Laporan Praktikum Elektronika Dasar II i
Laporan Praktikum Elektronika
Dasar II
Rangkaian Penjumlah dan Pengurang
Oleh :
1. Fani Firmahandari
(130210102059)
2. Nafida Nur Hasanah
(130210102061)
3. Intan Nurjannah
(130210102072)
Pendidikan Fisika
Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
UNIVERSITAS JEMBER
2015
I.
PENDAHULUAN
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang
memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat
operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak
digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu
memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu
memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp ini bisa digunakan untuk membuat
rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk mempelajari Op-Amp harus memahami
betul dasar rangkaian elektronika yang lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil,
rangkaian penguat sinyal besar dan lainnya.
Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Penguat operasional (operational amplifier) mulai digunakan pada tahun 1940-an,
ketika sirkuit elektronika dasar dibuat dengan menggunakan tabung vakum untuk
melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian,
pembagian, integral, dan turunan. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam
bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada
beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741, yaitu transistor masukan terhubung
dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung
kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama.
Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin
memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008:67).
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah
yang memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.
Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang
paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk
rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat
operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp
ini bisa digunakan untuk membuat rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk
mempelajari Op-Amp harus memahami betul dasar rangkaian elektronika yang
lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil, rangkaian penguat sinyal besar dan
lainnya.
Penguat operasional adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu
keluaran, yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi yaitu dalam orde 10 5.
Pemakaian Op-Amp amatlah luas meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan
DC, tapis aktif, penyearah presisi, konverter analog ke digital dan sebaliknya,
pengintegral, penguat pengunci, kendali otomatik, komputer analog, dll (Sutrisno,
1987:117-118).
Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Penguat Membalik (inverting)
Penguat membalik adalah penggunanan op- amp sebagai penguat sinyal dimana
sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input. Pada penguat ini dimana,
masukannya melalui input membalik pada penguat operasional, dan keluarannya
berlawanan fasa dengan masukan.
Op-Amp adalah suatu penguat dengan dua buah masukan dan satu keluaran.
Untuk mengendalikan penguatan yang tidak terlalu besar maka dipasanglah rangkaian
umpan balik (feedback) ke masukan membalik. Umpan balik ini mengembalikan
sebagian dari isyarat keluaran ke masukan sehingga memperlemah masukan. Umpan
balik semacam ini disebut umpan balik negatif. Jika umpan balik yang digunakan untuk
memperkuat masukan, disebut umpan balik positif. Dalam hal Op-Amp umpan balik
negatif dibuatlah rangkaian penguat membalik dan rangkaian penguat tak
membalik (Gunawan, 1996:14).
Pada saat sinyal input pada posisi negatif maka sinyal outputnya pada posisi
positif dan begitu sebaliknya jika sinyal inputnya berubah-ubah, kondisi inilah yang
disebut dengan penguatan inverting (membalik) (Widowati, 1979:67).
Gambar rangkaian inverting
Penguat tidak Membalik (Non Inverting)
Penguat non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya
perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting. Hasil
tegangan output noninverting lebih dari satu dan selalu positif. Penguat ini dimana,
masukannya melalui input tak membalik (non inverting) pada penguat operasional dan
keluarannya sefasa dengan masukan.
Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkun dapat
dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat
Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu
sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi
ideal (Dwihono, 1996:105).
Penguat tak membalik (non inverting) 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 penyusunannya
pun dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting,
sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan.
Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya
perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting
(Sutanto, 2006:16).
Gambar rangkaian penguat tak membalik
Penjumlah Tegangan dan Pengurang
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah
yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu
keluaran. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan
memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Penguat
operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling
banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian
terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal
tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Penguat operasional adalah
perangkat yang sangat efisien dan serba guna.. Contoh penggunaan penguat operasional
adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan
terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif
seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah serta pengembangan alat
komunikasi (Turner, 1995:119).
Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat
sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Penguat operasional
(operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis
penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor
penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran atau keluaran tunggal
yang yang ditambah dua terminal untuk mensuplai daya. Penguat operasional (op-amp)
juga sering digunakan dalam operasi matematika baik penjumlahan maupun
pengurang.penguat operasional atau disingkat op-amp adalah merupakan sutu penguat
differensial berperolehan sangat tinggi yang terterkopel dc langsung yang dilengkapi
dengan umpan. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan
loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka (Chattopadhay, 1989:65).
Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang
dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah
dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai
outputnya adalah jumlah dari penguatan masing-masing dari inverting.
Gambar rangkaian Adder/Penjumlah Non-Inverting
Selain rangkaian penjumlah ada pula rangkaian pengurang atau disebut
penguat differensial. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan
memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukkannya. Rangkaian
pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan noninverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.
Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah
dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi.
Gambar rangkaian penguat pengurangan
II.
METODE
Alat dan bahan:
Resistor: 22 kΩ, 20 kΩ, 10 kΩ
Potensiometer: 10 kΩ atau 20 kΩ
IC Op-amp: µA741
Osiloskop
Multimeter
Pembangkit isyarat AC (Function Generator-FG)
Pencatu daya: ±15 V DC
Prosedur dan Pengamatan
1.
Menyusun rangkaian op-amp integrator seperti terlihat pada gambar 4.1. Pencatu
daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.
2.
Membuat rangkaian isyarat masukan sinusoida vi1 dan vi2 dengan menggunakan
rangkaian pembagi tegangan dengan sumber isyarat AC dari function generator
(FG) pada frekuensi 1 kHz seperti terlihat pada gambar 4.2. Ra dan Rb diambil dari
sebuah potensiometer. Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi1 (Ch.
1) dan vi2 (Ch. 2) berubah dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur
amplitudo sumber (FG) dan Ra dan Rb agar dapat menghasilkan vi1 = vi2 = 40
mVp-p.
Gambar 4.1 Rangkaian op-amp sebagai penjumlah
Gambar 4.2 Rangkaian sumber isyarat masukan
3.
Menghubungkan sumber x dan y pada rangkaian gambar 4.1 ke sumber vi1 dan vi2
pada rangkaian gambar 4.2. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi1 (Ch. 1), vi2 (Ch. 1)
dan keluaran v0 (Ch.2), masing-masing beri label yang jelas.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi1 = ......................... Vp-p
0
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
4.
Mengulangi langkah 2 dan 3 untuk berbagai variasi vi1 = vi2 dan lengkapi tabel
berikut (buat sebagian masukan vi1 < vi2 dan sebagian vi1 > vi2).
No
Masukan vi1 (Vp-p)
Masukan vi2 (Vp-p)
Keluaran v0 (Vp-p)
.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
5.
Menyusun rangkaian op-amp pengurang seperti terlihat pada gambar 4.3. Pencatu
daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.
Gambar 4.3 Rangkaian op-amp sebagai pengurang (penguat deferensiator)
Gambar 4.4 Rangkaian sumber isyarat masukan untuk rangkaian pengurang
6.
Buatlah rangkaian isyarat masukan menggunakan rangkaian pembagi tegangan
dengan sumber isyarat AC dari function generator (FG) pada frekuensi 1 kHz.
Seperti halnya pada langkah 2, Ra dan Rb diambil dari sebuah potensiometer.
Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi+ (Ch.1) dan vi- (Ch.2) berubah
dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur amplitudo sumber (FG), Ra, dan
Rb agar dapat menghasilkan vi+ > vi- dan vi+ < vi-
7.
Hubungkan x dan y pada rangkaian gambar 4.3 ke sumber vi+ dan vi- seperti pada
rangkaian gambar 4.4. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi+ (Ch.1), vi- (Ch.1) dan
keluaran vo (Ch.2) untuk kasus vi+ > vi-.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
0
Vi1 = ......................... Vp-p
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
8.
