PENGUAT DAYA AUDIO SISTEM OCL (OUTPUT CAPASITOR LESS) DENGAN MENERAPKAN IC OP AMP 741 SEBAGAI PENGUAT DEPAN
SKRIPSI Diajukan dalam rangka penyelesaian studi Strata 1 Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan
Oleh : NAMA
: NUR AGUS M ZAMRONI
NIM
: 5314000035
PROGRAM STUDI : S1- PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN
: TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2005
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi
dengan
judul
“Penguat Daya Audio Sistem OCL (Output
Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741 Sebagai Penguat Depan” telah dipertahankan dihadapan Sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang yang diselenggarakan pada : Hari
: Selasa
Tanggal
: 26 Juli 2005 Panitia,
Ketua
Sekretaris
Drs. Djoko Adi Widodo, M. T NIP. 130 750 064
Drs. R. Kartono, M. Pd
Pembimbing I
Penguji I
Drs. Samiyono, M. T NIP. 130 515 758
Drs. Samiyono, M. T NIP. 130 515 758
Pembimbing II
Penguji II
Drs. Herdi Saputra NIP. 131 570 074
Drs. Herdi Saputra NIP. 131 570 074 Penguji III Ir. Ulfah Mediaty Arief, M. T NIP. 131 993 878
Dekan Prof. Dr. Soesanto NIP. 130 875 753
ABSTRAK
Nur Agus M Zamroni. 2005. Penguat Daya Audio Sistem OCL (Output Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741 Sebagai Penguat Depan. Pendidikan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang. Penguat daya audio (power amplifier) adalah suatu pesawat elektronika yang berfungsi menguatkan sinyal suara yang bisa berasal dari radio, tape recorder, cd player, preamp mic atau yang lainnya. Penguat daya audio sistem OCL beban dengan penguat daya dihubung langsung (direct copel) tanpa memakai kapasitor maupun transformator. Penerapan IC OP Amp 741 dipakai sebagai penguat depan dari penguat audio untuk menggantikan rangkaian transistor sebagai penguat depannya. Permasalahan dari penelitian ini adalah bagimana unjuk kerja dari penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui karakteristik penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan serta merealisasikan penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan. Manfaat dari penelitian ini adalah bagi peneliti untuk mengaplikasikan teori yang telah diperoleh sedangkan bagi pembaca adalah untuk memberikan referensi dan menambah perbendaharaan rangkaian penguat daya bidang audio. Hasil penelitian ini adalah dapat direalisasikannya sebuah penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan. Pada pengukuran, penguat daya audio memiliki penguatan sebsar 13,33 kali atau sebesar 22,49 dB pada frekuensi 5 Hz dan 10 Hz. Penguatan naik menjadi 18,89 kali atau 25,52 dB pada frekuensi 15 Hz. Pada frekuensi 20 Hz sampai dengan 20 KHz memiliki penguatan 24,44 kali atau 27,76 dB. Pada frekuensi 25 KHz sampai dengan 35 KHz penguatan turun menjadi 23,89 kali atau 27,56 dB. Sedangkan pada penghitungan secara teoritis besarnya penguatan adalah 26,45 kali. Terdapat selisih penguatan 2,01 kali. Besarnya persen kesalahan pengukuran adalah 8,22 %. Perbedaan antara pengukuran dan perhitungan yang terjadi dikarenakan beberapa hal, antara lain: pada perhitungan tidak diketahui hambatan yang terdapat pada jalur rangkaiannya, sedangkan pada kenyataannya jalur rangkaian pada PCB juga memiliki nilai hambatan selain itu hambatan yang terdapat pada alat ukur juga akan mempengaruhi hasil dari pengukuran. Kualitas dari komponen serta kualitas dari alat ukur yang digunakan juga berpengaruh terhadap hasil pengukuran yang diperoleh. Karakteristik terpenting dari penguat audio adalah tanggapan frekuensi, yang dinyatakan dengan sebuah grafik tanggapan frekuensi. Berdasar pada data penelitian ditunjukkan sebuah penguat daya audio dengan karakteristik yang baik, yaitu pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz) memiliki penguatan yang sama atau merata. Saran dari penelitian ini, penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan ini dengan penelitian lebih lanjut dapat digunakan sebagai penguat alat instrumentasi lainnya. Disarankan memasang heatsink yang cukup pada transistor TIP 3055 dan 2955 agar transistor tidak cepat rusak, karena panas yang dihasilkan cukup besar.
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
MOTTO 1. Kekuatan untuk menghadapi masalah bermula dari kemauan yang kuat dan langkah pertama untuk memulainya, maka masalah itu akan bisa terselsesaikan walaupun sedikit demi sedikit namun pasti. 2. Berdoa akan membuat kita menjadi seorang yang berhasil tanpa kesombongan dan keangkuhan. 3. Hai orang-orang yang beriman, mintalah pertolongan (Kepada Allah) dengan sabar dan sholat (Q.S. Al Baqarah 153) 4. Kamu tidak akan mendapat ilmu kecuali dengan enam hal yaitu kecerdasan, minat, kesungguhan, biaya, berteman dengan guru dan waktu yang lama.
PERSEMBAHAN Atas
ridho
Allah
SWT,
skripsi
ini
keupersembahkan kepada: 1. Bapak dan Ibu
tercinta yang
telah
memberikan “segalanya” demi keberhasilanku 2. Kakak dan keponakanku tersayang 3. Teman-temanku PTE ’00 (Agus M, Khafidz, Trio, Ipin, Maksum dll)
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillahirobbil’alamiin peneliti panjatkan kehadirat Allah SWT, atas limpahan taufik, hidayah, berkah dan rahmat-Nya sehingga peneliti bisa menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Penguat Daya Audio Sistem OCL (Output Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741 Sebagai Penguat Depan” ini dengan baik. Pada kesempatan ini disampaikan ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada : 1. Bapak Drs. Djoko Adi. Widodo, M.T, Ketua Jurusan Pendidikan Teknik Elektro. 2. Bapak Drs.Samiyono, M.T, selaku pembimbing I yang telah dengan sabar membimbing, mengkoreksi dan memberikan dorongan untuk selesainya skripsi ini. 3. Bapak Drs. Herdi Saputra, selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan, bimbingan dan motivasi pada peneliti dalam menyusun skripsi ini. 4. Ibu Ir. Ulfah Mediaty Arief, M. T yang telah mengkoreksi sehingga skripsi ini menjadi lebih baik. 5. Bapak dan ibu beserta keluarga yang senantiasa mendoakan keberhasilanku 6. Keluarga besar Juventus Comp, Dodi, Umam, Dik Eva, Ori serta temantemanku semua. 7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun spiritual.
Semoga Allah SWT membalas budi baik tersebut dengan imbalan yang berlipat ganda. Peneliti menyadari bahwa skripsi ini tentu masih jauh dari sempurna, oleh karena itu dengan rendah hati kritik dan saran senantiasa peneliti harapkan. Terakhir, semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca yang budiman.
Semarang,
Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL................................................................................
i
HALAMAN PENGESAHAN ..................................................................
ii
ABSTRAK...............................................................................................
iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ............................................................
iv
KATA PENGANTAR..............................................................................
v
DAFTAR ISI ...........................................................................................
vii
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................
ix
DAFTAR TABEL....................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................
xi
BAB I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang.........................................................................
1
B. Permasalahan...........................................................................
4
C. Pembatasan Masalah................................................................
4
D. Penegasan Istilah .....................................................................
5
E. Tujuan Penelitian.....................................................................
7
F. Manfaat Penelitian ...................................................................
7
G. Sistematika Penelitian Skripsi ..................................................
7
BAB II. LANDASAN TEORI A. Penguat Dengan Transistor ......................................................
9
B. IC Op Amp ..............................................................................
22
Halaman C. Respon Frekuensi Pada Penguat Audio.....................................
28
D. Kerangka Berfikir ....................................................................
29
BAB III. METODE PENELITIAN A. Metode Penelitian ....................................................................
31
B. Metode Pengumpulan Data ......................................................
32
C. Langkah-Langkah Penelitian....................................................
32
D. Teknik analisis data .................................................................
45
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN A. Hasil Penelitian........................................................................
46
B. Pembahasan.............................................................................
50
BAB V. PENUTUP A. Kesimpulan..............................................................................
54
B. Saran .......................................................................................
54
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
55
LAMPIRAN ............................................................................................
57
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Bentuk gelombang output penguat daya ..................................
11
Gambar 2. Rangkaian penguat saat dorong/tarik.......................................
12
Gambar 3. Rangkaian penguat dorong-tarik..............................................
13
Gambar 4. Garis beban dc dan ac pada pengikut emitor dorong-tarik .......
15
Gambar 5. Pembagi tgangan pada penguat dorong kelas B .......................
16
Gambar 6. Penguat dorong-tarik kelas B yang digandeng RC...................
18
Gambar 7. Penguat bertingkat ..................................................................
19
Gambar 8. Rangkaian pengerak pengikut emitor dorong tarik kelas B ......
20
Gambar 9. IC (Integrated Circuit) ............................................................
22
Gambar 10. Penguat non inverting ...........................................................
24
Gambar 11. Penguat membalik (inverting) ...............................................
