laporan penguat gandengan rc
Post on 06-Dec-2015
121 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Pada kebanyakan sumber isyarat dihubungkan dengan masukan melalu sesuatu
kapasitor penggandeng, agar arus panjar pada basis masuk tidak masuk ke dalam
sumber syarat. Jika ini terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu. Juga Hal
ini serupa juga dilakukan pada keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat
dengan suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor disebut gandengan
RC.
Telah diketahui bahwa untuk penguatan yang relative besar, maka sulit didapatkan
daerah frekuensi kerja pada jalur yang cukup lebar. Untuk memperlebar jalur
frekuensi kerja ini biasanya digunakan beberapa tahap penguat dengan factor
penguatan masing-masing yang tidak terlalu besar, sehingga daerah kerja dari
masing-masing penguat relative cukup besar.
Pada percobaan ini diperkenalkan suatu cara menggangdengkan dua buah penguat
dengan menggunakan kapasitor sebagai penggandeng. Dengan cara ini dikatakan
kedua penguat bergandengan RC. Karena sifat kapasitor menahan arus DC, maka
arus-arus bias untuk masing-masing tahap penguat tidak saling mempengaruhi.
Dalam percobaan ini akan diamati tanggapan amplitudo penguat dan kehilangan
tegangan pada penggandengan yang disebabkan adanya ketidakcocokan
impedansi antara suatu penguat dengan tahap berikutnya.
I.2 Ruang Lingkup
Pada percobaan rangkaian penguat gandengan RC ini meliputi bagaimana cara
menetukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat, mengukur hilangnya
tegangan pada penggandengan dua penguat, mengukur tanggapan amplitudo
penguat, serta memahami kegunaan kapasitor copling, kapasitor miller, dan
kapasitor pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.
I.3 Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan yang dilakukan yaitu:
1. Menentukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat.
2. Mengukur hilangnya tegangan pada penggangdengan dua penguat.
3. Mengukur tanggapan amplitudo penguat.
4. Memahami kegunaan kapasitor copling, kapasitor miller, dan kapasitor
pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
II.1 PENGUAT GANDENGAN RC
Pada kebanyakan penguat sumber daya dengan masukan melalui sebuah
kapsitor penggandeng, agar arus panjar pada basis tidak masuk ke dalam
sumber isyarat. jika ini terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu. Hal
serupa juga dilakukan pada keluaran, yaitu untuk menghubungkan penguat
dengan suatu beban. Gandengan yang menggunakan kapasitor disebut
gandengan RC. disamping gandengan RC, orang juga menggunakan
gandengan langsung atau gandengan dc, dan gandengan transformator.
Tanggapan Frekuensi Penguat Sinyal Kecil
Gambar 1.1 Tanggapan frekuensi suatu penguat satu tahap gandengan RC
Dalam penguat sinyal kecil, sinyal-sinyal masukannya kecil bila dibandingkan
dengan bias arus searah dan kisaran keluaran hasilnya kecil ketimbang nilai-nilai
kerja tegangan dan arusnya. Dalam kerja sinyal kecil, pemberian prategangan
tidak terlalu menentukan dan cacat amplitudo dengan mudah dapat dihindari.
Telah digunakan model-model linear untuk meramalkan unjuk kerja penguat satu
tingkat pada frekuensi menengah. Selanjutnya akan ditinjau pengaruh
penggabungan beberapa tingkat dan diselidiki penguatan penguat tanpa tala
sebagai fungsi frekuensi. Tabung elektron dan transistor dengan gandengan RC
merupakan rangkaian yang paling banyak dipakai untuk penguatan sinyal kecil
dalam rentang frekuensi dari beberapa hertz sampai beberapa megahertz.
Meskipun tabung elektron dan transistor bekerja dengan prinsip fisika yang
berbeda, perilaku luarnya serupa dan pendekatan yang sama dapat digunakan
dalam meramalkan tanggapan frekuensinya.
Setiap tahap suatu penguat bertahap terdiri atas suatu jala-jala kutub-empat,
rangkaian prategangan, dan rangkaian gandengan. Umumnya, keluaran suatu
transistor digandengkan dengan tahap berikutnya melalui suatu resistor beban (R)
dan suatu kapasitor gandengan (C).
