Laporan Integrator & Diferensiator

PERCOBAAN PENGUAT OPERASIONAL (OP-AMP. 2) OP-AMP SEBAGAI RANGKAIAN INTEGRATOR & DIFERENSIATOR 

I. TUJ TUJUAN PER PERC COB OBAA AAN N

Adapun tujuan dari pelaksanann percobaan ini adalah 1

Mengam Mengamati ati tegang tegangan an input input dan output output dari dari rangka rangkaian ian integrator  dan defferensiator .

2

Mengamati, mengukur, dan menentukan hubungan antara tegangan input dan output.

3

Berla rlatih

meran rancang

dan

memasan sang

ran rangkaia aian

integrator  dan

Penguat

operasional

differensiator 

II. LANDAS LANDASAN AN TEO TEORI RI

(oprasional-amplifier )

yang

selanju selanjutny tnyaa dising disingkat kat dengan dengan OPAmp

merupaka akan

penguat

!

 berpenguatan sangat tinggi yang menggu menggunak nakan an  balik

luar

rangka rangkaian ian umpan umpan untuk

mengontol

responnya. Op-Amp bukan merupakan alat tunggal, tetapi terdiri dari beberapa  penguat yang dipasang berjajar ("adia, #$$%). "alah satu s atu kegunaan Op-Amp yang akan dibahas dalam laporan ini adalah Op-Amp sebagai rangkaian integrator  dan  dan differensiator . 2.1 Op-Amp Sebaa!  Integrator  &angkaian  &angkaian  integrator  ada adalah

suatu

ran rangkaian

yang ang

ber'un 'ungsi

mengintegra mengintegrasikan sikan persamaan persamaan sinyal sinyal input dan mengeluark mengeluarkanny annyaa sebagai output dalam dalam bent bentuk uk siny sinyal al yang yang suda sudah h teri terint nteg egras rasi. i. &ang &angka kaia ian n inte integr grat ator or dapa dapatt digambarkan sebagai berikut

+Vcc

a b

Input

-

c

+

-Vcc

Outp ut 

Gamba% 2. &angkaian 2ntegrator  Berdasarkan gambar diatas persamaan yang berlaku adalah sebagai

 berikut. V S 

V )

=

 I   R  ... ⋅

=−

#

C 

∫  Idt   

(#)

..

(%) *ita substitusikan persamaan (#) ke dalam persamaan (%) sehingga diperoleh V )

=−

#

 RC 

∫ V S  dt    

(+) alam hal ini tegangan isyarat input merupakan 'ungsi dari aktu (t) yakni  " / "(t). jika tegangan input konstan, s / , maka output o / -t0&!. *arena tegangan input s merupakan 'ungsi aktu, maka output rangkaiannya adalah. V ) = − ∫ V S  dt    .. (1) Persamaan (+) dan (1) telah memberikan gambaran baha kalau input s diketahui maka output    dapat ditentukan dengan persamaan tersebut (sadia, #$$%). 2.2

Op-Amp "ebaa! Ra#$a!a#  Defferensiator  &angkaian diferensiator  merupakan suatu rangkaian yang ber'ungsi

mendi'erensialkan persamaan sinyal input dan mengeluarkannya dalam bentuk  sinyal output yang sudah terdi'erensialkan. &angkainnya dapat digambarkan sebagai berikut. . +Vcc -

a

c b

Input

+

-Vcc

Outp ut 

Gamba% . &angkaian i''erensiator 

&angkaian pada gambar + diatas memiliki rangkaian ekui3alen untuk  memudahkan memahami persamaan yang digunakan. &angkaian ekui3alennya seperti pada gambar 1 berikut. i

!

i

&  

s

 >ambar 1. &angkaian ?kui3alen

ari rangkaian ekui3alen seperti pada gambar 1 diatas, dapat diperoleh baha i

=

C 

dV  dt 

... (4)

dengan tegangan outputnya adalah V )

= − Ri

V )

= − RC 

dV  dt 

 .

