penguat daya audio sistem ocl (output capasitor
TRANSCRIPT
PENGUAT DAYA AUDIO SISTEM OCL (OUTPUT CAPASITOR
LESS) DENGAN MENERAPKAN IC OP AMP 741 SEBAGAI
PENGUAT DEPAN
SKRIPSI
Diajukan dalam rangka penyelesaian studi Strata 1
Untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan
Oleh :
NAMA : NUR AGUS M ZAMRONI
NIM : 5314000035
PROGRAM STUDI : S1- PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN : TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2005
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi dengan judul “Penguat Daya Audio Sistem OCL (Output
Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741 Sebagai Penguat Depan” telah dipertahankan dihadapan Sidang Panitia Ujian Skripsi Fakultas
Teknik, Universitas Negeri Semarang yang diselenggarakan pada :
Hari : Selasa
Tanggal : 26 Juli 2005
Panitia,
Ketua Sekretaris
Drs. Djoko Adi Widodo, M. T Drs. R. Kartono, M. Pd NIP. 130 750 064 NIP. 131 474 229
Pembimbing I Penguji I
Drs. Samiyono, M. T Drs. Samiyono, M. T NIP. 130 515 758 NIP. 130 515 758
Pembimbing II Penguji II
Drs. Herdi Saputra Drs. Herdi Saputra NIP. 131 570 074 NIP. 131 570 074
Penguji III
Ir. Ulfah Mediaty Arief, M. T NIP. 131 993 878
Dekan
Prof. Dr. Soesanto NIP. 130 875 753
ABSTRAK
Nur Agus M Zamroni. 2005. Penguat Daya Audio Sistem OCL (Output Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741 Sebagai Penguat Depan. Pendidikan Teknik Elektro. Fakultas Teknik. Universitas Negeri Semarang.
Penguat daya audio (power amplifier) adalah suatu pesawat elektronika yang berfungsi menguatkan sinyal suara yang bisa berasal dari radio, tape recorder, cd player, preamp mic atau yang lainnya. Penguat daya audio sistem OCL beban dengan penguat daya dihubung langsung (direct copel) tanpa memakai kapasitor maupun transformator. Penerapan IC OP Amp 741 dipakai sebagai penguat depan dari penguat audio untuk menggantikan rangkaian transistor sebagai penguat depannya.
Permasalahan dari penelitian ini adalah bagimana unjuk kerja dari penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui karakteristik penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan serta merealisasikan penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan. Manfaat dari penelitian ini adalah bagi peneliti untuk mengaplikasikan teori yang telah diperoleh sedangkan bagi pembaca adalah untuk memberikan referensi dan menambah perbendaharaan rangkaian penguat daya bidang audio.
Hasil penelitian ini adalah dapat direalisasikannya sebuah penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan. Pada pengukuran, penguat daya audio memiliki penguatan sebsar 13,33 kali atau sebesar 22,49 dB pada frekuensi 5 Hz dan 10 Hz. Penguatan naik menjadi 18,89 kali atau 25,52 dB pada frekuensi 15 Hz. Pada frekuensi 20 Hz sampai dengan 20 KHz memiliki penguatan 24,44 kali atau 27,76 dB. Pada frekuensi 25 KHz sampai dengan 35 KHz penguatan turun menjadi 23,89 kali atau 27,56 dB. Sedangkan pada penghitungan secara teoritis besarnya penguatan adalah 26,45 kali. Terdapat selisih penguatan 2,01 kali. Besarnya persen kesalahan pengukuran adalah 8,22 %. Perbedaan antara pengukuran dan perhitungan yang terjadi dikarenakan beberapa hal, antara lain: pada perhitungan tidak diketahui hambatan yang terdapat pada jalur rangkaiannya, sedangkan pada kenyataannya jalur rangkaian pada PCB juga memiliki nilai hambatan selain itu hambatan yang terdapat pada alat ukur juga akan mempengaruhi hasil dari pengukuran. Kualitas dari komponen serta kualitas dari alat ukur yang digunakan juga berpengaruh terhadap hasil pengukuran yang diperoleh. Karakteristik terpenting dari penguat audio adalah tanggapan frekuensi, yang dinyatakan dengan sebuah grafik tanggapan frekuensi. Berdasar pada data penelitian ditunjukkan sebuah penguat daya audio dengan karakteristik yang baik, yaitu pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz) memiliki penguatan yang sama atau merata.
Saran dari penelitian ini, penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan ini dengan penelitian lebih lanjut dapat digunakan sebagai penguat alat instrumentasi lainnya. Disarankan memasang heatsink yang cukup pada transistor TIP 3055 dan 2955 agar transistor tidak cepat rusak, karena panas yang dihasilkan cukup besar.
MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO
1. Kekuatan untuk menghadapi masalah bermula dari kemauan yang kuat dan langkah
pertama untuk memulainya, maka masalah itu akan bisa terselsesaikan walaupun
sedikit demi sedikit namun pasti.
2. Berdoa akan membuat kita menjadi seorang yang berhasil tanpa kesombongan dan
keangkuhan.
3. Hai orang-orang yang beriman, mintalah pertolongan (Kepada Allah) dengan sabar
dan sholat (Q.S. Al Baqarah 153)
4. Kamu tidak akan mendapat ilmu kecuali dengan enam hal yaitu kecerdasan, minat,
kesungguhan, biaya, berteman dengan guru dan waktu yang lama.
PERSEMBAHAN
Atas ridho Allah SWT, skripsi ini
keupersembahkan kepada:
1. Bapak dan Ibu tercinta yang telah
memberikan “segalanya” demi keberhasilanku
2. Kakak dan keponakanku tersayang
3. Teman-temanku PTE ’00 (Agus M, Khafidz,
Trio, Ipin, Maksum dll)
KATA PENGANTAR
Puji syukur alhamdulillahirobbil’alamiin peneliti panjatkan kehadirat
Allah SWT, atas limpahan taufik, hidayah, berkah dan rahmat-Nya sehingga
peneliti bisa menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Penguat Daya
Audio Sistem OCL (Output Capasitor Less) Dengan Menerapkan IC Op Amp 741
Sebagai Penguat Depan” ini dengan baik. Pada kesempatan ini disampaikan
ucapan terima kasih yang setulus-tulusnya kepada :
1. Bapak Drs. Djoko Adi. Widodo, M.T, Ketua Jurusan Pendidikan Teknik
Elektro.
2. Bapak Drs.Samiyono, M.T, selaku pembimbing I yang telah dengan sabar
membimbing, mengkoreksi dan memberikan dorongan untuk selesainya
skripsi ini.
3. Bapak Drs. Herdi Saputra, selaku pembimbing II yang telah memberikan
arahan, bimbingan dan motivasi pada peneliti dalam menyusun skripsi ini.
4. Ibu Ir. Ulfah Mediaty Arief, M. T yang telah mengkoreksi sehingga skripsi ini
menjadi lebih baik.
5. Bapak dan ibu beserta keluarga yang senantiasa mendoakan keberhasilanku
6. Keluarga besar Juventus Comp, Dodi, Umam, Dik Eva, Ori serta teman-
temanku semua.
7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan baik moril maupun spiritual.
Semoga Allah SWT membalas budi baik tersebut dengan imbalan yang
berlipat ganda. Peneliti menyadari bahwa skripsi ini tentu masih jauh dari
sempurna, oleh karena itu dengan rendah hati kritik dan saran senantiasa peneliti
harapkan. Terakhir, semoga skripsi ini bermanfaat bagi para pembaca yang
budiman.