Pengaruh perubahan rangkaian pada tanggapan frekuensi dapat ditentukan secara
percobaan atau diramalkan berdasarkan pembahasan sebelum ini. Jika nilai
resistansi beban dalam rangkaian penguat itu diperbesar, seluruh lengkungan
penguatan akan meningkat
Secara umum, suatu rangkaian
penguat dapat dilukiskan seperti pada
Gambar 1.2. Sinyal masukannya dapat
berasal dari suatu ‘sumber,’ yang
dapat berupa sinyal dari sensor DVD
atau keluaran penguat tahapan
sebelumnya dan dinyatakan sebagai
suatu sumber tegangan Vs dan impedansi setara Thévenin Zs. Sinyal masukan itu
terdiri atas sinusoida dengan berbagai amplitudo dan frekuensi, sehingga variabel
itu dinyatakan sebagai fasor dengan nilai efektif. Penguat satu tahap itu dicirikan
oleh impedansi masukan dan keluaran Zi dan Zo serta suatu sumber tak bebas yang
dikendalikan oleh tegangan atau arus masukan. Penguatan penguat itu adalah
Gambar 1.2 Rangkaian penguat satu
seperti yang diberikan oleh Persamaan (1.1), yaituA=
V o
V i dengan A merupakan
suatu fungsi frekuensi kompleks. Beban penguat itu dapat berupa suatu transduser
atau penguat pada tahap berikutnya. Bila komponen-komponen sinyal masukan
dan karakteristik sumber dan beban
diketahui, dapat diramalkan keluarannya jika diketahui pula tanggapan frekuensi
penguat tersebut.
Rangkaian penguat sinyal kecil khas
ditunjukkan pada Gambar 1.3.
Rangkaian yang ditunjukkan itu
menggunakan FET sebagai komponen
aktifnya, yang tentu saja – dengan
sedikit penyesuaian – dapat dengan
mudah menggantikan FET itu dengan
BJT atau pentode bila diperlukan.
Rangkaian tersebut adalah rangkaian penguat gandengan RC karena kapasitor
gandengan CC1 dan CC2 serta resistornya yang terkait. Selanjutnya rangkaian yang
cukup rumit itu digantikan oleh model linear yang akan menanggapi sinyal bolak-
balik. Dengan mengandaikan bahwa transistor itu bekerja pada titik kerja yang
sesuai, maka tegangan dan prategangan yang ada tidak perlu diperhatikan lagi.
Resistor prategangan RS dan RE diandaikan telah dipintas (bypass) oleh kapasitor
CS dan CE sehingga tidak digambarkan dalam model pada Gambar 1.4. Karena
baterai merupakan hubung singkat bagi sinyal bolak-balik, kutub atas RD atau RC
ditanahkan melalui baterai. Dipandang dari sinyal masukan, R1 dan R2 merupakan
hubungan paralel dan digantikan oleh RG. Semua baterai dihilangkan.
Model linear itu berlaku cukup baik untuk frekuensi dari beberapa hertz sampai
beberapa megahertz. Memang dimungkinkan untuk melakukan analisis umum
bagi rangkaian-rangkaian itu sebagaimana adanya, tetapi lebih memudahkan, dan
lebih mendidik untuk meninjau pendekatan dengan
penyederhanaan. Gambar 1.5 menunjukkan bahwa rangkaian seri dan paralel
resistansi R dan kapasitansi C adalah
Zser=√R2+(1ωC )2
=R √1+(1ωCR )2
Zpar=1
√(1R )
2
+(ωC )2
=R
√1+(ωCR )2
(1.2)
Tampak bahwa dalam Persamaan (1.2) itu bahwa jika CR 10, Zser R dalam
0,5%. Juga jika CR 0,1, Zpar R dalam 0,5%. Bila persyaratan itu dipenuhi,
impedansinya adalah resistif murni dan tidak bergantung kepada
frekuensiKenyataan bahwa penguatan tak tergantung kepada frekuensi sepanjang
frekuensi menengah,
V L=R
R+RT− j1
ωCC
V T=
RR+RT
V T
1− j1
ωCC ( R+RT )
=V o
1− j1
ωCC ( R+RT ) (1.6)
Jadi, keluaran tegangan frekuensi rendah VL kedua rangkaian penyaring
tersebut bergantung kepada keluaran tegangan menengah Vo, faktor kompleks
yang bergantung kepada frekuensi, dan suatu hasil kali RC. Pada saat frekuensi
berkurang, lebih besar tegangan VT yang muncul di antara CC sehingga V pada
keluaran akan berkurang
Frekuensi potong atau frekuensi setengah daya yaitu pada saat
|V L
V O
|=| 11− j1
|= 1√2
didefinisikan oleh
ωco=1
CC( R+RT ) (1.7)
Dengan mengacu kepada Gambar 1.7. pada suatu frekuensi yang didefinisikan
oleh
ω11=1
CC1 ( Rs+RG) (1.8)
Tegangan masukan Vgs akan turun sebesar 70% bila dibandingkan dengan Vo dan
penguatan penguat itu akan berkurang. Pada suatu frekuensi yang didefinisikan
oleh
ω12=1
CC 2( RD+RL) (1.9)
Tegangan keluaran Vos akan turun sebesar 70% bila dibandingkan dengan gmVgsR
dan penguatannya akan berkurang. Penguatan tegangan frekuensi rendah
keseluruhan untuk penguat FET dapat dinyatakan sebagai
AL=AO1
1−j
ωCC 1( R s+RG )
1
1−j
ωCC 2( RD+RL ) (1.10)
atau, penguatan relatif pada frekuensi rendah dapat dituliskan sebagai
AL
AO
= 1
1−jω11
ω
1
1−jω12
ω (1.11)
Analisis tanggapan frekuensi rendah yang telah dibahas sebelumnya
mengandaikan bahwa CS telah
disimpangi (bypass) oleh RS
pada frekuensi yang terendah.
