Upload
hoangtu
View
248
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
MODUL PRAKTIKUM
RANGKAIAN ELEKRONIKA
Bagian II
DEPARTEMEN ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS INDONESIA
DEPOK
2015
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
-
+
R1 Vo
R2
PERCOBAAN VII OP-AMP SEBAGAI PENGUAT DAN KOMPARATOR
A. OP-AMP Sebagai Peguat
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari kerja op-amp sebagai penguat.
TEORI UMUM
IC 741 adalah salah satu IC yang berfungsi sebagai op-amp. Op-amp yang ideal memiliki
karakteristik sebagai berikut :
1. resistansi input, Ri =
2. resitansi output, Ro = 0
3. tegangan input, Vi = 0
4. arus input, Ii = 0
5. penguatan tegangan, Av =
Ada dua jenis penguat op-amp yaitu penguat pembalik dan penguat tak membalik.
Langkah Percobaan
A. Percobaan penguat pembalik
1. Buat rangkain seperti Gambar 1.
2. Berikan V1 = 10 mVpp dengan frekuensi 100 Hz, R1 = 1K, R2 = 10K
3. Lihat Vo pada oscilloscope, catat nilainya.
4. Ulangi langkah 2 dan 3 dengan R2 = 100K
Percobaan penguat tak membalik
1. Buat rangkain seperti pada Gambar 2.
2. Lakukan langkah 2-4 seperti pada percobaan A.
V1 Gambar 1. Penguat pembalik Gambar 2. Penguat tak membalik
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
B. OPAMP Sebagai Pembanding (Komparator)
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari kerja Opamp sebagai pembanding
TEORI UMUM
1. Tegangan keluaran Op-Amp dapat dinyatakan dengan Persamaan (1) yaitu :
Vo=Vd.AOL…………………………………………………………….(1)
dimana : VO = tegangan Output.
Vd = selisih tegangan masukan tak membalik dengan masukan membalik
AOL= penguatan tegangan rangkaian terbuka.
Secara praktis sulit untuk medapatkan nilai Vd, sehingga untuk mengukur tegangan output dapat
digunakan rangkaian seperti Gambar 3. Berdasarkan gambar tersebut, besar tegangan output
dinyatakan dengan persamaan (2) dan (3).
Vo = +Vsat untuk Vi>Vrot……………………………………………(2)
Vo = -Vsat untuk Vi<Vrot…………………………………………….(3)
Dimana +Vsat akan mendekati nilai Vcc + (catu positif) dan -Vsat akan mendekati nilai Vcc –
Gambar 3. Rangkaian Detektor Positif
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Langkah Percobaan
Percobaan detektor positif
1. Konfigurasi rangkaian seperti Gambar 3.
2. Atur Vrot=15 V, R=10K dan Vi=0-15 V.
3. Ukur dan catat nilai Vo seperti pada tabel 1 dengan mengubah-ubah Vi.
Percobaan pembanding
1. Konfigurasi rangkaian seperti Gambar 4.
2. Catat LED yang menyala seperti pada tabel 2 dengan mengubah-ubah nilai Vi=1,2,3,.. 5V
Gambar 4. Rangkaian Pembanding
ALAT YANG DIGUNAKAN
Power supply DC, multimeter, oscilloscope, bread board, LED, resistor (10K, 1K, 220 Ohm), IC741,
IC4558.
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini:
Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan
diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada
praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.
Karakteristik Op amp
Simbol dan rangkaian dalam Op amp
Jenis-jenis rangkaian Op amp
Unity Gain untuk inverting,non inverting,
Kerja rangkaian komparator
Kerja rangkaian penguat
Tegangan offset opamp
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
PERCOBAAN VIII OP-AMP SEBAGAI INTEGRATOR DAN DIFFERENSIATOR
TUJUAN PERCOBAAN
Mempelajari integrasi dan differensiasi bentuk gelombang sinusoida dan non sinusoida
serta pengaruhnya terhadap amplitudo dan sudut fasanya.
INTEGRATOR
Teori
Integrator pada gambar 1 biasa dipakai untuk pengubahan bentuk gelombang, misalnya membentuk gelombang segitiga dari gelombang persegi dan sebaliknya. Integrator mempunyai keluaran berupa integral terhadap waktu dan masukannya.
-+
C
RVin V
out
Gambar 1. Rangkaian Integrator Ideal
-+
R2
Vin
Vout
Gambar 2. Rangkaian Penguat Inverting
R1
+
Tegangan output:
dtVKV inout .
