03 TK2B Percobaan01 Elektronika telekomu

PRAKTEK
ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

PENGUAT TAK MEMBALIK
(NON INVERTING AMPLIER)

Disusun oleh:
Anjani Dhara Swastika (TK 2B/03)

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK TELEKOMUNIKASI
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2015

1

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................... 1
DAFTAR ISI ....................................................................................................................... 2
JUDUL PERCOBAAN ....................................................................................................... 3
TUJUAN PERCOBAAN .................................................................................................... 3

TEORI SINGKAT .............................................................................................................. 3
DAFTAR PERALATAN DAN BAHAN ........................................................................... 6
LANGKAH KERJA ........................................................................................................... 6
DATA HASIL PERCOBAAN ...........................................................................................

7

ANALISIS DATA, PERHITUNGAN, PEMBAHASAN .................................................. 8
JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS .....................................................................

9

KESIMPULAN .................................................................................................................. 12

2

I.

JUDUL PERCOBAAN : PENGUAT TAK MEMBALIK (NON INVERTING

I.

AMPLIER)
TUJUAN PERCOBAAN :
Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rankaian, memeriksa rangkaian dan
menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :
a. Menggunakan IC operasional amplifier, sebagai penguat tak membalik dengan
perolehan (gain) tinggi.
b. Menghitung nilai komponen yang diperlukan untuk rangkaian penguat tak
membalik
c. Memperhitungkan dan mengukur penguatan, dan frekuensi “cross over” pada
kurva respon frekuensi.
d. Merancang rangkaian operasional amplifier sesuai dengan kebutuhan.

II.

TEORI SINGKAT :
Prinsip Dasar Penguat Operasional

Penguat operasional yang ideal memiliki sifat-sifat :



Open loop Voltage gain

: AV

= ~



Input Impedance

: ZIN

= ~



Output Impedence

: ZOUT = 0



Input offset Voltage

: VIN

I B=



Input bias current

:



Input offset current

: IIN

= 0

I B1+I B2
=0
2
= IB1 - IB2 = 0

Rangkaian Inverting (Membalik)

Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasikan
keluaran negatip atau masukan negatip menghasilkan keluaran positip. Rangkaian
dari penguat operasional inverting ditunjukkan dengan gambar berikut ini:

3

Rf

+ Vcc

R1

-

Vin

+

Vout

-

- Vcc

Gambar 1.1 Rangkaian Penguat Membalik (Inverting)
Bila suatu tegangan DC (+VIN )dipasang pada masukan (-) lewat tahanan
R1, maka arus I akan mengalir seperti terlihat pada gambar 12. Arus dikendalikan
oleh Op-Amp sedemikian rupa sehingga tegangan jatuh pada R1 = VIN hal ini di
mungkinkan karena disini digunakan teori pengendalian dengan feed-back negatip
(Tahanan Rf sebagai elemen feed-back negatip). Bila tegangan pada input – dan +

kecil maka Op -Amp akan mengoreksi sedemikian rupa sehingga selisih V IN dengan VIN + sama dengan nol. Dengan demikian berlaku persamaan:
VIN = I.R1

Oleh karena arus I besarnya sama, maka

V OUT =−

VOUT = -I.Rf.

Rf
×V IN
R1

Gain Op-Amp dengan konfigurasi inverting adalah :

A=−

V OUT Rf
=
V IN R1

tanda negatip disini menyatakan berbalik polaritas atau antara masukan
dan keluaran berbalik fasa 180°, bila ditinjau dengan sinyal sinusoida.
Rangkaian Non Inverting (Tidak Membalik)

Non-Inverting untuk konfigurasi dimana masukan positip menghasilkan keluaran
positip. Atau masukan negatif menghasilkan keluaran negatif. Seperti halnya pada
rangkaian inverting, disinipun akan ditunjukan rumus gain dari rangkaian ini.
4

Rf

+ Vcc
R1

+

Vout

Vin

-

- Vcc

Gambar 1.2. Rangkaian Non-Inverting
Tegangan positip VIN dihubungkan ke terminal masukan (+) Op-Amp,
seperti halnya pada rangkaian inverting beda tegangan pada masukan (-) dan (+)
adalah sama dengan 0(nol), sehingga tegangan masukan sama dengan tegangan
jatuh pada R1 dan tegangan keluaran akan sama dengan tegangan pada R1
ditambah dengan tegangan pada Rf. Untuk itu berlaku rumus hubungan antara
masukan dan keluaran sebagai berikut:
VIN

= I.R1

VOUT = I(R1 +Rf)

V OUT =

R1 +Rf

V IN
R1
V OUT R1+Rf
Rf
=
=1+
V IN R1
R1

Gain Op-Amp

Rangkaian Voltage Folower

+ Vcc

+

Vout

Vin

-

- Vcc

5

Gambar 1.3. Op-Amp sebagai Voltage Folower
Untuk dapat menganalisa dengan mudah kita berikan harga ekstrim pada
rangkaian gambar 1, yaitu dengan mamasang Rf = 0 dan Ri = ~. Pada kondisi ini
(lihat gambar 3) Ri seolah terputus dan Rf hubung singkat, sehingga didapatkan
persamaan:

V OUT
Rf
0
=1+ =1+ =1
V IN
Ri
~
Jadi penguatan tegangan (gain) dari rangkaian ini = 1 dan polaritasnya
tidak terbalik antara masukan dan keluaran. Rangkaian ini sering juga disebut
dengan rangkaian penyangga (buffer).
III.

