analog baru

8/17/2019 Analog Baru

1/16

KELOMPOK IX

Frans Rino Napitupulu (3211401005)

Mustika Rahayu (32114023)

M. Hafid Putra (3211401027)

EL2311-Elektronika Analog 2 (Op-Amp)

1.

PENDAHULUAN

Pada praktikum ini untuk memahami materi komparator pada analog op-amp dengan melakukan

tiga kali percobaan

Konfigurasi open-loop pada Op Amp dapat difungsikan sebagai komparator. Jika kedua

input pada Op Amp pada kondisi open-loop, maka Op Amp akan membandingkan kedua saluran

input tersebut. Hasil komparasi dua tegangan pada saluran masukan akan menghasilkan tegangan

saturasi positif (+Vsat) atau saturasi negatif (-Vsat).

Sebuah rangkaian komparator akan membandingkan isyarat tegangan yang masuk pada

satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi.

Tegangan output berupa isyarat tegangan high atau low sesuai dengan besar isyarat tegangan

masukan yang lebih tinggi.

2.

STUDI PUSTAKA

Besar isyarat tegangan keluaran dari komparator tidak bersifat linier secara proporsional

terhadap besar tegangan input. Terdapat dua macam komparator, antara lain :

1. Komparator Tak-Membalik ( Non-Inverting Comparator )

2. Komparator Membalik ( Inverting Comparator )

Mengukurtegangan otput

Melihat bentukgelombang pada

osciloscop

Tegangan Voyang

menghasilkan 0 Vdc


2/16

I. Komparator Tak-Membalik (Non-I nverti ng Comparator )

Pada jenis komparator ini, isyarat tegangan input dipasang pada saluran input tak-

membalik (saluran +) dan tegangan nol pada saluran input membalik (saluran -). Sehingga

saluran input membalik di-ground-kan. Isyarat tegangan masukan disimbolkan dengan Vin dan

isyarat tegangan referensi disimbolkan dengan Vref. Gambar 1. Menunjukkan rangkaian

komparator Tak-Membalik.

Gambar 1. Rangkaian Komparator Tak-Membalik

Pada rangkaian komparator Tak-Membalik, jika Vin lebih besar dari Vref, maka

tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan +VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka

tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE)

Pada grafik Gambar 2. dijelaskan, saat Vref=0 dan Vin bernilai positif, maka Vout (Vo)

= +Vsat ≈ +VCC. Sedangkan saat Vin bernilai negatif, maka Vo= -Vsat ≈ -VEE. Hal ini

dikarenakan, saat Op Amp dalam kondisi open-loop, penguatan tegangan (AOL) yang dihasilkan

sangat besar bahkan untuk input Vin yang sangat kecil, Op Amp dapat menghasilkan output

saturasi.

Berdasarkan model kerjanya, tingkat saturasi yang dihasilkan berupa +Vsat dan – Vsat

tanpa adanya feed-back pada Op Amp dan diopersaikan dalam konsisi open-loop. Sehingga Op

Amp bekerja dalam kondisi saturasi.

Gambar 2. Menunjukkan Vin dalam gelombang sinusoidal. Dengan AOL yang besar,

maka saat input inverting di-groundkan, tegangan input Vin dalam nilai mikrovolt pun sudah

cukup untuk membuat Op Amp dalam kondisi saturasi. Besar ±Vsat ditunjukkan pada datasheet.

Persamaan untuk mendapatkan tegangan input pada tingkat minimal saat saturasi adalah

Vin(min)= saat saturasi ……….. (1)


3/16

Gambar 2. Grafik isyarat Vin dan Vout Komparator Tak-Membalik

Gambar 3. menunjukkan grafik karakteristik perpindahan tegangan saturasi yang dihasilkan.

II. Komparator Membalik (I nverti ng Comparator )

Gambar 4. Menunjukkan komparator membalik yang menggunakan tegangan referensi

(Vref) pada saluran non-inverting (+) dan tegangan input (Vin) pada saluran inverting (-).

Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian

pembagi tegangan.

Gambar 4. Rangkaian Dasar Komparator Inverting

Pada saat Vin kurang dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). Hal ini

dikarenakan tegangan pada saluran input inverting lebih kecil dari saluran input non-inverting.


4/16

Gambar 5. Gelombang Input dan Output pada Komparator Inverting

Grafik karakteristik tegangan output yang dihasilkan komparator inverting terhadap

tegangan inverting.

Gambar 6. Karakteristik perubahan tegangan output terhadap tegangan input pada komparator inverting

Schmitt Trigger

Schmitt trigger adalah jenis komparator dengan dua tegangan pembanding yang berbeda

(Threshold voltage). Saat tegangan input melebihi tegangan batas atas (high threshold ) maka

tegangan komparator akan bernilai high pada model non-inverting input atau low pada model

inverting input. Tegangan output akan bernilai tetap sampai tegangan input berada di bawah

tegangan batas bawah (low threshold ). Saat tegangan input berada di bawah tegangan batas

bawah, maka tegangan ouptut akan berubah dari keadaan sebelumnya.

Kondisi tegangan output high atau low bernilai mendekati tegangan positif atau negatif

dari catu daya yang digunakan pada komparator. Gambar 7. Menunjukkan grafik perubahan

tegangan output terhadap tegangan input pada rangkaian Schmitt Trigger


5/16

Gambar 7. Grafik perubahan tegangan output terhadap tegangan input pada rangkaian Schmitt Trigger

Rangkaian Dasar Schmitt Trigger

Gambar 8. (a) Schmitt Trigger Non-Inverting (b) Schmitt Trigger Inverting

Dimana +Vth adalah tegangan batas atas dan – Vth adalah tegangan batas bawah. RI adalah

hambatan input dan RFB adalah hambatan umpan-balik.