(5) &angkaian pada gambar + jika digunakan menimbulkan permasalahan berupa reaktansi kapasitor berubah terbalik dengan 'rekuensi. Oleh karena tegangan output defferensiator  bertambah besar sebanding dengan 'rekuensinya, maka rangkaian tersebut menjadi raan terhadap berisik (noise) 'rekuensi tinggi ("adia, #$$%).

III.ALAT DAN BA'AN Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah

sebagai berikut 6abel #. Alat dan bahan praktikum N. # % +

1 4 5

NAMA Op-Amp 72!(ua 81#)9 :ambatan geser :ambatan % Ω, %# Ω

*apasitor nonpolar (,# ;ambar diatas $ dapat diketahui baha nilai    rangkaian

di''erensial berbanding lurus dengan hambatan. "emakin besar hambatan rangkaian yang dipasang maka tegangan outputnya semakin besar.

"ehingga

dapat diketahui baha percobaan ini sesuai dengan teori dimana hubungan antara tegangan input dan output adalah sebagai berikut

V )

= − RC 

dV  dt 

6abel 4. Perbandingan Bentuk >elombang &angkaian Differensiator  Ge0mba# I#p1 "inus "egitiga *otak

Ge0mba# O1p1 *otak *otak *otak

*a0!7!a" 6idak "esuai "esuai 6idak "esuai

*III. PEMBA'ASAN

Berdasarkan analisis data yang dilakukan dapat diketahui baha  percobaan yang dilakukan sudah mendekati namun masih ada sedikit kekeliruan  baik pada percobaan 2 maupun 22. Pada langkah percobaan direncanakan untuk  mempariasikan nilai kapasitor (!), hambatan (&), dan 'rekuensi ( f ) namun karena keterbatasan pada praktikan dan alat yang tersedia 3ariasi tersebut tidak semuanya dapat dilakukan. "ehingga hanya diperoleh data seperti yang disajikan pada tabel % dan +. Percobaan 2 (integrator ) sudah baik, dimana gelombang input dan gelombang output yang dihasilkan sudah sesuai dengan teori namun pada  percobaan ini belum dapat dianalisis pengaruh & dan ! pada tegangan output Percobaan 22 (di''erensiator) sudah baik, namun pada data yang pertama dan ketiga tidak sesuai. Pada data yang pertama dimana input yang berbentuk  gelombang sinus menghasilkan ouput yang berbentuk gelombang kotak, seharusnya gelombang output yang dihasilkan adalah gelombang sinus. Pada data ketiga dimana input yang berbentuk kotak menghasilkan output gelombang  berbentuk kotak, seharusnya gelombang yang dihasilkan berbentuk garis lurus. :asil tersebut menunjukkan baha rangkaian di''erensiator pada input gelombang sinus dan kotak sudah tidak ber'ungsi. PenyimpanganCpenyimpangan yang diperoleh pada percobaan disebabkan karena adanya kesalahan-kesalahan yang dilakukan dalam melakukan percobaan yaitu #. *esalahan umum yaitu kesalahan yang terjadi karena kekeliruan manusia, misalnya

kesalahan

dalam

pembacaan dan

pemakaian

instrumen.

*esalahan ini terjadi pada saat merangkai rangkaian, di mana karena kekurang terampilan praktikan dalam merangkai mengakibatkan e'isiensi

aktu praktikum kurang terjaga, serta kekurang akuratan peneliti membaca skala pada multimeter juga dapat mempengaruhi hasil  praktikum.. %. *esalahan sistematis yaitu kesalahan yang disebabkan oleh alat ukur atau instrumen dan disebabkan oleh pengaruh lingkungan pada saat melakukan  percobaan. Adapaun beberapa kesalahan tersebut antara lain osiloscop yang digunakan rusak sehingga praktikan harus menggati osiloskop sampai dua kali +. *esalahan-kesalahan acak yaitu kesalahan yang disebabkan oleh hal-hal lain yang tidak diketahui oleh praktikan namun berpengaruh terhadap hasil  praktikum. Adapun kendala-kendala

