Vout sama dengan polaritas tegangan input Vin.

Gambar 2 Non-Inverting amplifier

Grup 01 TT3B 2012 Page 2

[ ] November 28, 2012

Rangkaian diatas merupakan salah satu contoh penguat tak-membalik

menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan memnggunakan sumber

tegangan DC simetris. Dengan sinyal input yang diberikan pada terminal input non-

inverting, maka besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik diatas

tergantung pada harga Rin dan Rf yang dipasang. Besarnya penguatan tegangan output

dari rangkaian penguat tak membalik diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis

sebagaiberikut.

Selama tidak ada arus yang mengalir pada terminal input V=0, arus input adalah

I = VinR 1

Tegangan Vout adalah :

Vout = If . (R1.Rf)

Vout = VinR 1

(R1.Rf)

Vout = Vin . Ri+Rf

R 1

Penguatan loop tertutup dari Amplifier adalah

A = VoutVin

= Ri+Rf

R 1. Vin

Apabila besarnya nilai resistor Rf dan Rin rangkaian penguat tak membalik diatas sama-

sama 10KOhm makabesarnya penguatan tegangan dari rangkaian penguat diatas dapat

dihitung secara matematis sebagai berikut.

Apabila besarnya nilai resistor Rf dan Rin rangkaian penguat tak membalik diatas

sama-sama 10KOhm makabesarnya penguatan tegangan dari rangkaian penguat diatas

dapat dihitung secara matematis sebagai berikut. A_{V}=\left ( \frac{10K}{10K} \right )

+1=2 kali Untuk membuktikan bahwa penguat tak-membalik akan menguatkan sinyal

input sebesar 2 kali dengan fasa yang sama dengan sinyal input. Dapat dibuktikan dengan

Grup 01 TT3B 2012 Page 3

[ ] November 28, 2012

memberikan sinyal input berupa sinyal AC (sinusoidal) dan mengukurnya menggunakan

oscilocope, dimana sinyal input diukur melalui chanel 1 osciloscope dan sinyal output

diukur dengan chanel 2 osciloscope.

Bentuk Sinyal Input Dan Output Penguat Tak-Membalik (Non-Inverting Amplifier)

15.3 ALAT-ALAT YANG DIGUNAKAN

1. IC 741 : 1 buah

2. Multimeter analog (SANWA) : 1 buah

3. Osciloskop (Tetronick) : 1 buah

4. Function Generator (GW INSTEK) : 1 buah

5. Sumber tegangan DC : 1 buah

6. Resistor 1kΩ : 2 buah

7. Resistor 470Ω : 1 buah

8. Kabel penghubung

15.4 LANGKAH-LANGKAH PERCOBAAN

1. Rakitlah rangkaian seperti gambar 3

2. Berikan tegangan supply sebesar +12V dan -12V

3. Hidupkan osiloskop dan hubungkan Channel 1 ke input dan Channel 2 ke output

rangkaian.

4. Hidupkan function generator dan atur agar mengeluarkan sinyal sinusoida dengan

frekuensi 1Khz dan 1Vpp, kemudian hubungkan input rangkaian.

5. Perhatikan dan ukur tegangan input serta lihat yang terbaca pada osiloskop.

6. Ubahlah frekuensi input sesuai hasil perencanaan.

Grup 01 TT3B 2012 Page 4

[ ] November 28, 2012

15.5 DATA HASIL PERCOBAAN

Tabel 1. Rangkaian Non-Inverting Amplifier dengan input sinyal sinusoidal

INPUT OUTPUT INPUT OUTPUTVin = 1Vpp Frekuensi Tegangan Vin = 1Vpp Frekuensi Tegangan

100 Hz 100 Hz 2.8 Vpp 200 KHz 200 KHz 2.2 Vpp500 Hz 500 Hz 2.8 Vpp 250 KHz 250 KHz 2 Vpp1 KHz 1 KHz 2.8 Vpp 300 KHz 300 KHz 1,8 Vpp20 KHz 20 KHz 2.8 Vpp 350 KHz 350 KHz 1.4 Vpp50 KHz 50 KHz 2.8 Vpp 400 KHz 400 KHz 1.2 Vpp75 KHz 75 KHz 2.8 Vpp 450 KHz 450 KHz 1 Vpp100 KHz 100 KHz 2.4 Vpp 500 KHz 500 KHz 0.8 Vpp150 KHz 150 KHz 2.8 Vpp 1 MHz 1 MHz 0.8 Vpp

Gambar Hasil Percobaan

1. F = 100 HzVin = 1 Vpp Vout = 2.8 Vpp

2. F = 500 HzVin = 1 Vpp Vout = 2.8 Vpp

Grup 01 TT3B 2012 Page 5

[ ] November 28, 2012

3. F = 1 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2.8 Vpp

4. F = 20 KHzVin

= 1 VppVout = 2.8 Vpp

5. F = 50 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2.8 Vpp

6. F = 75 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2.8 Vpp

Grup 01 TT3B 2012 Page 6

[ ] November 28, 2012

7. F = 100 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2.4 Vpp

8. F = 150 KHzVin = 1 Vpp

Vout = 2.4 Vpp

9. F = 200 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2.2 Vpp

10.