Ulangi langkah 7 untuk kasus vi+ < vi-.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi1 = ......................... Vp-p
0
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
ANALISA
1.
Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.1.,
turunkan persamaan matematika yang menggambarkan hubungan antara masukan
dan keluaran.
2.
Dengan memperhatikan hasil pada langkah 3 dan 4, verifikasi kebenaran hasil yang
anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran
merupakan jumlah dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan
keluaran?
3.
Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.3.,
turunkan persamaan matemaatika yang menggambarkan hubungan antara masukan
dan keluaran.
4.
Dengan memperhatikan hasil pada langkah 7 dan 8, verifikasi kebenaran hasil yang
anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran
merupakan selisih dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan
keluaran? Jelaskan apa yang anda peroleh dan beri justifikasi kebenarannya!
III. PEMBAHASAN
IV. PENUTUP
Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil praktikum ialah:
1.
Dengan menyusun rangkaian menggunakan Op-Amp µA741 8-pin kita dapat
memeriksa Op-Amp. Hal ini dibuktikan dengan adanya tampilan gelombang yang
berbentuk kotak yang menandakan bahwa Op-Amp dalam keadaan yang baik.
Penguat operasional atau Op-amp adalah suatu penguat diferensial dengan dua
masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguat tegangan yang amat tinggi.
2. Op-amp dapat digunakan untuk melakukan penguatan terhadap tegangan dari suatu
input sinyal yang kecil sehingga didapat suatu sinyal keluaran yang besar.
3.
Besarnya tegangan keluaran pada rangkaian Op-Amp sebagai rangkaian penjumlah
merupakan hasil penjumlahan dari beberapa tegangan inputnya. Dasar rangkaiannya
adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan
penguatan seperti pada rangkaian inverting.
4.
Rangkaian pengurang yang menggunakan Op-Amp sebagai dasarnya adalah
mengurangkan dari dua buah inputnya. Hasil selisih keduanya merupakan besarnya
tegangan outputnya. Dasar rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting
dengan memanfaatkan masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi
sedikit ada perubahan.
DAFTAR PUSTAKA
Chattopadhay, D. 1989. Dasar Elektronika. Universitas Indonesia Press: Jakarta
Daryanto. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika Edisi Pertama. Penerbit Bumi Aksara.
Dwihono. 1996. Rangkaian Elektronika Analog. PT.Elax Media: Jakarta.
Gunawan, Hanafi. 1996. Primsip – prinsip Elektronika Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.
Sutanto. 2006. Rangkaian Elektronika. UI – Press: Jakarta.
Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya Jilid 2. ITB: Bandung.
Turner, R., dkk. 1995. Rangkaian Elektronika. Gramedia. Jakarta.
Widowati. 1979. Pesawat Elektronika 2. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan.
Dasar II
Rangkaian Penjumlah dan Pengurang
Oleh :
1. Fani Firmahandari
(130210102059)
2. Nafida Nur Hasanah
(130210102061)
3. Intan Nurjannah
(130210102072)
Pendidikan Fisika
Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
UNIVERSITAS JEMBER
2015
I.
PENDAHULUAN
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang
memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat
operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak
digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian terpadu
memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu
memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp ini bisa digunakan untuk membuat
rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk mempelajari Op-Amp harus memahami
betul dasar rangkaian elektronika yang lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil,
rangkaian penguat sinyal besar dan lainnya.
Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Penguat operasional (operational amplifier) mulai digunakan pada tahun 1940-an,
ketika sirkuit elektronika dasar dibuat dengan menggunakan tabung vakum untuk
melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, perkalian,
pembagian, integral, dan turunan. Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam
bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak digunakan adalah seri 741. Ada
beberapa hal menarik tentang sirkuit internal 741, yaitu transistor masukan terhubung
dengan konfigurasi pengikut emiter NPN yang keluarannya terhubung secara langsung
kepada sepasang transistor PNP yang terkonfigurasi sebagai penguat basis bersama.