yang

praktikan

alami

dalam

melakukan

 percobaan diantaranya #. *ekurangnnya pengetahuan praktikan dalam melakukan percobaan yang  juga menyebabkan lamanya percobaan yang dilakukan. %. "ulitnya mengatur osiloskup supaya mau menunjukkan nilai yang pas karena gelombang yang terbentuk hanya mau berhenti pada time0di3 tertentu saja. +. "ulitnya diperoleh tegangan o''set sehingga untuk percobaan ini, praktikan tidak menentukan o''set terlebih dahulu. 1. 6idak semua kelompok mendapat osiloscop yang bagus sehingga kelompok harus digabung yang menyebabkan tidak semua anggota dapat mencoba melakukan pengambilan data. I8. SIMPULAN $.# 6egangan input dan output dari rangkaian integrator   dan differensiator 

adalah sebagai berikut    Integrator  Ge0mba# I#p1 *otak "egitiga "inus

Ge0mba# O1p1 "egitiga "inus "inus

   Differensiator 

Ge0mba# I#p1 "inus "egitiga

Ge0mba# O1p1 *otak   *otak  

*otak

*otak

 

$.% :ubungan antara tegangan input dan output adalah    Integrator  V )

=−

#

 RC 

∫ V S  dt 

   Differensiator  V )

= − RC 

dV  dt 

$.+ &angkaian integrator  dan differensiator  yang dicoba adalah    Integrator 

+Vcc -

a b

Input

c

+

-Vcc #% >ambar

Outp ut 

   Differensiator 

+Vcc -

a

c b

Input

+

-Vcc

Outp ut 

8. JA9ABAN PERTAN:AAN >ambar #+ 1. *esimpulan yang dapat ditarik dari kedua percobaan diatas adalah rangkaian

yang dirancang dapat digunakan sebagai integrator  dan differensiator  2. Bentuk >elombang 2nput dan Output percobaan dapat dibandingkan seperti tabel berikut    Integrator  Ge0mba# I#p1 *otak "egitiga "inus    Differensiator 

Ge0mba# O1p1 "egitiga Parabola !osinus

Ge0mba# I#p1 "inus

Ge0mba# O1p1 !osinus

"egitiga *otak

*otak   *otak  

3. *elemahan dari rangkaian rangkaian integrator  pada gambar (%) dan rangkaian differensiator  pada gambar (+) diatas dan cara mengatasinya adalah sebagai berikut  Ke0ema;a# a >ambar &angkaian Integrator 

+Vcc

a b

-

c

+

Input &angkaian integrator yang ditunjukkan seperti gambar diatas Outp -Vcc

ut 

memiliki suatu kelemahan yakni tidak adanya pembatasan terhadap  penguatan

'rekuensi

rendah.

:al

ini

akanmengakibatkan

ikut

terintegrasinya o''set ! selama periode pengintegrasian b

>ambar &angkaian Differensiator 

+Vcc a

-

c

&angkaian

Input

+ pada b gambar

+

jika

digunakan

menimbulkan

Outp  permasalahan berupa reaktansi -Vcc kapasitor berubah terbalik dengan ut 

'rekuensi. Oleh karena tegangan output de''erensiator bertambah besar  sebanding dengan 'rekuensinya, maka rangkaian tersebut menjadi raan terhadap berisik (noise) 'rekuensi tinggi 

Ca%a Me#aa"! Ke0ema;a# D!aa" a Ra#$a!a# Integrator  & " ntuk mengatasi kendala diatas maka rangkaian tersebut perlu

A

ditambahkan tahanan shunt, rangkainnya dapat dilihatkan seperti ! gambar dibaah ini, & #

"



b

Ra#$a!a# Differensiator  ntuk mengurangi penguatan pada 'rekuensi tinggi maka

dirancang penguatan yang lebih praktis seperti gambar dibaah ini & 

& s "

!

