3_penguat-instrumentasi

LABORATORIUM LABORAT ORIUM ELEKTRONIKA INDUSTRI

PENGUAT INSTRUMENTASI

I. TUJUAN 1. Untuk menganal menganalisa isa dan memahami memahami sifat sifat – sifat sifat penguat penguat instrum instrumentasi entasi 2. Untuk mengetahui mengetahui persen persen ralat serta serta sumber sumber ralatny ralatnyaa 3. Untuk mengetah mengetahui ui penggunaan penggunaan penguat penguat instrum instrumentasi entasi pada sistem sistem sensor sensor

II. T!"I Untuk memahami penguat instrumentasi tidak akan lepas dari mempela#ari tentang dasar$dasar I% yang digunakan dalam penguat instrumentasi tersebut yaitu menggunakan penguat operasional &op$amp'. !p$amp se(ara umum menggambarkan tentang sebuah rangkaian penguat penting yang membentuk dasar dari rangkaian$rangkaian penguat audio dan )ideo* penyaring atau tapis* buffer* penggerak$penggerak saluran* penguat instrumentasi* komparator atau pembanding* osilator dan lain sebagainya. !p$amp merupakan sebuah penguat arus searah dengan gain tinggi &besarnya gain pada umumnya lebih besar dari 1++.+++ atau lebih besar dari 1++ d,'. -engan menggunakan kopling kapasitif yang tepat* op$amp dapat diaplikasikan pada berbagai ma(am rangkaian$rangkaian penguat arus bolak$balik. Teganga pada terminal keluaran op$amp merupakan perkalian antara selisih tegangan di antara masukan pembalik dan non pembalik dengan besarnya gain yang dimiliki. -engan demikian op$amp merupakan sebuah penguat differensial. eperti yang telah di#elaskan di atas bah/a penguat instrumentasi adalah terdiri dari penguat differensial yang dimaksimalkan penggunaannya. Jika masukan pembalik &$' memiliki potensial yang lebih tinggi maka tegangan keluaran akan men#adi lebih negatif. -emikian pula #ika masukan non pembalik &0' memiliki potensila yang lebih tinggi maka tegangan keluaran op$amp akan men#adi lebih positif. arena gain yang dilmiliki op$amp pada umumnya sangatlah tinggi maka tegangan differensial di antara terminal$terminal masukannya biasanya sangatlah ke(il. Untuk Untuk dapat dapat men#al men#alanka ankan n fungsi fungsinya nya se(ara se(ara baik* baik* op$amp op$amp harus harus memili memiliki ki umpan umpan balik. balik. ampir ampir seluru seluruh h ran(angan rangkaian yang ada pada umumnya menggunakan umpan balik negatif untuk mengendalikan besarnya gain serta memperoleh operasi ker#a op$amp linear. Umpan balik negatif dapat diperoleh melalui penggunaan komponen$komp komponen$kompenen enen rangkaian* rangkaian* misalnya misalnya resistor resistor** yang dihubungkan dihubungkan di antara terminal keluaran op$amp dan masukan pembalik op$amp yaitu terminal masukan yang bertanda negatif &$'. !p$amp yang nyata atau op$amp riil memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik dari op$amp idel tetapi tidak persis sama. sama. !p$amp riil memiliki ain loop terbuka terbuka yang sangat besar &berada pada kisaran 1+4' tetapi tidak terhingga. !p$amp ini #uga memiliki impedansi masukan yang besar tetapi berhingga besarnya. !p$amp riil menarik se#umlah ke(il arus pada terminal$terminal masukannya &dikenal sebagai arus bias'. !p$amp riil ini memerlukan sebuah tegangan maukan diferensial yang ke(il untuk dapat menghasilkan tegangan keluaran sama dengan nol. Tegangan ini dikenal sebagai tegangan offset masukan. !p$amp yang nyata tidak sepenuhnya atau tidak benar$benar menolak sinyal$sinyal mode kommon mode* dengan kata lain memiliki ratio penolakan mode kommon &Common &Common Mode Rejection Ratio, %5""' yang berhingga. -alam -alam pembaha pembahasan san kita kita mengena mengenain in rangkai rangkaian$r an$rangk angkaia aian n op$amp op$amp ideal ideal tidak tidak ada disebu disebutkan tkan adanya adanya karakteristik respon frekuensi. 6enguat$penguat yang nyata memiliki gain yang nilainya tergantung pada frekuensi yang dapat menimbulkan efek$efek tertentu terhadap kiner#a dari rangkaian$rangkaian op$amp ynag diran(ang.

