Penguat Penjumlah Dan Penguat Tak Membalik - (5 - (H1E014002) - (Riska Ayu.S) [PDF]

Citation preview

OP-AMP (PENGUAT PENJUMLAH DAN PENGUAT TAK MEMBALIK) Durrotus Sarofina (H1E014002) Asisten: Riska Ayu .S Tanggal Percobaan: 19/05/2016 PAF15211P-Elektroika Dasar II



Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika–Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Unsoed Abstrak Praktikum Op-Amp (Penguat Penjumlah dan Penguat Tak Membalik) dilakukan dengan tujuan agar mahasiswa dapat merangkai atau melakukan pengukuran dan menghitung nilai penguatan pada penguat penjumlah dan penguat tak membalik. Percobaan ini menggunakan komponen utama yaitu IC Op-Amp 741, potensiometer serta resistor. Serta alat dan bahan seperti baterai, osiloskop, generator isyarat, papan breadboard, kabel penghubung, power bank baterai serta jamper. Untuk menghitung penguatan pada penguat penjumlah dan penguat tak membalik yaitu dengan mengukur tegangan keluaran dari rangkaian tersebut. Kemudian dilakukan perhitungan dengan membandingkan atau membagi tegangan keluaran dengan tegangan masukan.



komparator dan osilator dengan distorsi rendah. Aplikasi op-amp lain yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, buffer, adder (penjumlah), integrator dan differensiator. Pada percobaan untuk praktikum ini adalah pada penguat penjumlah (adder) dan penguat tak membalik(non inverting). Dimana kita mencari nilai penguatan yang di dapatkan dari tegangan keluaran di bagi tegangan masukan..



2. STUDI PUSTAKA Penguat operasional (op-amp) adalah suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan dan satu keluaran. Op-amp biasa terdapat di pasaran berupa rangkaian terpadu (integrated circuit-IC).



Kata kunci: Penguat penjumlah, penguat tak membalik, IC Op-Amp, resistor, tegangan masukan, tegangan keluaran. 1. PENDAHULUAN Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati/faktor penguatan (gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti



Gambar 16.1 menunjukkan sebuah blok op-amp yang mempunyai berbagai tipe dalam bentuk IC. Dalam bentuk paket praktis IC seperti tipe 741 hanya berharga beberapa ribu rupiah. Seperti terlihat pada gambar 16.1, op-amp memiliki masukan tak membalik v+ (non-inverting), masukan membalik v- (inverting) dan keluaran vo. Jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan membalik (v-), maka pada daerah frekuensi tengah isyarat keluaran akan “berlawanan fase” (berlawanan tanda dengan isyarat masukan). Sebaliknya jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan tak membalik (v+), maka isyarat keluaran akan “sefase”.



LaporanPraktikum–Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPAUnsoed



1



Ini adalah gambar IC seri 741 yang di gunakan dalam percobaan penguat penjumlah dan tak membalik.



2.1.Penguat Penjumlah Penguat penjumlah memiliki ciri khusus yaitu sinyal keluaran merupakan hasil penguatan dari penjumlahan sinyal masukannya. Pada bagian ini dicontohkan penguat penjumlah berdasarkan rangkaian penguat inverting. Sehingga sinyal keluaran adalah berbeda fasa sebesar 180o. Rangkaian ini ditunjukkan oleh Gambar di bawah.



dari rangkaian ini berharga sangat tinggi dengan nilai sekitar 100 M. Dengan isyarat masukan dikenakan pada terminal masukan non-inverting, besarnya penguatan tegangan tergantung pada harga in R dan F R yang dipasang. Isyarat keluaran penguat ini diambil dari resistor L R (biasanya berharga sekitar 35-50 ohm). Penguat non inverting ini memiliki masukan yang dibuat melalui input noninverting. Dengan demikian tegangan keluaran rangkaian ini akan satu fasa dengan tegangan inputnya. Untuk menganalisa rangkaian penguat op-amp non inverting, caranya sama seperti menganalisa rangkaian inverting.



gambar 2 : penguat non-inverter Dengan menggunakan analisa konsep bumi semu: vin = v+ v+ = v- = vin Dari sini ketahui arus pada hambatan R 2 dan arus pada hambatan R1 adalah iR1 = vin/R1 iout = (vout-vin)/R2 Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa : iout + i(-) = iR1 Arus yang masuk dalam op-amp adalah nol, Sesuai dengan namanya, rangkaian penjumlah akan menjumlahkan semua sinyal input dengan faktor penguat tertentu yang ditentukan oleh nilai resistor yang digunakan, untuk kemudian dikeluarkan sebagai sinyal output Vo. 2.2.Penguat Tak Membalik Banyak rangkaian elektronika yang memerlukan penguatan tegangan atau arus yang tinggi tanpa terjadi pembalikan (inversion) isyarat. Peguat op-amp takmembalik (non inverting op-amp) didesain untuk keperluan ini. Rangkain ini dapat digunakan untuk memperkuat isyarat AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan masukan. Impedansi masukan



i_  0 maka i = i out R1



(vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederhanakan menjadi : vout = vin (1 + R2/R1) Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting : … (2) Impendasi untuk rangkaian Op-amp non inverting adalah impedansi dari input noninverting op-amp tersebut. Dari datasheet, LM741 diketahui memiliki impedansi input Z in = 108 to 1012 Ohm. Untuk membuktikan bahwa penguat takmembalik akan menguatkan sinyal input