26
Gambar 12. Penguat diferensial di dalam kemasan IC Op Amp 741 .........
27
Gambar 13. Kurva tanggapan frekuensi penguat daya ..............................
28
Gambar 14. Diagram blok rangkaian penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai peguat depan .............
30
Gambar 15. Penerapan IC Op Amp 741 sebagi penguat depan .................
33
Gambar 16. Rangkaian penguat akhir (final) ............................................
34
Gambar 17. Rangkaian lengkap dari penguat daya audio..........................
34
Gambar 18. Catu daya seimbang ..............................................................
36
Gambar 19. Diagram blok pengukuran penguatan tegangan .....................
40
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil pengukuran catu daya ac....................................................
39
Tabel 2. Hasil pengukuran catu daya dc ...................................................
40
Tabel 3. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio .................
41
Tabel 4. Hasil pengukuran catu daya ac....................................................
46
Tabel 5. Hasil pengukuran catu daya dc ...................................................
46
Tabel 6. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio .................
48
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Grafik penguatan tegangan penguat daya audio ....................
58
Lampiran 2. Grafik tanggapan frekuensi penguat daya audio....................
59
Lampiran 3. Bentuk gelombang output dari penguat audio.......................
60
Lampiran 4. Bentuk sebuah gelombang output yang cacat........................
65
Lampiran 5. Data sheet IC LM 741..........................................................
66
Lampiran 6. Data sheet transistor TIP 3055 dan TIP 2955........................
73
Lampiran 7. Data sheet transistor BD 140................................................
76
Lampiran 8. Data sheet transistor BD 139................................................
79
Lampiran 9. Data sheet IC µA 7815.........................................................
82
Lampiran 10. Data sheet IC µA 7915.......................................................
90
Lampiran 11. Lay out PCB penguat daya audio sistem OCL (output capasitor less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.........................................................
99
Lampiran 12. Lay out PCB power supply penguat daya audio sistem OCL (output capasitor less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.........................................................
100
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Teknologi elektronika berkembang dengan pesat di berbagai bidang, sehingga dengan perkembangan teknologi tersebut dewasa ini membuat orang melakukan berbagai inovasi teknologi yang lebih luas, baik dalam bidang audio, video, maupun perangkat komunikasi. Berkaitan dengan hal itu pemanfaatan dan penggunaan berbagai komponen elektronika semakin berkembang pula, sesuai dengan kebutuhan peralatan yang dipakai. Seperti halnya dalam bidang audio sound system, di era tahun 1950-an suatu penguat daya (power amplifier) masih menggunakan tabung sebagai komponen aktif dan transformator output dengan konfigurasi push pull ultralinier pada keluarannya. Penggunaan tabung sebagai komponen utama banyak kekurangannya, misalnya usia pemakaian yang tidak lama, karena untuk hasil yang maksimal diperlukan penggantian tabung tiap-tiap enam bulan. Selain itu tabung memerlukan tegangan yang cukup tinggi sekitar 800 V untuk menghasilkan daya 250-300 watt. Karena bentuk tabung yang cukup besar, maka penguat daya audio menjadi kurang praktis dan banyak memakan tempat pada pengemasannya.
Sejak transistor ditemukan, penggunaan tabung pada penguat audio mulai berkurang. Namun belum sepenuhnya meninggalkan tabung sebagai komponen aktifnya. Jenis rangkaian penguat audio yang dikembangkan adalah bastar tube-transistor amplifier. Jenis penguat daya audio ini tidak bertahan lama. Hal tesebut dipicu oleh perkembangan transistor yang maju pesat. Rangkaian penguat audio mulai menggunakan transistor secara keseluruhan, mulai dari penguat depan, buffer, maupun finalnya. Tegangan yang diperlukan agar transistor bekerja tidak setinggi pada tabung, sebab pada transistor tidak memerlukan pemanasan filamen seperti pada tabung. Bentuk fisisk transistor jauh lebih kecil dibandingkan dengan tabung sehingga dengan bentuk fisik yang kecil tersebut kemasan penguat audio menjadi lebih kecil ukurannya dibandingkan dengan pemakaian tabung. Penyederhanaan komponen mulai berkembang seiring dengan perkembangan zaman dan teknologi semikonduktorpun maju pesat. Sehingga lahirlah sebuah komponen elektronika yang dikenal dengan IC (Integrated Circuit) yang di dalamnya merupakan penyederhanaan dari komponenkomponen
diskrit. Demikian halnya pada teknologi penguat daya audio,
teknologi IC dapat diterapkan sebagai penguat depan maupun finalnya. Penguat daya audio (power amplifier) adalah suatu pesawat elektronika yang berfungsi menguatkan sinyal suara yang berasal dari radio, tape recorder, cd player, preamp mic atau yang lainnya. Jika dilihat dari rangkaian akhir penguat daya, maka dapat dibedakan menjadi beberapa
macam yaitu: penguat daya sistem OT, OTL, dan OCL. Penguat daya sistem OT merupakan sebuah penguat daya yang menggunakan transformator output sebagai pelepas bebannya. Jenis OTL
sebagai pelepas bebannya tanpa
menggunakan transformator output, tetapi memakai kapasitor. Sedangkan jenis OCL beban dengan penguat daya dihubung langsung (direct copel) tanpa memakai kapasitor maupun transformator. Dari beberapa macam rangkaian dasar tersebut rangkaian yang paling efektif untuk mendapatkan daya keluaran yang besar adalah rangkaian sistem OCL, karena sistem OCL tidak menggunakan transformator maupun kapasitor dalam melewatkan sinyal outputnya, tetapi langsung digandengkan dengan beban. Pada dasarnya sistem OCL memakai prategangan kembar yaitu positif (+), ground (0) dan negatif (–) dengan menggunakan penguat kelas B untuk penguat kemudi dan penguat akhirnya. Penguat akhir dalam OCL ini menggunakan 2 transistor yang dirangkai secara seri dan bekerja secara bergantian atau sebagai penguat imbang yang menggunakan catu tegangan kembar. Penguat depan OCL pada umumnya menggunakan transistor yang berfungsi sebagai penguat beda (diferensial). Sebenarnya selain menggunakan transistor sebagai penguat depan, jenis IC tertentu dapat digunakan sebagai penguat diferensial untuk menggantikan rangkaian transistor. Jenis yang banyak digunakan adalah jenis IC Op Amp, karena jenis ini dapat difungsikan sebagai penguat (amplifier) dengan dua buah masukan diferensial dan sebuah keluaran. Salah satu alasan kepopuleran penguat operasional adalah
keserbagunaannya. Alasan kedua adalah bahwa penguat Op Amp mendekati karakteristik yang ideal. Ini berarti bahwa merancang rangkaian menggunakan penguat operasional menjadi cukup mudah juga bekerja pada tingkat yang mendekati unjuk kerja yang diramalkan secara teoritis. Dengan berdasarkan pada alasan tersebut maka dari itu penelitian ini mengambil judul “PENGUAT DAYA AUDIO SISTEM OCL (OUTPUT CAPASITOR LESS) DENGAN MENERAPKAN IC OP AMP 741 SEBAGAI PENGUAT DEPAN”
B. Permasalahan Sesuai dengan alasan dan latar belakang yang telah dijelaskan di atas maka permasalahannya adalah: bagaimana unjuk kerja penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.
C. Pembatasan Masalah Agar permasalahan yang akan diteliti tidak meluas dan menghindari dari salah pengertian maka penelitian ini permasalahannya dibatasi pada perancangan dan pembuatan penguat daya audio sistem OCL
(Output
Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.
D. Penegasan Istilah Penegasan istilah dimaksudkan untuk menjelaskan maksud dari judul skripsi yaitu sebagai berikut:
1. Penguat daya Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia penguat daya dapat diartikan (yang) dipakai untuk memperkuat kemampuan melakukan sesuatu (Balai Pustaka, 2002: 241, 605)
2. Audio Sinyal yang berada dalam spektrum frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz (Andry, 1997: 37)
3. Sistem Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia sistem dapat diartikan sebagai perangkat yang secara teratur saling berkaitan sehingga membentuk suatu totalitas (Balai Pustaka, 2002: 1706)
4. OCL (Output Capasitor Less) Penguat daya yang memakai dua sumber tenaga dan tanpa memakai kondensator elektrolit serta output transformator sebagai penyesuai impedansi (Wasito, 1984: 118)
5. IC Op Amp 741 IC Op Amp 741 adalah sebuah komponen elektronika monolitik penampilan tinggi yang menggunakan proses epitaksial fairchaild panar (Herman, 1992: 346)
6. Penguat depan Penguat depan adalah salah satu bagian dari pesawat amplifier yang berfungsi menguatkan amplitudo sinyal suara yang rendah menjadi lebih keras (Wasito, 1984: 130) Jadi yang dimaksud penguat daya audio sistem OCL (Output Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan adalah alat yang dipakai untuk memperkuat sinyal yang berada dalam spektrum frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz yang secara teratur saling berkaitan sehingga membentuk suatu totalitas dengan memakai dua sumber tenaga dan tanpa memakai kondensator elektrolit serta
output
transformator
sebagai
penyesuai
impedansi
serta
menggunakan sebuah komponen elektronika penampilan tinggi yang menggunakan proses epitaksial fairchaild panar, berfungsi menguatkan sinyal suara yang rendah menjadi lebih keras.