LABORATORIUM ELEKTRONIKA INDUSTRI

ifat$sifat dari op$amp riil yang disebutkan diatas akan menyebabkan kiner#a yang diperkirakan akan tapak berdasarkan analisi yang menggunakan dasar$dasar asumsi kiner#a dari penguat ideal. ,eberapa (ontoh rangkaian dengan op$amp ideal adalah dapat digunakan sebagai tititk mula atau titik a/al dalam melakukan analisis pendahuluan rangkaian$rangkaian dengan op$amp. 6enguat #umlah* biasanya sering digunakan untuk men#umlahkan atau men(ampur beberapa isyarat suara tanpa saling mengganggu. Alat sema(am ini dikenal sebagai pen(ampur audio* yang digunakanuntuk men(ampur isyarat musik dari berbagai instrument dan suara penyanyi melalui mikrofon. -alam beberapa hal perbedaaan$ perbedaan perilaku antara rangkaian riil dengan ideal adalh (ukup ke(il. Akan tetapi dalam aspek tertentu* terutama terkait dengan parameter$parameter kiner#a yang bergantung pada besaran frekuensi* perbedaan$perbedaan yang ter#adi adalah (ukup signifikan. 6embahasan$pembahasan diatas mendalam mengenai parameter$parameter yang biasanya diberikan dalam lembaran$lembaran data dari op$amp yang praktis kita gunakan dalam kehidupan sehari$ hari. ,erbeda halnya dengan rangkaian integrator yang memilki aplikasi sangat luas* rangkaian$rangkian differensiator

tidaklah dipergunakan se(ara luas meskipun dalam beberapa aplikasi pengolahan sinyal tertentu

rangkaian$rangkaian differensiator ini kadang$kadang dipergunakan #uga. ,eberapa alasan yang membuat penggunaan rangkaian differensiator tidak populer antara lain7 &1' Tidak seperti integrasi* proses diffferensiasi merupakan proses yang memperkuat gangguan. 6ermasalahan gangguan merupakan permasalahan yang bersifat inheren di dalam rangkaian differensiator dan bukan merupakan permasalahan yang hanya diakibatkan oleh kerusakan pada rangkaian praktis. &2' 6erbedaan antara rangkaian differensiator ideal dan rangkaian praktisnya adalah sangat tampak #ika dibandingkan dengan perbedaan antara rangkaian integrator ideal dan praktis. eperti halnya rangkaian integrator* modifikasi terhadap rangkaian differensiator dasar dapat #uga dilakukan untuk menghasilkan karakteristik respons rangkaian differensiator yang berbeda. 5odifikasi rangkaian differensiator dasar adalah sebagai berikut 7 •

-ifferensiator pen#umlahan Turunan dari berbagai ma(am sinyal masukan dapat dikombinasikan dalam sebuah rangkaian differensiator pen#umlahan. "angkaian differensiator pen#mlahan ini dapat dibentuk dengan (ara menambahkan lintasan$