Dengan : RC
K1
merupakan
faktor skala.
Jika tegangan masukannya DC,
maka :
tVKV inout ..
Dari rangkaian penguat inverting gambar
2 dapat diketahui besarnya penguatan
yang terjadi adalah :
1
2
R
RAvo
Untuk dapat menggambarkan tanggapan
penguatan integrator terhadap frekuensi,
maka perlu diketahui besarnya :
1
2
R
RAvo
dBAGain vo ||log.20
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Dari titik perpotongan frekuensi open-loop Op-Amp dengan response integrator
pada gambar 3 didapat CRA
fo
o...2
1
Serta frekuensi transisi dari penguat ke integrator (fc) : CR
fc...2
1
SINYAL INPUT SINYAL OUTPUT Frek < fc Frek > fc
Rangkaian Percobaan
-+
15 V
15 V
Vin
R
+
Gambar 3. Rangkaian Integrator Lengkap
R1
C
Vout
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Langkah Percobaan
1. Buat rangkaian integrator seperti pada gambar 3 dengan R = 1 k ; R1 = 10 k ; C = 10 nF ;
V = 15 volt.
2. Atur generator untuk gelombang persegi dengan V = 1 Vpp dan f = 20 Hz.
3. Amati gelombang input dan outputnya, seperti pada tabel I ; bagaimana amplitudo dan
fasanya, catat hasilnya pada lembar data.
4. Ulangi langkah 2 dan 3 untuk frekuensi 14 KHz.
5. Ulangi langkah 2 sampai 4 untuk gelombang segitiga dan sinus.
6. Ubah nilai resistor R1 menjadi 22 k .
7. Ulangi langkah 2 sampai 5.
DIFFERENSIATOR
Teori
Differensiator pada gambar 4 adalah rangkaian yang menghasilkan sinyal keluaran yang
berupa turunan dari sinyal masukannya; sinyal keluaran tersebut sangat bergantung pada
frekuensi sinyal masukan.
-+
R
CVin V
out
Gambar 4. Rangkaian Differensiator Ideal
SINYAL INPUT SINYAL OUTPUT Frek < fc Frek > fc
Tegangan keluaran : dt
dVKV in
out .
Dengan : CRK .
fCRV
V
in
out ....2
Pada kurva Gain vs f dapat dilihat :
Frekuensi transisi :
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
SINYAL INPUT SINYAL OUTPUT
Rangkaian Percobaan
-+
15 V
Gambar 5. Rangkaian Differensiator Lengkap
R1
Vout
15 V
C
Vin
R
+
Langkah Percobaan
1. Buat rangkaian differensiator seperti pada gambar 5 dengan R = 10 k ; R1 = 100 k ;
C = 100 nF ; V = 15 volt.
2. Atur generator pada gelombang persegi dengan V = 3 Vpp dan frekuensi 10 Hz.
3. Amati gelombang masukan dan keluarannya seperti pada tabel 2.
4. Amati lagi gelombang keluarannya untuk f = 14 kHz.
5. Ulangi langkah 2 sampai 4 untuk gelombang segitiga dan sinus, catat hasilnya pada
lembar data.
6. Ubah nilai resistor R menjadi 22 k.
7. Ulangi langkah 2 sampai 5.
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Pelajari Secara Mendalam Poin-Poin di Bawah ini:
Nb : Penguasaan dari setiap materi yang tertulis di atas adalah WAJIB dan akan
diuji pada Tes Pendahuluan. Asisten BERHAK memberikan sanksi kepada
praktikan yang tidak menguasai materi tersebut.
Unity Gain untuk diff,integrator
Kerja rangkaian differensiator
Kerja rangkaian integrator
Tegangan offset opamp
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
PERCOBAAN IX
FILTER AKTIF
I. TUJUAN PERCOBAAN
1. Praktikan dapat mengetahui fungsi dan kegunaan dari sebuah filter.
2. Praktikan dapat mengetahui karakteristik sebuah filter.
3. Praktikan dapat membuat suatu filter aktif dengan karakteristik yang diinginkan.
II. TEORI UMUM
Filter aktif RC adalah rangkaian pemilah frekuensi yang komponen-komponen pasifnya
terdiri dari tahanan ( R ), kapasitor ( C ) dan Op Amp sebagai komponen aktifnya. Cara kerja filter
secara umum adalah memakai karakteristik beban impedansi sehingga beban impedansi
tersebut bisa berubah sesuai dengan frekuensi yang masuk.