F = 250 KHzVin = 1 Vpp Vout = 2 Vpp

Grup 01 TT3B 2012 Page 7

[ ] November 28, 2012

11. F = 300 KHzVin = 1 Vpp Vout = 1.8 Vpp

12. F = 350 KHzVin = 1 Vpp Vout = 1.4 Vpp

13. F = 400 KHzVin = 1 Vpp Vout = 1.2 Vpp

Grup 01 TT3B 2012 Page 8

[ ] November 28, 2012

14. F = 450 KHzVin = 1 Vpp Vout = 1 Vpp

15. F = 500 KHzVin = 1 Vpp Vout = 0.8 Vpp

16. F = 1 MHz

Grup 01 TT3B 2012 Page 9

[ ] November 28, 2012

Vin = 1 Vpp Vout = 0.8 Vpp

15.6 ANALISA DATA

Seperti dalam teori penguat operasi secara ideal, arus masuk terminal membalik

dan tidak membalik adalah nol, dan tidak ada beda tegangan diantara terminal ini.

Sehingga dengan demikian Vin adalah sama tegangannya dengan V1 terhadap virtual

ground. Dengan demikian tegangan keluaran Vout akan ditentukan sepenuhnya oleh

besarnya resistansi R2 dan Rf. Pada akhirnya rangkaian seri Rf dan R2 membentuk

voltage devider (pembagi tegangan).

Dari hasil data diperoleh besarnya nilai penguatan (Av) untuk non-inverting

secara keseluruhan nilai penguatan yang diperoleh pada praktikum untuk non-inverting

berlaku AV =

V o

V i

= 1 +R f

R i . Hal tersebut bisa di lihat dari tabel hasil analisis penguat

inverting dan non-inverting. Berdasarkan data yang diperoleh penguatan bertambah besar

seiring bertambahnya R yang digunakan, hal ini telah sesuai dengan teori yang ada di

mana tegangan berbanding lurus dengan hambatan yang digunakan.

Grup 01 TT3B 2012 Page 10

[ ] November 28, 2012

Jika masukan diberikan pada INV, maka isyarat keluaran akan berlawanan fase atau

tanda-tanda dengan isyarat masukan. Tetapi jika masukan diberikan pada NON-INV,

maka isyarat keluaran akan sefase atau mempunyai tanda yang sama dengan isyarat

masukan. Dasar teori ini sesuai dengan data yang diperoleh seperti yang terlihat dalam

hasil percobaan. Untuk gambar input dan outpunya telah dicantumkan pada data hasil

pengamatan, dan hasilnya sesuai dengan teori yang ada, yaitu tegangan input lebih keci

dari tegangan output karena mengalami penguatan.

Dalam konfigurasi ini, tegangan sinyal masukan, (Vin) diasup secara langsung ke terminal

non-inverting (+). Dengan demikian berarti bahwa perubahan tegangan keluaran Vout dari

penguat operasi memiliki polaritas  ”positif”  terhadap tegangan masukannya, artinya

tegangan keluaran tidak dibalik polaritasnya. Hasil tegangan keluarannya akan sefasa

dengan tegangan masukannya.

Sinyal umpan balik dari penguat non-inverting diperoleh dengan menerapkan

sebagian kecil dari sinyal tegangan keluaran kembali ke terminal membalik  (inverting,-)

melalui resitor Rf  melalui rangakai dengan resistor  R2.  Ini konfigurasi loop tertutup

menghasilkan rangkaian penguat tak membalik (non-inverting) dengan stabilitas yang

Grup 01 TT3B 2012 Page 11

[ ] November 28, 2012

sangat baik, impedansi masukan yang sangat tinggi, impedansi Rin mendekati tak

terhingga  karena tidak ada arus yang mengalir ke terminal masukan positif  (kondisi

ideal) dan impedansi output Rout yang rendah.

Ada beberapa faktor yang menyebabkan besarnya penguatan yang diperoleh berbeda

dengan analisis teoritik diantaranya kerena dalam melakukan praktikum terdapat

beberapa kesalahan dan kendala-kendala yang dihadapi.

Praktikan kurang teliti dalam membaca skala pada osiloskop. Di samping itu dari segi

alat juga mengalami gangguan sehingga gelombang yang terbentuk pada layar

osiloskop agak bergetar dan tidak dapat di diamkan (di lock), yang menyebabkan

kesulitan dalam membaca skala dengan tepat.

Alat yang digunakan kelompok kami banyak yang tidak dapat berfungsi dengan baik

sehingga harus meminjam di kelompok yang lain.

Rangkaiannya terlalu sensitive, sehingga sedikit gerataran akan membuat output pada

osiloskop berubah nilainya.

GRAFIK HASIL BANDWIDTH

Grup 01 TT3B 2012 Page 12

[ ] November 28, 2012

15.7 KESIMPULAN

1. Besarnya penguatan pada Op Amp ditentukan oleh besarnya nilai Ri dan Rf dan

datanya telah disajikan pada data hasil pengamatan.

2. Hasil Output akan lebih besar dari input karena mengalami penguatan.

DAFTAR PUSTAKA

Grup 01 TT3B 2012 Page 13

[ ] November 28, 2012

Nixon, Benny. 2008. Laboratorium Analog . Jakarta

http://bsiswoyo.lecture.ub.ac.id/2012/06/teori-elektronika-penguat-operasi-tak- membalik ;25November2012;15.00;W.A Loviyantara

http://elektronika-dasar.com/percobaan/penguat-tak-membalik-non-inverting-amplifier/ 25November2012/15.10/W.A Loviyantara

LAMPIRAN

Grup 01 TT3B 2012 Page 14

[ ] November 28, 2012

Grup 01 TT3B 2012 Page 15