•

lintasan masuk kapasitif pada titik pen#umlahan penguat. -ifferensiator diferensial uatu rangkaian yang menghasilkan sebuah keluaran yang bebanding lurus perbedaan di antara turunan dari dua buah sinyal masukan dikenal sebagai rangkaian differensiator differensial. &eorge %layton*2++8' "angkaian terpadu biasanya meru#uk pada I% &Integrated %ir(uit'* adalah rangakaian elektronis lengkap yang

dimasukkan dalam satu (hip silikon. ering tidak lebih besar dari transistor* I% dapat berisi sedikitnya ratusan atau ribuan transistor* dioda* tahanan dan kapasitor* bersama$sama penghantar listrik yang diproses dan diisikan seluruhnya di dalam satu (hip silikon. "angkaian terpadu sering disebut (hip yang sebenarnya adalah bagian komponen dari I%. "angkaian terpadu dibuat dengan bahan dasar dan teknik yang sama yang digunakan untuk membuat transistor. "angkaian terpadu diklasifikasikan menurut aplikasinya sebagai I% digital atau I% analog &linear'. I% digital berisi rangkaian #enis saklar !N9!::. I% analogi &linear' berisi rangkaian #enis penguatan. 6roses analog i dan digital


dapat dilihat pada perbandingan sederhana antara peredup lampu dan saklar lampu. 6eredup lampu melibatkan proses analogi yang mengubah intensitas (ahaya dari !:: ke !N penuh. !perasi dari saklar lampu standar sebaliknya melibatkan proses digital; saklar dapat dioperasikan hanya untuk memutar lampu !:: atau !N. Amplifier operasional &operational amplifier < !p$Amp' adalah sebagian besar di antara I% analogi yang digunakan. I% mengambil tempat amplifier yang sebelumnya diperlukan oleh banyak komponen. Amplifier operasional pada dasarnya adalah amplifier gain tinggi yang dapat digunakan untuk memperkuat sinyal a( atau d( yang lemah. imbol skematis untuk amplifier operasional adalah segitiga. egitiga mensimbolkan arah dan titik dari input ke output. Amplifier operasional mempunyai lima terminal pokok; dua untuk tegangan suplai; dua untuk sinyal input; dan satu untuk sinyal output. Terminal suplai daya diberi label =0 dan =$. Amplifier operasional dapat dioperasikan dari sepasang suplai &positif ke negati)e terhadap ground' atau dari suplai tunggal. -ua terminal input pada amplifier operasional diberi label input &$' in)erting dan &0' nonin)erting. 6olaritas teganganyang diberikan pada input in)erting adalah mundur atau terbalik pada output. 6olaritas yang diberikan pada input nonin)erting adalah sama pada output. Terminal$terminal itu disebut terminal input diferensial karena tegangan input efektif pada !p$Amp tergantung pada perbedaan tegangan di antara terminal. anya ada satu terminal output pada !p$Amp. !utput itu diperoleh antara terminal output dan ground biasa. Ada keterbatasan daya yang ada dari output. !p$amp pada dasarnya adalah penguat dengan le)el penguatan yang sangat tingggi* atau gain &nilai >++.+++ atau lebih'. 6erubahan yang sangat ke(il pada tegangan salah satu input akan mengakibatkan perubahan yang sangat besar pada tegangan output. &:rank - 6etru?ella* 1@@4' Akti)itas listrik dari sel$sel yang ada di dalam tubuh menimbulkan sinyal listrik yang disebut sinyal biopotensial. Untuk mengambil sinyal bipotensial digunakan ttransduser yang disebut elektrode. lektrode ini berfungsi sebagai kopling dan interfa(e antara sistem kelistrikan di dalam tubuh dan sistem kelistrikan di luar tubuh. eluaran dari transduser sudah berupa tegangan listrik* tetapi le)elnya masih relatif ke(il sehingga biasanya belum bisa digunakan untuk menggerakkan bagian keluaran suatu instrumen medik. Untuk memperbesar sinyal biopotensial tersebut diperlukan suatu penguat yang memenuhi beberapa persyaratan* diantaranya7 •

,erupa penguat diferensial dengan %5"" yang tinggi

•

5empunyai impedansi masukan yang besar

•

6enguatannya dapat diatur dengan mudah tanpa mempengaruhi nilai %5""