E. Tujuan Penelitian 1. Tujuan yang hendak dicapai adalah: mengetahui karakteristik penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan. 2. Merealisasikan penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.
F. Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah:
1. Bagi peneliti adalah untuk mengaplikasikan teori yang telah diperoleh 2. Bagi pembaca adalah untuk memberikan referensi dan menambah perbendaharaan rangkaian penguat daya bidang audio
G. Sistematika Penulisan Skripsi Untuk memudahkan dalam memahami isi skripsi, maka sistematika skripsi adalah sebagai berikut: A. Bagian pendahuluan skripsi berisi halaman judul, abstrak, halaman pengesahan, halaman motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi, daftar tabel, dan daftar gambar. B. Bagian isi: terdiri dari lima bab dengan beberapa sub bab pada tiap babnya. Bab I pendahuluan, merupakan bab yang berisi tentang alasan pemilihan judul, permasalahan, pembatasan masalah, penegasan istilah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan skripsi. Bab II landasan teori, bab ini membahas mengenai teori-teori atau acuan-acuan yang mendasari penelitian yaitu mengenai penguat dengan transistor, teori mengenai IC Op Amp 741, tentang respon frekuensi pada penguat audio, serta kerangka berfikir. Bab III metode penelitian, bab ini berisi tentang metode penelitian yang digunakan, pembuatan alat, langkah-langkah pembuatan rangkaian, pengukuran dan pengujian penguat daya audio sistem OCL yang meliputi
pengukuran rangkaian catu daya, pengukuran penguatan tegangan pada rangkaian penguat daya sistem OCL serta kalibrasi alat yang digunakan. Bab IV pengukuran dan analisis, bab ini bersisi hasil pengukuran dan analisis rangkaian. Bab V penutup, dalam bab ini berisi simpulan dan saran. C. Bagian akhir skripsi terdiri atas daftar pustaka serta lampiran-lampiran.
BAB II LANDASAN TEORI
Bab ini diuraikan landasan teori yang mendukung perencanaan penguat daya audio sistem OCL (Output Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan, yaitu: (a) Penguat dengan transistor, (b) IC Op Amp 741, (c) Respon frekuensi pada penguat audio, (d) Kerangka berfikir.
A. Penguat Dengan Transistor Suatu penguat dapat dipandang dari beberapa segi, yaitu menurut jangkauan frekuensinya, cara operasinya, kegunaan dalam tujuan akhirnya, tipe bebannya, cara menggandeng antar tahanan dan lain–lain. Klasisfikasi frekuensi mencakup penguat–penguat dc (dari frekuensi nol), frekuensi audio (20 Hz sampai dengan 20 KHz), video atau pulsa (setinggi beberapa Mega Hertz), frekuensi radio (beberapa Kilo Hertz sampai dengan ratusan Kilo Hertz), dan frekuensi–ultra tinggi (ratusan atau ribuan Mega Hertz). Kedudukan operasi tenang (quiescent point) serta luas daerah karakteristik yang digunakan bersama-sama menetukan cara operasinya. Apakah transistor itu dioperasikan sebagai penguat kelas A, kelas AB, kelas B atau kelas C ditentukan menurut definisi berikut ini. Penguat kelas A adalah penguat yang bekerja dengan titik operasi dan sinyal masuk yang sedemikian rupa hingga arus dalam rangkaian keluaran (dalam kolektor atau elektroda kuras) mengalir terus menerus. Penguat kelas A pada pokoknya beroperasi dalam daerah linier dari kurva karakteristiknya.
Penguat kelas B adalah penguat yang bekerja dengan titik operasinya terletak pada ujung kurva karakteristik, sehingga daya operasi tenang (quescent power)-nya sangat kecil. Jadi, dalam keadaan tersebut, arus atau tegangan operasi tenang hampir sama dengan nol. Apabila tegangan sinyal merupakan bentuk sinus, maka penguatan yang terjadi hanya berlangsung selama setengah siklus. Penguat kelas AB adalah penguat yang beroperasi dalam daerah antara kedua keadaan operasi pada daerah A dan B. Jadi sinyal keluarannya sama dengan nol selama waktu yang tidak sampai setengah siklus dari sinyal masuk sinusida. Penguat kelas C adalah penguat dengan titik operasinya dipilih sedemikian rupa sehingga (tegangan) keluarannya sama dengan nol selama waktu yang lebih panjang dari setengah siklus sinyal sinusida yang masuk. Pada penguat kelas B, transistor bekerja hanya dalam daerah aktif selama setengah periode. Selama setengah periode lainnya transistor tersebut tersumbat (cut off). Arus kolektor mengalir untuk 1800 dalam tiap transistor dari rangkaian kelas B. Dengan operasi ini, titik Q terletak di titik putus pada garis beban ac. Keuntungan dari operasi B adalah lebih kecilnya kehilangan daya transistor, daya beban dan efisiensi tahapan yang lebih besar.
Gambar 1. Bentuk gelombang output penguat daya. (a) Kelas A (b) Kelas B. (c) Kelas AB. (d) Kelas C (Malvino, 1986: 280). Apabila sebuah transistor beroperasi dalam kelas B, selama setengah siklus isyarat akan terpotong olehnya. Bentuk gelombang output dari penguat jenis ini seperti pada gambar 1. Untuk menghindari cacat yang timbul harus digunakan dua transistor yang dihubungkan dorong–tarik (push–pull connection). Dengan demikian, suatu transistor akan menghantar selama siklus yang positif dan yang lain selama siklus yang negatif. Dengan menerapkan rangkaian dorong tarik tersebut dapat dibuat penguat–penguat kelas B yang mempunyai daya–beban yang tinggi dan kehilangan daya transistor yang rendah. Untuk lebih jelas cara kerja dari penguat tarik-dorong dapat digambarkan seperti pada gambar 2 di bawah ini.
1 NPN
1
2
1 2 PNP
2 Gambar 2 Rangkaian penguat saat dorong/tarik (Paul B, 1986; 205) Dalam setengah siklus positif dari tegangan masukan, transistor yang di atas (Q1) bekerja sebagai pengikut emitor, sehingga tegangan keluaran lintas RL sama dengan bagian yang positif dari tegangan masukan. Pada bagian negatif dari siklus tegangan masukan, transistor yang di bawah (Q2) yang bekerja sebagai pengikut emitor dan menghasilkan bagian negatif dari keluaran. Maka transistor yang atas (Q1) menangani ½ siklus yang positif dan transistor yang bawah menangani ½ siklus yang negatif. Gambar 3 berikut ini memperlihatkan suatu cara untuk membuat pengikut emitor menjadi hubungan dorong–tarik kelas B. Pada saat setengah siklus positif dari tegangan masukan, transistor yang di atas akan menghantar sedangkan yang di bawah berada dalam keadaan putus atau tidak menghantar. Tegangan negatif dari siklus tegangan masukan transistor yang dibawah bekerja dan menghasilkan bagian negatif dari keluaran. Maka dapat dilihat bahwa Q1 menangani setengah siklus yang positif dan Q2 menangani setengah siklus yang negatif.
2 VBE
a
b
c Gambar 3. Rangkaian penguat dorong–tarik (a) Penguat emitor dorong–tarik kelas B (b) Ekivalen dc–nya (c) Grafik isyarat pada penguat dorong tarik kelas B (Malvino, 1986: 281) Penguat dorong-tarik untuk kelas B dapat dirangkai, tetapi penguat tersebut akan mempunyai distorsi yang terlalu besar apabila tidak menerapkan sistem pengikut emitor. Sehingga penguat kelas B hampir selalu merupakan kombinasi dari pengikut emitor seperti dalam gambar 3 (a) dan ciri dari sistem
tersebut mempunyai distorsi yang rendah. Pada gambar 3 (b) (rangkaian ekivalen dc-nya) transistor–transistor tersebut ditempatkan dalam hubungan seri, maka tegangan lintas masing–masing dioda emitor sama. Akibatnya pada masing–masing transistor terdapat penurunan setengah tegangan catu daya, yang berarti bahwa tegangan–tenang kolektor–emitor dari masing–masing transistor adalah VCEQ =
VCC ................................................................................ (1) 2
Seperti terlihat pada gambar 3 (c), dapat dilihat grafik isyarat pada penguat dorong tarik kelas B. Dalam keadaan tanpa isyarat besarnya VCE = VCC dan IC = 0. Jadi jika tidak ada arus masukan, tidak ada arus yang mengalir melalui transistor. Transistor Q1 dan Q2 bekerja secara bergantian. Transistor Q1 bekerja jika isyarat positif, sedangkan Q2 bekerja jika isyarat negatif. Dalam gambar 4 di bawah ini dapat dilihat garis beban dari pengikut emitor dorong-tarik pada penguat kelas B, yang terdiri dari garis beban dc dan garis beban ac.
a. Garis beban dc Apabila transistor terbuka seperti gambar 3 (b), maka lintas masing–masing transistor terdapat tegangan setengah catu daya. Oleh karena itu, dalam gambar 4 ujung bawah dari garis beban terletak di
VCC . 2
Di pihak lain jika transistor-transistor tersebut dihubung pendekkan, arus dc-nya akan menjadi tak hingga, karena tidak ada tahanan dc dan garis beban dc digambarkan vertikal.
