laporan pratek elektronika telekomunikasi

Politeknik Negeri Semarang Prodi Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi

JOBSHEET 1 LAPORAN PRAKTEK ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

Disusun oleh: Fandi Setio K / TK2C ( 08 )

PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2014



DAFTAR ISI

DAFTAR ISI...............................................................................................................2 A. Tujuan...................................................................................................................3 B. Dasar Teori...........................................................................................................3 C. Alat dan Bahan.....................................................................................................6 D. Langkah Percobaan..............................................................................................6 E. Data Hasil Percobaan...........................................................................................8 F. Analisis Data dan Perhitungan.............................................................................9 G. Jawaban Pertanyaan dan Tugas ..........................................................................10 H. Kesimpulan..........................................................................................................12

2



PERCOBAAN - 1 PENGUAT TAK MEMBALIK (NON INVERTING AMPLIER)

A.

Tujuan Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rankaian, memeriksa rangkaian dan menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat : a. Menggunakan IC operasional amplifier, sebagai penguat tak membalik dengan perolehan (gain) tinggi. b. Menghitung nilai komponen yang diperlukan untuk rangkaian penguat tak membalik c. Memperhitungkan dan mengukur penguatan, dan frekuensi “cross over” pada kurva respon frekuensi. d. Merancang rangkaian operasional amplifier sesuai dengan kebutuhan.

B. Dasar Teori Prinsip Dasar Penguat Operasional Penguat operasional yang ideal memiliki sifat-sifat : 

Open loop Voltage gain

: AV

= ~



Input Impedance

: ZIN

= ~



Output Impedence

: ZOUT = 0



Input offset Voltage

: VIN



Input bias current

: IB 



Input offset current

: IIN

= 0

IB1  IB2 0 2 = IB1 - IB2 = 0

Rangkaian Inverting (Membalik) Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasikan keluaran negatip atau masukan negatip menghasilkan keluaran positip. Rangkaian dari penguat operasional inverting ditunjukkan dengan gambar berikut ini:

3


Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi Rf

+ Vcc R1

-

Vin

+

Vout

-

- Vcc

Gambar 1.1 Rangkaian Penguat Membalik (Inverting) Bila suatu tegangan DC (+V IN )dipasang pada masukan (-) lewat tahanan R1, maka arus I akan mengalir seperti terlihat pada gambar 12. Arus dikendalikan oleh Op-Amp sedemikian rupa sehingga tegangan jatuh pada R 1 = VIN hal ini di mungkinkan karena disini digunakan teori pengendalian dengan feed-back negatip (Tahanan Rf sebagai elemen feed-back negatip). Bila tegangan pada input – dan + kecil maka Op -Amp akan mengoreksi sedemikian rupa sehingga selisih VIN - dengan VIN + sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan:

VIN = I.R1

Oleh karena arus I besarnya sama, maka

VOUT  

VOUT = -I.Rf.

Rf  VIN R1

Gain Op-Amp dengan konfigurasi inverting adalah :

A

VOUT Rf  VIN R1

tanda negatip disini menyatakan berbalik polaritas atau antara masukan dan keluaran berbalik fasa 180°, bila ditinjau dengan sinyal sinusoida. Rangkaian Non Inverting (Tidak Membalik) Non-Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasilkan keluaran positip. Atau masukan negatif menghasilkan keluaran negatif. Seperti halnya pada rangkaian inverting, disinipun akan ditunjukan rumus gain dari rangkaian ini.

4


Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi Rf

+ Vcc R1

+

Vout

Vin -

- Vcc

Gambar 1.2. Rangkaian Non-Inverting Tegangan positip VIN dihubungkan ke terminal masukan (+) Op-Amp, seperti halnya pada rangkaian inverting beda tegangan pada masukan (-) dan (+) adalah sama dengan 0(nol), sehingga tegangan masukan sama dengan tegangan jatuh pada R1 dan tegangan keluaran akan sama dengan tegangan pada R1 ditambah dengan tegangan pada Rf. Untuk itu berlaku rumus hubungan antara masukan dan keluaran sebagai berikut: VIN