Rangkaian Penguat Diferensial Dasar

"angkaian penguat diferensial diperlihatkan dalam ambar 2.1. 6enguat diferensial dipilih karena kemampuannya dalam menyingkirkan sinyal mode (ommon* sehingga dapat mengurangi pengaruh noise9interferensi yang menganggu sinyal . Noise9interferensi yang menganggu sinyal  dapat dikurangi pengaruhnya dengan (ara memasukkan noise tersebut ke dalam penguat diferensial dalam bentuk mode (ommon* sementara sinyal  dimasukkan ke penguat dalam bentuk mode diferensial. -engan demikian* sinyal  akan diperkuat dengan penguatan mode diferensial yang nilainya relatif besar* sementara itu noise akan diperkuat dengan penguatan mode (ommon yang nilainya relatif ke(il. 6ada saat keluar dari


penguat diferensial* sinyal  akan mempunyai nilai yang #auh lebih besar dibanding dengan noise* sehingga pengaruh noise tersebut akan dapat diabaikan.

ambar 2.1. 6enguat -iferensial -asar

ubungan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan penguat diferensial dasar dapat diuraikan sebagai berikut. -engan menganggap op$amp tersebut ideal* maka persamaan arus simpul pada terminal masukan negatif dapat dituliskan 7 &1' 6ersamaan ini dapat diatur kembali men#adi7 &2' Tegangan pada simpul masukan positif sama dengan tegangan pada simpul masukan negatif yaitu B* dapat diperoleh dengan menggunakan prinsip rangkaian pembagi tegangan sebagai berikut7 &3' ubstitusi persamaan &2' dengan persamaan &3' menghasilkan7 &8' yang bila diselesaikan untuk men(ari o akan diperoleh7 &>' ,ila rangkaian penguat tersebut dalam keadaan setimbang* yaitu dengan membuat7 &4' 5aka diperoleh tegangan keluaran rangkaian penguat7


&C' 6ersamaan &C' memperlihatkan bah/a penguat akan memperkuat sinyal mode diferensial &yaitu selisih tegangan pada masukannya' dengan penguatan sebesar ">9"4* dan memperkuat sinyal mode (ommon &yaitu rata$rata tegangan pada masukannya' dengan penguatan yang ke(il &idealnya sama dengan nol'. -engan demikian hanya sinyal mode diferensial sa#a yang mun(ul pada keluaran penguat* sedang sinyal mode (ommon$nya telah disingkirkan. -isamping memiliki keunggulan dalam menyingkirkan sinyal mode (ommon* di sisi lain* penguat diferensial dasar memiliki kekurangan yaitu impedansi masukannya relatif ke(il dan nilai penguatannya sulit diubah tanpa mempengaruhi kemampuannya dalam menyingkirkan sinyal mode (ommon. Impedansi masukan yang tinggi diperlukan untuk mengurangi pengaruh ketidak$seimbangan dalam rangkaian elektrode* karena ketidak$seimbangan ini akan dapat membuat noise masuk ke penguat dalam bentuk mode diferensial sehingga diperkuat dengan penguatan diferensial yang nilainya relatif besar. Untuk mengatasi hal ini maka di depan penguat diferensial dasar ditambahkan sebuah rangkaian penguat penyangga. Rangkaian Penguat Penyangga

"angkaian penguat penyangga yang digunakan harus mempunyai impedansi masukan yang besar dan merupakan penguat diferensial #uga. upaya memiliki impedansi masukan yang besar maka digunakan penguat non$in)erting* dan supaya bersifat diferensial maka digunakan dua buah penguat non$in)erting yang digabung men#adi satu* seperti diperlihatkan dalam ambar 2.

ambar 2.2. "angkaian 6enguat 6enyangga Untuk 6enguat -iferensial Analisis rangkaian penguat penyangga dapat diuraikan sebagai berikut. -engan menganggap op$amp tersebut ideal* maka persamaan arus pada simpul masukan negatif op$amp yang atas dapat dituliskan7 &D' yang bila diatur akan diperoleh persamaan7 &@' -engan (ara yang serupa* maka untuk rangkaian op$amp yang ba/ah akan diperoleh7 &1+'