Dalam pengikut emitor dorong–tarik kelas B dari gambar 3 (a), ICQ = 0 dan rL = RL. Oleh karena itu, arus jenuh ac dan tegangan putus disederhanakan menjadi ic ( sat ) =
VCEQ RL
.............................................................................. (2)
dan tegangan putus ac adalah : VCE(cut off) = VCEQ + ICQ.RL .......................................................... (3) IC
Garis beban ac
VCC 2 RL
Garis beban dc
VCE
0 VCC 2
Gambar 4. Garis beban dc dan ac pada pengikut emitor dorong–tarik (Malvino, 1986; 281) b. Garis beban ac Apabila sebuah transistor menghantar, titik operasi meloncat ke atas sepanjang garis beban ac; titik operasi dari transistor yang lain tetap berada dalam keadaan putus. Tegangan dari transistor yang menghantar dapat langsung meloncat dari keadaan putus kekeadaan jenuh. Dalam setengah siklus yang bergantian, transistor yang lain melakukan hal yang sama. Oleh karena ayunan tegangan dalam masing–masing arah sama dengan VCC /2, maka kepatuhan ac–nya adalah PP = 2VCEQ = 2
VCC .................................................................. (4) 2
PP = VCC.......................................................................................... (5) (Malvino, 1986: 283)
2 VBE
2 VBE
a
b
Gambar 5. Pembagi tegangan pada penguat dorong kelas B. (a). Prategangan pembagi tegangan (b). Prategangan dioda (Malvino, 1986: 289) Dari gambar 5 (a) tersebut ditunjukkan prategangan oleh pembagi tegangan untuk penguat dorong–tarik kelas B. Kedua transistor harus komplementer, dan batas daya maksimum dan sebagainya harus serupa. Dalam sebuah penguat kelas A prategangan dengan pembagi tegangan menghasilkan suatu titik Q yang stabil, yaitu titik yang tetap dalam garis beban dc. Akan tetapi dalam penguat kelas B, prategangan dari pembagi tegangan tidak mempunyai tahanan emitor dalam sebuah rangkaian ekivalen dc. Oleh karena itu prategangan dari pembagi tegangan tidak lagi menghasilkan titik Q yang stabil. Rangkaian dari gambar tersebut mempunyai titik Q yang tidak stabil oleh karena dua hal. Pertama, VBE yang diperlukan untuk menempatkan titik Q sedikit di atas titik putus adalah khasnya berada diantara 0,6 dan 0,7 V. Harga
tepatnya berada dari satu transistor ke transistor yang lain. Oleh karena itu rangkaian memerlukan suatu resistor yang dapat diubah-ubah untuk menempatkan titik Q dengan tepat. Kedua, apabila temperatur lingkungan naik, VBE: turun kira-kira 2 mV untuk kenaikan temperatur per derajat, yang berarti ICQ akan naik bila temperatur naik. Ini berarti efisiensi dari penguat turun pada temperatur yang lebih tinggi. Gambar 5 (b) memperlihatkan prategangan dioda. Dalam rangkaian ini, dioda-dioda tersebut dinamakan dioda kompensasi, karena dioda-dioda tersebut dapat mengimbangi peruhahan-perubahan temperatur. Alasannya adalah menggunakan tegangan lintas dioda pengimbang untuk menghasilkan prategangan untuk dioda-dioda emitor. Supaya rancangan ini bekerja, maka dioda kompensasi harus mempunyai kurva-kurva yang cocok dengan kurva VBE dari transistor–transistor tersebut. Lagi pula dioda-dioda kompensasi harus mempunyai koefisien temperatur yang sama dengan koefisien temperatur dari dioda-dioda emitor. Dengan perkataan lain, apabila tegangan pada sebuah dioda emitor turun 2 mV per kenaikan derajat, maka tegangan pada dioda kompensasi juga turun 2 mV per derajat kenaikan. Dengan demikian bila temperatur naik dioda kompensasi menghasilkan tegangan yang lebih kecil seperti yang diperlukan oleh dioda-dioda emitor.
RL
Gambar 6. Penguat dorong–tarik kelas B yang digandeng RC (Malvino, 1986: 291) Gambar 6 memperlihatkan penguat dorong-tarik kelas B dengan prategangan dioda. Setengah siklus yang positif dari tegangan masukan melalui kapasitor dan dioda ke basis. Oleh karena dioda diberikan pra tegangan maju, tahanan ac-nya kecil, yang memungkinkan sebagian besar dari tegangan masukan ac mencapai basis-basis. Setengah sikus yang positif akan menjalankan transistor atas dan mematikan transistor yang bawah. Tegangan emitor dari transistor yang atas sekarang mengikuti tegangan basis, dan kapasitor keluaran mengandung setengah siklus positif dengan beban RL. Kerjanya pada setengah siklus yang negatif komplementer. Sinyal akhir pada beban adalah sinusida. Pasangan Darlington pada gambar 7 (a) dapat menaikkan impedansi masukan dari pengikut emitor dorong tarik kelas B. Oleh karena beta Darlington jauh lebih besar, maka impedansi masukan dilihat ke masingmasing bias adalah lebih besar. Karena masing-masing pasangan Darlington
mempunyai dua penurunan VBE, maka diperlukan empat dioda kompensasi dengan dioda emitor.
a
b
Gambar 7. Penguat bertingkat (a). Pasangan Darlington (b) Pasangan Sziklai (Malvino, 1986: 291) Gambar 7 (b) memperlihatkan pasangan Sziklai, yang kadang-kadang disebut Darlington-Darlington komplementer. Pasangan Sziklai yang atas (Q1) bekerja sebagai sebuah transistor NPN, sedangkan pasangan transistor yang bawah (Q2) bekerja sebagai transistor PNP. Masing-masing pasangan Sziklai mempunyai β efektif sama dengan perbanyakan β dari masing-masing transistor, akan tetapi hanya menghasilkan satu penurunan VBE. Dengan demikian kita hanya memerlukan dua dioda kompensasi.
Gambar 8. Rangkaian penggerak pengikut emitor dorong-tarik kelas B (Malvino, 1986:294). Gambar 8 menunjukkan bagaimana membuat gandengan. antara tahapan penggerak dengan pengikut emitor dorong-tarik kelas B. Transistor Q1 merupakan sumber arus yang menghasilkan arus yang melalui dioda-dioda kompensasi. Dengan mengatur R2 dapat dikendalikan arus emitor dc dari Q1. Ini berarti bahwa Q1 merupakan sumber arus yang melalui dioda-dioda kompensasi apabila dioda-dioda kompensasi cocok dengan dioda emitor sehingga arus yang mengalir Q1 sama dengan arus yang melalui Rc dan RE. Apabila ada sinyal ac masukan, Q1 akan bekerja sebagai penguat penggerak. Sinyal ac yang diperkuat pada Q1 menjalankan pengikut emitor dorong-tarik kelas B, seperti digambarkan diatas. Tegangan emitor ac digandengkan ke tahanan beban oleh kapasitor gandeng pengeluaran. Penguatan tegangan pada transistor penggerak (Q2) adalah:
A=
RC RE ..................................................................................... (6)
Secara ideal, penguat dorong-tarik kelas B seperti gambar 8 tersebut mempunyai kepatuhan ac sebesar VCC. Akan tetapi tahapan penggerak mengurangi kepatuhan ac sedikit. Alasannya adalah di dalam setengah siklus positif, tegangan basis dari Q1 tidak dapat mengayun lebih besar dari VCC. Adanya penurunan VBE dalam Q2 maka tegangan beban tidak lebih dari VCC – VBE. Ini berarti, kepatuhan ac-nya berkurang kira-kira sebesar 0.7 V. Setengah siklus yang positif, tegangan kolektor Q1 tak dapat mengayun kurang dari tegangan pada RE. Dengan nilai RE kecil, sehingga tegangan mendakati nol. Di samping tegangan pada RE, pada Q3 terdapat penurunan VBE yang mengurangi kepatuhan ac lebih lanjut. Untuk mendapatkan keluaran gelombang penuh, maka diperlukan lagi penguatan transistor yang kedua dan transistor yang kedua tersebut mengisi setengah siklus yang hilang. Dengan kata lain dua transistor yang bekerja dengan kelas B tersebut membentuk sebuah penguat dorong tarik, satu transistor memperkuat setengah siklus yang positif dan yang lainnya memperkuat siklus yang negatif (Malvino, 1986:294)
B. IC Op Amp
IC Op Amp adalah suatu penguat gandeng langsung (direct coupled) dengan perolehan tinggi yang mempunyai impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah. Istilah operasional menunjukkan bahwa penambahan komponen luar yang sesuai dapat dikonfigurasikan untuk melakukan berbagai operasi, seperti penambahan, pengurangan, perkalian, integarsi dan diferensial. IC Op Amp dikemas dalam sebuah chip silikon kecil, disimbolkan dalam bentuk segitiga yang mempunyai dua terminal, yaitu input membalik (– ) atau inverting dan input tak membalik atau non inverting (+), satu terminal output dan dua pencatu daya, satu dihubungkan dengan polaritas positif dan satunya terhubung dengan polaritas negatif. Seperti terlihat pada gambar 9 masing–masing dicatu terhadap ground. Tegangan positif V+ merupakan tegangan positif terhadap ground dan tegangan negatif V– adalah tegangan lebih negatif terhadap ground. Karena isyarat keluaran bisa berharga positif dan negatif maka Op Amp memerlukan catu daya dengan dua polaritas yang sama besar dan simetrik terhadap ground. 7 V+
2 – in
6 output
3 + in 4 V–
1
Null
1
8
NC
– in
2
7
V+
+ in
3
6
4
5
V–
5 Offset null
a
b
Gambar 9. IC (Integrated Circuit). (a) Simbol Penguat Operasional (b) Konstruksi pin sebuah penguat operasional (Thomas S, 2002: 100)
Output Null
Masukan Op Amp yang berlabel inverting (–) dan non inverting (+) merupakan masukan beadaan (difference input). Umumnya sinyal masukan diberikan ke salah satu masukan. Adapun masukan yang lain digunakan untuk mengendalikan karakteristik komponen. Penguatan antara keluaran dan masukan inverting adalah negatif (membalik polaritas) sedangkan pengutan antara keluaran dan masukan non inverting adalah positif (tak membalik polaritas). Pin offset null digunakan untuk menghilangkan tegangan ingsutan (offset) ke keluaran akibat ketidak sepadanan transistor pada penguat keadaan masukan. Dengan menghubungkan kedua pin null ke ujung potensiometer, sementara lengan potensiometer yang lain dihubungkan ke catu V– diatur untuk menghilangkan tegangan ingsutan tersebut (Thomas S, 2002: 101).