DAFTAR PERALATAN DAN BAHAN :
1. IC MC 3403
2. Resistor 1K (1), 100K  (2), 22K  (3).
3. Kapasitor 0,001F
4. CRO
5. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz
6. Multimeter Analog & Digital
7. Catu Daya  15 Volt

IV.

LANGKAH KERJA
1. Siapkan catu daya ( Power Supply).
2. Pastikan catu daya pada kondisi OFF dan pengatur tegangan pada posisi
minimum.
3. Hubungkan catu daya dengan tegangan jala-jala.
4. Buat rangkaian seperti berikut:

6

C1 0,001uF

R2

22K

¼ IC 3403
+15 Volt
(2)

-

(4)
(1)

R3 1K

(3)

Vin

+

Vout

(11)
- -15 Volt

R1 22K

R4 22K

Gambar 1 4. Rangkaian untuk percobaan 1 (Rangkaian Non-Inverting)
5. Berikan sinyal kecil ke input (kira-kira 100mVp-p). Catatlah gain dari penguat.
6. Hubungkan keluaran penguat dengan masukan horizontal osiloskop, untuk
melihat bentuk lisayuous. Gantilah R1 dan R2 dengan resistor sebesar 100K.
Catatlah apa yang terjadi.
7. Dengan mengganti nilai C1, buatlah agar penguat mempunyai frekuensi ‘cross
over’ pada frekuensi tinggi sbesar 12 KHz. Catat besarnya kapasitor tersebut.
8. Ubahlah rangkaian menjadi penguat pengikut yang membalikkan sinyal. Tentukan
pergeseran fasa antar masukan dan keluaran. Ukur gain penguat.
V.

DATA HASIL PERCOBAAN :
1. Pengamatan I
Sinyal input 100mV , hasil Gain

7

Pada pengamatan pertama vpp 100mV :
Av

= Vo / Vi
= 100 / 200
= 2 kali

2. Pengamatan II
Gambar Lisayous

VI.

ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN :
Setelah melakukan percobaan, dapat dianalisa bahwa :


Op-Amp dapat digunakan sebagai penguan membalik (invering) atau penguat tak



membalik (non inverting)
Saat melaksanakan percobaan, dapat dilihat bahwa jika nilai resistansi R1 sama
dengan Rf maka nilai penguatannya akan selalu 2 kali sesuai dengan rumus Op-Amp



nonInverting:
V
R1+ Rf
Rf
A= OUT =
=1+
V IN R1
R1
Jika masukan Op-Amp non-Inverting bernilai positif, maka keluarannya juga akan



bernilai positif
Nilai Gain Op-Amp dapat diatur dengan mengganti nilai resistornya.

VII.

JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS :
A. Tugas :
8

Rancanglah dau sistem penguat yang , keduanya memiliki dua masukan yang
sama tetapi keluarannya berbeda fasa 180, dan kedua keluarannya mempunyai
amplitudo yang sama. Kedua penguat tersebut memiliki titik roll off pada 3 KHz.
Hitunglah gain dalam dB dari kedua penguat tersebut.
B. Pertanyaaan :
1. Jika anda menggunakan IC linier opamp sebagai penguat noninverting, sinyal masukan diumpankan ke kaki ……………
2. Pada penguat non-inverting, jika resistor umpan balik R2 = 100 Kohm,
dan R1 = 1 Kohm, maka penguatan dari penguat tersebut akan sama
dengan …..
3. Jika R1 = R2 = 10 Kohm dan Vin = 1 Volt maka Vout = ….
4. Jika R1 = R2 = 100 Kohm dan R3 = R4 = 10 Kohm, dan berapa
penguatan total rangkaian?
5. Jika diumpankan sinyal berupa pulsa positif pada rangkaian dalam
percobaan, maka kerluarannya akan ……
JAWABAN :
A. Tugas :

9

B. Pertanyaan :

1. Jika anda menggunakan IC linier op-amp sebagai penguat non-inverting,
sinyal masukan diumpankan ke kakipada IC 741, sinyal input masuk ke pin 1
2. Pada penguat non-inverting, jika resistor umpan balik R2 = 100 Kohm, dan
R1 = 1 Kohm, maka penguatan dari penguat tersebut akan sama dengangain
= 101x
gain=1+

Rf
100
=1+
= 101 kali
R1
1

3. Jika R1 = R2 = 10 Kohm dan Vin = 1 Volt maka Vout =2 Volt
gain=1+

Rf
10
=1+
= 2 kali
R1
10

Vout = 2 x 1 = 2 Volt

4. Jika R1 = R2 = 100 Kohm dan R3 = R4 = 10 Kohm, dan berapa penguatan
total rangkaian?

10

5. Jika diumpankan sinyal berupa pulsa positif pada rangkaian dalam percobaan,
maka kerluarannya akan berbentuk pulsa positif

Gambar jika input berbentuk pulsa

11

VIII. KESIMPULAN :
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan :
1. IC operasional amplifier, dapat digunakan sebagai penguat tak membalik (non
inverting) dengan perolehan (gain) tinggi dengan cara meningkatkan besar Rf,

V OUT R1+Rf
Rf
=
=1+
R1
sesuai rumus gain : V IN R1
2. Semakin besar Rf dan semakin kecil R1 maka Gain Op-Amp akan semakin besar.
3. Op-Amp dapat diatur sesuai kebutuhan dengan mengubah nilai resistansinya.

12