6ersamaan &@' dan &1+' merupakan tegangan keluaran pada tiap$tiap terminal keluaran op$amp penguat penyangga. -engan menggabungkan rangkaian penguat diferensial dasar dan rangkaian penguat penyangga maka akan diperoleh sebuah penguat diferensial yang mempunyai impedansi masukan yang sangat besar dan nilai penguatannya dapat diubah dengan mudah tanpa mempengaruhi kemampunannya dalam menyingkirkan sinyal mode (ommon. abungan kedua rangkaian penguat ini sering disebut sebagai penguat instrumentasi yang rangkaiannya diperlihatkan dalam ambar 2.3.

ambar 2.3. abungan 6enguat -iferensial -asar dan 6enguat 6enyangga yang menghasilkan 6enguat Instrumentasi Analisis rangkaian penguat instrumentasi dalam ambar 2.3 dapat dilakukan sebagai berikut. Tegangan keluaran penguat tersebut dapat diperoleh dari substitusi 6ersamaan &C' dengan 6ersamaan &@' dan &1+'* yang menghasilkan7 &11' yang dapat diatur kembali men#adi7 &12' -ua resistansi "1 yang terhubung seri tersebut daJpat digantikan dengan sebuah resistansi tunggal* misalnya men#adi "* dengan7 "<2"1 atau7 "1<"92 sehingga 6ersamaan &12' dapat dituliskan kembali men#adi7 &13' -ari 6ersamaan &13' terlihat bah/a tegangan keluaran penguat instrumentasi merupakan hasil penguatan terhadap selisih tegangan pada masukan penguat penyangga* dan nilai penguatan dapat diubah dengan mengubah perbandingan antara 2"2 dan ". &http799instrumentasi.le(ture.ub.a(.id9' 6enguat instrumentasi adalah suatu penguat lingkar tetutup dengan masukan differensial* fungsi utama penguat instrumentasi adalah untuk memperkuat tegangan yang langsung berasal dari sensor se(ara akurat. eluaran tegangan suatu sensor sering kali mempunyai nilai tegangan yang amat lemah dan terbenam dalam derau &noise'. 6enguat instrumentasi dapat meredam noise karena masukannya differensial dengan nilai nisbah penolakan modus bersama &%5""$%ommon 5ode "e#e(tion "atio' yang tinggi. 6enguat instrumentasi dapat dibuat dengan menggunakan op$amp.


"angkaian yang la?im digunakan untuk membuat penguat instrumentasi dengan op$amp adalah seperti gambar berikut 7

ambar 2.8. 6enguat Instrumentasi menggunakan !6$amp Untuk menganalisa penguat instrumentasi di atas* kita dapat membagi rangkaian di atas men#adi dua bagian. "angkaian bagian kedua adalah rangkaian penguat differensial o$amp &seperti pada gambar 2.8'. 5isalkan arus yang mengalir melalui " 2 adalah Ia. arena impedansi masukan op$amp sangat besar maka arus yang mengalir melalui " 4 #uga adalah Ia. -an arus yang mengalir melalui " > dimisalkan I b. arena impedansi masukan op$amp sangat besar maka I b diteruskan ke " C. Jika kita misalkan tegangan masukan ke " 2 adalah a dan tegangan masukan ke " > adalah  b* maka dapatlah ditulis persamaan$persamaan berikut ini 7 a $ =o < Ia & " 2 0 " 4 '

&18'

 b – + < I b & " > 0 " C '

&1>'

=o < $ Ia " > 0 I b " C

&14'

ubsitusi Ia dan I b dari persamaan &18' dan &1>' ke persamaan &14'* dan andaikan " 2 < " >*

" 4 < " C* maka diperoleh

penguatan differensial tahap ke dua adalah 7 )&2' < =o 9 &a$  b' < " 4 9 " 2

&1C' a

"4

"2

6

0

!A1 $

"1 A $

"3

!A3

,

0

=o ">

"8 $

"C

!A2 b

&a'

