Praktikum Elektronika Elektronika Analog
PERCOBAAN – RANGKAIAN PASIV
Tujuan
1. Menggu Menggunak nakan an resisto resistorr sebagai sebagai rangkai rangkaian an pasiv pasiv 2. Mempelajari Mempelajari beberap beberapaa jenis konfiguras konfigurasii resistor resistor sebagai sebagai pengko pengkondisi ndisi signal Pendahuluan
Rangkaian Bridge & divider adalah dua teknik pasiv yang telah lama dipakai sebagai rangkaian pengkondisi signal. Meskipun rangkaian active saat ini sering menggantikan teknik-teknik tersebut, tetapi masih ada aplikasi tertentu yang yang meng menggu guna naka kan n rang rangka kaia ian n terse tersebu butt kare karena na bebe bebera rapa pa keun keungg ggul ulan an yang yang dimilikinya yaitu akurasi dari rata-rata perubahan pengukuran dalam impedansi. Beberap Beberapaa konfig konfigura urasi si yang yang akan akan dicoba dicoba adalah adalah rangka rangkaian ian divide dividerr dan rangkaian bridge. Alat dan Bahan
Peralatan : Osciloscop Variable voltage source Project Board Multimeter Bahan : Resistor & LDR ( Light Detecting Resistor )
1
Prosedur Percobaan I. Rangkaian Divider.
1. Susun rangkaian seperti gambar dibawah ini : Vs R1 Gb.1.1 Rangkaian Divider
Vd R2
2. Tentukan R1 & R2 nilainya secara bebas dan beri Vs tegangan masuk sebesar 12V 3. Ukur dan catat tegangan output Vd 4. Ganti nilai R2 dengan LDR 5. Beri cahaya pada LDR 6. Ukur dan catat tegangan output Vd 7. Tutup permukaan LDR dari cahaya 8. Ukur dan catat tegangan output Vd II. Rangkaian Bridge
1. Susun rangkaian seperti gambar dibawah ini :
R2
R1
Gb.1.2 Rangkaian Bridge
Vs Vd
R4 R3
2
2. Tentukan nilai R1, R2, R3 & R4 secara bebas nilainya kemudian beri Vs tegangan 12V. 3. Ukur dan catat nilai Vd 4. Ganti R4 dengan LDR 5. Beri cahaya pada LDR dan catat tegangan Vd 6. Tutup LDR dari cahaya dan catat tegangan Vd 7. Jika diinginkan Vd = 0 tentukan nilai R1, R2, R3 & R4 dari rumus 8. Kemudian masukkan nilai R yang diperoleh dari rumus sebagai rangkaian percobaan. 9. Tetukan Vs 10. Ukur dan catat hasil pengamatan. Tugas Pendahuluan
1. Jelaskan yang dimaksud dengan rangkaian aktiv & rangkaian pasiv serta berikan contoh-contohnya 2. Buat rangkaian divider yang memberikan tegangan keluaran setengah dari tegangan masukan ! 3. Buat contoh rangkaian bridge yang memberikan tegangan keluaran senilai 0 ! 4. Apa keuntungan dari rangkaian pasiv dibandingkan dengan rangkaian aktiv. Tugas Akhir
1. Bagaimana rumus rangkaian Bridge untuk percobaan di atas. 2. Bandingkan hasil percobaan diatas dengan hasil yang diperoleh dari rumus teori. 3. Buat analisa dan kesimpulan dari masing-masing percobaan diatas.
3
Praktikum Elektronika Analog
PERCOBAAN OP – AMP sebagai Penguat
Tujuan
1. Menggunakan Op-Amp sebagai penguat tegangan 2. Mempelajari beberapa jenis konfigurasi penguat tegangan Op-Amp Pendahuluan
Bagian terbesar dari aplikasi Op-Amp yaitu sebagai penguat tegangan OpAmp merupakan penguat tegangan yang cukup ideal karena memiliki karakteristik : Impedansi input yang besar dan impedansi output yang kecil. Op-Amp memiliki nilai penguatan yang stabil dan mudah menentukan tingkat penguatannya. Nilai penguatan yang stabil karena Op-Amp di rangkaikan dengan system umpan balik negative dan Nilai penguatannya cukup ditentukan dari nilai resistansi umpan balik dan resistansi input. Beberapa konfigurasi penguat Op-Amp yang akan dicoba yaitu : non inverting amplifie, inverting amplifier,voltage follower, summing amplifier dan difference amplifier. Alat dan Bahan
Peralatan : Osciloscop, Dual power supply, Function generator Project board, Variable Voltage Source, Bahan : Op-Amp 741, resistor
4
Prosedur Percobaan 1. Non Inverting Amplifier.