Rangkaian Non-Symetrical Schmitt Trigger


6/16

Gambar 9. Non-Symetrical Schmitt Trigger


7/16

Rangkaian Non-Symetrical Schmitt Trigger dengan Single-Supply

Gambar 10. Non-Symetrical Schmitt Trigger dengan Single Supply


8/16

3. METODOLOGY

TUJUAN:

Mengetahui prinsip kerja komparator

PERALATAN:

Power supply + 15 Vdc : 1 buahAudio Function Generator : 1 buah

Oscilloscope : 1 buah

IC LM 741 : 1 buah

R = 1K Ω : 4 buahPotensiometer 10K Ω : 2 buah

Project Board : 1 buah

Multimeter Digital : 1 buah

PROSEDUR

KOMPARATOR

1. Rangkailah rangkaian seperti pada gambar 4.1

Gambar 4.1 Komparator

2. Hubungkan input rangkaian dengan dua buah sumber tegangan DC yang masing-masing bisa

dibentuk dari potensiometer

3.

Hubungkan Vo dengan Volmeter, hidupkan semua sumber tegangan DC

4. Lakukan pengukuran sesuai Tabel 4.1, dan isikan hasil pengukuran pada Tabel 4.1


9/16

TABEL 4.1 No Tegangan input Vi1 Tegangan input Vi2 Tegangan Output Vo

[Vdc] [Vdc] [Vdc]

1 0 0 ……………………….

2 0 1 Vdc ……………………….

3 1 Vdc 2 Vdc ……………………….

4 1 Vdc 3 Vdc ……………………….

5 2 Vdc 2 Vdc ……………………….

6 2 Vdc 1 Vdc ……………………….

7 3 Vdc 0 ……………………

5. Rangkailah rangkaian komparator seperti gambar 4.2

Gambar 4.2 Rangkaian Komparator

6. 6.Hubungkan input UE1 dengan AFG berupa gelombang sinus 1 Vpp, sedangkan UE2 dengan

sumber tegangan searah Vr = 5 Vdc.

7. 7.Hubungkan kanal 1 oscilloscope (CH1) pada input rangkaian Vi1, dan kanal 2 oscilloscope

(CH2) pada output rangkaian Vo.,Hidupkan semua peralatan.

8.

8.Amati bentuk gelombang input dan output, serta gambarkan bentuk gelombang input dan output

tersebut pada diagram CRO Tabel 4.2


10/16

TABEL 4.2

Besarnya tegangan input Vi1 = ………………….. Vpp Besarnya tegangan input Vi2 = ………………….. Vdc Besarnya tegangan output Vo = ………………… Vp

9. angkailah rangkaian komparator open loop seperti gambar 4.3

10. Gambar 4.3 Komparator Open Loop

11. Amati, pada tegangan Vi1 dan Vi2 berapa Volt dc,menghasilkan Vo=0 Vdc? Jawab :

3.

HASIL DAN ANALISIS

Tabel 4.1

No Tegangan input ViE1[Vdc]

Tegangan input Vi2[Vdc]

Tegangan Output V0 [Vdc]

1 0 0 0,01

2 0 1 0,8

3 1 2 1,2

4 1 3 1,6

5 2 2 0,14

6 2 1 -0,7

7 3 0 -2,81

*jikaV1=V2 maka Voutput=0

*jika Vinput < Vref maka Voutput bernilai positif

*jika Vinput > Vref maka Voutput bernilai negative


11/16

Secara Teori

(

) (

) Jika Maka Karena pada praktikum ini semua resistor sama maka berlaku rumus di atas :

1.

Vdc

2.

Vdc

3.

Vdc4.

Vdc

5.

Vdc

6.

Vdc

7. Vdc

Gambar simulasi hasil tegangan output


12/16


13/16


14/16

Table perbandingan antara nilai teori,praktek, dan persentase error

Nilai teori (V) Nilai praktikum (V) Persen error (%)

0 0.01 1

1 0.8 20

1 1.2 20

2 1.6 20

0 0.14 0

-1 -0.7 30

-3 -2.81 6.3

Tabel 3.5

No Bentuk Gelombang Keterangan

CH1Volt/div= 0,5 v

Time/div= 0,5 ms

CH2

Volt/div= 2 v

Time/div= 0,5 ms

Vi1= 1 Vpp

Vi2= 5 Vdc

Vo= -2,4 x 2=-4,8. Multi =4,46 V


15/16

Gambar Hasil simulasi :

Gambar 4.3

No

percobaan

Nilai Vi1 Nilai Vi2 Voutput

1 3,84 2,6 2.6

2 0,94 1,81 2,9

3 -12,95 -12,96 14,42*Pada praktikum ini di ambik sebanyak 3 nilai praktikum


16/16

4.

KESIMPULAN

a. Jika resistor bernilai sama maka tegangan outputnyadapat dicari dengan rumus voutput = Vi2-Vi1

b. Tegangan input 1 sama dengan tegangan input 2 maka keluarannya akan bernilai

mendekati 0

c.

Komparator berfungsi untuk membandingkan tegangan jika tegangan invertinglebih besar dari non inverting maka v out negatif. Jika tegangan non inverting

lebih besar dari tegangan inverting maka outputnya positif

5.

DAFTAR PUSTAKA

[1] stikom.edu/ihya/files/2010 17/oktober 2015 10.47 wib

[2] buku catatan elektronika semester 3

analog baru

Documents