Dalam praktik ternyata CS lebih
besar ketimbang CC1 atau CC2
dan CS merupkan unsur yang Gambar 1.9 Model penguat frekuensi
rendah dengan CS menjadi kritis
penting dalam menentukan frekuensi potong bawah. Pendekatan praktis dalam hal
ini adalah dengan mengandaikan bahwa kapasitor-kapasitor gandengan itu masih
efektif pada frekuensi yang membuat CS harus diperhitungkan. Dengan
pengandaian itu, model penguat FET frekuensi rendah diberikan pada Gambar
1.9.
Pada frekuensi rendah, penguatan tegangan berkurang karena arus gmVgs mengalir
melalui Zs (yang merupakan kombinasi paralel antara RS dan CS) menimbulkan
suatu tegangan yang mengurangi tegangan sinyal Vs. Pada rangkaian tertutup
masukan,
Vgs = Vs – gmVgsZS
atau
V gs=V s
1+gm ZS (1.12)
dan penguatan tegangannya,
V o
V s , berkurang dengan faktor (1 + gmZS). Frekuensi
potong bawah diperoleh bila (1 + gmZS) besarnya sama dengan √2 . Karena ZS
adalah besaran kompleks, tidak terlalu sederhana untuk menetapkan nilai CS. Oleh
karena itu diperlukan kiat khusus untuk menentukan suatu pendekatan.
Dengan RS tidak disimpangi, penguatannya akan rendah (tetapi tidak sama dengan
nol, karena nilai maksimum ZS adalah sama dengan nilai RS). Dengan RS
disimpangi, penguatannya adalah AV = gmRo. Oleh karena itu andaikan CS cukup
besar sehingga pada f1 reaktansi
1ω1CS sama dengan resistansi efektif yang
disimpanginya. Resistansi efektif itu didefinisikan sebagai resistansi setara
Thévenin dilihat dari kutub-kutub RS tempat CS terhubung. Dengan membuat ZS =
RS dalam Persamaan 1.12.
V OC=gm V gs RS=gm
V s
1+gm RS
RS=gm RS
1+gm RS
V s(1.13)
Karena ISC = gmVs dengan RS dihubung singkat, resistansi setara Théveninnya
adalah
RT=V OC
I SC
=RS
1+gm RS
= 1
gm+ 1RS (1.14)
atau resistansi efektif itu merupakan kombinasi paralel antara RS dan
1gm . Oleh
karena itu kriteria rancangan untuk frekuensinya adalah
ω1=2 πf 11
CS RT
=gm+ 1
RS
CS (1.15)
1. Penguat Tanpa Tala Bertingkat
Untuk menguatkan sinyal dari suatu antena atau dari suatu mikrofon ke tingkat
daya yang mampu menggerakkan pengeras suara biasanya memerlukan beberapa
tahap penguatan. Untuk mendapatkan penguatan tegangan atau arus yang cukup
besar, dapat memerlukan beberapa tahap. Secara umum, tiga tahap: tahap
masukan, tahap penguatan, dan tahap keluaran diperlukan.
Tiga hal penting berikut:
1. Memilih impedansi
masukan yang sesuai
untuk penguat itu
sedhingga tidak
membebani sumber
dengan sinyal kecil
(antena atau mikrofon).
Impedansi masukannya harus besar.