a. Penguat tak membalik (non inverting) Susunan seperti gambar 10 adalah sebuah Op Amp yang diterapkan dalam modus penguat tak membalik atau non inverting, yaitu tegangan keluarannya, Vo mempunyai polaritas yang sama seperti tegangan masukan. Dari cara penyusunannyapun dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting, sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan.
RF Rin
VO VO
Gambar 10. Penguat non inverting (Thomas S, 2002: 105) Diasumsikan bahwa untai masukan diferensial adalah ideal, maka tegangan pada masukan inverting sama dengan tegangan masukan non inverting. Karena tegangan pada masukan inverting adalah sama dengan tegangan sinyal masukan Vi. Resistan masukan Op Amp sangat tinggi sehingga arus masukan Op Amp mendekati nol. Jadi arus pada R1 sama dengan arus pada R2 yaitu: I1 = I2 atau Vi Vo − Vi = .......................................................................... (7) Rin RF Seperti terlihat dalam gambar 10 di atas rangkaian non inverting tegangan keluaran akan sefase dengan tegangan masukan pada rangkaian. Besarnya penguatan pada penguat tak membalik (non inverting) ditentukan dari perbandingan besarnya harga R1 dan R2. Resistor-resisitor R1 dan R2 membentuk jaringan pembagi resistif untuk memberikan tegangan umpan balik (VA) yang diperlukan pada masukan membalik. Tegangan umpan balik (VA) dibentuk pada R1. Karena tegangan pada masukan membalik cenderung menyamai masukan tak membalik maka:
VIN = VA .............................................................................. (8) Karena VIN = VA; penguatan tahapan dapat dinyatakan sebagai AV =
Vout ............................................................................. (9) VA
Besarnya VA ditentukan oleh perbandingan resistansi R1 dan R2 maka VA =
R1 Vout ................................................................. (10) R1 + R2
Jika persamaan di atas disusun kembali sehingga tegangan ada pada satu sisi hasilnya adalah VA Rin = ................................................................... (11) Vout Rin + RF Vout Rin = ................................................................... (12) VA RF + Rin Vout RF = + 1 ....................................................................... (13) VA Rin Rumus penguatan tahapan adalah AV =
Vout ............................................................................. (14) VA
maka, AV =
RF + 1 ......................................................................... (15) Rin
Tegangan keluaran dapat dihitung dari R Vout = F + 1Vin ................................................................. (16) Rin
b. Penguat membalik (inverting) Berbeda dengan penguat sebelumnya yaitu penguat tak membalik (non inverting), penguat membalik (inverting) ini tegangan keluarannya, Vo mempunyai polaritas yang berlawanan seperti tegangan masukan. Penguat membalik dapat dilihat seperti pada gambar 11 di bawah ini.
Vo
Vi
Gambar 11. Penguat membalik (inverting) (Thomas S, 2002: 110)
Pada penguat membalik (inverting) penguatan tegangan rangkaian ditentukan menurut AV =
Vout ............................................................................ (17) Vin
Sedangkan faktor penguatan, untuk penguat membalik dinyatakan dengan persamaan AV = −
RF .......................................................................... (18) Rin
Tegangan keluaran didapat dengan jalan mengalikan tegangan masukan yang diketahui dengan faktor penguatan, yaitu sebesar
Vout = −( AV Vin ) atau − Tanda
minus
RF Vin ................................................ (19) Rin
diabaikan
dalam
perhitungan
dan
hanya
menunjukkan bahwa keluaran berlawanan fasa terhadap masukannya.
c. IC Op Amp 741 Op Amp 741 adalah sebuah komponen elektronika monolitik penampilan tinggi yang menggunakan proses epitaksial fairchild (Herman, 1992: 346). IC Op Amp 741 merupakan sebuah IC yang di dalamnya terkemas sebuah rangkaian diferensial. Data sheet dari IC Op Amp 741 dapat dilihat di halaman lampiran.
Gambar (12) Penguat diferensial di dalam kemasan IC Op Amp 741 (Malvino, 1986: 414) Dari gambar tersebut terlihat bahwa konfigurasi dari transistor– transistor PNP (Q1 dan Q2) adalah sebagai masukan yang merupakan rangkaian diferensial. Keluaran dari penguat diferensial (kolektor Q2)
menjalankan pengikut emitor (Q5). Sinyal keluar dari Q5 masuk ke Q6 yang merupakan pengerak kelas B. Tanda plus (+) menunjukkan bahwa terhubung dengan VCC. Demikian halnya dengan tanda minus (–) terhubung dengan VEE. Tahapan yang terakhir adalah pengikut emitor dorong tarik (Q9 dan Q10) kelas B. Karena menggunakan catu tegangan seimbang, maka keluaran tenangnya adalah 0 V apabila tegangan masukannya nol (Malvino, 1986: 413–414).
C. Respon Frekuensi Pada Penguat Audio Frekuensi yang dapat didengar oleh manusia (audible), dan biasa disebut sebagai frekuensi audio adalah antara 20 Hz sampai 20 KHz.
AV 20 (dB ) 10
0 - 10 - 20 - 30
5
10
50
100
500
1K
5K
10K
Frekuensi (Hz) Gambar 13. Kurva tanggapan frekuensi penguat daya (Paul B, 1986: 210)
50K
100K
Walaupun demikian rata–rata manusia hanya mampu mendengarkan lebih jelas pada frekuensi antara 30 Hz sampai dengan 15 KHz. Sebuah penguat audio yang baik mampu menghasilkan penguatan yang baik sepanjang spektrum frekuensi antara 30 Hz samapai sampai dengan 15 KHz. Sebuah penguat audio yang baik mampu menghasilkan penguatan yang baik sepanjang spektrum frekuensi audio dengan penguatan yang sama. Suatu karakter yang baik dari penguat audio adalah tanggapan frekuensi (frequency respon) yang sesuai dengan spektrum frekuensi audio. Cara menguji tanggapan frekuensi suatu penguat audio dengan melakukan sweeping sepanjang spektrum frekuensi audio. Dalam pengujian ini penguat audio diberi masukan (input) isyarat dari audio generator dengan nilai frekuensi yang diubah–ubah sepanjang spektrum penguat audio. Keluaran seharusnya yang dihasilkan adalah penguat yang merata sepanjang lebar pita (band width) penguat audio antara 20 Hz sampai dengan 20 KHz. (Paul B, 1986: 209)
D. Kerangka Berfikir Berdasarkan teori–teori di atas maka dapat disusun suatu perencanaan penguat daya sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan. Pertama dibutuhkan penguat diferensial sebagai penguat depan yang akan menguatkan isyarat masukan, dimana rangkaian diferensial ini sudah terpaket dalam IC Op Amp 741. Output dari penguat depan ini langsung diumpankan ke kemudi dan selanjutnya dari kemudi akan diumpankan ke penguat akhir (final amplifier).
Untuk mencatu penguat daya audio tersebut dibutuhkan pencatu daya imbang (balance), dimana catu daya ini terdiri dari positif (+), negatif (–) dan ground (0). Sistem ini merupakan sistem pencatu daya untuk sistem OCL. Penguat Kemudi 1 Input
Penguat Akhir 1
Penguat OP AMP 741
Output
Penguat Kemudi 2
Penguat Akhir 2
Feedback Gambar 14. Diagram blok rangkaian penguat audio sistem OCL dengan menggunakan IC OP AMP 741 sebagai penguat depan.