= I.R1

VOUT = I(R1 +Rf)

VOUT 

R1  Rf VIN R1

VOUT R1 Rf Rf   1 VIN R1 R1

Gain Op-Amp

Rangkaian Voltage Folower

+ Vcc

+

Vout

Vin -

- Vcc

Gambar 1.3. Op-Amp sebagai Voltage Folower 5



Untuk dapat menganalisa dengan mudah kita berikan harga ekstrim pada rangkaian gambar 1, yaitu dengan mamasang Rf = 0 dan Ri = ~. Pada kondisi ini (lihat gambar 3) Ri seolah terputus dan Rf hubung singkat, sehingga didapatkan persamaan:

VOUT Rf 0  1  1  1 VIN Ri ~

Jadi penguatan tegangan (gain) dari rangkaian ini = 1 dan polaritasnya tidak terbalik antara masukan dan keluaran. Rangkaian ini sering juga disebut dengan rangkaian penyangga (buffer)

C. Alat dan Bahan yang Digunakan a. IC MC 3403 b. Resistor 1K (1), 100K  (2), 22K  (3). c. Kapasitor 0,001F d. CRO e. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz f. Multimeter Analog & Digital g. Catu Daya  15 Volt

D. Langkah Percobaan 1. Siapkan catu daya ( Power Supply). 2. Pastikan catu daya pada kondisi OFF dan pengatur tegangan pada posisi minimum. 3. Hubungkan catu daya dengan tegangan jala-jala. 4. Buat rangkaian seperti berikut:

6


Jurusan Teknik Elektro Praktek Elektronika Telekomunikasi C1 0,001uF

R2

22K

¼ IC 3403 +15 Volt (2)

-

(4) (1)

R3 1K

(3)

Vin

+

Vout

(11) - -15 Volt

R1 22K

R4 22K

Gambar 1 4. Rangkaian untuk percobaan 1 (Rangkaian Non-Inverting)

1. Berikan sinyal kecil ke input (kira-kira 100mVp-p). Catatlah gain dari penguat. 2. Hubungkan keluaran penguat dengan masukan horizontal osiloskop, untuk melihat bentuk lisayuous. Gantilah R1 dan R2 dengan resistor sebesar 100K. Catatlah apa yang terjadi. 3. Dengan mengganti nilai C1, buatlah agar penguat mempunyai frekuensi ‘cross over’ pada frekuensi tinggi sbesar 12 KHz. Catat besarnya kapasitor tersebut. 4. Ubahlah rangkaian menjadi penguat pengikut yang membalikkan sinyal. Tentukan pergeseran fasa antar masukan dan keluaran. Ukur gain penguat.

7



E. Data Hasil Percobaan Lembar Kerja 1. Pengamatan I Sinyal input 100mV , hasil Gain R1

= 22KΩ

R2

= 22KΩ

f

= 12KHz

V/div = 5 V T/div = 0,1 ms Vout = 4,382 V (Digital) = 4,4 V (Analog) Vin

= 3,621 V (Digital)

Vout

= 3,7 V (Analog)

Gain = Vout

Gain (dB) = 20 log 1,2101

Vin

= 1,6564 dB

= 4,382 3,621 = 1,2101 kali 2. Pengamatan II Gambar Lisayous (belum melakukan pengamatan) 3. Pengamatan III R1 dan R2 diganti 100 K R1

= 100KΩ

R2

= 100KΩ

f

= 12 KHz

V/div = 5 V T/div = 0,1 m/s Vout = 4,412 V (Digital) = 4,5 V (Analog) Vin

= 3,326 V (Digital) = 3,4 V (Analog)