Gambar 2.1 Penguat tiga tingkat
2. Memberikan penguatan yang cukup.
3. Menyepadankan impedansi keluaran penguat dengan beban. Hal itu
umumnya dapat dipenuhi dengan impedansi keluaran yang kecil.
Masing-masing hal itu dapat dilaksanakan dengan cara yang berlainan dan dengan
menggunakan lebih dari satu tingkat penguatan, bergantung kepada
penggunaannya.
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
III.1 Waktu dan Tanggal Percobaan
Dalam percobaan ini dilaksanakan pada hari rabu tanggal 16 April 2014, tepatnya
pada pukul 13.30-17.00 WITA. Percobaan ini berlangsung di Laboratorium
Elektronika Fisis Dasar Fakultas Matematika dan Ilmu pengetahuan Alam,
Universitas Hasanuddin.
III.2 ALAT DAN BAHAN
III.2.1 Alat Beserta fungsinya
Adapun alat yang digunakan pada percobaan ini, sebagai berikut:
1. Papan Rangkaian , berfungsi sebagai tempat untuk membuat rangkaian
2. Catu Daya ,berfungsi sebagai sumber tegangan AC dan DC
3. Osiloskop,berfungsi untuk mengukur dan menampilkan tegangan
sinusoidal dan berbagai gelombang yang ditemukan dalam rangkaian yang
dibuat
4. Signal Generator ,berfungsi sebagai peranti pembngkit isyarat
5. Multimeter ,berfungsi sebagai alat ukur resistansi ,kuat arus ,dan tegangan
6. Kabel jumper, berfungsi sebagai penghubung dalam suatu rangkaian
III.2.2 Bahan Beserta Fungsinya
Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah sebagai berikut :
1. Transistor adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai
penguat tegangan dan penguat arus.
2. Resistor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
menghambat aliran arus listrik.
3. Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk
menyimpan muatan listrik dalam bentuk medan listrik.
4. Potensiometer ,berfungsi untuk memberi hambatan dalam suatu rangkaian
III.3 PROSEDUR KERJA
Adapun prosedur percobaan yang dilakukan pada praktikum ini yaitu:
1. Menyiapkan seluruh peralatan dan komponen yang digunakan.
2. Membuat rangkaian pengauat A, seperti pada gambar di bawah ini.
4. Membuat rangkaian penguat B, seperti pada gambar berikut.
4. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat A
mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop.
5. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat B
mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop .
6. Menyambungkan penguat A dan penguat B menjadi penguat AB dengan
menggunakan kabel jumper seperti gambar di bawah ini.
7. Mengamati dan mengukur tegangan masukan dan tegangan keluaran penguat AB
mengunakan signal generator,catu daya dan osiloskop.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
IV.1 HASIL
IV.1.1 Tabel Data
Resistor Kapasitor
RB11 = 51 K Ω CD1 = 100 Nf
RB12 = 6.8 K Ω CD2 = 100 µF
RB21 = 22 K Ω CE1 = 100 µF
RB22 = 3.9 K Ω CE2 = 100 µF
RC1 = 10 K Ω C1 = 1 nf
RE11 = 100 K Ω C2 = 10 µF
RE12 = 1 K Ω C3 = 10 µF
RE21 = 1 K Ω C4 = 1 nF
RE22 = 220 Ω Cin = 1 µF
IV.1.2 Hasil Rangkaian
IV.1.2.1 Penguat A
IV.1.2.2 Penguat B
IV.1.2.3 Penguat A dan B
IV.1.3 Gambar Gelombang
IV.1.3.1 Penguat A
Vin = 0,016 volt Vout = 0,028 Volt
Vin = 0,02 volt V out = 0,285 volt
IV.1.3.2 Penguat B
Vin = 0,014 volt V out = 0,016 volt
Vin = 0,016 Volt Vout = 0,012 volt
IV.1.3.4 Penguat Gandeng A dan B
V in = 0,016 Volt V out = 0,03 volt
Vin = 0,01 volt Vout = 0,022 volt
IV.1.4 Pengolahan data
Menghitung penguat A
A = Vout / Vin A= Vout / V
= 0,028 / 0,016 = 0,285 / 0,02
= 1,75 volt = 14,25 volt
Menghitung penguat B
A = Vout / Vin A = Vout / V in
= 0,016 / 0,014 = 0,012 / 0.016
= 1,14 volt = 0,75 volt
Menghitung penguat A dan B
A = Vout / Vin A = V out / V in
= 0,03 / 0.016 = 0,022 / 0,01
= 1,875 volt = 2,2 volt
IV.1.5 Pembahasan
Pada kebanyakan penguat sumber isyarat dihubungkan dengan masukan melalui sebuah
kapsitor penggandeng, agar arus panjar pada basis tidak masuk kedalam sumber isyarat. Jika ini
terjadi tegangan panjar transistor akan terganggu, hal ini serupa juga dilakukan pada keluaran,
yaitu untuk menghubungkan penguat dengan suatu beban.Gandeng yang menggunakan
kapasitor disebut dengan gandengan RC. Suatu contoh penguat dengan gandengan RC
adalah penguat emitor ditanahkan (common emitor).