BAB III METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian Sebelum kegiatan penelitian dilakukan, dibuat rancangan penelitian terlebih dahulu, dengan menggunakan sebuah metode penelitian. Metode yang dipilih adalah eksperimen, dimana metode penelitian dengan eksperimen adalah penelitian dengan memanipulasi suatu variabel yang sengaja dilakukan untuk melihat efek yang terjadi dari tindakan tersebut (Sudjana, 1989:29) Pada penelitian dengan metode eksperimen ini digunakan pola penelitian the one shoot case study dimana perlakuan atau treatment hanya satu kali kemudian dilakukan pengukuran terhadap alat. Eksperimen one shoot case study merupakan penelitian yang tidak memerlukan pembanding, yang artinya bahwa eksperimen ini diberi perlakuan kemudian dilakukan pengukuran terhadap alat. Metode tersebut memiliki pola X-O, dimana X adalah kelompok perlakuan dan O adalah kelompok pengujian (test akhir). Setelah itu dilakukan pengukuran dan analisis. X Pembuatan penguat daya audio
O Pengujian hasil pembuatan penguat audio
B. Metode Pengumpulan Data Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode observasi, yaitu mengadakan pengamatan secara langsung terhadap unit eksperimen. Data-data yang dibutuhkan sebagai sumber analisis dikumpulkan dengan cara melakukan pengukuran terhadap unit eksperimen. Pada penelitian ini dilakukan pengukuran tegangan pada catu daya dan penguatan tegangan pada penguat daya audio
C. Langkah-langkah Penelitian Langkah–langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut: 1. Pembuatan penguat audio Dalam pembuatan penguat audio ini meliputi pembuatan rangkaian, merancang lay out, dan memasang komponen yang diperlukan sehingga menjadi rangkaian penguat daya audio yang jadi dan siap dioperasikan. 2. Pengukuran penguat audio Pengukuran dilakukan untuk mengetahui besarnya tegangan pada input maupun output dari rangkaian, bentuk gelombang serta besarnya tegangan dari catu daya.
1. Pembuatan Penguat Daya Audio a. Penguat depan dengan menerapkan IC Op Amp 741 IC Op Amp 741 difungsikan sebagai penguat depan dari rangkaian penguat daya. Rangakaian penguat depan dirangkai sebagai
penguat tak membalik (not inverting) yang dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 15. Penerapan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan b. Rangkaian Akhir (final) Rangkaian akhir (final) ini merupakan penguat kelas B. Jika isyarat masukan diumpankan ke basis akan menggerakkan transistor dalam fasa yang berlawanan, bagian positif dari isyarat masukan akan segera mematikan salah satu transistor Q2 (lihat gambar 2 ), dan hanya transistor yang satunya akan mencatukan arus ke dalam pengeras suara (RL). Pada setengah siklus negatif dari siklus masukan, Q1 (lihat gambar 2) akan terpadamkan, dan akan menarik arus dari pengeras suara dalam arah yang terbalik. Dalam perencanaan rangkaian akhir (final) dirangkai seperti dalam gambar 16 berikut.
Speaker
Gambar 16. Rangkaian penguat akhir (final) Secara keseluruhan rangkaian penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan adalah sebagai berikut:
Gambar 17. Rangkaian lengkap dari penguat daya audio
Besar nilai penguatannya adalah A =
RF + 1 . Dari rangkaian RIN
di atas nilai RF adalah 56 KΩ, dan nilai RIN adalah 2.2 KΩ maka: A=
56.000 +1 2.200
A = 25.45 + 1 A = 26.45 kali
Dari perhitungan di atas besar penguatan yang terjadi pada rangkaian adalah 26.45 kali.
c. Catu Daya Catu daya yang digunakan untuk mencatu rangkaian penguat ini adalah catu daya seimbang yaitu dengan tiga tegangan: positif, negatif dan nol. Tegangan yang diperlukan untuk menyuplai penguat akhir adalah + 25 V DC, – 25 V DC dan 0. Sedangkan untuk penguat depan diperoleh dari dua IC regulator 7812 dan 7912 yang akan mengeluarkan tegangan + 12 V DC, 0, dan -12 V DC. Catu daya ini dirancang untuk memberikan tegangan pada rangkaian penguat daya audio sistem OCL sesuai dengan kebutuhan penguat tersebut. Arus dari catu daya ditentukan oleh besarnya arus transformator yang digunakan. Dalam perencanaan ini digunakan transformator yang memiliki arus sekunder sebesar 5 amper. Untuk mendapatkan catu daya imbang digunakan transformator yang memiliki CT (center tap), dengan menggunakan empat buah dioda yang mampu dialiri arus 5 amper terpasang secara jembatan (bridge)
dan empat buah buah kapasitor elektrolit, serta IC regulator 7812 dan 7912. Tegangan yang dibutuhkan adalah 25 V DC, maka tegangan sekunder trafo adalah 17,8 V AC. Pada trafo memakai tegangan 18 V AC. Rangkaian catu daya dapat dilihat dalam gambar 18 berikut. 22 0 V
18 V
+ 25 V DC
IC 7812 CT
+1 2 V D C 3
1 2
10 00 uF
68 00 uF 0
18 V
68 00 uF
10 00 uF 2
1 IC 7912
3 -12 V D C
- 25 V D C
Gambar 18. Catu daya seimbang
d. Perakitan komponen Langkah–langkah pembuatan untuk mewujudkan sebuah penguat audio sistem OCL adalah: 1). Pembuatan PCB (Printed Circuit Board) dan perakitan Langkah-langkah untuk pembuatan PCB adalah sebagai berikut: a). Pembuatan lay out PCB, jalur PCB dan pengeboran PCB b). Pelarutan CCB (Coper Clad Board) c). Pemasangan komponen
a). Pembuatan lay out PCB, jalur PCB dan pengeboran PCB Bahan baku PCB adalah pertinaks yang dilapisi dengan tembaga tipis. Lapisan tembaga ini berfungsi untuk menghantar antar komponen. Tahapan pembuatan jalur PCB adalah sebagai berikut: Proses pertama pembuatan PCB adalah mempersiapkan lay out, yaitu merupakan susunan tata letak komponen yang akan dicetak di atas lembaran CCB. Pembuatan lay out rangkaian adalah dengan menggunakan program PCB desainer, dimana tinggal dihubungkan tiap-tiap komponen yang ada, setelah semua terhubung sesuai dengan rangkaian maka secara otomatis program akan membuat sendiri jalur-jalurnya rangkaian yang dibuat. Langkah selanjutnya adalah dengan menggambar lay out tersebut pada CCB dengan cara disablon b). Pelarutan CCB Setelah selesai disablon langkah selanjutnya adalah pelarutan CCB pada larutan (Ferri Chlorida) FeCl3
yang
berfungsi sebagai penghilang lapisan tembaga yang tidak digunakan. Setelah lapisan tembaga yang tidak digunakan hilang CCB dicuci bersih dan dibor. c). Pemasangan Komponen Langkah selanjutnya adalah pemasangan komponen sesuai dengan tata letak komponen masing-masing. Perlu diperhatiakan adalah memasang komponen IC jangan sampai
terbalik kaki-kakinya karena akan berakibat fatal. Setelah dicek dengan benar maka komponen dapat disolder.
2). Pemasangan pada bok Bok ini menggunakan bok kosong yang banyak tersedia di pasaran. Untuk komponen yang langsung dipasang pada bok, ditata sedemikian rupa sehingga rapi sehingga PCB yang sudah jadi juga dipasangkan di dalam bok tersebut.
2. Pengukuran dan Pengujian Penguat Daya Audio Sistem OCL Rangkaian penguat daya audio sistem OCL diuji dengan mengukur besaran listriknya. Pengujian dilakukan dengan memberikan masukan makasimal sehingga menghasilkan keluaran yang tidak cacat. Bentuk gelombang cacat dapat diamati pada osciloscope, dan dapat dilihat pada halaman lampiran. Tujuan dilakukan pengukuran adalah untuk mengetahui proses yang terjadi di dalam rangkaian yang ditunjukkan dengan besaran tegangan dan bentuk gelombang output dari penguat audio. Hasil pengukuran diharapkan dapat menjelaskan prinsip kerja rangkaian dan membuktikan
kebenaran
rangkaian
sesuai
dengan
perencanaan.