Konfigurasi ini memisahkan masukan dan mencegah sinyal umpan balik yang mungkin
memiliki efek berbahaya yang bergantung pada frekuensi (Daryanto, 2008:67).
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah
yang memiliki faktor penguatan sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.
Penguat operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang
paling banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk
rangkaian terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat
operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Op-Amp
ini bisa digunakan untuk membuat rangkaian elektronika analog apa saja. Untuk
mempelajari Op-Amp harus memahami betul dasar rangkaian elektronika yang
lainnya, misalnya rangkaian penguat sinyal kecil, rangkaian penguat sinyal besar dan
lainnya.
Penguat operasional adalah penguat diferensial dengan dua masukan dan satu
keluaran, yang mempunyai penguatan tegangan yang amat tinggi yaitu dalam orde 10 5.
Pemakaian Op-Amp amatlah luas meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan
DC, tapis aktif, penyearah presisi, konverter analog ke digital dan sebaliknya,
pengintegral, penguat pengunci, kendali otomatik, komputer analog, dll (Sutrisno,
1987:117-118).
Gambar simbol Penguat Operasional pada gambar sirkuit listrik
Penguat Membalik (inverting)
Penguat membalik adalah penggunanan op- amp sebagai penguat sinyal dimana
sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input. Pada penguat ini dimana,
masukannya melalui input membalik pada penguat operasional, dan keluarannya
berlawanan fasa dengan masukan.
Op-Amp adalah suatu penguat dengan dua buah masukan dan satu keluaran.
Untuk mengendalikan penguatan yang tidak terlalu besar maka dipasanglah rangkaian
umpan balik (feedback) ke masukan membalik. Umpan balik ini mengembalikan
sebagian dari isyarat keluaran ke masukan sehingga memperlemah masukan. Umpan
balik semacam ini disebut umpan balik negatif. Jika umpan balik yang digunakan untuk
memperkuat masukan, disebut umpan balik positif. Dalam hal Op-Amp umpan balik
negatif dibuatlah rangkaian penguat membalik dan rangkaian penguat tak
membalik (Gunawan, 1996:14).
Pada saat sinyal input pada posisi negatif maka sinyal outputnya pada posisi
positif dan begitu sebaliknya jika sinyal inputnya berubah-ubah, kondisi inilah yang
disebut dengan penguatan inverting (membalik) (Widowati, 1979:67).
Gambar rangkaian inverting
Penguat tidak Membalik (Non Inverting)
Penguat non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya
perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting. Hasil
tegangan output noninverting lebih dari satu dan selalu positif. Penguat ini dimana,
masukannya melalui input tak membalik (non inverting) pada penguat operasional dan
keluarannya sefasa dengan masukan.
Kondisi ideal tersebut hanya merupakan kondisi teoritis tidak mungkun dapat
dicapai dalam kondisi praktis. Tetapi para pembuat Op Amp berusaha untuk membuat
Op Amp yang memiliki karakteristik mendekati kondisi-kondisi di atas. Karena itu
sebuah Op Amp yang baik harus memiliki karakteristik yang mendekati kondisi
ideal (Dwihono, 1996:105).
Penguat tak membalik (non inverting) 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 penyusunannya
pun dapat dilihat bahwa sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting,
sehingga sinyal keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan.
Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya
perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan non inverting
(Sutanto, 2006:16).
Gambar rangkaian penguat tak membalik
Penjumlah Tegangan dan Pengurang
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah
yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu
keluaran. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan
memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Penguat
operasional pada umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling
banyak digunakan adalah rangkaian seri. Penguat operasional dalam bentuk rangkaian
terpadu memiliki karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal
tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Penguat operasional adalah
perangkat yang sangat efisien dan serba guna.. Contoh penggunaan penguat operasional
adalah untuk operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan
terhadap tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif
seperti komparator dan osilator dengan distorsi rendah serta pengembangan alat
komunikasi (Turner, 1995:119).
Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat
sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya. Penguat operasional
(operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis
penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor
penguatan) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran atau keluaran tunggal
yang yang ditambah dua terminal untuk mensuplai daya. Penguat operasional (op-amp)
juga sering digunakan dalam operasi matematika baik penjumlahan maupun
pengurang.penguat operasional atau disingkat op-amp adalah merupakan sutu penguat
differensial berperolehan sangat tinggi yang terterkopel dc langsung yang dilengkapi
dengan umpan. Oleh karena itu, penguat operasional lebih banyak digunakan dengan
loop tertutup daripada dalam lingkar terbuka (Chattopadhay, 1989:65).
Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang
dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah
dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai
outputnya adalah jumlah dari penguatan masing-masing dari inverting.
Gambar rangkaian Adder/Penjumlah Non-Inverting
Selain rangkaian penjumlah ada pula rangkaian pengurang atau disebut
penguat differensial. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja dengan
memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukkannya. Rangkaian
pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan noninverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.
Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah
dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi.
Gambar rangkaian penguat pengurangan
II.
METODE
Alat dan bahan:
Resistor: 22 kΩ, 20 kΩ, 10 kΩ
Potensiometer: 10 kΩ atau 20 kΩ
IC Op-amp: µA741
Osiloskop
Multimeter
Pembangkit isyarat AC (Function Generator-FG)
Pencatu daya: ±15 V DC
Prosedur dan Pengamatan
1.
Menyusun rangkaian op-amp integrator seperti terlihat pada gambar 4.1. Pencatu
daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.
2.
Membuat rangkaian isyarat masukan sinusoida vi1 dan vi2 dengan menggunakan
rangkaian pembagi tegangan dengan sumber isyarat AC dari function generator
(FG) pada frekuensi 1 kHz seperti terlihat pada gambar 4.2. Ra dan Rb diambil dari
sebuah potensiometer. Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi1 (Ch.
1) dan vi2 (Ch. 2) berubah dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur
amplitudo sumber (FG) dan Ra dan Rb agar dapat menghasilkan vi1 = vi2 = 40
mVp-p.
Gambar 4.1 Rangkaian op-amp sebagai penjumlah
Gambar 4.2 Rangkaian sumber isyarat masukan
3.
Menghubungkan sumber x dan y pada rangkaian gambar 4.1 ke sumber vi1 dan vi2
pada rangkaian gambar 4.2. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi1 (Ch. 1), vi2 (Ch. 1)
dan keluaran v0 (Ch.2), masing-masing beri label yang jelas.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi1 = ......................... Vp-p
0
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
4.
Mengulangi langkah 2 dan 3 untuk berbagai variasi vi1 = vi2 dan lengkapi tabel
berikut (buat sebagian masukan vi1 < vi2 dan sebagian vi1 > vi2).
No
Masukan vi1 (Vp-p)
Masukan vi2 (Vp-p)
Keluaran v0 (Vp-p)
.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
5.
Menyusun rangkaian op-amp pengurang seperti terlihat pada gambar 4.3. Pencatu
daya µA741 dibuat dengan memasang sumber DC variabel.
Gambar 4.3 Rangkaian op-amp sebagai pengurang (penguat deferensiator)
Gambar 4.4 Rangkaian sumber isyarat masukan untuk rangkaian pengurang
6.
Buatlah rangkaian isyarat masukan menggunakan rangkaian pembagi tegangan
dengan sumber isyarat AC dari function generator (FG) pada frekuensi 1 kHz.
Seperti halnya pada langkah 2, Ra dan Rb diambil dari sebuah potensiometer.
Periksalah dengan osiloskop dan amati bagaimana vi+ (Ch.1) dan vi- (Ch.2) berubah
dengan adanya perubahan pada Ra dan Rb. Atur amplitudo sumber (FG), Ra, dan
Rb agar dapat menghasilkan vi+ > vi- dan vi+ < vi-
7.