8


Gain = Vout


Gain (dB) = 20 log 1,326

Vin

= 2,4508 dB

= 4,412 3,326 = 1,326 kali

4. Pengamatan IV Ganti C1 , besarnya C1 saat fC = 12 KHz adalah (belum melakukan pengamatan)

F. Analisa Dari percobaan ini alat yang kami gunakan sedikit bermasalah sehingga kami mengalami kesulitan dalam mengamati percobaan, kemudian kami bisa mengatasi masalah tersebut dan mendapatkan data yang ada pada lembar kerja diatas. Setelah kami amati kembali, ternyata ada ketidak sesuaian antara perhitungan teori dengan data di atas. Data perhitungan secara teori:  Pengamatan I R1 = Rin = 22 Kohm ; R2 = Rf = 22 Kohm Av = (Rf / Rin) + 1 = (22 / 22) + 1 = 2 kali  Pengamatan III R1 = Rin = 22 Kohm ; R2 = Rf = 22 Kohm Av = (Rf / Rin) + 1 = (22 / 22) + 1 = 2 kali

Disini terlihat data yang kami dapatkan dari percobaan tidak menghasilkan penguatan sebesar 2 kali yang sesuai dengan teori yang dimana nilai resistor Rind an Rf pada rangkaian sama, maka besarnya penguatan tegangan adalah 2 kali dan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. 9



G. Pertanyaan dan Tugas A. Tugas 1. Rancanglah dau sistem penguat yang , keduanya memiliki dua masukan yang sama tetapi keluarannya berbeda fasa 180, dan kedua keluarannya mempunyai amplitudo yang sama. Kedua penguat tersebut memiliki titik roll off pada 3 KHz. Hitunglah gain dalam dB dari kedua penguat tersebut. Jawab : 

Sistem penguat pertama

Av = (159 / 53) + 1 = 4 kali atau Gain : 20 Log 4 = 12,041 dB



Sistem penguat kedua

Av = 159 / 53 = 3 kali atau Gain = 20 log 3 = 9,542 dB

10



B. Pertanyaaan 1. Jika anda menggunakan IC linier opamp sebagai penguat non-inverting, sinyal masukan diumpankan ke kaki …………… Jawab : Sinyal masukan d umpankan ke kaki positif (3,5,10,12), disesuaikan dengan rangkain yang digunakan pada IC.

2. Pada penguat non-inverting, jika resistor umpan balik R2 = 100 Kohm, dan R1 = 1 Kohm, maka pengauatn dari penguat tersebut akan sama dengan ….. Jawab : -D1 : Rf = R2= 100 Kohn

; Rin = R1 = 1 Kohm

-D2 : Av ? -D3 : Av = (Rf / Rin) + 1 = (100 / 1) + 1 = 101 kali 3. Jika R1 = R2 = 10 Kohm dan Vin = 1 Volt maka Vout = …. Jawab : - D1 : R1 = R2 = 10 Kohm ; Vin = 1 Volt - D2 : Vout ? - D3 : Vout = ( (Rf / Rin) + 1) . Vin = ( (10 / 10) + 1) . 1 = 2 Volt

4. Jika R1 = R2 = 100 Kohm dan R3 = R4 = 10 Kohm, dan berapa penguatan total rangkaian? Jawab : I3 = (Vin–Vc)/ 10K I4 = Vc/10K I3 = I4

 Vin = 2Vc I1 = -I2 I1 =

I2 = =

Vo = 2Vc Vc = 11



Vin = Vin = Vo

5.

Jika diumpankan sinyal berupa pulsa positif pada rangkaian dalam percobaan, maka kerluarannya akan … Jawab : Berupa pulsa positif pada rangkaian dalam percobaan, maka keluarannya berupa pulsa positif pula. Karena rangkaian dalam percobaan ini merupakan rangkaian tidak membalik (non inverting amplier). Jadi, hasilnya akan sama.

H. Kesimpulan 

Penguat tak membalik akan menghasilkan keluaran sama dengan masukan kita beri contoh jika masukan bernilai positif maka pengeluarannya pun positif begitu pula jika masukan bernilai negative maka pengeluarannya bernilai negative.



Jika Rf besar maka penguatannya pun bernilai besar



Input dan output rangkaian penguat non inverting menghasilkan fase yang sama



Jika ada perbedaan antara penghitungan secara teori dengan hasil data maka kemungkinan besar dikaranakan kesalahan manusia atau alat yang digunakan telah rusak atau tidak berfungsi dengan baik.

12

laporan pratek elektronika telekomunikasi

Recommend Documents