III. KLASIFIKASI DAN JENIS FILTER
Terdapat empat klasifikasi umum filter yaitu :
Low Pass Filter, Filter Elektronik yang melewatkan sinyal yang berfrekuensi lebih rendah
daripada frekeuensi cutoff, dan mengatenuasi sinyal yang diatas frekuensi cut off.
High Pass Filter, Filter Elektronik yang melewatkan sinyal yang berfrekuensi tinggi, dan
mengatenuasi sinyal yang dibawah frekuensi cutoff.
Band Pass Filter, Filter Elektronik yang melewatkan sinyal diantara frekuensi cut off, dan
mengatenuasi sinyal selain diantara frekeunsi tersebut.
Band Reject Filter, Filter Elektronik yang meatenuasi sinyal diantara frekuensi cut off,
dan melewatkan sinyal selain diantara frekeunsi tersebut.
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Jika melihat konfigurasi rangkaiannya, Filter aktif dapat dibagi menjadi beberapa jenis:
1. Filter Butterworth, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi atenuasi,
seiring dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.
2. Filter Chebyshev, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi ripple, seiring
dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.
3. Filter Bassel, merupakan filter yang keluarannya dapat mengurangi perbedaan fasa,
seiring dengan bertambahnya orde dari filter tersebut.
4. Filter Sallen Key, merupakan filter aktif, yang digunakan untuk orde genap (n = 2,4,6,..)
sehingga dapat langsung men:ghasilkan orde 2 (atau kelipatannya) dan dapat
menghemat pemakaian komponen lainnya.
IV. PARAMETER FILTER
Beberapa Parameter yang disebutkan :
A. Lewat bawah (Low Pass), keluaran filter (yang mungkin merupakan penguatan), yang
dinyatakan oleh H(j2 f) muncul untuk frekuensi-frekuensi rendah, dalam gambar
ditunjukkan dari frekuensi nol sampai frekuensi batas atas fH.
B. Lewat pita (Band Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2 f) muncul untuk
frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas f2.
C. Lewat atas (High Pass), keluaran filter yang dinyatakan oleh H(j2 f) muncul untuk
frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan frekuensi batas atas tak
terhingga.
D. Eliminasi pita / penolakan pita (Band Rejection), keluaran filter yang dinyatakan oleh
H(j2 f) tidak muncul untuk frekuensi-frekuensi antara frekuensi batas bawah f1 dan
frekuensi batas atas f2.
Pada kenyataannya, tanggapan frekuensi sebuah filter tidak seideal seperti yang
ditunjukkan pada gambar 1. Tanggapan H(j2 f) tidak tetap besarnya, bervariasi antara harga
maksimum H0 dan H1. Beda antara H0 dan H1 dinamakan kerutan (ripple). Untuk lebih
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
jelasnya pada gambar 2 akan terlihat karakteristik yang sesungguhnya dari suatu filter lewat
bawah (Low Pass).
V. RANGKAIAN PERCOBAAN
i. LOW PASS FILTER
a. Rangkaian Percobaan
b. Langkah Percobaan
1. Susun rangkaian seperti pada gambar.
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada
kanal input dan oscillator pada kanal output.
3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi
yang tertera pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda.
c. Peralatan Percobaan
Function generator
Oscilloscope
Protoboard dan kabel penghubung
DC power supply
Komponen:
Resistor: 220Ω/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)
Kapasitor: 0,1μF/400V (2)
Op Amp (1)
ii. HIGH PASS FILTER
a. Rangkaian Percobaan
b. Langkah Percobaan
1. Susun rangkaian seperti pada gambar
2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada kanal
input dan oscilloscope pada kanal output.
3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi yang
tertera pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda-beda
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA 2015
Laboratorium Elektronika
c. Peralatan Percobaan
Function generator
Oscilloscope
Protoboard dan kabel penghubung
DC power supply
Komponen:
o Resistor: 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)
o Kapasitor: 0,1μF/400V (2)
o Op Amp (1)
iii. BAND PASS FILTER
a. Rangkaian Percobaan
b. Langkah Percobaan
1. Susun rangkaian Low Pass dan High Pass secara seri.
2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada
kanal input dan oscilloscope pada kanal output.
3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi yang tertera pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda-beda.
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA 2015
Laboratorium Elektronika
c. Peralatan Percobaan
Function generator
Oscilloscop
Protoboard dan kabel penghubung
DC power supply
Komponen: o Resistor: 220Ω/1W (2); 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1) o Kapasitor: 0,1μF/400V (4) o Op Amp (2)
iv. BAND REJECT FILTER
a. Rangkaian Percobaan
b. Langkah Percobaan
1. Susun rangkaian High Pass dan Low Pass secara seri.
2. Pasang function generator dengan mode gelombang sinusoidal pada kanal
input dan oscilloscope pada kanal output.
3. Beri catu daya pada rangkaian, catat level tegangan dan frekuensi yang tertera
pada oscilloscope untuk masukan frekuensi yang berbeda-beda.
c. Peralatan Percobaan
Function generator
Oscilloscope
Protoboard dan kabel penghubung
DC power supply
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA 2015
Laboratorium Elektronika
Komponen:
o Resistor: 220Ω/1W (2); 2,2kΩ/1W (2); 100Ω/2W (1); 100kΩ/0,5W (1)
o Kapasitor: 0,1μF/400V (4)
o Op Amp (2)
BAHAN BACAAN
Sutanto, Rangkaian Elektronika Analog dan Terpadu.
Millman, Jacob & Arvin Grabel, Microelectronics.
Millman, Jacob & Christos Halkias, Integrated Electronics.
Buatlah dasar teori dengan mengikuti kerangka dasar teori berikut:
Definisi Filter
Cara Kerja Filter
Klasifikasi dan Jenis Filter
Parameter Filter Rangkaian Percobaan Praktikum
Nb : kelengkapan dasar teori menjadi pertimbangan untuk mengikuti praktikum, harap
diperhatikan dan dikerjakan sebaik-baiknya
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
PERCOBAAN X
LINEAR DIGITAL IC
DASAR TEORI
Integrated Circuit atau disingkat dengan IC adalah Komponen Elektronika Aktif yang terdiri
dari gabungan ratusan, ribuan bahkan jutaan Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang
diintegrasikan menjadi suatu Rangkaian Elektronika dalam sebuah kemasan kecil. IC Digital
memiliki batasan dalam kerja bergantung pada jumlah diskrit input dan hasil outputnya,
sementara Linear Digital IC memiliki jumlah kerja yang tanpa batas. Hal ini disebabkan oleh Linear
Digital IC memiliki input dan output yang proporsional, penguatannya berbentuk garis lurus pada
grafik input- output. Input dari linear digital IC ada dua yaitu inverting dan non-inverting, input
inverting akan menghasilkan output dengan fase yang berlawanan semenatara input non-inverting
menghasilkan signal yang identik dengan fase output. Pada linear digital IC terdapat variable
resistor yang dikoneksikan antara input inverting dengan output, fungsinya adalah sebagai
pengontrol faktor penguatan (amplification factor).
Aplikasi Linear Digital IC antara lain adalah untuk audio amplifiers, Analog to Digital
Converter, DC amplfiers, integrator, differentiator, dan audio filters.
A. Digital IC Sebagai DAC
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari kerja digital to analog converter
Langkah Percobaan
A. Percobaan digital to analog converter
1. Buat rangkain seperti Gambar dibawah
2. Berikan D0 dan D3 =ground serta D1 dan D2 sebagai input 1
3. Lihat Vo pada oscilloscope, catat nilainya.
4. Ulangi langkah dengan susunan input yang berbeda
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
Elektronik
B. Digital IC Sebagai Digital to analog Converter
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari kerja digital to analog converter
Langkah Percobaan
1. Konfigurasi rangkaian seperti Gambar dibawah
2. Ukur dan catat tegangan output
C. Digital IC Sebagai voltage regulator
TUJUAN PERCOBAAN
1. Mempelajari kerja digital IC Sebagai pengatur tegangan
Langkah Percobaan
1. Konfigurasi rangkaian seperti Gambar dibawah
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika
2. Ukur dan catat nilai Vo
ALAT YANG DIGUNAKAN
Power supply DC, multimeter, oscilloscope, bread board, resistor, LM555, LM7805
Buatlah dasar teori dengan mengikuti kerangka dasar teori berikut:
KERANGKA DASAR TEORI Definisi Digital IC
Cara Fabrikasi IC
Gerbang logika, K-map, flip-flop
Cara Kerja DAC, ADC, ladder network, voltage controlled osilator, PLL Pelajari IC 555
Voltage regulator dengan IC 78XX dan RC filter
Nb : kelengkapan dasar teori menjadi pertimbangan untuk mengikuti
praktikum, harap diperhatikan dan dikerjakan sebaik-baiknya
MODUL PRAKTIKUM RANGKAIAN ELEKTRONIKA
2015
Laboratorium Elektronika