0

E

&b' ambar 2.> &a' "angkaian bagian ke$1 &b' "angkaian bagian ke$2

6ada rangkaian bagian ke$1* marilah kita analisa rangkaian yang ditun#ukkan pada gambar di atas. 5isalkan arus yang mengalir dari titik 6 ke E adalah I* maka 7 =6E < I & " 1 0 " 3 0 " 8 '

&1D'

=6E adalah tegangan keluaran rangkaian bagian ke$1 di atas. edangkan =i < &a$  b' < I " 3

&1@'

ubsitusi I dari persamaan &2$>'* maka diperoleh 7 a$  b < =6E " 3 9 & " 1 0 " 3 0 " 8 '

&2+'

)&1' < =6E 9 &a$  b' < 1 0 & " 1 0 " 8 ' 9 " 3

&21'

Jadi penguatan total adalah 7


) < )&1' 0 )&2' < F 1 0 & " 1 0 " 8 ' 9 " 3 G B F " 4 9 " 2 G

&22' & ,isman 6erangin$angin*2+12'

III. 6"AHATAN -AN !56!NN 3. 1 6eralatan 1. 6A Ad#ust & 1 buah ' :ungsi 7 sebagai sumber tegangan -% yang besarnya dapat di)ariasikan 2. 6A imetris & 1 buah ' :ungsi 7 sebagai tegangan masukan 3. 5ultimeter & 1 buah ' :ungsi 7 untuk mengukur tegangan pada tegangan keluaran 8. abel #epit buaya :ungsi 7 untuk menghubungkan komponen dengan peralatan >. 6rotoboard :ungsi 7 sebagai tempat merangkai komponen sementara 4. Jumper :ungsi 7 sebagai penghubung komponen yang satu dengan yang lainnya

3. 2 omponen 1. "esistor 1  &C buah' :ungsi 7 sebagai hambatan listrik 2. I% !p Amp &3 buah' :ungsi 7 sebagai penguat yang me/akili suatu rangkaian yang umumnya terdiri dari atas puluhan transistor dan resistor. 3. ,aterai @ =olt &2 buah' :ungsi 7 sebagai sumber tegangan =(( untuk mengaktifkan I% yang digunakan


I=. 6"!-U" 1. -ipersiapkan peralatan dan komponen yang akan digunakan pada per(obaan 2. -irangkai komponen tersebut pada protoboard seperti gambar berikut ini

3. -ihubungkan kutup positif 6A Ad#ust sebagai sensor* ke sambungan =2 sedangkan kutup negatif dihubungkan ke ground dengan menggunakan pen#epit buaya. 8. -ihubungkan kutup positif 6A imetris sebagai inputan tegangan ke sambungan =1 sedangkan kutup negatif dihubungkan ke ground dengan menggunakan pen#epit buaya. >. -ihubungkan kutup positif dan kutup negatif 6A imetris ke multimeter digital untuk mengukur tegangan masukan untuk rangkaian. 4. -ihubungkan kutub positif multimeter ke =+ sedangkan kutup negatifnya dihubungkan ke ground dengan menggunakan pen#epit buaya. C. -iatur tegangan 6A Ad#ust sebesar 1D = sebagai pemi(u keaktifan ketiga !p$Amp* dan dihubungkan kutup positif 6A Ad#ust ke kaki C ketiga !p$Amp* serta kutup negatif 6A Ad#ust ke kaki 8 ketiga !p$Amp. D. -iatur kedua multimeter dengan pengukuran -%= @. -ihidupkan ketiga 6A se(ara bersamaan dengan multimeter 1+. -ilihat dan di(atat hasil pengukuran pada multimeter untuk mengetahui =+ dengan mengatur =1 pada ukuran 3 )olt dan =2 pada 1 )olt. 11. -ilakukan hal yang sama dengan mem)ariasikan =2 hingga 1+ )olt dengan inter)al 1 )olt.