Hubungkan x dan y pada rangkaian gambar 4.3 ke sumber vi+ dan vi- seperti pada
rangkaian gambar 4.4. Buatlah sketsa bentuk gelombang vi+ (Ch.1), vi- (Ch.1) dan
keluaran vo (Ch.2) untuk kasus vi+ > vi-.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
0
Vi1 = ......................... Vp-p
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
8.
Ulangi langkah 7 untuk kasus vi+ < vi-.
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi1 = ......................... Vp-p
0
Ch.1 (isyarat masukan)
Time/div = ...................
Volt/div = ....................
Vi2 = ......................... Vp-p
Ch.2 (isyarat keluaran)
Time/div = ....................................
v0 = ....................................Vp-p
Volt/div = ......................................
ANALISA
1.
Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.1.,
turunkan persamaan matematika yang menggambarkan hubungan antara masukan
dan keluaran.
2.
Dengan memperhatikan hasil pada langkah 3 dan 4, verifikasi kebenaran hasil yang
anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran
merupakan jumlah dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan
keluaran?
3.
Dengan memperhatikan komponen yang terpasang pada rangkaian gambar 4.3.,
turunkan persamaan matemaatika yang menggambarkan hubungan antara masukan
dan keluaran.
4.
Dengan memperhatikan hasil pada langkah 7 dan 8, verifikasi kebenaran hasil yang
anda peroleh tersebut dengan perhitungan teori. Apakah memang benar keluaran
merupakan selisih dari masukan? Apakah ada beda fase antara isyarat masukan dan
keluaran? Jelaskan apa yang anda peroleh dan beri justifikasi kebenarannya!
III. PEMBAHASAN
IV. PENUTUP
Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil praktikum ialah:
1.
Dengan menyusun rangkaian menggunakan Op-Amp µA741 8-pin kita dapat
memeriksa Op-Amp. Hal ini dibuktikan dengan adanya tampilan gelombang yang
berbentuk kotak yang menandakan bahwa Op-Amp dalam keadaan yang baik.
Penguat operasional atau Op-amp adalah suatu penguat diferensial dengan dua
masukan dan satu keluaran yang mempunyai penguat tegangan yang amat tinggi.
2. Op-amp dapat digunakan untuk melakukan penguatan terhadap tegangan dari suatu
input sinyal yang kecil sehingga didapat suatu sinyal keluaran yang besar.
3.
Besarnya tegangan keluaran pada rangkaian Op-Amp sebagai rangkaian penjumlah
merupakan hasil penjumlahan dari beberapa tegangan inputnya. Dasar rangkaiannya
adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan
penguatan seperti pada rangkaian inverting.
4.
Rangkaian pengurang yang menggunakan Op-Amp sebagai dasarnya adalah
mengurangkan dari dua buah inputnya. Hasil selisih keduanya merupakan besarnya
tegangan outputnya. Dasar rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting
dengan memanfaatkan masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi
sedikit ada perubahan.
DAFTAR PUSTAKA
Chattopadhay, D. 1989. Dasar Elektronika. Universitas Indonesia Press: Jakarta
Daryanto. 2008. Pengetahuan Teknik Elektronika Edisi Pertama. Penerbit Bumi Aksara.
Dwihono. 1996. Rangkaian Elektronika Analog. PT.Elax Media: Jakarta.
Gunawan, Hanafi. 1996. Primsip – prinsip Elektronika Edisi Kedua. Erlangga. Jakarta.
Sutanto. 2006. Rangkaian Elektronika. UI – Press: Jakarta.
Sutrisno. 1987. Elektronika Teori dan Penerapannya Jilid 2. ITB: Bandung.
Turner, R., dkk. 1995. Rangkaian Elektronika. Gramedia. Jakarta.
Widowati. 1979. Pesawat Elektronika 2. Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan.