LA M3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File  

1. Jurnal [Kembali]

1.    1.    Inverting Amplifier

Rf(kΩ)	Vi(V)	Hitung Gain (-Rf/Rin)	Vout (Aol x Vin)	Bentuk Gelombang
20	5	-20/10 = -2V	-2 x 5 = -10
50	5	-50/10 = -5V	-5 x 5 = -25
80	5	-80/10 = -8V	-8 x 5 = -40

 

2.    2. Komparator

V1(V)	V2(V)	Vout (V)
3	1	-10
1	3	+11

 

3.    3. LPF -20 dB

Frekuensi (Hz)	Vin (V)	Vout (V)	Grafik Sinyal
100	5	4,23 ∠ -32,12° V
500	5	1,51 ∠ -72,3° V
1000	5	0,78 ∠ -80,9° V

 

Sketch Grafik Bode Plot

 

4.    4. HPF 40 dB

Frekuensi (Hz)	Vin (V)	Vout (V)	Grafik Sinyal
100	5	2,65 ∠ 57,9° V
500	5	4,76∠ 17,6° V
1000	5	4,93 ∠ 9,05° V

 

Sketch Grafik Bode Plot

 

2. Prinsip Kerja [Kembali]

1. Rangkaian Kondisi 8

    Rangkaian High Pass Filter (HPF) aktif dengan tingkat rendaman 40 dB/decade dengan mengggunakan op-amp 741 sebagai penguat utamanya. Sumber sinyal berasal dari signal generator dengan tegangan 5 V dan frekuensi 100 Hz. Ketika rangkaian dirunning, sinyal input dari generator pertama kali masuk ke kapasitor C2 yang berukuran 1 nF. Fungsi kapasitor untuk memblokir arus DC dan hanya melewatkan sinyal AC lalu menuju C1 berukuran 1nF. Kombinasi C1, C2, R2, R3 membentuk jaringan filter aktif yang menentukan frekuensi potong (cut-off frequency) dari rangkaian. Kemudian sinyal masuk ke input inverting (-) op-amp melalui R3, R2 sebagai resistor feedback yang menghubungkan keluaran op-amp ke input inverting. R1 yang terhubung dari input non-inverting (+) ke ground memberikan referensi tegangan nol sehingga op-amp dapat bekerja stabil. Prinsip kerjanya adalah: pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi potong, kapasitor akan memiliki impedansi yang besar, sehingga sebagian besar sinyal akan diredam dan hanya sebagian kecil yang mencapai output. Sebaliknya, jika frekuensi sinyal lebih tinggi daripada frekuensi potong, kapasitor menjadi seperti jalur konduktor (impedansi kecil), sehingga sinyal akan diteruskan dan diperkuat oleh op-amp.

    Pada rangkaian ini, nilai R dan C menentukan frekuensi potongnya. Dengan R = 10kΩ dan C = 1nF, frekuensi potongnya kira-kira berada pada 15,9 kHz. Karena input sinyal yang digunakan pada simulasi adalah 100 Hz, maka sinyal tersebut berada jauh di bawah frekuensi potong, sehingga sebagian besar sinyal terblokir. Hal ini terbukti dari hasil pengukuran pada voltmeter di rangkaian yang hanya menunjukkan 1,25 mV dan dari hasil osiloskop, di mana gelombang keluaran jauh lebih kecil dibandingkan gelombang masukan. Dengan kata lain, filter ini bekerja dengan baik sebagai penyaring frekuensi rendah, hanya membiarkan sinyal berfrekuensi tinggi melewati rangkaian, sementara sinyal berfrekuensi rendah akan dilemahkan secara signifikan.

2. Rangkaian Inverting Amplifier

    Rangkaian diberi tegangan input 5 V mengalir menuju Rin sebesar 10Kohm diteruskan menuju terminal inverting dari Op-amp, sedangkan terminal noninverting di groundkan. Output diberi umpan balik menuju Rf sebesar 20Kohm pada percobaan 1 maka besar gainnya dapat dicaro dengan rumus -Rf/Rin = -20kohm/10kohm = -2. Maka Tegangan output dari rangkain dapat dicari dengan rumus AolxVin = -2 x 5 V= -10 V, yang dimana besar tegangannya 10 V dengan fasa yang berbanding terbalik dengan fasa input.

3. Rangkaian Comparator

Rangkaian diberi tegangan input di non inverting op-amp sebesar 3V dan tegangan input di inverting op-amp sebesar 1V, karna ini termasukrangkain comparator yang dimana berkerja membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah, tergantung pada perbandingan tegangan tersebut. Pada rangkaian tegangan non inverting lebih besar dari pda tegangan inverting maka output dalam kondisi tegangan tinggi atau +Vsat.

4. Rangkaian LPF -20 dB

Tegangan diberi input sebesar 5V dan frekuensi percobaan 1 sebesar 100 Hz mengalir menuju resistor dan terdapat capasitor berfungsi sebagai filter yang terhubung ke ground, lalu tegangan input yang melalui resistor itu menuju ke positif op-amp. Output diberi umpan balik menuju Rf sebesar 10Kohm menuju ke inverting op-amp. Karna rangkaian ini termasuk LPF maka ia hanya melewatkan sinyal frekuensi rendah atau dibawah sinyal frekuensi cut-off.

5. Rangkaian HPF 40 dB

    Rangkaian High Pass Filter (HPF) aktif dengan tingkat rendaman 40 dB/decade dengan mengggunakan op-amp 741 sebagai penguat utamanya. Sumber sinyal berasal dari signal generator dengan tegangan 5 V dan frekuensi 100 Hz. Ketika rangkaian dirunning, sinyal input dari generator pertama kali masuk ke kapasitor C2 yang berukuran 1 nF. Fungsi kapasitor untuk memblokir arus DC dan hanya melewatkan sinyal AC lalu menuju C1 berukuran 1nF. Kombinasi C1, C2, R2, R3 membentuk jaringan filter aktif yang menentukan frekuensi potong (cut-off frequency) dari rangkaian. Kemudian sinyal masuk ke input inverting (-) op-amp melalui R3, R2 sebagai resistor feedback yang menghubungkan keluaran op-amp ke input inverting. R1 yang terhubung dari input non-inverting (+) ke ground memberikan referensi tegangan nol sehingga op-amp dapat bekerja stabil. Prinsip kerjanya adalah: pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi potong, kapasitor akan memiliki impedansi yang besar, sehingga sebagian besar sinyal akan diredam dan hanya sebagian kecil yang mencapai output. Sebaliknya, jika frekuensi sinyal lebih tinggi daripada frekuensi potong, kapasitor menjadi seperti jalur konduktor (impedansi kecil), sehingga sinyal akan diteruskan dan diperkuat oleh op-amp.

    Pada rangkaian ini, nilai R dan C menentukan frekuensi potongnya. Dengan R = 10kΩ dan C = 1nF, frekuensi potongnya kira-kira berada pada 15,9 kHz. Karena input sinyal yang digunakan pada simulasi adalah 100 Hz, maka sinyal tersebut berada jauh di bawah frekuensi potong, sehingga sebagian besar sinyal terblokir. Hal ini terbukti dari hasil pengukuran pada voltmeter di rangkaian yang hanya menunjukkan 1,25 mV dan dari hasil osiloskop, di mana gelombang keluaran jauh lebih kecil dibandingkan gelombang masukan. Dengan kata lain, filter ini bekerja dengan baik sebagai penyaring frekuensi rendah, hanya membiarkan sinyal berfrekuensi tinggi melewati rangkaian, sementara sinyal berfrekuensi rendah akan dilemahkan secara signifikan.

3. Video Percobaan [Kembali]

1. Kondisi 8

2. Rangkaian Inverting Amplifier

3. Rangkaian Comparator

4. Rangkaian LPF -20 dB

5. Rangkaian HPF 40 dB

4. Analisa[Kembali]

1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian  Inverting Amplifier berdasarkan nilai yang didapatkan dari percobaan.

Jawaban : Rangkaian inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan dengan op-amp, yang dimana sinyal fasa output berbanding terbalik dengan sinyal input. Pada rangkaian diberi tegangan Input sebesar 5V yang mengalir menuju Rin sebesar 10Kohm lalu diteruskan menuju ke terminal negatif op-amp, sedangkan terminal positip ap-amp di groundkan. Output diberi umpan balik menuju Rf sebesar 20 Kohm pada percobaan 1 maka tegangan output dari Rangkaian dapat dicari dengan rumus Vin=AolxVin dengan besar Aol=-Rf/Rin=-20kohm/10kohm=-2,maka Vout=-2x5V=-10V. Nilai -10V menandakan nilai tegangan outpur sebesar 10V dan sinyal fasa berbanding terbalik (180derjat) dengan sinyal fasa input.

2. Apa yang terjadi jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi? Apakah output stabil atau terdapat ketidakpastian (chattering)? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan.

Jawaban : Pada komporator prinsip kerjanya membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output tergantung pada Perbandingan tegangan. Jika Vin > Vref, output jadi high dan sebaliknya. Namun jika Vin hampir sama dengan Vref menyebabkan output berubah-bah dengan cepat disebut output tidak Stabil.

3. Bagaimana perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran dan jika terjadi perbedaan berikan alasannya.

Jawaban :

• Pada Inverting Amplifier, tidak terjadi perubahan yang begitu besar

• Pada Komparator, tidak terjadi perubahan yang begitu besar

• Pada LPF, Perhitungan dilakukan sesuai dan tidak terjadi perubahan yang begitu besar

• Pada HPF, Perhitungan dilakukan sesuai dan tidak terjadi perubahan yang begitu besar

4. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.

Jawaban : Prinsip kerja dari LPF berdasar percobaan bekerja sesuai dengan teori, yaitu meneruskan sinyal listrik yang frekuensi berada di bawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut maka sinyal akan diredam. Percobaan dengan frekuensi yang bervariasi dapat diamati dari bentuk gelombangnya, Jika semakin tinggi frekuensinya maka gelombang output sinyalnya direndam. Oleh karena itu, pada gambar gelombang percobaan setiap perubahan kenaikan frekuensi sinyal output diredam.

5. Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.

Jawaban : Berdasarkan hasil percobaan, HPF bekerja sesuai dengan teori, HPF meneruskan sinyal diatas frekuensi cut-off sedangkan yang berada di bawah frekuensi cut-off diredam. Pada percobaan, gambar gelombang sinyal output setiap kenaikan frekuensi akan semakin sama dengan sinyal inputnya.

5. Download File[Kembali]

Laporan Akhir[Disini]

Rangkaian Kondisi[Disini]

Video Penjelasan Kondisi 8[Disini]

Video Penjelasan Inverting Amplifier[Disini]

Video Penjelasan Comparator[Disini]

Video Penjelasan LPF -20dB[Disini]

Video Penjelasan HPF -40dB[Disini]

Datasheet Multimeter[Disini]

Datasheet Op-amp 741[Disini]

Datasheet Resistor[Disini]

Datasheet Aol[Disini]

Datasheet Voltmeter[Disini]

Datasheet Osiloskop[Disini]

Datasheet Kapasitor[Disini]

[Kembali ke awal]