12. -iulangi per(obaan D – 11 dengan mem)ariasikan =1 sebesar 4 )olt. 13. -iulangi per(obaan D – 11 dengan mem)ariasikan =1 sebesar 3 )olt dan mengganti resistor sebesar 3 k 18. -i(atat semua hasil per(obaan pada kertas data 1>. -isusun dan disimpan kembali peralatan dan komponen.

=. A5,A" 6"%!,AAN


V1 (volt)

=I. -ATA 6"%!,AAN 1. -engan "3 < 1 k

3

6

V2 (volt)

Vo (volt)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

2,06 3,04 3,94 4,26 5,39 6,21 7,06 7,97 8,88 9,64 2,21 3,14 4,02 4,75 5,57 6,31 7,13 7,98 8,91 9,65

2. -engan "3 < 3 k V1 (volt)

3

V2 (volt)

Vo (volt)

1

2,08

2

3,06

3

4,01

4

4,64

5

5,43


=II. ANAHIA -ATA 1. 5enghitung tegangan keluaran teori V out

a' Untuk

V 1

< &

V 2

$

V 1

'

< 3 =

-engan "3 < 1 k

•

V out

< &1 – 3'

<$4= •

V out

< &2 – 3'

<$3= •

V out

< &3 – 3'

<+= •

V out

< &8 – 3'

<3= •

V out

< &> – 3'

<4= •

V out

< &4 – 3'

<@= •

V out

< &C – 3'

< 12 = •

V out

< &D – 3'

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

(

1+

2 R1

R g

)


< 1> = •

V out

< &@ – 3'

< 1D = •

V out

< & 1+ – 3 '

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

< 21 = -engan "3 < 3 k •

V out

< &1 – 3'

<$4= •

V out

< &2 – 3'

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

<$3=

•

V out

< &3 – 3'

<+= •

V out

< &8 – 3'

<3= •

V out

< &> – 3'

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

<4= b' Untuk

•

V 1

< 4 =

V out

< &1 – 4'

< $ 1> = •

V out

< &2 – 4'

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1

< $ 12 =

•

V out

< &3 – 4'

<$@= •

V out

< &8 – 4'

<$4=

( ) 1+

2 1

( ) 1+

2 1


•

V out

( ) 1+

< &> – 4'

<$3= •

V out

•

1+

< &4 – 4'

•

< &C – 4'

•

< &D – 4'

•

2 1

2 1

( ) 1+

< &@ – 4'

<@= V out

1

( ) 1+

<4= V out

2

( ) 1+

<3= V out

1

( )

<+= V out

2

2 1

( ) 1+

< & 1+ – 4 '

2 1

< 12 =

2. Tentukan  ralat tegangan keluara •

a' Untuk

|

ralat = V 1

V teori

•

•

•

•

•

•

x 100

< 3 =

-engan "3 < 1 k •

|

V teori−V praktek

| | | | | | |

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

6 −2,06

−

6

−

3 −3,04

−

3

−

0−3,94 0

6−5,39 6 9− 6,21 9

x 100 =201

x 100 =

x 100 =54

x 100 =10,15

x 100 =31

12−7,06 12

x 100 =134

| | | |

3− 4,62 3

| |

|

x 100 =41


•

•

•

| | |

ralat =

ralat =

ralat =

15−7,97 15 18−8,88 18 21−9,64 21

| | |

x 100 = 46

x 100 =50,6

x 100 =54

-engan "3 < 3 k •

•

•

•

•

b' Untuk •

•

•

•

•

•

•

•

|

ralat =

| | | |

ralat =

6

−

3 −3,06

−

ralat =

ralat =

ralat =

V 1

6 −2,08

−

3

−

0− 4,01 0 3− 4,64 3 6−5,43 6

|

x 100 =134

|

x 100 =202

| | |

x 100 =

x 100 =54,6

x 100 = 9,5

< 4 =

| | | | |

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

ralat =

−

15

12 −3,14

−

12

−

−

9

−

6 − 4,75 6

−

3 −5,57

−

3

−

| | |

0− 6,31 0 3−7,13 3 6−7,98 6

| |

x 100 =114,7

x 100 =126

| | |

9− 4,02

−

| | |

ralat =

15 −2,21

−

x 100 =144

x 100 =179

x 100 =285

x 100 =

x 100 =137

x 100 =33


•

•

| |

ralat =

ralat =

|

9− 8,91 9

x 100 =1

12−9,65 12

|

x 100 =19,58

=III. I56UHAN -AN A"AN D.1 esimpulan 1. ifat$sifat dari penguat ini adalah sebagai berikut 7 a. -rift rendah

