Laporan Akhir M3
JURNAL PRAKTIKUM OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER
Nama
: Fathurrahman Ahmadi
No BP
: 2410953003
Kelompok
: 22
Tanggal
Praktikum : 16 September 2025
Asisten
Praktikum : M. Alfredo Boyke
Nabila Rahmazia P
1. Inverting Amplifier
|
Rf(kΩ) |
Vi(V) |
Hitung Gain(−𝑅𝑓/𝑅𝑖𝑛) |
Vout |
Bentuk Gelombang |
|
20 |
5 V |
-2 |
-10 |
|
|
50 |
5 V |
-3 |
-25 |
|
|
80 |
5 V |
-8 |
-40 |
|
2. Komparator
|
V1 (V) |
V2(V) |
Vout |
|
3 |
1 |
-10 |
|
1 |
3 |
+10 |
3. LPF -20dB
|
Frekuensi |
Vin |
Vout |
Grafik sinyal |
|
100 Hz |
4.8mV |
9.3mV |
|
|
500 Hz |
5.1mV |
9.8mV |
|
|
1000 Hz |
5.4mV |
10.1mV |
|
4. HPF 40dB
|
Frekuensi |
Vin |
Vout |
Grafik sinyal |
|
100 Hz |
6mV |
1mV |
|
|
500 Hz |
6mV |
0.7mV |
|
|
1000 Hz |
5.9mV |
0.4mV |
|
1. Prinsip Kerja Operational Amplifier (Op-Amp)
Hasil percobaan
menunjukkan bahwa operational amplifier berfungsi untuk memperkuat sinyal
masukan sesuai dengan jenis konfigurasi rangkaiannya. Pada konfigurasi
inverting, output mengalami pembalikan fase sebesar 180° terhadap input,
sedangkan pada konfigurasi non-inverting, output memiliki fase yang sama dengan
input. Besarnya penguatan ditentukan oleh rasio resistor yang digunakan, tetapi
dalam praktik, nilai keluaran sering kali berbeda dari perhitungan teori. Hal
ini terjadi karena keterbatasan catu daya dan sifat op-amp yang tidak ideal,
sehingga output dapat mencapai kondisi saturasi.
2. Prinsip Kerja Filter
Berdasarkan
percobaan, filter berfungsi untuk melewatkan sinyal pada rentang frekuensi
tertentu sekaligus meredam sinyal di luar rentang tersebut. Pada high pass
filter (HPF), sinyal dengan frekuensi di bawah cut-off akan dilemahkan sehingga
amplitudo output kecil, sedangkan frekuensi di atas cut-off dapat diteruskan.
Sebaliknya, pada low pass filter (LPF), frekuensi rendah dapat lewat, sedangkan
frekuensi tinggi diredam. Hasil pengukuran juga menunjukkan adanya perbedaan
antara nilai teoritis dan praktik, yang disebabkan oleh keterbatasan komponen
nyata dan karakteristik non-ideal dari rangkaian.
1. Kondisi 2 Modul 3
2. Inverting Amplifier
3. Komperator
4. LPF -20dB
5. HPF 40dB
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian
Inverting Amplifier berdasarkan nilai yang didapatkan dari percobaan.
Jawab:
Rangkaian inverting amplifier bekerja dengan menggunakan op-amp dalam
konfigurasi umpan balik negatif. Sinyal input diberikan ke terminal inverting
(–) melalui resistor input, sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke
ground. Umpan balik negatif diperoleh dari output yang dikembalikan ke terminal
inverting melalui resistor feedback. Konfigurasi ini membuat sinyal output
berlawanan fase 180° dengan sinyal input, sesuai persamaan:
Vout = −(Rf/Ri)⋅Vin
Hasil percobaan
menunjukkan bahwa output memang mengalami pembalikan fase. Contohnya,
ketika input sebesar +5 V, rangkaian menghasilkan output –25 V.
2. Apa yang terjadi
jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi? Apakah
output stabil atau terdapat ketidakpastian (chattering)? Jelaskan berdasarkan
hasil percobaan.
Jawab:
Jika tegangan input hampir sama dengan tegangan referensi, keluaran comparator
menjadi sangat sensitif terhadap gangguan kecil atau noise pada sinyal input. Percobaan menunjukkan bahwa dalam kondisi ini, output tidak langsung
stabil, melainkan berosilasi secara cepat dan tidak teratur, fenomena yang
dikenal sebagai chattering. Pada osiloskop terlihat transisi yang bergetar di
sekitar titik switching. Dari percobaan, selisih antara input dan referensi
sekitar 2 V, yang sesuai dengan teori bahwa kondisi ini membuat output
comparator sangat rentan terhadap perubahan kecil pada masukan.
3. Bagaimana
perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran dan jika terjadi
perbedaan berikan alasannya.
Jawab:
Berdasarkan perhitungan teori, nilai output yang diharapkan adalah +12 V dan
–12 V, namun hasil percobaan menunjukkan +10 V dan –10 V. Perbedaan ini
kemungkinan terjadi karena adanya rugi daya atau arus bocor pada rangkaian.
Pada percobaan ini, tegangan input yang digunakan adalah 3 V dan 1 V, sehingga
nilai output percobaan sedikit lebih rendah dibandingkan perhitungan teori.
4. Analisa prinsip
kerja dari LPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off,
dan gelombang hasil percobaan.
Jawab:
Low Pass Filter (LPF) berfungsi untuk melewatkan frekuensi rendah dan meredam
frekuensi tinggi dengan redaman maksimum −20 dB. Hasil percobaan menunjukkan
bahwa pada frekuensi jauh di bawah cut-off, amplitudo output hampir sama dengan
input. Saat frekuensi mendekati cut-off, amplitudo output turun hingga sekitar
70% dengan pergeseran fase −45°, dan setelah melewati cut-off, sinyal semakin
teredam hingga −20 dB. Untuk input berupa gelombang kotak, output
terlihat lebih halus karena komponen harmonisa tinggi teredam, sesuai dengan
teori kerja LPF.
5. Analisa prinsip
kerja dari HPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off,
dan gelombang hasil percobaan.
Jawab:
High Pass Filter (HPF) berfungsi melewatkan frekuensi tinggi dan melemahkan
frekuensi rendah. Pada percobaan ini, HPF digunakan dengan penguatan 40 dB di
frekuensi tinggi. Hasil pengukuran menunjukkan bahwa pada frekuensi rendah,
termasuk DC, output hampir tidak muncul karena teredam oleh kapasitor. Saat frekuensi
mendekati cut-off, amplitudo output mulai meningkat, dan setelah melewati
cut-off, sinyal output mencapai gain sekitar 40 dB. Untuk input gelombang
sinus, bentuk output semakin menyerupai input pada frekuensi tinggi, sedangkan
untuk input gelombang kotak, output menonjolkan transisi naik-turun membentuk
pulsa tajam. Hal ini membuktikan bahwa HPF bekerja sesuai
teori, yakni melewatkan frekuensi tinggi dan memperkuatnya.
[Klik untuk download Vidio Modul 3 Kondi]
[Klik untuk download Vidio Modul 3 Kondisi 2]
[Klik untuk download Vidio Percobaan 1]
[Klik untuk download Vidio Percobaan 2]
[Klik untuk download Vidio Percobaan 3]
[Klik untuk download Vidio Percobaan 4]
Comments
Post a Comment