LaporanPraktikum–Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPAUnsoed



2



sebesar 2 kali dengan fasa yang sama dengan sinyal input. Dapat dibuktikan dengan 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. Sehingga diperoleh bentuk sinyal output dan sinyal input penguat takmembalik (non-inverting amplifier) seperti pada gambar berikut. Bentuk Sinyal Input Dan Output Penguat TakMembalik (Non-Inverting Amplifier):



P ada gambar diatas terlihat rangkaian penguat tak membalik diberikan inpul sinyal AC dengan tegangan 1 Vpp. Dari gambar sinyal input dan output diatas terbukti bahwa rangkaian penguat tak-membalik (noninverting amplifier) diatas memiliki output yang tegangannya 2 (dua) kali lebih besar dari sinyal input dan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input yang diberikan ke rangkaian penguat tak-membalik (noninverting amplifier)tersebut.



3. METODOLOGI 3.1.Alat dan bahan Alat dan bahan digunakan pada percobaan ini adalah sebagai berikut: 1. Generator isyarat 2.



CRO.



3. Papan Breadboard 4.



IC Op-Amp



5. Baterai 9V 6. Dua buah potensio meter 100 K 7. Resistor: 100 kΩ, 10 kΩ, 2,2 kΩ, 1 kΩ (3 buah) dan 680 Ω.



Gambar 3-1 Menentukan penguatan pada penguat penjumlah



8. Jamper 9. Kabel penghubung 10. Baterai power bank 3.2 Langkah kerja menentukan penguatan pada penguat penjumlah



3.2 Langkah kerja menentukan penguatan pada penguat tak membalik LaporanPraktikum–Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPAUnsoed



3



R3 (kΩ ) 1 2,2 10



VG (mVpp ) 2 2 2



Vi1 (mVpp ) 0,2 0,2 0,2



Vi2 (mVpp ) 0,3 0,3 0,3



Vo (mV ) 0,2 0,1 0,2



A= Vo/Vi 0,4 0,2 0,4



4.2 Hasil pengukuran dan perhitungan penguatan pada penguat tak membalik R2 (kΩ) 1 10 100



VG (mVpp ) 0,1 0,1 0,1



Vi (mVpp ) 0,1 0,1 0,1



Vo (mV)



A= Vo/Vi



0,1 0,09 0,09



1 0,9 0,9



Ciri-ciri Pokok Penguat Operasi: 1. Impedansi masukan sangat tinggi, sehingga hanya mengalir arus yang sangat kecil pada masukannya, yang berarti tidak membebani sinyal masukan. 2. Penguatan pada ikal terbuka (open loop gain) sangat tinggi. Kondisi ini sangat bermanfaat untuk menguatkan sinyal yang sangat kecil. 3. Impedansi keluaran sangat rendah, sehingga sangat sedikit dipengaruhi oleh rangkaian bebannya, artinya penguat dapat dibebani dengan sembarang harga resistansi tanpa mempengaruhi tegangan keluaran op-amp. Jadi dari tabel dan hasil percobaan bahwa nilai hambatan yang di dapatkan adalah semakin besar nilai tegangan outputnya maka penguatannya pun akan semakin besar.



5. KESIMPULAN Praktikum penguat penjumlah dantak membalik berdasarkan percobaan dapat di simpulkan : 1. Pada penguat penjumlah dan tak membalik semakin besar nilai tegangan outputnya maka nilai penguatannyapun akan semakin besar



Gambar 3-2 Menentukan penguatan pada penguat tak membalik



2. Rumus untuk penguatan adalah A=Vout /Vin



4. HASIL DAN ANALISIS Setelah melakukan percobaan ini dengan langkah-langkah yang telah dilakukan, maka didapatkan hasil sebagai berikut:



DAFTAR PUSTAKA



[1]



E-book Didik Hariyanto.pdf “Digital to analog Converter”.



4.1 Hasil pengukuran dan perhitungan penguatan pada penguat penjumlah LaporanPraktikum–Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPAUnsoed



4



[2]



Elektronika_Lanjut_Bab_III_Op_Am p_by_Sun di akses pada tanggal 17 Mei 2016, pukul 6:06:25 WIB



[3]



Modul praktikum sistem instrumentasi.pdf[di akses pada tanggal 20 mei 2016 pukul 21.35.



[4]



http://elektronikadasar.web.id/penguat-takmembalik-non-inverting-amplifier/, Diakses pada tanggal 20 mei 2016 pukul 22. 25 WIB. LAMPIRAN



LaporanPraktikum–Laboratorium Elektronika, Instrumentasi dan Geofisika – FMIPAUnsoed



5