1. 2. 3. 4. 5.
6. 7.
II.
Susun rangkaian seperti pada Gambar : 1.1 Gunakan Rf = 10k dan R1=1K Atur tegangan yang keluar dari dual power supply menjadi +12 V dan -12 V kemudian masukkan tegangan tersebut ke rangkaian. Atur Sinyal tegangan yang keluar dari function generator sebesar 100m V dan frekuensi = 1 kHz, kemudian masukkan ke rangkaian. Ukur dan catat tegangan input dan tegangan output dilembar data. Isi dan lengkapi tabel data pengamatan tersebut. Gambarkan bentuk gelombang input dan output pada kertas grafik. Gunakan spidol warna hijau untuk gelombang input, dan warna merah untuk gelombang output untuk pengamatan 1,2 dan 6 Hitung penguatan tegangannya. Ubahlah nilai R1dengan beberapa harga yang berbeda dan ulangi langkah 1 s/d 6. Inverting Amplifier.
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 1.2 2. Lakukan langkah berikut sepertipada percobaan I.
III. Voltage Follower
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 1.3. 2. Atur tegangan yang keluar dari dual power supply menjadi + 12 V dan -12 V kemudian masukkan tegangan tersebut ke rangkaian. 3. Berikan tegangan Vin sebesar 100 mV dengan frekuensi 1 kHz 4. Catat dan gambarkan tegangan input dan tegangan output. 5. Ubahlah tegangan input rangkaian dari signal generator.
Gbr.1.1 Rangkaian Non Inverting
Gbr.1.2 Rangkaian Inverting
5
IV
Gbr.1.3 Rangkaian Voltage Follower Summing Amplifier 1. 2. 3. 4. 5.
Susun rangkaian seperti pada Gambar 1.4. Atur tegangan yang keluar dari dual power supply menjadi +12 V dan – 12 V kemudian masukkan tegangan tersebut ke rangkaian. Berikan tegangan V1= 0.1 Volt dc,dan V3 = 0.4 Volt dc. Ukur tegangan keluaran dari rangkaian. Bandingkan hasil yang didapat dengan hasil perhitungan anda secara teori.
Gbr.1.4 Rangkaian Summing Amplifier
V
Difference Amplifier
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 1.5 2. Atur tegangan yang keluar dari dual power supply menjadi + 12 V dan – 12 V kemudian masuk tegangan tersebut ke rangkaian . 3. Berikan tegangan V1 = 1 Volt dc dan V2 = 2 Volt dc. 4. Ukur tegangan keluaran dari rangkaian. 5. Bandingkan hasil yang didapat dengan hasil perhitungan anda secara teori.
Gbr.1.5 Rangkaian Difference Amplifier
6
Tugas Pendahuluan :
1. Sebutkan lima terminal dasar yang dimiliki oleh sebuah Op-Amp ? 2. Sebutkan keuntungan penggunaan dari rangkaian umpan balik negative ? 3. Sebutkan keunggulan dari penggunaan sebuah Op-Amp ?
Tugas Akhir :
1. Bagaimana rumus penguatan untuk masing-masing rangkaian percobaan ? 2. Bandingkan penguatan yang diperoleh melalui percobaan ( Vout / Vin ) dibandingkan dengan rumus penguatan secara teori dari masing-masing percobaan. 3. Buat analisa dan kesimpulan anda untuk tiap-tiap percobaan ?
7
Praktikum Elektronika Analog
PERCOBAAN Karakteristik Op-Amp
Tujuan
1. 2. 3. 4.
Mencari arus bias input Mengukur tegangan offset input Mengukur CMRR Mengamati efek pemberian daya pada bandwidth
Pendahuluan
Pada kenyataannya di pasaran sulit sekali mendapatkan Op-Amp yang ideal. Untuk rangkaian instrumentasi yang membutuhkan penguatan yang stabil dan mendekati teoritis harus dilakukan kompensasi sehingga didapatkan ‘ performance ‘ yang mendekati keadaan ideal. Alat dan Bahan
Peralatan : Osciloscop, function generator, multimeter, project board, dual power supply. Bahan : Op-Amp 741, resistor, kapasistor. Prosedur Percobaan 1.
