Laporan Akhir Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File

1. Jurnal [Kembali]

1. Inverting Amplifier

Rf(kΩ)

Vi(V)

Hitung

Gain(− 𝑅𝑓 )

𝑅𝑖𝑛

Vout

Bentuk Gelombang

-2

-0,210V

-5

-0,228

-8

-0,238

2. Komparator

V1 (V)	V2 (V)	Vout
3V	1V	-9,98V
1V	3V	11,26V

3. LPF -20dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,759V

1,478V

500 Hz

1,745V

0,518V

1000 Hz

1,724V

0,263V

Sketch Grafik Bode Plot

4. HPF 40dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,759V

0,540V

500 Hz

1,743V

1,597V

1000 Hz

0,334V

1,683V

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip kerjanya adalah sinyal input diberikan ke terminal inverting (–) op-amp melalui resistor $R_{in}$ , sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output dikembalikan melalui resistor $R_{f}$ ke input inverting. Karena arus input ≈ 0, maka arus yang melalui $R_{in}$ sama dengan arus yang melalui $R_{f}$ . Hal ini menghasilkan output yang berbanding terbalik fase (180°) dengan input, dengan besar penguatan:

Persamaan keluarannya:
$V_{o u t} = - \frac{R_{f/}}{R_{i n x}} V_{i n}$

2. Comparator (Komparator)

Prinsip kerjanya adalah membandingkan dua tegangan input. Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada inverting (–), maka output akan menuju tegangan saturasi positif. Sebaliknya, jika tegangan pada inverting (–) lebih besar, maka output menuju tegangan saturasi negatif. Dengan demikian, komparator bekerja mengubah sinyal analog menjadi keluaran logika digital (tinggi atau rendah).

3. Low Pass Filter (LPF –20 dB)

Prinsip kerjanya adalah meneruskan sinyal dengan frekuensi rendah dan meredam sinyal dengan frekuensi tinggi. Pada frekuensi di bawah cut-off fc, sinyal dilewatkan hampir tanpa redaman, sedangkan pada frekuensi di atas $fc$ , sinyal dilemahkan dengan slope –20 dB/decade. Dengan kata lain, hanya frekuensi rendah yang bisa lolos ke output.

4. High Pass Filter (HPF 40 dB)

Prinsip kerjanya adalah meneruskan sinyal frekuensi tinggi dan meredam sinyal frekuensi rendah. Pada frekuensi di atas cut-off $f_{c}$ , sinyal dilewatkan dengan baik, sedangkan di bawah $f_c$ , sinyal dilemahkan dengan slope –40 dB/decade. Artinya, semakin rendah frekuensi input, semakin besar redamannya, sehingga hanya frekuensi tinggi yang bisa melewati filter.

3. Video Percobaan [Kembali]

Video penjelasan rangkaian inverting amplifier pada OP-AMP

video rangkaian inverting amplifier

video rangkaian komparator

Video rangkaian LPF (Low Pass Filter)

Video Rangkaian HPF (High Pass Filter)

4. Analisa [Kembali]

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

jawab:

Pada rangkaian inverting amplifier, sinyal input dimasukkan melalui resistor

R_{in}

ke terminal inverting (–) op-amp, sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output dikembalikan melalui resistor

R_{f}

, sehingga diperoleh hubungan:

Artinya, output berfase terbalik 180° terhadap input dengan penguatan sebesar $- R_{f} / R_{in}$ .

Hasil percobaan menunjukkan bentuk gelombang output sudah terbalik fase sesuai teori, namun nilai tegangan keluaran yang didapat jauh lebih kecil dibandingkan hasil perhitungan. Perbedaan ini kemungkinan disebabkan oleh keterbatasan tegangan catu op-amp, kesalahan pengukuran menggunakan multimeter (bukan osiloskop), atau faktor non-ideal lain seperti pembatasan amplitudo (clipping).

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

Jawab:

Ketika tegangan input mendekati tegangan referensi, selisih tegangan pada kedua masukan op-amp menjadi sangat kecil. Pada kondisi ini, output komparator tidak stabil dan dapat terjadi chattering, karena noise atau fluktuasi kecil saja sudah cukup membuat output berubah-ubah antara level tinggi dan rendah. Hal ini sesuai hasil percobaan yang menunjukkan output tidak stabil saat input hampir sama dengan referensi.

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

Jawab:

di mana secara teori seharusnya Vout mencapai nilai besar (−10 V, −25 V, −40 V), namun hasil pengukuran hanya sekitar −0,2 V, hal ini kemungkinan disebabkan oleh kesalahan wiring, pengukuran yang tidak tepat, atau keterbatasan op-amp dalam kondisi catu daya, sedangkan pada rangkaian comparator hasil pengukuran mendekati nilai teoritis yaitu saturasi pada tegangan supply ±12 V, hanya sedikit lebih rendah karena sifat op-amp yang tidak mampu mencapai tegangan rail secara sempurna. Pada rangkaian LPF hasil pengukuran menunjukkan kecenderungan sesuai teori, yakni sinyal melemah seiring bertambahnya frekuensi, meskipun terdapat selisih angka akibat toleransi komponen, keterbatasan bandwidth op-amp, dan metode pengukuran.

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

Jawab:

LPF (low-pass filter) pada percobaan ini bekerja seperti teori: pada frekuensi rendah (100 Hz, Vin ≈ 1.759 V → Vout ≈ 1.478 V) keluaran hampir mengikuti input dengan sedikit pelemahan (gain ≈ 0.84), sedangkan saat frekuensi meningkat menjadi 500 Hz dan 1000 Hz keluaran menurun tajam (Vout ≈ 0.518 V dan 0.263 V; gain ≈ 0.297 dan 0.153), menunjukkan bahwa filter melewatkan komponen frekuensi di bawah cut-off dan meredam komponen di atasnya. fase keluaran tertinggal (lag) terhadap input yang makin besar pada frekuensi lebih tinggi ini terlihat pada bentuk gelombang percobaan: pada 100 Hz bentuk sinus output hampir sejajar (hanya sedikit bergeser dan mengecil), sedangkan pada 500–1000 Hz amplitudo jauh lebih kecil dan puncak/palungnya bergeser ke belakang.

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

Jawab:

Pada rangkaian HPF hasil percobaan menunjukkan bahwa pada frekuensi rendah (100 Hz) tegangan output jauh lebih kecil dibanding input, menandakan sinyal teredam, sedangkan pada frekuensi lebih tinggi (500 Hz dan 1000 Hz) tegangan output meningkat dan hampir sama dengan input sehingga sinyal dapat melewati filter dengan baik. Hal ini sesuai prinsip kerja HPF yang meredam frekuensi dibawah frekuensi cut-off dan melewatkan frekuensi di atasnya, dengan gelombang hasil percobaan juga memperlihatkan pergeseran fase serta perubahan amplitudo sesuai karakteristik HPF orde dua dengan slope 40 dB/decade.

Cari Blog Ini

Ratih Juwita Asri