laporan tuned amplifier class c
DESCRIPTION
tentang laporan tuned amplifier class cTRANSCRIPT
PRAKTEK ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
PENGUAT KELAS C TERTALA
( TUNED CLASS C AMPLIFIER )
Nama Praktikan : Roni Apriantoro
Nim : 4.31.14.1.16
Kelas : TE - 2B
Tanggal Percobaan : 21 Desember 2015 - 4 Januari 2016
Tanggal Penyerahan : 11 Januari 2016
Dosen Pengampu : Abu Hasan , S.T., M.T.
Jurusan Teknik ElektroProgram Studi Teknik Telekomunikasi (D4)
Politeknik Negeri SemarangTahun 2015
PERCOBAAN - 12
PENGUAT KELAS C TERTALA
(TUNED CLASS C AMPLIFIER)
1. Tujuan
Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rangkaian, memeriksa rangkaian dan
menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :
a. Menentukan frekuensi resonansi dari penguat kelas C tertala.
b. Menjelaskan efek penguat kelas C tertala pada gelombang persegi.
2. Dasar Teori
Klasifikasi Amplifier
Bias dc dari rangkaian transistor menentukan klasifikasi amplifier dari transistor
tersebut. Letak titik Q tiap kelas penguat seperti gambar 12.1 berikut.
Penguat Kelas A : titik kerja transistor terletak ditengah-tengah garis beban dc.
Transistor tetap dalam daerah aktif selama seluruh perioda. Sehingga sinyal yang
dihasilkan utuh 360o. Pada dasarnya penguat kelas A bekerja pada bagian linier dari
karakteristiknya.
Penguat Kelas B : titik kerja transistor terletak pada titik sumbat (cutoff).
Transistor hanya tinggal dalam daerah aktif untuk setengah perioda. Sehingga sinyal yang
dihasilkan setengah perioda.
Penguat Kelas AB : titik kerja transistor terletak diantara titik kerja klas A dan
klas B. Sinyal yang dihasilkan kurang dari 360o dan lebih dari setengah perioda (180o).
Penguat Kelas C : titik kerja transistor dipilih sedemikian rupa sehingga arus
keluarannya (atau tegangannya) adalah nol untuk lebih dari setengah gelombang dari
sinyal sinusoida. Sehingga sinyal keluaran yang dihasilkan kurang dari setengah
gelombang sinusoida.
Saturasi
Cut Off
(a) (b)
Gambar 12.1. (a) Kurva karakteristik masukan dan titik operasi
(b) Kurva karakteristik keluaran dan titik operasi.
Pada penguat kelas A, tegangan bias diberikan agar penguat beroperasi pada
tengah-tengah garis beban. Sedangkan pada penguat kelas C , tegangan bias diberikan
berada dibawah cut off. Jika diberikan sinyal masukan sinusoida, keluaran penguat akan
terdistorsi. Keluaran terdistorsi ini dapat diperbaiki dengan menggunakan rangkaian
resonansi paralel.
3. Alat dan Bahan yang Digunakan
a. Transistor 2N 3904 (atau ekivalen)
b. Resistor 10K.
c. Induktor 2,5 mH
d. Kapasitor 1F; 0,047F; 0,01F
e. CRO
f. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz
g. Multimeter Analog & Digital
h. Catu Daya 12 Volt
4. Langkah Percobaan
1. Siapkan catu daya ( Power Supply).
2. Pastikan catu daya pada kondisi OFF dan pengatur tegangan pada posisi minimum.
Daerah Aktif
Daerah Cut Off
Daerah Saturasi
3. Hubungkan catu daya dengan tegangan jala-jala.
4. Siapkan catu daya untuk mencatu rangkaian penguat.
5. Buat rangkaian seperti berikut:
Gambar 12.2. Rangkaian Percobaan Penguat klas C tertala
6. Hitunglah terlebih dahulu frekuensi resonansi dari penguat dengan menggunakan
rumus dengan nilai L = 2,5 mH dan C = 0,01 F
7. Pindahkan catu daya ke posisi ON dan jangan masukkan dulu masukan dari sinyal
generator. Ukurlah tegangan VCE dan VBE dari rangkaian.
8. Pasang signal generator dengan masukan gelombang sinus dengan frekuensi 3
KHz dan amplitudonya 3 Vp-p. Ukurlah tegangan masukan Vi dan bentuk
gelombang pada R1 demikian juga keluaran Vo. Gambarlah bentuk gelombang
masukan dan keluaran. Bandingkan bentuknya.
9. Ukurlah frekuensi pada Vo.
10. Ubahlah bentuk gelombang masukan menjadi bentuk persegi. Dengan frekuensi 3
KHz dan amplitudonya 3 Vp-p.
11. Amati bentuk gelombang pada keluaran. Sambil diamati tersebut, naikkan
frekuensi masukan sampai Vo mencapai maksimum. Ukur dan catat frekuensi
masukan dan keluaran. Gambarkan bentuk gelombangnya.
12. Bandingkan frekuensi keluaran pada langkah 9 dan 11, bandingkan dengan hasil
perhitungan pada langkah 6.
13. Lepaskan L1 dan C2, gantikan dengan resistor 1K.
14. Berikan masukan gelombang sinus dengan frekuensi 1 KHz dan amplitudonya 3
Vp-p.
15. Amati dan catat bentuk gelombang masukan dan keluaran. Apa pengaruh
rangkaian LC?
5. Tugas dan Pertanyaan
A. Tugas
1. Carilah contoh rangkaian penguat tertala yang lain
B. Pertanyaan
1. Mengacu pada gambar rangkaian percobaan, apabila diinginkan frekuensi
resonsnsi sebesar 50 KHz, berapa besar kapasitansi dari kapasitor yang harus
dipasang?
2. Apabila diinginkan frekuensi resonansi 5MHz, dan kapasitornya 500 pF, berapa
besarnya induktor yang harus dipasanga?
3. Gelombang berbentuk persegi dengan frekuensi 25 KHz, sebenarnya terdiri dari
frekuensi dasar 25 KHz, dan frekuensi harmonik pertama, kedua dan seterusnya.
Berapa besarnya frekuensi harmonik pertama, kedua dan ketiganya?
6. Jawaban Tugas dan Pertanyaan
A. Tugas
B. Pertanyaan
1.
Kapasitansi yang diperlukan untuk frekuensi resonansi 50 Khz adalah 4.045x10-9 atau 4
pf.
2.
Besar Induktor untuk menghasilkan resonansi 5 Mhz kapasitor 500 pF adalah 2,0225 x10-6
/ 2 μF.
3. Gelombang berbentuk persegi dengan frekuensi 25 KHz, sebenarnya terdiri dari frekuensi dasar 25 KHz, dan frekuensi harmonik pertama, kedua dan seterusnya. Berapa besarnya frekuensi harmonik pertama, kedua dan ketiganya? f harmonik 1 = 25 KHz f harmonik 2 = 50 KHz f harmonik 3 = 75 KHz
7. Data Hasil Percobaan
Ket. Frekuensi (KHz)
Amplitudo
Vo(volt)
Vi(volt)
Gelombang
Langkah percobaan
8Gelombang
sinus
Input
3 5,41 1,03
3
Output
3
Langkah percobaan
10Gelombang
kotak
Input
3 8,97 1,42
3
Output
36
Bentuk gelombang
pada frekuensi resonansi
Input
3 10,7 1,03
31,3
Output
31,41
Bentuk gelombang sinus Vo
maksimum
Input
3 12,2 1,03
11,21
Output
38,07
Bentuk gelombang kotak Vo
maksimum
Input
3 7,86 1,42
11,06
Output
8
Bentuk gelombang
dengan melepas L1
dan C2 diganti
dengan R 1KΩ
Input
3 3,76 1,02
1,115
Output
1,118
1. VCE dan VBE tanpa sinyal generatorVCE = 12 V VBE =0 V
8. Analisis data
Percobaan rangkaian penguat kelas C tertala dilakukan dengan menggunakan
transistor 2N 3904 dengan pengaturan pemasangan tiap kaki transistor disesuaikan
dengan datasheet.
Sebelum menganalisis rangkaian tersebut, dilakukan perhitungan teoritis terhadap
nilai frekuensi resonansi penguat kelas C tertala sebagai berikut :
Rangkaian ini juga tidak perlu dibuatkan bias, karena transistor memang sengaja
dibuat bekerja pada daerah saturasi. Rangkaian L C pada rangkaian tersebut akan ber-
resonansi dan ikut berperan penting dalam me-replika kembali sinyal input menjadi
sinyal output dengan frekuensi yang sama. Rangkaian ini jika diberi umpan balik dapat
menjadi rangkaian osilator RF yang sering digunakan pada pemancar. Penguat kelas C
memiliki efisiensi yang tinggi bahkan sampai 100%, namun tingkat fidelitasnya memang
lebih rendah. Tetapi sebenarnya fidelitas yang tinggi bukan menjadi tujuan dari penguat
jenis ini.
Pemasangan kapasitor senilai 1μF pada sisi input dimaksudkan agar kapasitor
mampu mengisolasi arus listrik DC pada input rangkaian dan melewatkan arus listrik AC.
Setelah rangkaian selesai dirancang, rangkaian dicatu dengan tegangan 12 V.
Pengukuran dilakukan untuk mengetahui nilai VBE dan VCE. Berdasarkan pengukuran
yang dilakukan, didapatkan hasil secara berurutan masing-masing sebesar 0 dan 12 V.
Nilai VBE menunjukkan hasil 0 dikarenakan tegangan antara basis dan emitter seluruhnya
di groundkan, sedangkan nilai VCE menunjukkan nilai yang identik dengan Vcc karena
emitter tersambung secara langsung ke Vcc.
Setelah pengukuran tiap sisi rangkaian, sisi input diberikan sinyal frekuensi 3 KHz
dengan amplitudo 3 Vpp. Pada oscilloscope terlihat bahwa awal steady state
menunjukkan amplitudo yang tinggi, dan selanjutnya naik-turun, atau dengan kata lain
rangkaian tersebut menghasilkan frekuensi, dan amplitudo output yang berbeda.
Berdasarkan dengan langkah percobaan diatas, didapatkan nilai tegangan input adalah
sebesar 1,03 V, sedangkan tegangan output sebesar 5,41 volt. Sehingga nilai penguatan
yang terjadi adalah sebesar 5,25 kali. Selain tegangan, dari frekuensi input sebesar 3
KHz, terjadi frkuensi output pada oscilloscope sebesar 38,46 KHz. Kemudian Praktikan
melakukan perubahan frekuensi input menjadi mendekati frekuensi resonansi, yaitu
antara 30 sampai 44 KHz. Dan dari perlakuan tersebut teramati bahwa gelombang yang
dihasilkan mendekati bentuk sinus sempurna walaupun di puncak-puncaknya terjadi
sedikit cacat. Gelombang sinyal output akan masih terlihat (amplitudo output maksimal
pada oscliioscope) sampai dengan frekuensi maksimum 38 KHz. Berikut adalah bentuk
gelombang pada frekuensi disekitar frekuensi resonansi yang menunjukkan bentuk
gelombang output mendekati sinus sempurna :
Frekuensi input
(KHz)Bentuk Gelombang
44,96
36,34
30,60
Ketika jenis sinyal input diubah menjadi gelombang kotak, namun masih dengan
frekuensi dan Vpp yang sama, hal tersebut relatif memperlihatkan perubahan tegangan
dan frekuensi output cukup signifikan yang teramati pada oscilloscope, seperti yang
ditunjukkan gambar hasil percobaan 10.
Perlakuan selanjutnya adalah praktikan menggati L1 dan C1 dengan resistor
masing-masing sebesar 1 K Ohm. Pada sisi output menghasilkan bentuk gelombang
cacat yaitu berbentuk kotak. Rangkain L C memberi pengaruh pada pembentukan sinyal
harmonis pada gelombang. Setelah dilakuka pengukuran, ditemukan nilai Vo= 3,76 V
dan Vi= 1,02 V, sehingga terjadi penguatan sebesar 3,68 kali.
9. Kesimpulan
Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :
1. Pada penguat kelas C menggunakan rangkaian resonansi di mana rangkaian
resonansi ini terdiri dari komponen L (induktor) dan C (kapasitor) yang berfungsi
untuk membentuk sinyal harmonis baik pada gelombanag sinus maupun
gelombang kotak.
2. Transistor penguat kelas C bekerja aktif hanya pada fasa positif saja, bahkan jika
perlu cukup sempit hanya pada puncak-puncaknya saja dikuatkan. Sisa sinyalnya
bisa direplika oleh rangkaian resonansi L dan C.
3. Ketika L dan C di lepas sinyal output akan menjadi kotak dan cacat.