Semarang,
Peneliti
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................. ii
ABSTRAK............................................................................................... iii
MOTTO DAN PERSEMBAHAN............................................................ iv
KATA PENGANTAR.............................................................................. v
DAFTAR ISI ........................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................... ix
DAFTAR TABEL.................................................................................... x
DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xi
BAB I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang......................................................................... 1
B. Permasalahan........................................................................... 4
C. Pembatasan Masalah................................................................ 4
D. Penegasan Istilah ..................................................................... 5
E. Tujuan Penelitian..................................................................... 7
F. Manfaat Penelitian ................................................................... 7
G. Sistematika Penelitian Skripsi .................................................. 7
BAB II. LANDASAN TEORI
A. Penguat Dengan Transistor ...................................................... 9
B. IC Op Amp.............................................................................. 22
Halaman
C. Respon Frekuensi Pada Penguat Audio..................................... 28
D. Kerangka Berfikir .................................................................... 29
BAB III. METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian .................................................................... 31
B. Metode Pengumpulan Data ...................................................... 32
C. Langkah-Langkah Penelitian.................................................... 32
D. Teknik analisis data ................................................................. 45
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian........................................................................ 46
B. Pembahasan............................................................................. 50
BAB V. PENUTUP
A. Kesimpulan.............................................................................. 54
B. Saran ....................................................................................... 54
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 55
LAMPIRAN ............................................................................................ 57
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Bentuk gelombang output penguat daya .................................. 11
Gambar 2. Rangkaian penguat saat dorong/tarik....................................... 12
Gambar 3. Rangkaian penguat dorong-tarik.............................................. 13
Gambar 4. Garis beban dc dan ac pada pengikut emitor dorong-tarik ....... 15
Gambar 5. Pembagi tgangan pada penguat dorong kelas B ....................... 16
Gambar 6. Penguat dorong-tarik kelas B yang digandeng RC................... 18
Gambar 7. Penguat bertingkat .................................................................. 19
Gambar 8. Rangkaian pengerak pengikut emitor dorong tarik kelas B ...... 20
Gambar 9. IC (Integrated Circuit) ............................................................ 22
Gambar 10. Penguat non inverting ........................................................... 24
Gambar 11. Penguat membalik (inverting) ............................................... 26
Gambar 12. Penguat diferensial di dalam kemasan IC Op Amp 741 ......... 27
Gambar 13. Kurva tanggapan frekuensi penguat daya .............................. 28
Gambar 14. Diagram blok rangkaian penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai peguat depan ............. 30
Gambar 15. Penerapan IC Op Amp 741 sebagi penguat depan ................. 33
Gambar 16. Rangkaian penguat akhir (final) ............................................ 34
Gambar 17. Rangkaian lengkap dari penguat daya audio.......................... 34
Gambar 18. Catu daya seimbang .............................................................. 36
Gambar 19. Diagram blok pengukuran penguatan tegangan ..................... 40
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Hasil pengukuran catu daya ac.................................................... 39
Tabel 2. Hasil pengukuran catu daya dc ................................................... 40
Tabel 3. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio ................. 41
Tabel 4. Hasil pengukuran catu daya ac.................................................... 46
Tabel 5. Hasil pengukuran catu daya dc ................................................... 46
Tabel 6. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio ................. 48
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Grafik penguatan tegangan penguat daya audio .................... 58
Lampiran 2. Grafik tanggapan frekuensi penguat daya audio.................... 59
Lampiran 3. Bentuk gelombang output dari penguat audio ....................... 60
Lampiran 4. Bentuk sebuah gelombang output yang cacat........................ 65
Lampiran 5. Data sheet IC LM 741.......................................................... 66
Lampiran 6. Data sheet transistor TIP 3055 dan TIP 2955........................ 73
Lampiran 7. Data sheet transistor BD 140................................................ 76
Lampiran 8. Data sheet transistor BD 139................................................ 79
Lampiran 9. Data sheet IC µA 7815......................................................... 82
Lampiran 10. Data sheet IC µA 7915....................................................... 90
Lampiran 11. Lay out PCB penguat daya audio sistem OCL (output capasitor less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan......................................................... 99
Lampiran 12. Lay out PCB power supply penguat daya audio sistem OCL (output capasitor less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan......................................................... 100
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi (IPTEK) sangat
berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Teknologi elektronika berkembang
dengan pesat di berbagai bidang, sehingga dengan perkembangan teknologi
tersebut dewasa ini membuat orang melakukan berbagai inovasi teknologi
yang lebih luas, baik dalam bidang audio, video, maupun perangkat
komunikasi.
Berkaitan dengan hal itu pemanfaatan dan penggunaan berbagai
komponen elektronika semakin berkembang pula, sesuai dengan kebutuhan
peralatan yang dipakai. Seperti halnya dalam bidang audio sound system, di
era tahun 1950-an suatu penguat daya (power amplifier) masih menggunakan
tabung sebagai komponen aktif dan transformator output dengan konfigurasi
push pull ultralinier pada keluarannya. Penggunaan tabung sebagai komponen
utama banyak kekurangannya, misalnya usia pemakaian yang tidak lama,
karena untuk hasil yang maksimal diperlukan penggantian tabung tiap-tiap
enam bulan. Selain itu tabung memerlukan tegangan yang cukup tinggi sekitar
800 V untuk menghasilkan daya 250-300 watt. Karena bentuk tabung yang
cukup besar, maka penguat daya audio menjadi kurang praktis dan banyak
memakan tempat pada pengemasannya.
Sejak transistor ditemukan, penggunaan tabung pada penguat audio
mulai berkurang. Namun belum sepenuhnya meninggalkan tabung sebagai
komponen aktifnya. Jenis rangkaian penguat audio yang dikembangkan adalah
bastar tube-transistor amplifier. Jenis penguat daya audio ini tidak bertahan
lama. Hal tesebut dipicu oleh perkembangan transistor yang maju pesat.
Rangkaian penguat audio mulai menggunakan transistor secara keseluruhan,
mulai dari penguat depan, buffer, maupun finalnya. Tegangan yang diperlukan
agar transistor bekerja tidak setinggi pada tabung, sebab pada transistor tidak
memerlukan pemanasan filamen seperti pada tabung. Bentuk fisisk transistor
jauh lebih kecil dibandingkan dengan tabung sehingga dengan bentuk fisik
yang kecil tersebut kemasan penguat audio menjadi lebih kecil ukurannya
dibandingkan dengan pemakaian tabung.
Penyederhanaan komponen mulai berkembang seiring dengan
perkembangan zaman dan teknologi semikonduktorpun maju pesat. Sehingga
lahirlah sebuah komponen elektronika yang dikenal dengan IC (Integrated
Circuit) yang di dalamnya merupakan penyederhanaan dari komponen-
komponen diskrit. Demikian halnya pada teknologi penguat daya audio,
teknologi IC dapat diterapkan sebagai penguat depan maupun finalnya.
Penguat daya audio (power amplifier) adalah suatu pesawat
elektronika yang berfungsi menguatkan sinyal suara yang berasal dari radio,
tape recorder, cd player, preamp mic atau yang lainnya. Jika dilihat dari
rangkaian akhir penguat daya, maka dapat dibedakan menjadi beberapa
macam yaitu: penguat daya sistem OT, OTL, dan OCL. Penguat daya sistem
OT merupakan sebuah penguat daya yang menggunakan transformator output
sebagai pelepas bebannya. Jenis OTL sebagai pelepas bebannya tanpa
menggunakan transformator output, tetapi memakai kapasitor. Sedangkan
jenis OCL beban dengan penguat daya dihubung langsung (direct copel)
tanpa memakai kapasitor maupun transformator. Dari beberapa macam
rangkaian dasar tersebut rangkaian yang paling efektif untuk mendapatkan
daya keluaran yang besar adalah rangkaian sistem OCL, karena sistem OCL
tidak menggunakan transformator maupun kapasitor dalam melewatkan sinyal
outputnya, tetapi langsung digandengkan dengan beban.
Pada dasarnya sistem OCL memakai prategangan kembar yaitu positif
(+), ground (0) dan negatif (–) dengan menggunakan penguat kelas B untuk
penguat kemudi dan penguat akhirnya. Penguat akhir dalam OCL ini
menggunakan 2 transistor yang dirangkai secara seri dan bekerja secara
bergantian atau sebagai penguat imbang yang menggunakan catu tegangan
kembar. Penguat depan OCL pada umumnya menggunakan transistor yang
berfungsi sebagai penguat beda (diferensial). Sebenarnya selain menggunakan
transistor sebagai penguat depan, jenis IC tertentu dapat digunakan sebagai
penguat diferensial untuk menggantikan rangkaian transistor. Jenis yang
banyak digunakan adalah jenis IC Op Amp, karena jenis ini dapat difungsikan
sebagai penguat (amplifier) dengan dua buah masukan diferensial dan sebuah
keluaran. Salah satu alasan kepopuleran penguat operasional adalah
keserbagunaannya. Alasan kedua adalah bahwa penguat Op Amp mendekati
karakteristik yang ideal. Ini berarti bahwa merancang rangkaian menggunakan
penguat operasional menjadi cukup mudah juga bekerja pada tingkat yang
mendekati unjuk kerja yang diramalkan secara teoritis.
Dengan berdasarkan pada alasan tersebut maka dari itu penelitian ini
mengambil judul “PENGUAT DAYA AUDIO SISTEM OCL (OUTPUT
CAPASITOR LESS) DENGAN MENERAPKAN IC OP AMP 741 SEBAGAI
PENGUAT DEPAN”
B. Permasalahan
Sesuai dengan alasan dan latar belakang yang telah dijelaskan di atas
maka permasalahannya adalah: bagaimana unjuk kerja penguat daya audio
sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.
C. Pembatasan Masalah
Agar permasalahan yang akan diteliti tidak meluas dan menghindari
dari salah pengertian maka penelitian ini permasalahannya dibatasi pada
perancangan dan pembuatan penguat daya audio sistem OCL (Output
Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan.
D. Penegasan Istilah
Penegasan istilah dimaksudkan untuk menjelaskan maksud dari judul
skripsi yaitu sebagai berikut:
1. Penguat daya
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia penguat daya dapat
diartikan (yang) dipakai untuk memperkuat kemampuan melakukan
sesuatu (Balai Pustaka, 2002: 241, 605)
2. Audio
Sinyal yang berada dalam spektrum frekuensi antara 20 Hz sampai
dengan 20.000 Hz (Andry, 1997: 37)
3. Sistem
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia sistem dapat diartikan
sebagai perangkat yang secara teratur saling berkaitan sehingga
membentuk suatu totalitas (Balai Pustaka, 2002: 1706)
4. OCL (Output Capasitor Less)
Penguat daya yang memakai dua sumber tenaga dan tanpa
memakai kondensator elektrolit serta output transformator sebagai
penyesuai impedansi (Wasito, 1984: 118)
5. IC Op Amp 741
IC Op Amp 741 adalah sebuah komponen elektronika monolitik
penampilan tinggi yang menggunakan proses epitaksial fairchaild panar
(Herman, 1992: 346)
6. Penguat depan
Penguat depan adalah salah satu bagian dari pesawat amplifier
yang berfungsi menguatkan amplitudo sinyal suara yang rendah menjadi
lebih keras (Wasito, 1984: 130)
Jadi yang dimaksud penguat daya audio sistem OCL (Output
Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat
depan adalah alat yang dipakai untuk memperkuat sinyal yang berada
dalam spektrum frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz yang
secara teratur saling berkaitan sehingga membentuk suatu totalitas dengan
memakai dua sumber tenaga dan tanpa memakai kondensator elektrolit
serta output transformator sebagai penyesuai impedansi serta
menggunakan sebuah komponen elektronika penampilan tinggi yang
menggunakan proses epitaksial fairchaild panar, berfungsi menguatkan
sinyal suara yang rendah menjadi lebih keras.
E. Tujuan Penelitian
1. Tujuan yang hendak dicapai adalah: mengetahui karakteristik penguat
daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai
penguat depan.
2. Merealisasikan penguat audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op
Amp 741 sebagai penguat depan.
F. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diperoleh dalam penelitian ini adalah:
1. Bagi peneliti adalah untuk mengaplikasikan teori yang telah diperoleh
2. Bagi pembaca adalah untuk memberikan referensi dan menambah
perbendaharaan rangkaian penguat daya bidang audio
G. Sistematika Penulisan Skripsi
Untuk memudahkan dalam memahami isi skripsi, maka sistematika
skripsi adalah sebagai berikut:
A. Bagian pendahuluan skripsi berisi halaman judul, abstrak, halaman
pengesahan, halaman motto dan persembahan, kata pengantar, daftar isi,
daftar tabel, dan daftar gambar.
B. Bagian isi: terdiri dari lima bab dengan beberapa sub bab pada tiap
babnya.
Bab I pendahuluan, merupakan bab yang berisi tentang alasan
pemilihan judul, permasalahan, pembatasan masalah, penegasan istilah,
tujuan penelitian, manfaat penelitian, serta sistematika penulisan skripsi.
Bab II landasan teori, bab ini membahas mengenai teori-teori atau
acuan-acuan yang mendasari penelitian yaitu mengenai penguat dengan
transistor, teori mengenai IC Op Amp 741, tentang respon frekuensi pada
penguat audio, serta kerangka berfikir.
Bab III metode penelitian, bab ini berisi tentang metode penelitian
yang digunakan, pembuatan alat, langkah-langkah pembuatan rangkaian,
pengukuran dan pengujian penguat daya audio sistem OCL yang meliputi
pengukuran rangkaian catu daya, pengukuran penguatan tegangan pada
rangkaian penguat daya sistem OCL serta kalibrasi alat yang digunakan.
Bab IV pengukuran dan analisis, bab ini bersisi hasil pengukuran
dan analisis rangkaian.
Bab V penutup, dalam bab ini berisi simpulan dan saran.
C. Bagian akhir skripsi terdiri atas daftar pustaka serta lampiran-lampiran.
BAB II
LANDASAN TEORI
Bab ini diuraikan landasan teori yang mendukung perencanaan penguat
daya audio sistem OCL (Output Capasitor Less) dengan menerapkan IC Op Amp
741 sebagai penguat depan, yaitu: (a) Penguat dengan transistor, (b) IC Op Amp
741, (c) Respon frekuensi pada penguat audio, (d) Kerangka berfikir.
A. Penguat Dengan Transistor
Suatu penguat dapat dipandang dari beberapa segi, yaitu menurut
jangkauan frekuensinya, cara operasinya, kegunaan dalam tujuan akhirnya,
tipe bebannya, cara menggandeng antar tahanan dan lain–lain. Klasisfikasi
frekuensi mencakup penguat–penguat dc (dari frekuensi nol), frekuensi audio
(20 Hz sampai dengan 20 KHz), video atau pulsa (setinggi beberapa Mega
Hertz), frekuensi radio (beberapa Kilo Hertz sampai dengan ratusan Kilo
Hertz), dan frekuensi–ultra tinggi (ratusan atau ribuan Mega Hertz).
Kedudukan operasi tenang (quiescent point) serta luas daerah
karakteristik yang digunakan bersama-sama menetukan cara operasinya.
Apakah transistor itu dioperasikan sebagai penguat kelas A, kelas AB, kelas B
atau kelas C ditentukan menurut definisi berikut ini.
Penguat kelas A adalah penguat yang bekerja dengan titik operasi dan
sinyal masuk yang sedemikian rupa hingga arus dalam rangkaian keluaran
(dalam kolektor atau elektroda kuras) mengalir terus menerus. Penguat kelas
A pada pokoknya beroperasi dalam daerah linier dari kurva karakteristiknya.
Penguat kelas B adalah penguat yang bekerja dengan titik operasinya
terletak pada ujung kurva karakteristik, sehingga daya operasi tenang
(quescent power)-nya sangat kecil. Jadi, dalam keadaan tersebut, arus atau
tegangan operasi tenang hampir sama dengan nol. Apabila tegangan sinyal
merupakan bentuk sinus, maka penguatan yang terjadi hanya berlangsung
selama setengah siklus.
Penguat kelas AB adalah penguat yang beroperasi dalam daerah antara
kedua keadaan operasi pada daerah A dan B. Jadi sinyal keluarannya sama
dengan nol selama waktu yang tidak sampai setengah siklus dari sinyal masuk
sinusida.
Penguat kelas C adalah penguat dengan titik operasinya dipilih
sedemikian rupa sehingga (tegangan) keluarannya sama dengan nol selama
waktu yang lebih panjang dari setengah siklus sinyal sinusida yang masuk.
Pada penguat kelas B, transistor bekerja hanya dalam daerah aktif
selama setengah periode. Selama setengah periode lainnya transistor tersebut
tersumbat (cut off). Arus kolektor mengalir untuk 1800 dalam tiap transistor
dari rangkaian kelas B. Dengan operasi ini, titik Q terletak di titik putus pada
garis beban ac. Keuntungan dari operasi B adalah lebih kecilnya kehilangan
daya transistor, daya beban dan efisiensi tahapan yang lebih besar.
Apabila sebuah transistor beroperasi dalam kelas B, selama setengah
siklus isyarat akan terpotong olehnya. Bentuk gelombang output dari penguat
jenis ini seperti pada gambar 1. Untuk menghindari cacat yang timbul harus
digunakan dua transistor yang dihubungkan dorong–tarik (push–pull
connection). Dengan demikian, suatu transistor akan menghantar selama
siklus yang positif dan yang lain selama siklus yang negatif. Dengan
menerapkan rangkaian dorong tarik tersebut dapat dibuat penguat–penguat
kelas B yang mempunyai daya–beban yang tinggi dan kehilangan daya
transistor yang rendah. Untuk lebih jelas cara kerja dari penguat tarik-dorong
dapat digambarkan seperti pada gambar 2 di bawah ini.
Gambar 1. Bentuk gelombang output penguat daya. (a) Kelas A (b) Kelas B. (c) Kelas AB. (d) Kelas C (Malvino, 1986: 280).
Gambar 2 Rangkaian penguat saat dorong/tarik (Paul B, 1986; 205)
Dalam setengah siklus positif dari tegangan masukan, transistor yang
di atas (Q1) bekerja sebagai pengikut emitor, sehingga tegangan keluaran
lintas RL sama dengan bagian yang positif dari tegangan masukan. Pada
bagian negatif dari siklus tegangan masukan, transistor yang di bawah (Q2)
yang bekerja sebagai pengikut emitor dan menghasilkan bagian negatif dari
keluaran. Maka transistor yang atas (Q1) menangani ½ siklus yang positif dan
transistor yang bawah menangani ½ siklus yang negatif.
Gambar 3 berikut ini memperlihatkan suatu cara untuk membuat
pengikut emitor menjadi hubungan dorong–tarik kelas B. Pada saat setengah
siklus positif dari tegangan masukan, transistor yang di atas akan menghantar
sedangkan yang di bawah berada dalam keadaan putus atau tidak menghantar.
Tegangan negatif dari siklus tegangan masukan transistor yang dibawah
bekerja dan menghasilkan bagian negatif dari keluaran. Maka dapat dilihat
bahwa Q1 menangani setengah siklus yang positif dan Q2 menangani setengah
siklus yang negatif.
NPN
PNP
1
2
1 2
1 2
Gambar 3. Rangkaian penguat dorong–tarik (a) Penguat emitor dorong–tarik kelas B (b) Ekivalen dc–nya (c)
Grafik isyarat pada penguat dorong tarik kelas B (Malvino, 1986: 281)
Penguat dorong-tarik untuk kelas B dapat dirangkai, tetapi penguat
tersebut akan mempunyai distorsi yang terlalu besar apabila tidak menerapkan
sistem pengikut emitor. Sehingga penguat kelas B hampir selalu merupakan
kombinasi dari pengikut emitor seperti dalam gambar 3 (a) dan ciri dari sistem
2 VBE
a b
c
tersebut mempunyai distorsi yang rendah. Pada gambar 3 (b) (rangkaian
ekivalen dc-nya) transistor–transistor tersebut ditempatkan dalam hubungan
seri, maka tegangan lintas masing–masing dioda emitor sama. Akibatnya pada
masing–masing transistor terdapat penurunan setengah tegangan catu daya,
yang berarti bahwa tegangan–tenang kolektor–emitor dari masing–masing
transistor adalah
2CC
CEQ
VV = ................................................................................ (1)
Seperti terlihat pada gambar 3 (c), dapat dilihat grafik isyarat pada
penguat dorong tarik kelas B. Dalam keadaan tanpa isyarat besarnya VCE =
VCC dan IC = 0. Jadi jika tidak ada arus masukan, tidak ada arus yang mengalir
melalui transistor. Transistor Q1 dan Q2 bekerja secara bergantian. Transistor
Q1 bekerja jika isyarat positif, sedangkan Q2 bekerja jika isyarat negatif.
Dalam gambar 4 di bawah ini dapat dilihat garis beban dari pengikut emitor
dorong-tarik pada penguat kelas B, yang terdiri dari garis beban dc dan garis
beban ac.
a. Garis beban dc
Apabila transistor terbuka seperti gambar 3 (b), maka lintas
masing–masing transistor terdapat tegangan setengah catu daya. Oleh
karena itu, dalam gambar 4 ujung bawah dari garis beban terletak di 2CCV
.
Di pihak lain jika transistor-transistor tersebut dihubung pendekkan, arus
dc-nya akan menjadi tak hingga, karena tidak ada tahanan dc dan garis
beban dc digambarkan vertikal.
Dalam pengikut emitor dorong–tarik kelas B dari gambar 3 (a), ICQ
= 0 dan rL = RL. Oleh karena itu, arus jenuh ac dan tegangan putus
disederhanakan menjadi
L
CEQsatc R
Vi =)( .............................................................................. (2)
dan tegangan putus ac adalah :
VCE(cut off) = VCEQ + ICQ.RL .......................................................... (3)
Gambar 4. Garis beban dc dan ac pada pengikut emitor dorong–tarik
(Malvino, 1986; 281)
b. Garis beban ac
Apabila sebuah transistor menghantar, titik operasi meloncat ke
atas sepanjang garis beban ac; titik operasi dari transistor yang lain tetap
berada dalam keadaan putus. Tegangan dari transistor yang menghantar
dapat langsung meloncat dari keadaan putus kekeadaan jenuh. Dalam
setengah siklus yang bergantian, transistor yang lain melakukan hal yang
sama. Oleh karena ayunan tegangan dalam masing–masing arah sama
dengan VCC /2, maka kepatuhan ac–nya adalah
222 CC
CEQ
VVPP == .................................................................. (4)
VCC
2
VCE
Garis beban ac
Garis beban dc
0
L
CC
RV2
IC
PP = VCC.......................................................................................... (5)
(Malvino, 1986: 283)
Gambar 5. Pembagi tegangan pada penguat dorong kelas B. (a). Prategangan pembagi tegangan (b). Prategangan dioda
(Malvino, 1986: 289)
Dari gambar 5 (a) tersebut ditunjukkan prategangan oleh pembagi
tegangan untuk penguat dorong–tarik kelas B. Kedua transistor harus
komplementer, dan batas daya maksimum dan sebagainya harus serupa.
Dalam sebuah penguat kelas A prategangan dengan pembagi tegangan
menghasilkan suatu titik Q yang stabil, yaitu titik yang tetap dalam garis
beban dc. Akan tetapi dalam penguat kelas B, prategangan dari pembagi
tegangan tidak mempunyai tahanan emitor dalam sebuah rangkaian ekivalen
dc. Oleh karena itu prategangan dari pembagi tegangan tidak lagi
menghasilkan titik Q yang stabil.
Rangkaian dari gambar tersebut mempunyai titik Q yang tidak stabil
oleh karena dua hal. Pertama, VBE yang diperlukan untuk menempatkan titik Q
sedikit di atas titik putus adalah khasnya berada diantara 0,6 dan 0,7 V. Harga
2 VBE 2 VBE
a b
tepatnya berada dari satu transistor ke transistor yang lain. Oleh karena itu
rangkaian memerlukan suatu resistor yang dapat diubah-ubah untuk
menempatkan titik Q dengan tepat. Kedua, apabila temperatur lingkungan
naik, VBE: turun kira-kira 2 mV untuk kenaikan temperatur per derajat, yang
berarti ICQ akan naik bila temperatur naik. Ini berarti efisiensi dari penguat
turun pada temperatur yang lebih tinggi.
Gambar 5 (b) memperlihatkan prategangan dioda. Dalam rangkaian
ini, dioda-dioda tersebut dinamakan dioda kompensasi, karena dioda-dioda
tersebut dapat mengimbangi peruhahan-perubahan temperatur. Alasannya
adalah menggunakan tegangan lintas dioda pengimbang untuk menghasilkan
prategangan untuk dioda-dioda emitor. Supaya rancangan ini bekerja, maka
dioda kompensasi harus mempunyai kurva-kurva yang cocok dengan kurva
VBE dari transistor–transistor tersebut. Lagi pula dioda-dioda kompensasi
harus mempunyai koefisien temperatur yang sama dengan koefisien
temperatur dari dioda-dioda emitor. Dengan perkataan lain, apabila tegangan
pada sebuah dioda emitor turun 2 mV per kenaikan derajat, maka tegangan
pada dioda kompensasi juga turun 2 mV per derajat kenaikan. Dengan
demikian bila temperatur naik dioda kompensasi menghasilkan tegangan yang
lebih kecil seperti yang diperlukan oleh dioda-dioda emitor.
Gambar 6. Penguat dorong–tarik kelas B yang digandeng RC (Malvino, 1986: 291)
Gambar 6 memperlihatkan penguat dorong-tarik kelas B dengan
prategangan dioda. Setengah siklus yang positif dari tegangan masukan
melalui kapasitor dan dioda ke basis. Oleh karena dioda diberikan pra
tegangan maju, tahanan ac-nya kecil, yang memungkinkan sebagian besar dari
tegangan masukan ac mencapai basis-basis. Setengah sikus yang positif akan
menjalankan transistor atas dan mematikan transistor yang bawah. Tegangan
emitor dari transistor yang atas sekarang mengikuti tegangan basis, dan
kapasitor keluaran mengandung setengah siklus positif dengan beban RL.
Kerjanya pada setengah siklus yang negatif komplementer. Sinyal akhir pada
beban adalah sinusida.
Pasangan Darlington pada gambar 7 (a) dapat menaikkan impedansi
masukan dari pengikut emitor dorong tarik kelas B. Oleh karena beta
Darlington jauh lebih besar, maka impedansi masukan dilihat ke masing-
masing bias adalah lebih besar. Karena masing-masing pasangan Darlington
RL
mempunyai dua penurunan VBE, maka diperlukan empat dioda kompensasi
dengan dioda emitor.
Gambar 7. Penguat bertingkat (a). Pasangan Darlington (b) Pasangan Sziklai
(Malvino, 1986: 291)
Gambar 7 (b) memperlihatkan pasangan Sziklai, yang kadang-kadang
disebut Darlington-Darlington komplementer. Pasangan Sziklai yang atas
(Q1) bekerja sebagai sebuah transistor NPN, sedangkan pasangan transistor
yang bawah (Q2) bekerja sebagai transistor PNP. Masing-masing pasangan
Sziklai mempunyai β efektif sama dengan perbanyakan β dari masing-masing
transistor, akan tetapi hanya menghasilkan satu penurunan VBE. Dengan
demikian kita hanya memerlukan dua dioda kompensasi.
a b
Gambar 8. Rangkaian penggerak pengikut emitor dorong-tarik kelas B (Malvino, 1986:294).
Gambar 8 menunjukkan bagaimana membuat gandengan. antara
tahapan penggerak dengan pengikut emitor dorong-tarik kelas B. Transistor
Q1 merupakan sumber arus yang menghasilkan arus yang melalui dioda-dioda
kompensasi. Dengan mengatur R2 dapat dikendalikan arus emitor dc dari Q1.
Ini berarti bahwa Q1 merupakan sumber arus yang melalui dioda-dioda
kompensasi apabila dioda-dioda kompensasi cocok dengan dioda emitor
sehingga arus yang mengalir Q1 sama dengan arus yang melalui Rc dan RE.
Apabila ada sinyal ac masukan, Q1 akan bekerja sebagai penguat
penggerak. Sinyal ac yang diperkuat pada Q1 menjalankan pengikut emitor
dorong-tarik kelas B, seperti digambarkan diatas. Tegangan emitor ac
digandengkan ke tahanan beban oleh kapasitor gandeng pengeluaran.
Penguatan tegangan pada transistor penggerak (Q2) adalah:
E
C
RR
A =..................................................................................... (6)
Secara ideal, penguat dorong-tarik kelas B seperti gambar 8 tersebut
mempunyai kepatuhan ac sebesar VCC. Akan tetapi tahapan penggerak
mengurangi kepatuhan ac sedikit. Alasannya adalah di dalam setengah siklus
positif, tegangan basis dari Q1 tidak dapat mengayun lebih besar dari VCC.
Adanya penurunan VBE dalam Q2 maka tegangan beban tidak lebih dari VCC –
VBE. Ini berarti, kepatuhan ac-nya berkurang kira-kira sebesar 0.7 V. Setengah
siklus yang positif, tegangan kolektor Q1 tak dapat mengayun kurang dari
tegangan pada RE. Dengan nilai RE kecil, sehingga tegangan mendakati nol.
Di samping tegangan pada RE, pada Q3 terdapat penurunan VBE yang
mengurangi kepatuhan ac lebih lanjut.
Untuk mendapatkan keluaran gelombang penuh, maka diperlukan lagi
penguatan transistor yang kedua dan transistor yang kedua tersebut mengisi
setengah siklus yang hilang. Dengan kata lain dua transistor yang bekerja
dengan kelas B tersebut membentuk sebuah penguat dorong tarik, satu
transistor memperkuat setengah siklus yang positif dan yang lainnya
memperkuat siklus yang negatif (Malvino, 1986:294)
B. IC Op Amp
IC Op Amp adalah suatu penguat gandeng langsung (direct coupled)
dengan perolehan tinggi yang mempunyai impedansi masukan tinggi dan
impedansi keluaran rendah. Istilah operasional menunjukkan bahwa
penambahan komponen luar yang sesuai dapat dikonfigurasikan untuk
melakukan berbagai operasi, seperti penambahan, pengurangan, perkalian,
integarsi dan diferensial.
IC Op Amp dikemas dalam sebuah chip silikon kecil, disimbolkan
dalam bentuk segitiga yang mempunyai dua terminal, yaitu input membalik (–
) atau inverting dan input tak membalik atau non inverting (+), satu terminal
output dan dua pencatu daya, satu dihubungkan dengan polaritas positif dan
satunya terhubung dengan polaritas negatif. Seperti terlihat pada gambar 9
masing–masing dicatu terhadap ground. Tegangan positif V+ merupakan
tegangan positif terhadap ground dan tegangan negatif V– adalah tegangan
lebih negatif terhadap ground. Karena isyarat keluaran bisa berharga positif
dan negatif maka Op Amp memerlukan catu daya dengan dua polaritas yang
sama besar dan simetrik terhadap ground.
4 V–
1 5
6 output
2 – in
3 + in
7 V+
Offset null
1 8 2 7 3 6 4 5
Null – in
+ in
V –
NC V +
Output
Null
a b
Gambar 9. IC (Integrated Circuit). (a) Simbol Penguat Operasional (b) Konstruksi pin sebuah penguat operasional
(Thomas S, 2002: 100)
Masukan Op Amp yang berlabel inverting (–) dan non inverting (+)
merupakan masukan beadaan (difference input). Umumnya sinyal masukan
diberikan ke salah satu masukan. Adapun masukan yang lain digunakan untuk
mengendalikan karakteristik komponen. Penguatan antara keluaran dan
masukan inverting adalah negatif (membalik polaritas) sedangkan pengutan
antara keluaran dan masukan non inverting adalah positif (tak membalik
polaritas).
Pin offset null digunakan untuk menghilangkan tegangan ingsutan
(offset) ke keluaran akibat ketidak sepadanan transistor pada penguat keadaan
masukan. Dengan menghubungkan kedua pin null ke ujung potensiometer,
sementara lengan potensiometer yang lain dihubungkan ke catu V– diatur
untuk menghilangkan tegangan ingsutan tersebut (Thomas S, 2002: 101).
a. Penguat tak membalik (non inverting)
Susunan seperti gambar 10 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 penyusunannyapun dapat dilihat bahwa
sinyal masukan dihubungkan ke masukan non inverting, sehingga sinyal
keluaran mempunyai fase yang sama dengan sinyal masukan.
Gambar 10. Penguat non inverting
(Thomas S, 2002: 105)
Diasumsikan bahwa untai masukan diferensial adalah ideal, maka
tegangan pada masukan inverting sama dengan tegangan masukan non
inverting. Karena tegangan pada masukan inverting adalah sama dengan
tegangan sinyal masukan Vi. Resistan masukan Op Amp sangat tinggi
sehingga arus masukan Op Amp mendekati nol. Jadi arus pada R1 sama
dengan arus pada R2 yaitu: I1 = I2 atau
F
i
in
i
RVVo
RV −= .......................................................................... (7)
Seperti terlihat dalam gambar 10 di atas rangkaian non inverting
tegangan keluaran akan sefase dengan tegangan masukan pada rangkaian.
Besarnya penguatan pada penguat tak membalik (non inverting)
ditentukan dari perbandingan besarnya harga R1 dan R2. Resistor-resisitor
R1 dan R2 membentuk jaringan pembagi resistif untuk memberikan
tegangan umpan balik (VA) yang diperlukan pada masukan membalik.
Tegangan umpan balik (VA) dibentuk pada R1. Karena tegangan pada
masukan membalik cenderung menyamai masukan tak membalik maka:
VO
VO
RF
Rin
VIN = VA .............................................................................. (8)
Karena VIN = VA; penguatan tahapan dapat dinyatakan sebagai
A
outV V
VA = ............................................................................. (9)
Besarnya VA ditentukan oleh perbandingan resistansi R1 dan R2
maka
outA VRR
RV
21
1
+= ................................................................. (10)
Jika persamaan di atas disusun kembali sehingga tegangan ada
pada satu sisi hasilnya adalah
Fin
in
out
A
RRR
VV
+= ................................................................... (11)
inF
in
A
out
RRR
VV
+= ................................................................... (12)
1+=in
F
A
out
RR
VV
....................................................................... (13)
Rumus penguatan tahapan adalah
A
outV V
VA = ............................................................................. (14)
maka,
1+=in
FV R
RA ......................................................................... (15)
Tegangan keluaran dapat dihitung dari
inin
Fout V
RR
V
+= 1 ................................................................. (16)
b. Penguat membalik (inverting)
Berbeda dengan penguat sebelumnya yaitu penguat tak membalik
(non inverting), penguat membalik (inverting) ini tegangan keluarannya,
Vo mempunyai polaritas yang berlawanan seperti tegangan masukan.
Penguat membalik dapat dilihat seperti pada gambar 11 di bawah ini.
Gambar 11. Penguat membalik (inverting)
(Thomas S, 2002: 110)
Pada penguat membalik (inverting) penguatan tegangan rangkaian
ditentukan menurut
in
outV V
VA = ............................................................................ (17)
Sedangkan faktor penguatan, untuk penguat membalik dinyatakan
dengan persamaan
in
FV R
RA −= .......................................................................... (18)
Tegangan keluaran didapat dengan jalan mengalikan tegangan
masukan yang diketahui dengan faktor penguatan, yaitu sebesar
Vo Vi
inin
FinVout V
RR
VAV −−= atau )( ................................................ (19)
Tanda minus diabaikan dalam perhitungan dan hanya
menunjukkan bahwa keluaran berlawanan fasa terhadap masukannya.
c. IC Op Amp 741
Op Amp 741 adalah sebuah komponen elektronika monolitik penampilan
tinggi yang menggunakan proses epitaksial fairchild (Herman, 1992: 346).
IC Op Amp 741 merupakan sebuah IC yang di dalamnya terkemas sebuah
rangkaian diferensial. Data sheet dari IC Op Amp 741 dapat dilihat di
halaman lampiran.
Gambar (12) Penguat diferensial di dalam kemasan IC Op Amp 741 (Malvino, 1986: 414)
Dari gambar tersebut terlihat bahwa konfigurasi dari transistor–
transistor PNP (Q1 dan Q2) adalah sebagai masukan yang merupakan
rangkaian diferensial. Keluaran dari penguat diferensial (kolektor Q2)
menjalankan pengikut emitor (Q5). Sinyal keluar dari Q5 masuk ke Q6 yang
merupakan pengerak kelas B. Tanda plus (+) menunjukkan bahwa terhubung
dengan VCC. Demikian halnya dengan tanda minus (–) terhubung dengan VEE.
Tahapan yang terakhir adalah pengikut emitor dorong tarik (Q9 dan Q10) kelas
B. Karena menggunakan catu tegangan seimbang, maka keluaran tenangnya
adalah 0 V apabila tegangan masukannya nol (Malvino, 1986: 413–414).
C. Respon Frekuensi Pada Penguat Audio
Frekuensi yang dapat didengar oleh manusia (audible), dan biasa
disebut sebagai frekuensi audio adalah antara 20 Hz sampai 20 KHz.
Frekuensi (Hz)
5 1K 50 100 500 5K 10K 50K 100K 10
- 30
- 20
- 10
10
20
0
AV
(dB)
Gambar 13. Kurva tanggapan frekuensi penguat daya (Paul B, 1986: 210)
Walaupun demikian rata–rata manusia hanya mampu mendengarkan
lebih jelas pada frekuensi antara 30 Hz sampai dengan 15 KHz. Sebuah
penguat audio yang baik mampu menghasilkan penguatan yang baik
sepanjang spektrum frekuensi antara 30 Hz samapai sampai dengan 15 KHz.
Sebuah penguat audio yang baik mampu menghasilkan penguatan yang baik
sepanjang spektrum frekuensi audio dengan penguatan yang sama. Suatu
karakter yang baik dari penguat audio adalah tanggapan frekuensi (frequency
respon) yang sesuai dengan spektrum frekuensi audio. Cara menguji
tanggapan frekuensi suatu penguat audio dengan melakukan sweeping
sepanjang spektrum frekuensi audio. Dalam pengujian ini penguat audio
diberi masukan (input) isyarat dari audio generator dengan nilai frekuensi
yang diubah–ubah sepanjang spektrum penguat audio. Keluaran seharusnya
yang dihasilkan adalah penguat yang merata sepanjang lebar pita (band width)
penguat audio antara 20 Hz sampai dengan 20 KHz. (Paul B, 1986: 209)
D. Kerangka Berfikir
Berdasarkan teori–teori di atas maka dapat disusun suatu perencanaan
penguat daya sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai
penguat depan. Pertama dibutuhkan penguat diferensial sebagai penguat depan
yang akan menguatkan isyarat masukan, dimana rangkaian diferensial ini
sudah terpaket dalam IC Op Amp 741. Output dari penguat depan ini langsung
diumpankan ke kemudi dan selanjutnya dari kemudi akan diumpankan ke
penguat akhir (final amplifier).
Untuk mencatu penguat daya audio tersebut dibutuhkan pencatu daya
imbang (balance), dimana catu daya ini terdiri dari positif (+), negatif (–) dan
ground (0). Sistem ini merupakan sistem pencatu daya untuk sistem OCL.
Input Penguat OP AMP
741
Penguat Kemudi
1
Penguat Akhir 1
Penguat Kemudi
2
Penguat Akhir 2
Output
Feedback
Gambar 14. Diagram blok rangkaian penguat audio sistem OCL dengan menggunakan IC OP AMP 741 sebagai penguat depan.
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Metode Penelitian
Sebelum kegiatan penelitian dilakukan, dibuat rancangan penelitian
terlebih dahulu, dengan menggunakan sebuah metode penelitian.
Metode yang dipilih adalah eksperimen, dimana metode penelitian
dengan eksperimen adalah penelitian dengan memanipulasi suatu variabel
yang sengaja dilakukan untuk melihat efek yang terjadi dari tindakan tersebut
(Sudjana, 1989:29)
Pada penelitian dengan metode eksperimen ini digunakan pola
penelitian the one shoot case study dimana perlakuan atau treatment hanya
satu kali kemudian dilakukan pengukuran terhadap alat. Eksperimen one shoot
case study merupakan penelitian yang tidak memerlukan pembanding, yang
artinya bahwa eksperimen ini diberi perlakuan kemudian dilakukan
pengukuran terhadap alat. Metode tersebut memiliki pola X-O, dimana X
adalah kelompok perlakuan dan O adalah kelompok pengujian (test akhir).
Setelah itu dilakukan pengukuran dan analisis.
X O
Pembuatan penguat daya audio Pengujian hasil pembuatan
penguat audio
B. Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data yang digunakan dalam penelitian ini adalah
metode observasi, yaitu mengadakan pengamatan secara langsung terhadap
unit eksperimen. Data-data yang dibutuhkan sebagai sumber analisis
dikumpulkan dengan cara melakukan pengukuran terhadap unit eksperimen.
Pada penelitian ini dilakukan pengukuran tegangan pada catu daya dan
penguatan tegangan pada penguat daya audio
C. Langkah-langkah Penelitian
Langkah–langkah penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:
1. Pembuatan penguat audio
Dalam pembuatan penguat audio ini meliputi pembuatan
rangkaian, merancang lay out, dan memasang komponen yang diperlukan
sehingga menjadi rangkaian penguat daya audio yang jadi dan siap
dioperasikan.
2. Pengukuran penguat audio
Pengukuran dilakukan untuk mengetahui besarnya tegangan pada
input maupun output dari rangkaian, bentuk gelombang serta besarnya
tegangan dari catu daya.
1. Pembuatan Penguat Daya Audio
a. Penguat depan dengan menerapkan IC Op Amp 741
IC Op Amp 741 difungsikan sebagai penguat depan dari
rangkaian penguat daya. Rangakaian penguat depan dirangkai sebagai
penguat tak membalik (not inverting) yang dapat dilihat pada gambar
berikut ini.
Gambar 15. Penerapan IC OP Amp 741 sebagai penguat depan
b. Rangkaian Akhir (final)
Rangkaian akhir (final) ini merupakan penguat kelas B. Jika
isyarat masukan diumpankan ke basis akan menggerakkan transistor
dalam fasa yang berlawanan, bagian positif dari isyarat masukan akan
segera mematikan salah satu transistor Q2 (lihat gambar 2 ), dan hanya
transistor yang satunya akan mencatukan arus ke dalam pengeras suara
(RL). Pada setengah siklus negatif dari siklus masukan, Q1 (lihat
gambar 2) akan terpadamkan, dan akan menarik arus dari pengeras
suara dalam arah yang terbalik.
Dalam perencanaan rangkaian akhir (final) dirangkai seperti
dalam gambar 16 berikut.
Gambar 16. Rangkaian penguat akhir (final)
Secara keseluruhan rangkaian penguat daya audio sistem OCL
dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat depan adalah
sebagai berikut:
Gambar 17. Rangkaian lengkap dari penguat daya audio
Speaker
Besar nilai penguatannya adalah 1+=IN
F
RR
A . Dari rangkaian
di atas nilai RF adalah 56 KΩ, dan nilai RIN adalah 2.2 KΩ maka:
1200.2000.56 +=A
145.25 +=A
45.26=A kali
Dari perhitungan di atas besar penguatan yang terjadi pada
rangkaian adalah 26.45 kali.
c. Catu Daya
Catu daya yang digunakan untuk mencatu rangkaian penguat
ini adalah catu daya seimbang yaitu dengan tiga tegangan: positif,
negatif dan nol. Tegangan yang diperlukan untuk menyuplai penguat
akhir adalah + 25 V DC, – 25 V DC dan 0. Sedangkan untuk penguat
depan diperoleh dari dua IC regulator 7812 dan 7912 yang akan
mengeluarkan tegangan + 12 V DC, 0, dan -12 V DC.
Catu daya ini dirancang untuk memberikan tegangan pada
rangkaian penguat daya audio sistem OCL sesuai dengan kebutuhan
penguat tersebut. Arus dari catu daya ditentukan oleh besarnya arus
transformator yang digunakan. Dalam perencanaan ini digunakan
transformator yang memiliki arus sekunder sebesar 5 amper. Untuk
mendapatkan catu daya imbang digunakan transformator yang
memiliki CT (center tap), dengan menggunakan empat buah dioda
yang mampu dialiri arus 5 amper terpasang secara jembatan (bridge)
IC 7812
IC 7912
18 V
18 V
C T
22 0 V
0
68 00 uF
68 00 uF
10 00 uF
10 00 uF
+ 2 5 V D C
- 25 V D C
-12 V D C
+1 2 V D C
1
2
3
2
1
3
dan empat buah buah kapasitor elektrolit, serta IC regulator 7812 dan
7912. Tegangan yang dibutuhkan adalah 25 V DC, maka tegangan
sekunder trafo adalah 17,8 V AC. Pada trafo memakai tegangan 18 V
AC. Rangkaian catu daya dapat dilihat dalam gambar 18 berikut.
Gambar 18. Catu daya seimbang
d. Perakitan komponen
Langkah–langkah pembuatan untuk mewujudkan sebuah
penguat audio sistem OCL adalah:
1). Pembuatan PCB (Printed Circuit Board) dan perakitan
Langkah-langkah untuk pembuatan PCB adalah sebagai
berikut:
a). Pembuatan lay out PCB, jalur PCB dan pengeboran PCB
b). Pelarutan CCB (Coper Clad Board)
c). Pemasangan komponen
a). Pembuatan lay out PCB, jalur PCB dan pengeboran PCB
Bahan baku PCB adalah pertinaks yang dilapisi dengan
tembaga tipis. Lapisan tembaga ini berfungsi untuk menghantar
antar komponen. Tahapan pembuatan jalur PCB adalah sebagai
berikut:
Proses pertama pembuatan PCB adalah mempersiapkan
lay out, yaitu merupakan susunan tata letak komponen yang
akan dicetak di atas lembaran CCB. Pembuatan lay out
rangkaian adalah dengan menggunakan program PCB desainer,
dimana tinggal dihubungkan tiap-tiap komponen yang ada,
setelah semua terhubung sesuai dengan rangkaian maka secara
otomatis program akan membuat sendiri jalur-jalurnya
rangkaian yang dibuat. Langkah selanjutnya adalah dengan
menggambar lay out tersebut pada CCB dengan cara disablon
b). Pelarutan CCB
Setelah selesai disablon langkah selanjutnya adalah
pelarutan CCB pada larutan (Ferri Chlorida) FeCl3 yang
berfungsi sebagai penghilang lapisan tembaga yang tidak
digunakan. Setelah lapisan tembaga yang tidak digunakan
hilang CCB dicuci bersih dan dibor.
c). Pemasangan Komponen
Langkah selanjutnya adalah pemasangan komponen
sesuai dengan tata letak komponen masing-masing. Perlu
diperhatiakan adalah memasang komponen IC jangan sampai
terbalik kaki-kakinya karena akan berakibat fatal. Setelah dicek
dengan benar maka komponen dapat disolder.
2). Pemasangan pada bok
Bok ini menggunakan bok kosong yang banyak tersedia di
pasaran. Untuk komponen yang langsung dipasang pada bok, ditata
sedemikian rupa sehingga rapi sehingga PCB yang sudah jadi juga
dipasangkan di dalam bok tersebut.
2. Pengukuran dan Pengujian Penguat Daya Audio Sistem OCL
Rangkaian penguat daya audio sistem OCL diuji dengan mengukur
besaran listriknya. Pengujian dilakukan dengan memberikan masukan
makasimal sehingga menghasilkan keluaran yang tidak cacat. Bentuk
gelombang cacat dapat diamati pada osciloscope, dan dapat dilihat pada
halaman lampiran.
Tujuan dilakukan pengukuran adalah untuk mengetahui proses
yang terjadi di dalam rangkaian yang ditunjukkan dengan besaran
tegangan dan bentuk gelombang output dari penguat audio. Hasil
pengukuran diharapkan dapat menjelaskan prinsip kerja rangkaian dan
membuktikan kebenaran rangkaian sesuai dengan perencanaan.
Pengukuran dilakukan pada frekuensi audio yaitu 20 Hz sampai dengan 20
KHz. Instrumen alat ukur yang digunakan dalam pengukuran adalah:
a. Multimeter digital
Merk : HIOKI tipe 3200DMM
Batas ukur tegangan : 0 mV- 1000V
Batas ukur arus : 0,25mA – 500 mA
Impedansi masukan : 1 MΩ
b. Osciloscope
Merk : GW INSTEK GRS 6052
Impedansi input : 1MΩ // 25 pF
Volt/div : 20 V – 1mV Volt/Div
Time/div : 100 s – 0.2 µs Time/Div
c. Audio Frekuensi Generator (AFG)
Merk : LODESTAR AG 260 1A
Output : 0 Hz- 1 MHz
Tipe gelombang output : sinus dan kotak
1). Pengukuran Rangkaian Catu Daya
Pada perencanaan telah disebutkan bahwa tegangan yang
diperlukan untuk mencatu rangkaian adalah + 25 V DC, 0, dan –
25 V DC. Pengukuran tegangan pada catu daya dilakukan pada
titik primer transformator, sekunder transformator, kondensator
keluaran serta output dari kedua IC regulator 7812 dan 7912. Hasil
pengukuran dimasukkan dalam tabel pengukuran catu daya di
bawah ini.
Tabel 1. Hasil pengukuran catu daya AC
Pengukuran Masukan (Volt)
Keluaran (Volt)
Tegangan pada transformator
Tabel 2. Hasil pengukuran catu daya DC
No Pengukuran Masukan (Volt)
Keluaran (Volt)
1 2 3
Tegangan pada keluaran (kondensator) Tegangan pada output IC 7812 Tegangan pada output IC 7812
2). Pengukuran penguatan tegangan rangkaian penguat daya audio
Dalam perencanaan rangkaian penguat daya audio sistem
OCL ini dibuat dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai
penguat depannya bertujuan untuk mendapatkan penguatan
tegangan yang stabil pada frekuensi audio 20 Hz sampai dengan 20
KHz. Pengukuran dilakukan sesuai dengan diagram blok seperti
pada gambar 19 berikut.
Gambar 19. Diagram blok pengukuran penguatan tegangan
Pengukuran penguatan tegangan dilakukan sesuai dengan
langkah berikut:
a). Output AFG pada posisi gelombang sinus diatur pada posisi
minimum. Kemudian frekuensi diatur pada kedudukan 1 KHz
dan dihubungkan pada input penguat audio pada posisi
pengatur volume terbuka penuh atau maksimum. Tegangan
AFG Penguat Daya Osciloscope
input pada AFG dinaikkan secara perlahan–lahan hingga
dihasilkan isyarat penguat daya audio maksimum tepat pada
titik isyarat mendekati cacat. Bentuk isyarat cacat dapat diamati
pada osciloscop dan dapat dilihat pada lampiran. Ini merupakan
isyarat maksimum yang mampu dihasilkan oleh sebuah
penguat daya audio pada kondisi volume maksimum. Setelah
didapatkan nilai Vi yang konstan, hasil pengukuran dicatat
dalam tabel yang terdiri dari data isyarat input dan output dari
penguat daya audio.
Tabel 3. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio
Step Frekuensi (Hz)
Sinyal output (Vo)
(Volt)
Gain (Vo/Vi)
Gain (dB)
Keterangan
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 1 5 2 10 3 15 4 20 5 60 6 120 7 180 8 300 9 500 10 700 11 800 12 1000 13 2000 14 3000 15 4000 16 5000 17 6000 18 7000 19 8000 20 9000 21 10000 22 12000 23 14000
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi adalah tetap
(1) (2) (3) (4) (5) (6) 24 16000 25 18000 26 20000 27 25000 28 30000 29 35000 30 50000 31 60000 32 80000 33 100000 34 200000 35 220000 36 240000 37 300000 38 400000 39 800000
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi adalah tetap
b). Nilai gain dihitung untuk mendapatkan karaktersitik penguatan
dari penguat daya audio yang dihitung berdasarkan
perbandingan antara isyarat output dengan isyarat input. Nilai
gain diubah dalam bentuk satuan dB (decibel), berdasarkan
rumus gain sebagai berikut.
)(log20 dBVV
Ain
outV = ....................................................... (20)
Av = penguatan tegangan (dB)
Vout = tegangan uotput penguat daya audio
Vin = tegangan input penguat daya audio
3. Kalibrasi Alat Ukur
Kalibrasi merupakan penunjukan suatu instrumen atau keluaran
dibandingkan dengan standar yang tekenal.
1). Kalibrasi Osciloscope Internal
a. Menghubungkan vertikal input osciloscope dengan sumber isyarat
pada osciloscope dengan nilai 0.5 Vpp 1KHz
b. Voll/div, pada posisi selanjutnya selanjutnya gain vertikal input
diatur hingga didapatkan tampilan isyarat setinggi 1 kotak pada
monitor osciloscope.
2). Kalibrasi Eksternal osciloscope
Langkah–langkah kalibrasi eksternal osciloscope adalah
sebagai berikut:
a. Mempersiapkan AFG, osciloscope dan kabel penghubung
b. Mengatur AFG pada frekuensi 1 KHz dengan nilai tegangan 0,5
volt AC dengan bentuk gelombang sinus.
c. Mengatur output AFG ke input vertikal osciloscope, sehingga pada
layar terlihat gambar isyarat sinus sebesar 1,414 kotak (dengan
mengatur variabel volt/div).
d. Setelah didaptkan gambar sinus sebesar 1,414 kotak, variabel
volt/div tidak boleh diubah lagi, karena osciloscope telah
terkalibrasi.
e. Berdasarkan kalibrasi dan pengecekan alat ukur yang telah
dilakukan, alat tersebut layak dan memenuhi syarat untuk
digunakan sebagai alat uji.
3). Kalibrasi AFG
Kalibrasi AFG dilakukan dengan bepedoman pada
perbandingan frekuensi AFG sebagai Fx (frekuensi tak diketahui) dan
dibandingkan dengan frekuensi internal osciloscope 50 Hz.
c. Output AFG dihubungkan vertikal osciloscope
d. Switch osciloscope phase display pada posisi on, kemudian
display mode pada posisi X
e. Kemudian frekuensi tak diketahui dari AFG dibandingkan dengan
internal osciloscope 50 Hz
f. Gambar tampilan lissajous pada osciloscope kemudian dihitung
dengan berdasarkan perbandinganrumus sebagai berikut:
HzTT
FV
HX = ....................................................................... (22)
Fx = frekuensi AFG (Hz)
F = frekuensi internal osciloscope(Hz)
TH = garis horizontal lissajous
TV = garis vertikal lissajous
Kemudian perbandingan frekuensi dicatat berdasarkan frekuensi
perhitungan dan frekuensi yang tertera pada AFG, selanjutnya
frekuensi sesungguhnya dari frekuensi yang tertera pada AFG
dijadikan dalam menentukan sampel frekuensi yang digunakan.
D. Teknik Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis secara teoritis dengan menggunakan
pendekatan teoritis yang melandasinya. Teknik analisis yang digunakan adalah
deskriptif kualitatif yaitu mengamati langsung hasil penelitian dan selanjutnya
menyimpulkan (Suharsimi Arikunto, 1996: 243). Analisis kualitatif bersifat
deskriptif memberi gambaran keadaan atau fenomena secara jelas terhadap
hasil pengamatan dalam penelitian.
Dalam penelitian ini data yang dihasilkan berupa grafik tanggapan
frekuensi penguat daya audio. Gambar grafik tersebut kemudian dibandingkan
dengan grafik ideal (seperti dalam landasan teori), untuk mengetahui apakah
penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai
penguat depan sudah memiliki karakteristik yang ideal.
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Penelitian
1. Pengukuran bagian catu daya (power supply)
Pengukuran ini dilakukan untuk mengetahui tegangan masukan
dari jala-jala AC yang masuk ke transformator serta tegangan keluaran
dari transformator penurun tegangan (step down) yang dipergunakan untuk
menyuplai rangkaian penguat daya audio.
Pada perencanaan dijelaskan bahwa tegangan DC yang diperlukan
untuk mencatu rangkaian penguat daya audio ini adalah 25 V; 0; 25 V
serta 12 V; 0; 12 V untuk mencatu IC OP Amp 741.
Tabel 4. Hasil pengukuran catu daya AC
Pengukuran Masukan
(Volt)
Keluaran
(Volt)
Tegangan pada transformator
218 18; 0; 18
Tabel 5. Hasil pengukuran catu daya DC
No Pengukuran Masukan AC
(Volt)
Keluaran
(Volt)
(1) (2) (3) (4) 1
Tegangan pada keluaran (kondensator)
18; 0; 18
+ 25.8; 0; - 25.8
(1)
(2)
(3)
(4)
2
3
Tegangan pada output IC 7812 Tegangan pada output IC 7912
+ 25.8
- 25.8
+ 11.9
- 12.2
Hasil pengukuran di atas diperoleh tegangan 218 volt pada bagian
primer transformator yang merupakan tegangan dari jala-jala AC.
Penurunan tegangan ini disebabkan oleh jaringan dan juga kualitas dari
alat ukur. Tegangan AC pada transformator yang terukur 18 V; 0; 18 V
diukur dari terminal sekunder transformator 18 V; CT; 18 V. Pada
pengukuran catu daya DC diperoleh tegangan + 25.8 V; 0; - 25.8 V.
Tegangan ini digunakan untuk menyuplai penguat akhir. Penggunaan IC
regulator 7812 dan 7912 digunakan untuk menyuplai penguat depan (IC
OP Amp 741). Penggunaan IC regulator ini dimaksudkan agar tegangan
yang masuk ke penguat depan (IC OP Amp 741) benar-benar stabil. Dari
tabel pengukuran catu daya DC output dari IC 7812 sebesar + 11.9 V,
sedangkan pada output IC 7912 sebesar 12.2 V. Perbedaan tegangan antara
nominal yang tertera pada IC regulator dengan pengukuran disebabkan
karena kualitas dari komponen dan kualitas dari alat ukur.
