LA Modul 3 Elek

[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 (-  )	Vout(V)	Bentuk Gelombang
20 Ω	1,74 V	-2	-2,4
50 Ω	1,74 V	-5	-7,55 V
80 Ω	1,74 V	-8	-7,58 V

 

2. Komparator

V1(V)	V2(V)	Vout
3 V	1 V	-9,97 V
1 V	3 V	11,26 V

  

3. LPF-20dB

Frekuensi	Vin(V)	Vout(V)	Grafik Sinyal
100 Hz	1,74 V	1,464 V
500 Hz	1,74 V	0,513 V
1000 Hz	1,74 V	0,261 V

 

Sketch Grafik Bode Plot

 

 4. HPF 40dB

Frekuensi	Vin(V)	Vout(V)	Grafik Sinyal
100 Hz	1,74 V	0,535 V
500 Hz	1,74 V	1,584 V
1000 Hz	1,74 V	1,669 V

 

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

1. Inverting Amplifier

Inverting amplifier menggunakan Op-Amp untuk mengatur penguatan tegangan (voltage gain). Sinyal masukan dihubungkan ke terminal inverting (-), sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output diberikan umpan balik melalui resistor feedback (Rf) menuju input inverting. Karena impedansi input yang sangat tinggi, arus yang masuk ke terminal inverting praktis nol, sehingga arus yang mengalir melalui resistor input (Rin) sama dengan arus yang melalui Rf. Tegangan pada terminal inverting bernilai nol (virtual ground), sebab terminal non-inverting terhubung ke ground. Akibatnya, sinyal output akan berfasa terbalik 180° terhadap input: jika input bernilai positif, maka output bernilai negatif.

Gambar Rangkaian Inverting Amplifier

2. Koimparator Amplifer

Komparator adalah rangkaian berbasis op-amp yang berfungsi membandingkan dua tegangan pada inputnya, lalu menghasilkan output dalam bentuk logika digital (tinggi atau rendah). Prinsip kerjanya adalah:Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada input inverting (-), maka output berada pada kondisi saturasi positif (tegangan tinggi). Jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output berada pada kondisi saturasi negatif (tegangan rendah).

Gambar Rangkaian Komparator

3. Low Pass Filter (LPF)

Low Pass Filter adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi di bawah frekuensi cut-off, sementara sinyal dengan frekuensi di atasnya akan dilemahkan (diredam). Pada frekuensi di bawah cut-off, redaman hampir tidak ada, sedangkan pada frekuensi di atas cut-off, sinyal akan teredam cukup besar. Dengan kata lain, hanya sinyal frekuensi rendah yang dapat lolos melalui filter ini.

Gambar Rangkaian LPF -20dB

4. High Pass Filter (HPF)

High Pass Filter bekerja kebalikan dari LPF, yaitu hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut-off, sedangkan sinyal dengan frekuensi rendah akan diredam. Redaman pada frekuensi tinggi sangat kecil, sementara frekuensi rendah akan mengalami peredaman yang besar. Dengan demikian, hanya sinyal frekuensi tinggi yang dapat melewati filter ini.

Gambar Rangkaian HPF 40 dB

3. Video Percobaan [Kembali]

1. Video kondisi dengan asisten

2. Video percobaan modul

    a. Inverting Amplifier

    b. Komparator Amplifier

    c. Low Pass Filter -20dB

    d. High Pass Filter +40dB

4. Analisa[Kembali]

1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian Inverting Amplifier berdasarkan nilai percobaan.

Jawab : 

   Rangkaian Inverting Amplifier bekerja dengan prinsip bahwa tegangan output dibalik 180° terhadap input dan besarannya ditentukan oleh perbandingan resistor feedback 

$R_f$ terhadap resistor input $R_{in}$. Dari hasil percobaan terlihat bahwa semakin besar nilai $R_f$, maka semakin besar pula gain yang dihasilkan sehingga amplitudo output meningkat, namun tetap mengalami pembalikan fasa terhadap input. Hal ini sesuai dengan teori persamaan $V_{out}=-\frac{R_f}{R_{in}}\cdot V_{in}$, di mana tanda negatif menunjukkan adanya pembalikan fasa pada sinyal keluaran.

2. Apa yang terjadi jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi?

Jawab:

    Jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi, maka output komparator akan berada pada kondisi transisi atau tidak stabil. Hal ini terjadi karena komparator hanya membandingkan besar tegangan, sehingga perbedaan kecil antara kedua input dapat menyebabkan output tiba-tiba berubah ke tegangan saturasi positif (+Vcc) atau negatif (−Vcc). Dalam kondisi ideal saat kedua tegangan sama persis, output berada pada titik batas dan sangat sensitif terhadap gangguan atau noise, sehingga dapat beralih ke salah satu level saturasi.

3. Bagaimana perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran?

Jawab:

Hasil pengukuran secara umum sesuai dengan perhitungan. Pada Inverting Amplifier nilai gain dan $V_{out}$ sesuai teori, pada komparator output jenuh ke ±Vcc, sedangkan pada HPF dan LPF terlihat peredaman sinyal sesuai karakteristik filter. Perbedaan kecil antara teori dan praktik disebabkan toleransi komponen serta keterbatasan alat ukur.

4. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan hasil percobaan.

Jawab:

    Prinsip kerja Low Pass Filter (LPF) adalah melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah dan meredam sinyal dengan frekuensi tinggi. Berdasarkan hasil percobaan, ketika frekuensi input 100 Hz hingga 1000 Hz, keluaran masih dapat melewati filter meskipun amplitudonya turun drastis dari 5 V menjadi sekitar 11–13 mV. Hal ini menunjukkan bahwa LPF tetap melewatkan sinyal pada frekuensi rendah (100 Hz), dan semakin tinggi frekuensi (500 Hz hingga 1000 Hz), output semakin melemah akibat efek peredaman filter. Dengan demikian, hasil percobaan sesuai teori bahwa LPF berfungsi melewatkan frekuensi rendah dan menolak frekuensi tinggi.

5. Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan hasil percobaan.

Jawab:

    Hasil percobaan menunjukkan bahwa pada frekuensi 100 Hz keluaran HPF sangat kecil (≈1,7 mV dari 5 V), sedikit meningkat pada 500 Hz (≈2,1 mV), lalu kembali menurun pada 1000 Hz (≈1,7 mV). Hal ini menunjukkan bahwa sinyal frekuensi rendah teredam kuat dan frekuensi cut-off rangkaian berada jauh di atas 1000 Hz. Penurunan pada 1000 Hz terjadi karena pengaruh respon nyata rangkaian, seperti toleransi komponen, rugi-rugi, dan keterbatasan penguatan op-amp, sehingga amplitudo tidak terus naik idealnya. Hasil ini tetap sesuai dengan prinsip HPF yang melewatkan frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah.

5. Download File[Kembali]

Download Laporan Akhir (disini)

Download Video kondisi dengan asisten (disini)

Download percobaan 1 (inverting amplifier) (disini)

Download percobaan 2 (komparator amplifier) (disini)

Download percobaan 3 (LPF -20dB) (disini)

Download percobaan 4 (HPF +40dB) (disini)

Download datasheet resistor (disini)

Download datasheet Op-Amp LM741 (disini)