MODUL III PRAK.ELEKTRONIKA

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

Percobaan ...

1. 1. Tugas Pendahuluan
2. 2. Laporan Akhir

MODUL III

OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER

1. Pendahuluan[Kembali]

Penguat operasional (Operational Amplifier) ​​atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat

audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional yang ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya.

Ada tiga ciri utama op-amp ideal, yaitu;

1.     Keuntungan sangat besar (AOL >>).

Penguatan open loop sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.

2.     Impedansi masukan sangat besar (Zi >>).

Impedansi input sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan masukan sepenuhnya dapat dikuatkan.

3.     Impedansi keluaran sangat kecil (Zo<<).

Impedansi outputnya sangat kecil sehingga tegangan outputnya stabil karena penahan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.

2. Tujuan[Kembali]

1.     Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier

2.     Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier

3.     Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter

4.     Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter                                                    

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

    1. Modul Penguat Operasional RS-A04 2

 

 

Merupakan modul percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

         2. Generator Fungsi 

Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang gigi gergaji, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

         3. Osiloskop

Osiloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

 

           4. Pelompat 

Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

        5. Multimeter

Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

     B.Bahan

             1.Resistor

Merupakan komponen yang berfungsi sebagai penghalang dalam rangkaian elektronika.  

 

 

            2.Op-Amp

 

Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian.

5.  Modul elektronika analog  Operational Amplifier  

 

 

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional mempunyai dua masukan dan satu keluaran, agar dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (tanah). Berikut ini adalah simbol dari penguatan operasional 

1. Op-Amp Pembalik 

Inverting amplifier merupakan salah satu konfigurasi  Operational Amplifier  (Op-Amp) yang digunakan untuk mengontrol penguatan tegangan ( tagihan tegangan ). Pada rangkaian ini, sinyal input dihubungkan ke terminal inverting (−), sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output diberikan umpan balik melalui resistor  Rf  menuju input inverting.

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non-inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

Dengan demikian, arus yang mengalir ke input adalah nol, sehingga:

2. Penguat Komparator

Comparator atau komparator adalah salah satu jenis rangkaian  Operational Amplifier  (Op-Amp) yang berfungsi membandingkan dua tegangan sinyal pada inputnya. Hasil perbandingan tersebut ditunjukkan pada output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada kondisi input.

Cara Kerja Comparator

• Komparator memiliki dua input terminal, yaitu:

  • Pembalik masukan (−)

  • Masukan non-pembalik (+)

• Prinsip kerja:

  1. Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting (−), maka output akan berada pada kondisi tegangan  tinggi  ( saturasi positif ).

     $${\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">+</span></span>}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">></span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">-</span></span>}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">\Rightarrow </span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">Hai</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">kamu</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">T</span></span>}}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">=</span></span><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">+</span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">S</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">A</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">T</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">kamu</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">R</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">A</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">S</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">Saya</span></span>}}$$

  2. Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (−) lebih besar daripada tegangan pada input non-inverting (+), maka output akan berada pada kondisi tegangan  rendah  ( negatif saturasi ).

     $${\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">+</span></span>}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><</span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">-</span></span>}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">\Rightarrow </span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">Hai</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">kamu</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">T</span></span>}}<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">=</span></span><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">-</span></span>{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">V</span></span>}}_{\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">S</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">A</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">T</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">kamu</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">R</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">A</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">S</span></span>}\mathrm{<span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;"><span\; dir="auto"\; style="vertical-align:\; inherit;">Saya</span></span>}}$$

Dengan demikian, komparator berfungsi sebagai pembanding sederhana yang menghasilkan sinyal logika  tinggi (1)  atau  rendah (0)  sesuai perbedaan tegangan pada kedua input.

3. Filter Lolos Rendah

Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada di bawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

4. Filter Lolos Tinggi

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas cut-off frekuensi sedangkan yang berada di bawah cut-off frekuensi diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.