2. Pengukuran penguatan tegangan rangkaian penguat daya audio
Tabel 6. Pengamatan penguatan tegangan penguat daya audio
No Frekuensi (Hz)
Sinyal output (Vo)
(Volt)
Gain (Vo/Vi)
Gain(dB) Keterangan
1 5 12 13.33 22.49 2 10 12 13.33 22.49 3 15 17 18.89 25.52 4 20 22 24.44 27.76 5 60 22 24.44 27.76 6 120 22 24.44 27.76 7 180 22 24.44 27.76 8 300 22 24.44 27.76 9 500 22 24.44 27.76 10 700 22 24.44 27.76 11 800 22 24.44 27.76 12 1000 22 24.44 27.76 13 2000 22 24.44 27.76 14 3000 22 24.44 27.76 15 4000 22 24.44 27.76 16 5000 22 24.44 27.76 17 6000 22 24.44 27.76 18 7000 22 24.44 27.76 19 8000 22 24.44 27.76 20 9000 22 24.44 27.76 21 10000 22 24.44 27.76 22 12000 22 24.44 27.76 23 14000 22 24.44 27.76 24 16000 22 24.44 27.76 25 18000 22 24.44 27.76 26 20000 22 24.44 27.76 27 25000 21.5 23.89 27.56 28 30000 21.5 23.89 27.56 29 35000 21.5 23.89 27.56 30 50000 21 23.33 27.36 31 60000 21 23.33 27.36 32 80000 21 23.33 27.36 33 100000 21 23.33 27.36 34 200000 20 22.22 26.93 35 220000 18 20 26.02 36 240000 17 18.89 25.52
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi sebesar 0.9 Volt
No Frekuensi (Hz)
Sinyal output (Vo)
(Volt)
Gain (Vo/Vi)
Gain(dB) Keterangan
37 300000 13 14.44 23.19 38 400000 8 8.89 18.97 39 800000 1 1.1 0.90
Nilai Vi pada masing-masing frekuensi sebesar 0.9 Volt
Dari data pada tabel, besarnya gain atau penguatan tegangan
(Vo/Vi) pada pada frekuensi 20 Hz sampai dengan 20 KHz sama, yaitu
24.44 kali. Pada frekuensi 15 Hz besarnya penguatan adalah 18.89 kali.
Sedangkan pada frekuensi 10 Hz dan 5 penguatan turun menjadi 13.33
kali. Demikian halnya penurunan penguatan terjadi pada frekuensi di atas
20 KHz yaitu pada frekuensi 25 KHz, 30 KHz, dan 35 KHz penguatan
sebesar 23.89 kali. Semakin tinggi frekuensi yang diberikan terjadi
penurunan penguatan sampai pada frekuensi 800KHz, besarnya penguatan
adalah 1.1 kali. Besarnya penguatan tegangan (Vo/Vi) dapat digambarkan
dengan sebuah grafik penguatan tegangan yang dapat dilihat pada
lampiran 1. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa pada spektrum
frekuensi audio (20 Hz – 20 KHz) memiliki penguatan yang sama sebesar
24.44 kali dan mulai menurun pada frekuensi di bawah 20 Hz dan diatas
20 KHz.
Dengan menggunakan persamaan (20), besarnya penguatan
tegangan dapat dinyatakan dengan satuan deci Bell (dB). Sebagai contoh
pada frekuensi 20 Hz. Besarnya gain (penguatan tegangan) dapat dihitung
sebagai berikut:
i
O)( V
Vlog 20=dBVA
Av(dB) = 20 log 24.44
= 27.76 dB
Dengan cara yang sama dapat diperoleh nilai gain dalam satuan dB
pada tiap frekuensi, seperti terlihat pada tabel di atas. Karena nilai
i
O
VV
pada frekuensi 20 Hz – 20 KHz sama maka besarnya gain pada tiap
frekuensi juga sama yaitu 27.76 dB. Terjadi penurunan gain pada
frekuensi di bawah 20 Hz yaitu pada frekuensi 15 Hz besarnya gain adalah
25.52 dB, dan pada frekuensi 10 Hz dan 5 Hz besarnya gain adalah 22.49
dB. Pada frekuensi 25 KHz , 30 KHz dan 35 KHz gain menjadi 27.56 dB.
Pada frekuensi 800 KHz gain turun menjadi 0.9 dB. Dengan nilai-nilai
tersebut dapat digambarkan grafik tanggapan frekuensi seperti terlihat
pada lampiran 2. Bentuk-bentuk gelombang output dari penguat audio
dapat dilihat pada lampiran 3
B. Pembahasan Dari hasil pengamatan pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz),
besarnya penguatan adalah 24.44 kali. Sedangkan pada perhitungan penguat
audio mampu menguatkan sebesar 26.45 kali. Terdapat selisih penguatan
sebesar 26.45 - 24.44 = 2.01 kali. Dari perbedaan tersebut, antara perhitungan
dan pengukuran dapat dicari persen kesalahannya sebagai berikut:
100% xN
Nn −=
dengan:
% = Persen kesalahan pengukuran
n = Nilai yang diperoleh dari hasil pengukuran
N = Nilai yang diperoleh dari hasil perhitungan
Dengan persamaan tersebut besarnya persen kesalahan pengukuran
adalah
10044.24
44.2445.26% x
−=
= 8.22 %
Perbedaan antara pengukuran dan perhitungan yang terjadi
dikarenakan beberapa hal, antara lain: pada perhitungan tidak diketahui
hambatan yang terdapat pada jalur rangkaiannya, sedangkan pada
kenyataannya jalur rangkaian pada PCB juga memiliki nilai hambatan selain
itu hambatan yang terdapat pada alat ukur juga akan mempengaruhi hasil dari
pengukuran. Kualitas dari komponen serta kualitas dari alat ukur yang
digunakan juga berpengaruh terhadap hasil pengukuran yang diperoleh. Hal
inilah yang menyebabkan nilai pengukuran lebih kecil dari nilai perhitungan,
dengan ditunjukkan persen kesalahan sebesar 8.22 %.
Besarnya daya beban maksimum yang dihasilkan dari penguat daya
audio dapat dihitung dengan persamaan
LmaksL R
PPP
8
2
)( =
Besarnya nilai PP adalah 2 VCC . Dalam hal ini nilai VCC adalah sama dengan
nilai yang terukur pada catu daya ke penguat akhir yaitu sebesar 25.8 V. Jadi
besarnya PP adalah 51.6 V. Besarnya RL sama dengan impedansi dari speaker
yang digunakan yaitu 8 Ω. Dengan persamaan di atas dan harga PP maupun
RL yang sudah didapat maka nilai PL adalah
8.86,51 2
)( =maksLP
6456.2662
)( =maksLP
= 41.60 watt
Karakteristik terpenting dari penguat audio adalah tanggapan
frekuensi, yang dinyatakan dengan sebuah grafik tanggapan frekuensi.
Berdasar pada data penelitian ditunjukkan sebuah penguat daya audio dengan
karakteristik yang baik, yaitu pada frekuensi audio (20 Hz – 20.000 Hz)
memiliki penguatan yang sama atau merata. Pada frekuensi di bawah 20 Hz
mulai terjadi penurunan penguatan. Demikian halnya dengan frekuensi di atas
20 KHz juga terjadi penurunan penguatan. Hal ini dapat dilihat berdasarkan
pada bentuk grafik tanggapan frekuensi merupakan garis lurus sejajar dengan
sumbu X (frekuensi) pada frekuensi audio (20 Hz – 20KHz) dan pada
frekuensi di bawah 20 Hz maupun di atas 20 KHz terjadi penurunan. Dari
gambar tersebut dapat dilihat bahwa grafik tanggapan frekuensi penguat daya
audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741 sebagai penguat
depan sesuai dengan grafik tanggapan frekuensi pada landasan teori (gambar
12).
Hasil tesebut sesuai dengan pendapat Paul B (1986: 210) bahwa
penguat audio yang baik adalah sebuah penguat yang menghasilkan
penguatan tegangan yang sama pada spektrum audio. Spektrum audio tersebut
merupakan frekuensi suara yang dapat didengar oleh telinga manusia yaitu
antara frekuensi 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan Dari hasil penelitian dan pembahasan maka dapat diambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741
sebagai penguat depan memiliki karakteristik yang baik, karena memiliki
tanggapan frekuensi yang merata pada spektrum frekuensi audio serta
memilki penguatan sebesar 24.44 kali atau 27.76 dB.
2. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC OP Amp 741
sebagai penguat depan masih mempunyai penguatan yang tinggi di ata
frekuensi audio yaitu sampai pada frekuensi 200 KHz, sehingga memiliki
bandwidth yang cukup lebar sebesar 25,9986 Hz (dengan frekuensi batas
bawah 14 Hz dan frekuensi batas atas 260 KHz).
B. Saran 1. Penguat daya audio sistem OCL dengan menerapkan IC Op Amp 741
sebagai penguat depan ini dengan penelitian lebih lanjut dapat digunakan
sebagai penguat alat instrumentasi lainnya.
2. Disarankan memasang heatsink yang cukup pada transistor TIP 3055 dan
2955 agar transistor tidak cepat rusak, karena panas yang dihasilkan cukup
besar.
DAFTAR PUSTAKA
Arikunto Suharsimi. 1993. Prosedur Penelitian. Jakarta: Penerbit Rineka Cipta.
Coughlin dan Driscoll. 1992. Penguat Operasional Dan Rangkaian Terpadu
Linier. (Alih Bahasa Herman Widodo S ). Jakarta: Gelora Aksara Pratama.
Malvino. 1999. Prinsip-Prinsip Elektronik. (Alih Bahasa: M Barmawi - M.O Tjia)Jakarta: Erlangga
. 1985. Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor. (Alih Bahasa: M Barmawi - M.O Tjia). Jakarta: Balai Pustaka
Sutrisno. 1987. Elektronika Teori Dasar dan Penerapannya Jilid 2. Bandung: ITB
Poerwadarminto. 1984. Kamus Umum Bahasa Indonesia. Jakarta: Balai Pustaka
Wasito, S 1994. Vademekum Elektronika. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama.
Widodo. Elektronika Dasar. 2002. Jakarta: Salemba Teknika
www.data sheetcatalog.com. down load tanggal 07 Maret 2005
www.ti.com/ sc/package. down load tanggal 07 Maret 2005
www.national.com. down load tanggal 07 Maret 2005
Zbar, Paul B. 1965. Electronic Instruments and Measurements. New York: Mc Graw Hill Book Company
.1986. Electricity-Electronics Fundamentals. New York: Mc Graw Hill
Book Company.
.1983. Basic Electronics A Text-Lab Manual. New York: Mc Graw Hill Book Company.