Pada praktikum “Penguat Gandengan RC” ini menggunakan dua buah transistor
emitor ditanahkan yang digandengkan. Kedua transistor tersebut memiliki tipe
yang sama.
Adapun untuk resistor yang digunakan memiliki nilai resistansi yang yang
berbeda-beda dari yang paling kecil, yaitu RE11, RE12, dan RE21, hingga yang paling
besar RE22. Perbedaan pada nilai resistansi yang dipakai pada rangkaian
menyatakan bahwa resistor tersebut memiliki fungsi masing-masing dalam
rangkaian yang dibuat penguat gandengan RC.
Komponen kapasitor yang digunakan memiliki nilai kapasitansi mulai dari
sampai . Kapasitor decoupling CD1 (kapasitor keramik) berfungsi untuk mencegah
osilasi yang terjadi pada frekuensi tinggi, sedangkan kapasitor decoupling CD2
(kapasitor elektrolit) berfungsi untuk mencegah osilasi yang terjadi pada frekuensi
rendah .
Jika dilihat berdasarkan isyarat keluaran penguat, baik penguat A, penguat B,
maupun penguat AB sama-sama mempunyai output yang lebih besar dari pada
inputnya, sehingga penguatan peroleh cukup kecil yaitu penguat A ( 1,75 volt dan
14,25 volt) , penguat B ( 1,14 volt dan 0,75 volt ) dan penguat AB (1,875 volt dan
2,2 volt ).Nilai penguat ini diperoleh dari V out / V in.Selain itu juga jika
frekuensinya semakin besar maka semaikn besar pula penguatan yang akan
dihasilkan.
BAB V
PENUTUP
V.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat ditarik setelah melakukan praktikum ini
adalah sebagai berikut:
1.Telah mampu menentukan titik-titik pengukuran pada rangkaian penguat.
2 Telah mampu mengukur hilangnya tegangan pada penggandengan dua
penguat.
3.Telah mampu mengukur tanggapan amplitudo penguat.
4. Telah mampu memahami kegunaan kapasitor kopling, kapasitor miller, dan
kapasitor pintas serta pengaruhnya terhadap lebar jalur frekuensi kerja.
V.2 Saran
V.2.1 Laboratorium Elektronika dan Instrumentasi
Kritik dan saran untuk laboratorium elektronika dan instrumentasi yaitu:
1. Alat dan bahan praktikum sudah cukup banyak, akan tetapi sebaiknya perlu
ditambah lagi.
2. Alat yang tidak dapat berfungsi dengan baik sebaiknya diperbaiki atau
diganti.
V.2.2. Asisten
Kritik dan saran untuk asisten yaitu :
1. Sikap asisten sudah cukup baik dalam membimbing praktikan selama
praktikum berlangsung, akan tetapi perlu ditingkatkan lagi.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim.2011.PenguatGandengRC(http:// lontar.ui.ac.id/file?file=digital/
20285733-S...pdf diakses pada tanggal 18 April 2014)
Anonim.2011.emiter ditanahkan
( http:// fmipa.unmul.ac.id/gjm/pedoman_akademik_fmipa.pdf diakses pada
tanggal 18 April 2014 )
Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan penerapannya. Jilid 2. Bandung: Penerbit
ITB.
Unsri ,Zamroni, dkk, 2004, Acuan pelajaran Fisika. Jakarta: yudistira
Wahyunggoro, Oyas. 1998. Pengukuran Besaran Listrik. Yogyakarta: Diktat
bahan kuliah Jurusan Teknik Elektro Universitas Gadjah Mada.
Yohannes, H.C. 1979. Dasar-dasar Elektronika. Jakarta: Ghalia Indonesia.
LAPORAN PRAKTIKUM
ELEKTRONIKA FISIS DASAR II
“PENGUAT GANDENGAN RC”
NAMA : NUR AENI
NIM : H2 11 11 002
KELOMPOK : I ( SATU )
ASISTEN : ANDI WIRAMANDA
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS HASANUDDIN
2014
top related