Pengukuran dilakukan pada frekuensi audio yaitu 20 Hz sampai dengan 20 KHz. Instrumen alat ukur yang digunakan dalam pengukuran adalah: a. Multimeter digital Merk
:
HIOKI tipe 3200DMM
Batas ukur tegangan
:
0 mV- 1000V
Batas ukur arus
:
0,25mA – 500 mA
Impedansi masukan
:
1 MΩ
Merk
:
GW INSTEK GRS 6052
Impedansi input
:
1MΩ // 25 pF
Volt/div
:
20 V – 1mV Volt/Div
Time/div
:
100 s – 0.2 µs Time/Div
b. Osciloscope
c. Audio Frekuensi Generator (AFG) Merk
:
LODESTAR AG 260 1A
Output
:
0 Hz- 1 MHz
Tipe gelombang output :
sinus dan kotak
1). Pengukuran Rangkaian Catu Daya Pada perencanaan telah disebutkan bahwa tegangan yang diperlukan untuk mencatu rangkaian adalah + 25 V DC, 0, dan – 25 V DC. Pengukuran tegangan pada catu daya dilakukan pada titik primer transformator, sekunder transformator, kondensator keluaran serta output dari kedua IC regulator 7812 dan 7912. Hasil pengukuran dimasukkan dalam tabel pengukuran catu daya di bawah ini. Tabel 1. Hasil pengukuran catu daya AC Pengukuran Tegangan pada transformator
Masukan (Volt)
Keluaran (Volt)
Tabel 2. Hasil pengukuran catu daya DC No
Pengukuran
1
Tegangan pada keluaran (kondensator)
2
Tegangan pada output IC 7812
3
Tegangan pada output IC 7812
Masukan (Volt)
Keluaran (Volt)
2). Pengukuran penguatan tegangan rangkaian penguat daya audio Dalam perencanaan rangkaian penguat daya audio sistem OCL ini dibuat dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depannya bertujuan untuk mendapatkan penguatan tegangan yang stabil pada frekuensi audio 20 Hz sampai dengan 20 KHz. Pengukuran dilakukan sesuai dengan diagram blok seperti pada gambar 19 berikut.
AFG
Penguat Daya
Osciloscope
Gambar 19. Diagram blok pengukuran penguatan tegangan Pengukuran penguatan tegangan dilakukan sesuai dengan langkah berikut: a). Output AFG pada posisi gelombang sinus diatur pada posisi minimum. Kemudian frekuensi diatur pada kedudukan 1 KHz dan dihubungkan pada input penguat audio pada posisi pengatur volume terbuka penuh atau maksimum. Tegangan
input pada AFG dinaikkan secara perlahan–lahan hingga dihasilkan isyarat penguat daya audio maksimum tepat pada titik isyarat mendekati cacat. Bentuk isyarat cacat dapat diamati pada osciloscop dan dapat dilihat pada lampiran. Ini merupakan isyarat maksimum yang mampu dihasilkan oleh sebuah penguat daya audio pada kondisi volume maksimum. Setelah didapatkan nilai Vi yang konstan, hasil pengukuran dicatat dalam tabel yang terdiri dari data isyarat input dan output dari penguat daya audio. Tabel 3. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio Step
Frekuensi (Hz)
(1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23
(2) 5 10 15 20 60 120 180 300 500 700 800 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 12000 14000
Sinyal output (Vo) (Volt) (3)
Gain (Vo/Vi)
Gain (dB)
Keterangan
(4)
(5)
(6)
Nilai Vi pada masingmasing frekuensi adalah tetap
(1) 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39
(2) 16000 18000 20000 25000 30000 35000 50000 60000 80000 100000 200000 220000 240000 300000 400000 800000
(3)
(4)
(5)
(6) Nilai Vi pada masingmasing frekuensi adalah tetap
b). Nilai gain dihitung untuk mendapatkan karaktersitik penguatan dari
penguat
daya
audio
yang
dihitung
berdasarkan
perbandingan antara isyarat output dengan isyarat input. Nilai gain diubah dalam bentuk satuan dB (decibel), berdasarkan rumus gain sebagai berikut. AV = 20 log
Vout (dB ) ....................................................... (20) Vin
Av =
penguatan tegangan (dB)
Vout =
tegangan uotput penguat daya audio
Vin =
tegangan input penguat daya audio
3. Kalibrasi Alat Ukur Kalibrasi merupakan penunjukan suatu instrumen atau keluaran dibandingkan dengan standar yang tekenal. 1). Kalibrasi Osciloscope Internal a. Menghubungkan vertikal input osciloscope dengan sumber isyarat pada osciloscope dengan nilai 0.5 Vpp 1KHz
b. Voll/div, pada posisi selanjutnya selanjutnya gain vertikal input diatur hingga didapatkan tampilan isyarat setinggi 1 kotak pada monitor osciloscope.
2). Kalibrasi Eksternal osciloscope Langkah–langkah
kalibrasi
eksternal
osciloscope
adalah
sebagai berikut: a. Mempersiapkan AFG, osciloscope dan kabel penghubung b. Mengatur AFG pada frekuensi 1 KHz dengan nilai tegangan 0,5 volt AC dengan bentuk gelombang sinus. c. Mengatur output AFG ke input vertikal osciloscope, sehingga pada layar terlihat gambar isyarat sinus sebesar 1,414 kotak (dengan mengatur variabel volt/div). d. Setelah didaptkan gambar sinus sebesar 1,414 kotak, variabel volt/div tidak boleh diubah lagi, karena osciloscope telah terkalibrasi. e. Berdasarkan kalibrasi dan pengecekan alat ukur yang telah dilakukan, alat tersebut layak dan memenuhi syarat untuk digunakan sebagai alat uji.
3). Kalibrasi AFG Kalibrasi
AFG
dilakukan
dengan
bepedoman
pada
perbandingan frekuensi AFG sebagai Fx (frekuensi tak diketahui) dan dibandingkan dengan frekuensi internal osciloscope 50 Hz. c. Output AFG dihubungkan vertikal osciloscope d.
Switch osciloscope phase display pada posisi on, kemudian display mode pada posisi X
e. Kemudian frekuensi tak diketahui dari AFG dibandingkan dengan internal osciloscope 50 Hz f. Gambar tampilan lissajous pada osciloscope kemudian dihitung dengan berdasarkan perbandinganrumus sebagai berikut: FX =
TH Hz ....................................................................... (22) TV
Fx
= frekuensi AFG (Hz)
F
= frekuensi internal osciloscope(Hz)
TH
= garis horizontal lissajous
TV
= garis vertikal lissajous
Kemudian perbandingan frekuensi dicatat berdasarkan frekuensi perhitungan dan frekuensi yang tertera pada AFG, selanjutnya frekuensi sesungguhnya dari frekuensi yang tertera pada AFG dijadikan dalam menentukan sampel frekuensi yang digunakan.
D. Teknik Analisis Data Data yang diperoleh dianalisis secara teoritis dengan menggunakan pendekatan teoritis yang melandasinya. Teknik analisis yang digunakan adalah deskriptif kualitatif yaitu mengamati langsung hasil penelitian dan selanjutnya menyimpulkan (Suharsimi Arikunto, 1996: 243). Analisis kualitatif bersifat deskriptif memberi gambaran keadaan atau fenomena secara jelas terhadap hasil pengamatan dalam penelitian. Dalam penelitian ini data yang dihasilkan berupa grafik tanggapan frekuensi penguat daya audio. Gambar grafik tersebut kemudian dibandingkan dengan grafik ideal (seperti dalam landasan teori), untuk mengetahui apakah penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan sudah memiliki karakteristik yang ideal.
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian 1. Pengukuran bagian catu daya (power supply) Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui tegangan masukan dari jala-jala AC yang masuk ke transformator serta tegangan keluaran dari transformator penurun tegangan (step down) yang dipergunakan untuk menyuplai rangkaian penguat daya audio. Pada perencanaan dijelaskan bahwa tegangan DC yang diperlukan untuk mencatu rangkaian penguat daya audio ini adalah 25 V; 0; 25 V serta 12 V; 0; 12 V untuk mencatu IC OP Amp 741.
Tabel 4. Hasil pengukuran catu daya AC Pengukuran
Masukan
Keluaran
(Volt)
(Volt)
218
18; 0; 18
Tegangan pada transformator
Tabel 5. Hasil pengukuran catu daya DC No (1) 1
Pengukuran (2) Tegangan pada keluaran (kondensator)
Masukan AC
Keluaran
(Volt)
(Volt)
(3) 18; 0; 18
(4) + 25.8; 0; - 25.8
(1)
(2)
(3)
(4)
2
Tegangan pada output IC 7812
+ 25.8
+ 11.9
3
Tegangan pada output IC 7912
- 25.8
- 12.2
Hasil pengukuran di atas diperoleh tegangan 218 volt pada bagian primer transformator yang merupakan tegangan dari jala-jala AC. Penurunan tegangan ini disebabkan oleh jaringan dan juga kualitas dari alat ukur. Tegangan AC pada transformator yang terukur 18 V; 0; 18 V diukur dari terminal sekunder transformator 18 V; CT; 18 V. Pada pengukuran catu daya DC diperoleh tegangan + 25.8 V; 0; - 25.8 V. Tegangan ini digunakan untuk menyuplai penguat akhir. Penggunaan IC regulator 7812 dan 7912 digunakan untuk menyuplai penguat depan (IC OP Amp 741). Penggunaan IC regulator ini dimaksudkan agar tegangan yang masuk ke penguat depan (IC OP Amp 741) benar-benar stabil. Dari tabel pengukuran catu daya DC output dari IC 7812 sebesar + 11.9 V, sedangkan pada output IC 7912 sebesar 12.2 V. Perbedaan tegangan antara nominal yang tertera pada IC regulator dengan pengukuran disebabkan karena kualitas dari komponen dan kualitas dari alat ukur.