Arus Bias Input
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 2.1. 2. Atur osciloscop pada coupling DC dan tegangan yang rendah diukur dalam orde mV. 3. Catat tegangan pada kaki input inverting dan non inverting serta tegangan output. 4. Matikan power ke Op-Amp dan ganti dengan Op-Amp yang lain. 5. Ulangi langkah 1 s/d 3. 6. Hitung arus input pada kaki-kaki Op-Amp ( Dengan Hukum Ohm ) dan harga rata-rata dari arus input tersebut disebut sebagai arus bias input.
8
II. Mengukur CMRR
1. 2. 3. 4. 5.
III.
Susun rangkaian seperti pada Gambar 2.2. Beti sinyal input sebesar 1 Vpp dengan frekuensi 1 kHz. Catat tegangan pada kaki output Vout. Matikan power ke Op-Amp dan ganti dengan Op-Amp yang lain. Ulangi langkah 1 s/d 4.
Tegangan Offset Input
1. Susun rangaian seperti pada Gambar 2.3 Berilah Vin =1Vpp frekuensi 1 Khz. 2. Catat tegangan pada kaki output Vout. 3. Hitung Vin dengan persamaan Vin = -Vout/100.000, tegangan tersebut adalah tegangan offset input. 4. Untuk menghilangkan tegangan offset input, berikan variable resistor pada kaki 1 dan. 5. Atur variable resistor agar tegangan output = 0 V. 6. Matikan power ke Op-Amp dan ganti dengan Op-Amp yang lain. 7. Ulangi Langkah 1s/d 5.
Gbr.2.1 Rangkaian untuk mengukur arus bias input
Gbr.2.2 Rangkaian untuk mengukur CMRR
IV.Slew Rate
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 2.4 2. Atur tegangan output dari function generator sebesar 5 Vpp dan frekuensinya = 10 kHz. 3. Dari bentuk gelombang tersebut, ukur AV,At dan hitung SR = AV/At 4. Matikan power ke Op-Amp dan ganti dengan Op-Amp yang lain. 5. Ulangi langkah 1 s/d 4.
9
V.Bandwith
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 2.4 2. Beri sinyal sinusoidal dengan 1 kHz dan tegangan 1 Vpp. 3. Pembesar frekuensi secara perlahan sehingga gelombang mulai berbentuk segitiga. Frekuensi tersebut adalah bandwith Op-Amp tersebut. Catat frekuensi tersebut. 4. Matikan power ke Op-Amp dan ganti dengan Op-Amp yang lain. 5. Ulangi langkah 1 s/d 5.
Gbr.2.3 Rangkaian untuk mengukur Tegangan Offset Input
Gbr.2.4 Rangkaian untuk mengukur Slew Rate
Tugas Pendahuluan :
1. Apa yang dimaksud dengan : a. arus bias input b. tegangan offset c. slew rate d. CMRR 2. Apa yang menimbulkan arus bias input dan tegangan offset pada sebuh Op-Amp ? 3. Berapa nilai arus bias input, tegangan offset, slew rate dan CMRR dari data spesifikasi Op-Amp 741 ? Tugas Akhir :
1. Berapa Perbedaan nilai arus bias input, tegangan offset, slew rate dan CMRR dari data spesifikasi Op-Amp tersebut. 2. Jika suatu Op-Amp mempunyai slew rate2 V/ Us, tentukan waktu yang dibutuhkan untuk tegangan output berubah dari -10 V ke 10 V! 3. Hitung bandwidth 5 Vp dari Op-Amp yang memiliki slew rate 5 V/Us 4. Dari data percobaan III cari arus yang terbesar lalu hitung tegangan jatuh pada hambatan 100 pada gambar 2.3 ! 5. Buat analisa dan kesimpulan dari percobaan yang anda lakukan !
10
Praktikum Elektronika Analog
PERCOBAAAN Rangkaian Non Linier Tujuan
1. Mempelajari rangkaian komparator Pendahuluan
Suatu rangkaian komparator digunakan untuk membandingkan suatu ambang tegangan dengan tegangan yang telah ditetapkan sebelumnya. suatu komparator haruslah memiliki : tegangan offset yang rendah, osilasi yang stabil dan arus bias yang rendah. Dari percobaan terdahulu telah diketahui bahwa Op-Amp memberikan suatu keluaran yang besar dengan hanya input yang kecil. Sifat ini yang akan digunakan sebagai komparator. Dengan memberikan tegangan yang konstan pada salah satu kaki input Op-Amp dan sinyal yang akan dideteksi pada kaki yang lain, maka Op-Amp dapat digunakan sebagai komparator.