7 2> m=9o%


b. (. d. e. f. g.

,ising rendah 7 1 m= %55" tinggi 7 1++ d, Impedansi masukan tinggi 7 3++ 5K &-iferensial' dan 1K&%ommon 5ode' 6enguatan 7 1 hingga 1+.+++ 5emperkuat tegangan yang langsung berasal dari sensor 6enguat untuk impedansi tegangan tinggi

h. 5erupakan penguat loop tertutup &(lose loop' dengan masukan diferensial. 2. -ari hasil per(obaan diketahui bah/a persen ralat antara tegangan keluaran se(ara praktik dan tegangan keluaran se(ara teori adalah sebagai berikut 7 a. Untuk =1 < 3 =olt -engan "3 < 1 k adalah 138  untuk =2 < 1 =* 2+1  untuk =2 < 2* L  untuk =2 < 3 =* >8  untuk =2 < 8 =* 1+*1>  untuk =2 < > =* 31  untuk =2 < 4 =* 81  untuk =2 < C =* 84  untuk =2 < D =* >+*4  untuk =2 < @ = dan >8  untuk =2 < 1+ =. -engan "3 < 3 k adalah 138  untuk =2 < 1 =* 2+1  untuk =2 < 2* L  untuk =2 < 3 =* >8*4  untuk =2 < 8 =* @*>  untuk =2 < > =. b. Untuk =1 < 4 = adalah 118*C  untuk =2 < 1 =* 124  untuk =2 < 2 =* 188  untuk =2 < 3 =* 1C@  untuk =2 < 8 =* 2D>  untuk =2 < > =* L  untuk =2 < 4 =* 13C  untuk =2 < C =* 33  untuk =2 < D =* 1  untuk =2 < @ = dan 1@*>D  untuk =2 < 1+ =. "alat yang ter#adi adalah berasal dari 7 $ $ $

ondisi alat &6A Ad#ust* 6A imetris* 5ultimeter -igital' yang kurang baik ondisi komponen & I% !p$Amp* resistor' yang kurang baik erta ketidaktelitian dan kesalahan praktikan se/aktu pengambilan data maupun dalam merangkai peralatan dan komponen &human eror'

3. Aplikasi penggunaan penguat instrumentasi adalah untuk menguatkan tegangan keluaran dari sensor * hal ini dikarenakan keluaran pada sensor mempunyai nilai tegangan yang amat lemah dengan keluaran yang mengambang. Untuk memperkuatnya penguat instrumentasi digunakan.

D.2 aran .

ebaiknya praktikan memahami fungsi kaki$kaki I% C81.

.

ebaiknya praktikan teliti dalam merangkai rangkaian per(obaan

.

ebaiknya praktikan memahami prinsip ker#a dan sifat penguat instrumentasi


-A:TA" 6UTAA

%layton* eorge. 2++8. M!perational Amplifiers. disi kelima. Jakarta 7 rlangga. alaman 7 1 – @* 1C4$1D8 6erangin$angin*,isman.2+12.lektronika -asar 2.5edan 7 UU p ress. alaman 7 32$38 6etru?ella* :rank -.1@@4. Mlektronik Industri. Oogyakarta 7 AN-I. alaman 7 2C> $ 2CD http799instrumentasi.le(ture.ub.a(.id9 diakses tanggal 7 4 #uni 2+12* pukul 7 > 7 >> PI,


3_penguat-instrumentasi

Recommend Documents