2. Pengukuran penguatan tegangan rangkaian penguat daya audio
Tabel 6. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio No
Frekuensi (Hz)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
5 10 15 20 60 120 180 300 500 700 800 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 25000 30000 35000 50000 60000 80000 100000 200000 220000 240000
Sinyal output (Vo) (Volt) 12 12 17 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 21.5 21.5 21.5 21 21 21 21 20 18 17
Gain (Vo/Vi)
Gain(dB)
Keterangan
13.33 13.33 18.89 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 24.44 23.89 23.89 23.89 23.33 23.33 23.33 23.33 22.22 20 18.89
22.49 22.49 25.52 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.76 27.56 27.56 27.56 27.36 27.36 27.36 27.36 26.93 26.02 25.52
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi sebesar 0.9 Volt
No
Frekuensi (Hz)
37 38 39
300000 400000 800000
Sinyal output (Vo) (Volt) 13 8 1
Gain (Vo/Vi)
Gain(dB)
Keterangan
14.44 8.89 1.1
23.19 18.97 0.90
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi sebesar 0.9 Volt
Dari data pada tabel, besarnya gain atau penguatan tegangan (Vo/Vi) pada pada frekuensi 20 Hz sampai dengan 20 KHz sama, yaitu 24.44 kali. Pada frekuensi 15 Hz besarnya penguatan adalah 18.89 kali. Sedangkan pada frekuensi 10 Hz dan 5 penguatan turun menjadi 13.33 kali. Demikian halnya penurunan penguatan terjadi pada frekuensi di atas 20 KHz yaitu pada frekuensi 25 KHz, 30 KHz, dan 35 KHz penguatan sebesar 23.89 kali. Semakin tinggi frekuensi yang diberikan terjadi penurunan penguatan sampai pada frekuensi 800KHz, besarnya penguatan adalah 1.1 kali. Besarnya penguatan tegangan (Vo/Vi) dapat digambarkan dengan sebuah grafik penguatan tegangan yang dapat dilihat pada lampiran 1. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa pada spektrum frekuensi audio (20 Hz – 20 KHz) memiliki penguatan yang sama sebesar 24.44 kali dan mulai menurun pada frekuensi di bawah 20 Hz dan diatas 20 KHz. Dengan menggunakan persamaan (20), besarnya penguatan tegangan dapat dinyatakan dengan satuan deci Bell (dB). Sebagai contoh
pada frekuensi 20 Hz. Besarnya gain (penguatan tegangan) dapat dihitung sebagai berikut: AV ( dB ) = 20 log
VO Vi
Av(dB) = 20 log 24.44 = 27.76 dB Dengan cara yang sama dapat diperoleh nilai gain dalam satuan dB pada tiap frekuensi, seperti terlihat pada tabel di atas. Karena nilai VO pada frekuensi 20 Hz – 20 KHz sama maka besarnya gain pada tiap Vi frekuensi juga sama yaitu 27.76 dB. Terjadi penurunan gain pada frekuensi di bawah 20 Hz yaitu pada frekuensi 15 Hz besarnya gain adalah 25.52 dB, dan pada frekuensi 10 Hz dan 5 Hz besarnya gain adalah 22.49 dB. Pada frekuensi 25 KHz , 30 KHz dan 35 KHz gain menjadi 27.56 dB. Pada frekuensi 800 KHz gain turun menjadi 0.9 dB. Dengan nilai-nilai tersebut dapat digambarkan grafik tanggapan frekuensi seperti terlihat pada lampiran 2. Bentuk-bentuk gelombang output dari penguat audio dapat dilihat pada lampiran 3
B. Pembahasan Dari hasil pengamatan pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz), besarnya penguatan adalah 24.44 kali. Sedangkan pada perhitungan penguat audio mampu menguatkan sebesar 26.45 kali. Terdapat selisih penguatan
sebesar 26.45 - 24.44 = 2.01 kali. Dari perbedaan tersebut, antara perhitungan dan pengukuran dapat dicari persen kesalahannya sebagai berikut: %=
n−N x100 N
dengan: %
= Persen kesalahan pengukuran
n
= Nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran
N
= Nilai yang diperoleh dari hasil perhitungan Dengan persamaan tersebut besarnya persen kesalahan pengukuran
adalah %=
26.45 − 24.44 x100 24.44
= 8.22 % Perbedaan antara pengukuran dan perhitungan yang terjadi dikarenakan beberapa hal, antara lain: pada perhitungan tidak diketahui hambatan
yang terdapat
pada jalur rangkaiannya,
sedangkan
pada
kenyataannya jalur rangkaian pada PCB juga memiliki nilai hambatan selain itu hambatan yang terdapat pada alat ukur juga akan mempengaruhi hasil dari pengukuran. Kualitas dari komponen serta kualitas dari alat ukur yang digunakan juga berpengaruh terhadap hasil pengukuran yang diperoleh. Hal inilah yang menyebabkan nilai pengukuran lebih kecil dari nilai perhitungan, dengan ditunjukkan persen kesalahan sebesar 8.22 %. Besarnya daya beban maksimum yang dihasilkan dari penguat daya audio dapat dihitung dengan persamaan
PL ( maks ) =
PP 2 8 RL
Besarnya nilai PP adalah 2 VCC . Dalam hal ini nilai VCC adalah sama dengan nilai yang terukur pada catu daya ke penguat akhir yaitu sebesar 25.8 V. Jadi besarnya PP adalah 51.6 V. Besarnya RL sama dengan impedansi dari speaker yang digunakan yaitu 8 Ω. Dengan persamaan di atas dan harga PP maupun RL yang sudah didapat maka nilai PL adalah PL ( maks )
51,6 2 = 8.8
PL ( maks ) =
2662.56 64
= 41.60 watt Karakteristik terpenting dari penguat audio adalah tanggapan frekuensi, yang dinyatakan dengan sebuah grafik tanggapan frekuensi. Berdasar pada data penelitian ditunjukkan sebuah penguat daya audio dengan karakteristik yang baik, yaitu pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz) memiliki penguatan yang sama atau merata. Pada frekuensi di bawah 20 Hz mulai terjadi penurunan penguatan. Demikian halnya dengan frekuensi di atas 20 KHz juga terjadi penurunan penguatan. Hal ini dapat dilihat berdasarkan pada bentuk grafik tanggapan frekuensi merupakan garis lurus sejajar dengan sumbu X (frekuensi) pada frekuensi audio (20 Hz – 20KHz) dan pada frekuensi di bawah 20 Hz maupun di atas 20 KHz terjadi penurunan. Dari
gambar tersebut dapat dilihat bahwa grafik tanggapan frekuensi penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan sesuai dengan grafik tanggapan frekuensi pada landasan teori (gambar 12). Hasil tesebut sesuai dengan pendapat Paul B (1986: 210) bahwa penguat audio yang baik adalah sebuah penguat yang menghasilkan penguatan tegangan yang sama pada spektrum audio. Spektrum audio tersebut merupakan frekuensi suara yang dapat didengar oleh telinga manusia yaitu antara frekuensi 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz.
BAB V PENUTUP
A. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan memiliki karakteristik yang baik, karena memiliki tanggapan frekuensi yang merata pada spektrum frekuensi audio serta memilki penguatan sebesar 24.44 kali atau 27.76 dB. 2. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan masih mempunyai penguatan yang tinggi di ata frekuensi audio yaitu sampai pada frekuensi 200 KHz, sehingga memiliki bandwidth yang cukup lebar sebesar 25,9986 Hz (dengan frekuensi batas bawah 14 Hz dan frekuensi batas atas 260 KHz).
B. Saran 1. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan ini dengan penelitian lebih lanjut dapat digunakan sebagai penguat alat instrumentasi lainnya. 2. Disarankan memasang heatsink yang cukup pada transistor TIP 3055 dan 2955 agar transistor tidak cepat rusak, karena panas yang dihasilkan cukup besar.
DAFTAR PUSTAKA
Arikunto Suharsimi. 1993. Prosedur Penelitian. Jakarta: Penerbit Rineka Cipta. Coughlin dan Driscoll. 1992. Penguat Operasional Dan Rangkaian Terpadu Linier. (Alih Bahasa Herman Widodo S ). Jakarta: Gelora Aksara Pratama. Malvino. 1999. Prinsip-Prinsip Elektronik. (Alih Bahasa: M Barmawi - M.O Tjia)Jakarta: Erlangga . 1985. Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor. (Alih Bahasa: M Barmawi - M.O Tjia). Jakarta: Balai Pustaka Sutrisno. 1987. Elektronika Teori Dasar dan Penerapannya Jilid 2. Bandung: ITB Poerwadarminto. 1984. Kamus Umum Bahasa Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka Wasito, S 1994. Vademekum Elektronika. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Widodo. Elektronika Dasar. 2002. Jakarta: Salemba Teknika
www.data sheetcatalog.com. down load tanggal 07 Maret 2005
www.ti.com/ sc/package. down load tanggal 07 Maret 2005
www.national.com. down load tanggal 07 Maret 2005
Zbar, Paul B. 1965. Electronic Instruments and Measurements. New York: Mc Graw Hill Book Company
.1986. Electricity-Electronics Fundamentals. New York: Mc Graw Hill Book Company. .1983. Basic Electronics A Text-Lab Manual. New York: Mc Graw Hill Book Company.