Alat dan Bahan
Peralatan : Function Generator, Dual power supply, Multimeter Osciloscop, Project board, Bahan
: Op-Amp 741, resistor
11
Prosedur Percobaan I. Upper Comparator
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 5.1. 2. Berikan tegangan referensi 1V DC pada kaki 3 dengan mengatur potensiometer. 3. Berikan tegangan 5 Vpp pada kaki 2 4. Amati dan catat gelombang keluaran pada saat tegangan input berubah menuju positif dan negative. 5. Ubahlah tegangan referensi dari 1 s/d 3 V dengan kenaikan ½ V 6. Ulangi langkah 1 s/d 4. II.
Lower Comparator
1. Susun rangkaian seperti pada Gambar 5.2 2. Berikan tegangan referensi 1V DC pada kaki 2 dengan mengatur potensiometer. 3. Berikan tegangan 5Vpp pada kaki 3. 4. Amati dan catat gelombang keluaran pada saat tegangan input berubah menuju positif dan negative. 5. Ubah tegangan referensi dari 1 s/d 3 V dengan kenaikan ½ V. 6. Ulangi langkah 1 s/d 4.
Gbr.5.1 Rangkaian Upper Comparator
Gbr.5.2 Rangkaian Lower Comparator
Tugas Pendahuluan :
1. Jelaskan cara kerja dan fungsi utama dari rangkaian komparator !
Tugas Akhir :
1. Hitung nilai batas tegangan input pada percobaan 1 dan 2 ! 2. Buatlah kesimpulan dari masing – masing percobaan !
12
Praktikum Elektronika Analog
PERCOBAAN Penguat Instrumentasi
Tujuan
Mempelajari berbagai jenis rangkaian penguat instrumentasi Pendahuluan
Salah satu kegunaan Op-Amp sebagai penguat adalah menguatkan sinyal-sinyal lemah yang berasal dari sensor. karena sinyal yang dikuatkan sangat lemah maka diperlukan Op-Amp yang memiliki CMRR yang besar serta harus dilakukan kompensasi untuk menghilangkan tegangan offset dan arus offset. Rangkaian Op-Amp yang digunakan tuk menguatkan sinyal ini disebut penguat instrumentasi.
Alat dan Bahan
Peralatan : Osciloscop, function generator, project board, dual power supply. Bahan : Op-Amp 741,LDR, resistor.
Prosedur Percobaan I. Adder Subtracter Sebagai Penguat Output Bridge
1. 2. 3. 4.
Susun rangkaian seperti pada Gambar 8.1 Catat tegangan e1, e2 dan output. Berikan perubahan harga pada LDR dengan memberikan cahaya / tidak. Catat perubahan tegangan di e1, e2 dan output.
Gbr. 8.1 Rangkaian Adder Subtracter
13
II.
1. 2. 3. 4.
Penguat Instrumentasi 1
Susun rangkaian seperti pada Gambar 8.2. Catat tegangan e1, e2 dan output. Berikan perubahan harga pada LDR dengan memberikan cahaya / tidak Catat perubahan tegangan di e1, e2 dan output
Gbr. 8.2 Rangkaian Penguat Instrumentasi 1
III. Penguat Instrumentasi II
1. 2. 3. 4. 5.
Susun rangkaian seperti pada Gambar 8.3 Catat tegangan e1, e2 dan output. Berikan perubahan harga pada LDR dengan memberikan cahaya / tidak Catat perubahan tegangan di e1, e2 dan output. Pada harga output, ubah P sehingga outputnya menjadi 2 kali harga semula, catat harga R2.Hitung penguatannya.
Gbr. 8.3 Rangkaian Penguat Instrumentasi 2
14
Tugas Pendahuluan :
1. Mengapa dibutuhkan Op-Amp dengan CMRR yang besar pada rangkaian penguat instrumentasi ? 2. Apa pengaruh tegangan offset masukan dan arus offset masukan untuk rangkaian penguat instrumentasi ? 3. Menurut anda, Bagaimana selisih tegangan E1 dan E2 pada gambar rangkaian bridge?
Tugas Akhir :
1. Hitung tegangan output masing-masing rangkaian penguat instrumentasi berdasarkan teori dan bandingkan dengan percobaan yang dilakukan! Hitung kesalahan relatifnya? 2. Sebutkan kegunaan dan kelebihan masing-masing rangkaian penguat instrumentasi ! 3. Buat analisa dan kesimpulan dari percobaan yang dilakukan !
SELAMAT MENGERJAKAN !!!!
15
