laprak eldas unit 6

Download Laprak Eldas Unit 6

Post on 07-Jul-2018

213 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    1/25

    1. PENDAHULUAN a. Tujuan

     Tujuan dari praktikum unit 6 ini adalah: a. Mengenal jenis-jenis operational amplifer b. Mampu menggunakan dan merangkai operational amplifer pada suatu

    rangkaian elektronik

    c. Mempelajari karakteristik operational amplifer ideal d. Mampu menganalisa rangkaian yang melibatkan operational amplifer

    dengan menggunakan karakteristik tersebut e. Mampu mengaplikasikan berbagai jenis operational amplifer untuk

    merekayasa tegangan output sehingga sesuai dengan yang diinginkan

    b. Dasar Teori i. Operational Amplifer

    Operational amplifer (Op-Amp adalah rangkaian penguat dengan nilai gain yang tinggi! mempunyai impedansi input yang besar! serta impedansi output yang kecil. Operational amplifer mempunyai banyak kegunaan! diantaranya adalah untuk menghasilkan nilai tegangan output

    yang berubah! baik besarnya! polaritasnya! maupun bentuk gelombangnya! selain itu dapat digunakan sebagai rangkaian osilator! sebagai flter atau penyaring sinyal tegangan tertentu! dan lain-lain. Operational amplifer terdiri dari beberapa tingkatan di"erential amplifer sehingga mampu menghasilkan nilai gain yang tinggi. Op Amp disimbolkan sebagai bentuk segitiga yang rangkaian dasarnya terdiri dari dua port input dan satu port output.

    #ambar $. Representasi Dasar Op Amp

    %angkaian penyusun op amp secara umum dapat dimodelkan sebagai rangkaian berikut. Op Amp ideal dianggap mempunyai impedansi input tak terhingga (open circuit sehingga arus yang masuk ke terminal input dianggap nol dan impedansi output nol (short circuit sehingga dianggap tidak ada penurunan tegangan.

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    2/25

    #ambar & Representasi Op Amp (a) real dan (b) ideal

    Ada beberapa jenis Op Amp:

    • 'ingle-nded )nput

    *ada Op Amp tipe ini! salah satu terminal input dihubungkan

    dengan sumber tegangan! sedangkan terminal yang lain dihubungkan dengan ground. *olaritas output bergantung pada terminal mana sumber dihubungkan.

    #ambar + Single ended input op amp

    • ,ouble-nded (,i"erensial )nput

    *ada Op Amp tipe ini! kedua terminal input dihubungkan dengan sumber tegangan! dengan suatu selisih atau beda nilai tegangan.

    #ambar  Double Ended Input 

    ,ouble-nded Output'ebuah op amp juga bisa terdiri dari dua buah terminal output! yang mempunyai polaritas yang berlaanan.

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    3/25

    #ambar / Double Ended Output 

    ii. Aplikasi Op Amp Op amp mempunyai berbagai macam aplikasi dan karakteristik

    dalam rangkaian! diantaranya:

    • *enguat *embalik

    *ada penguat ini! rangkaian op amp dihubungkan dengan dua buah resistor seperti gambar! yang nilainya diatur sesuai kebutuhan agar didapatkan nilai gain yang diinginkan! yang dinyatakan dengan persamaan:

     A v= − Rf 

     Ri

    *ada penguat ini! polaritas tegangan output berubah relati0  terhadap tegangan inputnya.

    #ambar 6 Inverting Amplifer 

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    4/25

    • *enguat tak membalik

    Op amp dirangkai seperti gambar. 1ilai 2oltage gain dinyatakan dengan persamaan:

     A v=1+  R f 

     Ri

    #ambar 3 Non Inverting Amplifer 

    • 4nity 5olloer

    *ada rangkaian op amp ini! 2oltage gain bernilai $! atau tegangan output sama dengan tegangan input! baik besar maupun polaritasnya.

    #ambar  Unity Folloer 

    • *enguat *enjumlah

    *ada rangkaian op amp ini! ada beberapa nilai tegangan input. Masing-masing tegangan input akan dikuatkan sesuai hambatan yang terangkai kemudian dijumlahkan sebagai tegangan output. 1ilai tegangan output nya:

    V o=−(  R f 

     R1 V 

    1 +  Rf 

     R2 V 

    2 +  R f 

     R3 V 

    3 )

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    5/25

    7ontoh rangkaian di baah menggunakan tiga nilai tegangan input.

    #ambar 8 !enguat !en"umla#

     

    )ntegrator

    %angkaian op amp ini memungkinkan untuk menghasilkanbentuk tegangan output yang merupakan integral dari bentuk tegangan input dengan meman0aatkan si0at impedansi kapasitor. 9asil tegangan outputnya:

    V o= −1  RC 

    ∫V 1 (t ) . dt 

    #ambar $ Integrator Op Amp

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    6/25

      ,i"erensiator

    %angkaian op amp ini memungkinkan untuk menghasilkan

    bentuk tegangan output yang merupakan hasil turunan dari bentuk tegangan input dengan meman0aatkan si0at kapasitor yag dirangkai di port input. 9asil tegangan outputnya:

    V o=− RC   d V 1(t )

    dt 

    #ambar $$ Di$erensiator Op Amp

    2. ALAT DAN BAHAN Adapun alat dan bahan yang digunakan pada percobaan kali ini: a. )7 Operational Amplifer ;M 3$ b. %esistor:

    a. sebuah $ k < b.  buah $ k < c. sebuah k3 < d. sebuah 3k < e. sebuah $ k < 0. sebuah &3k <

    g. sebuah $& readboard e. =abel sebagai ?umper 0. 'umber tegangan ,7 g. 5unction #enerator @ A5# h. Osiloskop @ 7%O

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    7/25

    i. Multimeter

    . !A"BA# #AN!$A%AN DAN ANAL%&A Operational amplifer jenis ;M 3$ mempunyai $ buah terminal

    dengan konfgurasi seperti pada gambar. Op Amp diakti0kan dengan cara memasang dua buah sumber ,7 dengan polaritas berlaanan! yaitu $/

    2olt dan -$/ 2olt.

    inverting   non inverting output

    Vcc+

    Vcc-

    inverting

    Vcc+

    non inverting   outputVcc-

    #ambar $& %onfgurasi Op Amp &' *

    a. *enguat Tak Membalik *ada konfgurasi ini! op amp dihubungkan seperti pada gambar

    dengan nilai:  Ri=4k 7kΩ

     Rf =47 k kΩ

    #ambar $+. Non Inverting Amplifer 

    *ada rangkaian ini! kita menghubungkan tegangan A7 input !/ Bpp 0rekuensi $ 9C dari 0unction generator ke terminal non in2erting pada Op Amp. =emudian! kita menghubungkan titik antara resistor % i dan %0   ke terminal in2erting. %esistor %0   juga kita hubungkan ke terminal output. *ada terminal output! kita pasang probe osiloskop untuk

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    8/25

    mengetahui karakteristik tegangan output dan pada terminal input non in2erting untuk mengetahui karakteristik tegangan input.

    4ntuk menghitung nilai 2oltage gain! kita akan menggunakan asumsi op amp ideal agar analisanya lebih mudah. 'esuai dengan si0at op amp ideal! arus yang mengalir ke dalam port input bernilai nol karena nilai impedansi input nya sangat besar sehingga rangkaian dapat

    disederhanakan dengan bantuan konsep 2irtual ground seperti pada gambar di baah.

    #ambar $ Rang+aian E,uivalen Non inverting Op Amp

    Maka rangkaian dapat didekati dengan rangkaian resistor seri dan memiliki si0at pembagi tegangan sesuai dengan persamaan:

    V i=   R

    1

     R1+ Rf  V o

    V o=

     R 1 + Rf 

     R1 V o

     Av=1+  R f 

     R1

    ,engan persamaan-persamaan di atas! dapat dihitung secara analitis nilai tegangan output yang dihasilkan rangkaian penguat tak membalik ini! yang nantinya akan dibandingkan dengan hasil pengukuran menggunakan 7%O @ osiloskop.

    b. *enguat *embalik *ada konfgurasi ini! op amp dihubungkan dengan resistor seperti

    konfgurasi pada gambar dengan nilai resistor yang terhubung adalah:  Ri=10kΩ

     Rf =100kΩ

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    9/25

    #ambar $/ Inverting Op Amp

    'elain itu! kita juga menghubungkan terminal non in2erting pada op amp dengan resistor $ k< agar arus yang meleati terminal input bernilai mendekati nol sesuai dengan asumsi op amp ideal.

    *ada rangkaian ini! kita menghubungkan tegangan input !/ Bpp 0rekuensi $ 9C dari 0unction generator dengan resistor %$ dan %0. =emudian! titik antara kedua resistor kita jumper ke terminal in2erting op amp sedangkan terminal non in2erting nya kita sambung ke ground. %esistor %0 juga dihubungkan dengan terminal output op amp. *engukuran dilakukan pada sumber tegangan dan pada terminal output op amp.

    4ntuk menurunkan persamaan 2oltage gain! kita akan menggunakan asumsi op amp ideal agar lebih mudah. Arus tidak mengalir ke terminal input op amp sehingga titik antara dua resistor tersambung ke terminal non in2erting atau ground. ,engan kata lain! tegangan di sana nol.

    #ambar $6 Rang+aian E,uivalen Inverting Op Amp

    'elanjutnya! rangkaian bisa didekati dengan rangkaian seri yang memenuhi persamaan:

     I =V 1  R1

    =−V o  R f 

    V o= − Rf   R1

    V  1

  • 8/18/2019 Laprak Eldas Unit 6

    10/25

     Av= − Rf   R1

    ,engan persamaan ini! kita dapat menghitung nilai tegangan output secara analitis dan membandingkannya dengan hasil pengukuran dengan osiloskop.

    c. *enguat >eda (,i"erensial Amplifer *ada konfgurasi ini! op amp dirangkai seperti pada gambar di

    baah dengan nilai-nilai resistor seperti pada gambar.

    #ambar $3 Di$erensial Op Amp

    *ada konfgurasi ini! rangkaian dihubungkan dengan tegangan input !/ Bpp dengan 0rekuensi $ 9C. ,engan asumsi op amp ideal! kita dapat menurunkan persamaan 2oltage gain dari konfgurasi di atas.

    =arena arus yang leat pada terminal input nol! maka tegangan padaterminal in2erting yang bernilai sama dengan tegangan terminal non in2erting yang mempun