15.1 CONSTANT-GAIN MULTIPLIER

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Percobaan

5. Download

1.Tujuan[kembali]

 

Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan "Constant-Gain Multiplier"

 Untuk mengetahui contoh rangkaian "Constant-Gain Multiplier

 2. Alat dan Bahan[kembali]

1. ALAT  

a. Instrumen  

o        Osiloskop

OSILOSKOP adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

FUNGSI Osiloskop adalah untuk mengamati bentuk gelombang input dan output pada rangkaian.untuk mengamati bentuk gelombang input dan output pada rangkaian.

 

 

keterangan

         

  Spesifikasi

 

• Multimeter

Spesifikasi:

Pinout

b. Generator  

o        Power Supply

Power Supply atau dalam bahasa Indonesia disebut dengan Catu Daya adalah suatu alat listrik yang dapat menyediakan energi listrik untuk perangkat listrik ataupun elektronika lainnya.

o        Vsine

VSINE, berfungsi sebagai sumber arus listrik AC.

Spesifikasi

DC Magnitude	DC offset used in an Operating Point Analysis. (Default = 0).
AC Magnitude	the magnitude of the source when used in an AC Small Signal Analysis. (Default = 1).
AC Phase	the phase of the source when used in an AC Small Signal Analysis. (Default = 0).
Offset	DC offset voltage of the signal generator (in Volts). (Default = 0).
Amplitude	peak amplitude of the sinusoid (in Volts). (Default = 1).
Frequency	frequency of the sinusoidal output voltage (in Hz). (Default = 1K).
Delay	delay time until the source voltage commences (in seconds). (Default = 0).
Damping Factor	the rate at which the sinusoid decreases/increases in amplitude (in 1/seconds). A positive value results in an exponentially decreasing amplitude; a negative value gives an increasing amplitude. A zero (0) value gives a constant amplitude sine wave. (Default = 0).
Phase	phase shift of the sinusoid at time zero (in Degrees). (Default = 0).

 

       2. BAHAN

·                 Resistor

 

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR). 

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

 

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

 

 Spesifikasi

 

·                 Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

                                  

 Konfigurasi PIN LM741

   

 

Spesifikasi:

 

 

 3. Dasar Teori[kembali]

1. Resistor

Resistor, berfungsi sebagai pembagi, pembatas, dan pengatur arus dalam suatu rangkaian.

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan  arus yang melewatinya 

                                          

Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik. Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna: 

1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama. 

2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua. 

3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.   

4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.  

 

 

2.Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik penguat ideal adalah:

Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

 

 

3.RANGKAIAN CONSTANT-GAIN MULTIPLIER

Salah satu rangkaian op-amp yang paling umum adalah pengali gain konstan pembalik, yang memberikan

 penguatan yang tepat, terdapat pada Gambar 7 Dengan gainnya dirumuskan sebagai:

gambar 7 Pengali penguatan konstan non-inverting terdapat pada gambar 8, dapat dirumuskan sebagai:

gambar 8

Ketika beberapa rangkaian op amp dihubungkan dengan susunan seri, maka muncullah yang namanya overall

gain. Gambar 9 menunjukkan koneksi antara tiga rangkaian op amp dengan rangkaian pertama merupakan

rangkaian noninverting seperti Gambar 2 dan dua rangkaian berikutnya merupakan rangkaian inverting seperti

Gambar 7. Overall gainnya dapat dirumuskan sebagai:

dimana

 

gambar 9

Selain itu, beberapa rangkaian op-amp juga dapat digunakan sebagai pembagi gain.

EXAMPLE

1. Tentukan tegangan output rangkaian pada Gambar 15.2 dengan input sinusoidal 2.5 mV!

(Gambar 15.2)

 

Solution:

 

maka

 

 

2. Hitunglah tegangan output pada rangkaian Gambar 15.4 dengan tegangan input 120 x 10^-6 V!

 

 

(Gambar 15.4)

 

Solution:

 

maka

 

 

PROBLEM

1. Temtukan tegangan output rangkaian pada Gambar 15.48 dengan tegangan input 3.5 mV rms!

(Gambar 15.48)

 

 Solution:

 

maka

 

 

2. Tentukan tegangan output rangkaian pada Gambar 15.49 dengan input 150 mV rms!

 

(Gambar 15.49)

 

Solution:

 

PILIHAN GANDA

 

1. Apa yang dimaksud dengan non inverting amplifier?

 

    a). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa                 dengan sinyal inputannya

    b). Suatu rangkaian pelemah yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan berbeda fasa               dengan sinyal inputannya

    c). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa                 dengan sinyal inputannya

    d). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan berbeda fasa               dengan sinyal inputannya

    e). Suatu rangkaian pelemah yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa               dengan sinyal inputannya

 

2. Apa yang dimaksud dengan inverting amplifier?

 

   a). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa                 dengan sinyal inputannya

    b). Suatu rangkaian pelemah yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan berbeda fasa               dengan sinyal inputannya

    c). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa                 dengan sinyal inputannya

    d). Suatu rangkaian penguat yang berfungsi menguatkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan berbeda fasa               dengan sinyal inputannya

    e). Suatu rangkaian pelemah yang berfungsi melemahkan sinyal dan hasil sinyal yang dikuatkan tetap sefasa               dengan sinyal inputannya

 

 4. Percobaan[kembali]

Prosedur kerja

pada percobaan kali ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:

·                 Mempersiapkan Alat besrta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas

·                 Merangkai Rangkaian 

·                 Pada Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.

·                 Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, 

 

GAMBAR RANGKAIAN

1. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.1

Gambar 15.1

                              

prinsip kerja

Pada rangkaian inverting tengangan input (Vi) masuk ke kaki Negatif Op amp. Pada rangkaian diatas  Vi sebagai teganan input di umpankan ke  hambatan (R1)  dan di teruskan ke kaki negatif Op amp dimana terdapat suatu hambatan yang terhubung pada kaki inverting dan output yang disebut hambatan referensi (Rf) dan terajdi penguatan (gain) dengan rumus  Vout = (-Rf/R1) Vi   pada rangakian inverting ini hasil dari sinyal output  hasil penguatan berbeda fase dengan sinyal input seperti terlihat pada simulasi di atas.

 

2. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.2

 

Rangkaian 15.2

 

Simulasi 15.2

Prinsip kerja

Pada rangkaian inverting tengangan input (Vi) masuk ke kaki Negatif Op amp. Pada rangkaian diatas  Vi sebagai teganan input  sebesar 2.5 mV di umpankan ke  hambatan (R1) sebesar 2k ohm dan di teruskan ke kaki negatif Op amp dimana terdapat suatu hambatan yang terhubung pada kaki inverting dan output yang disebut hambatan referensi (Rf) sebesar 200k ohm dan terajdi penguatan (gain) dengan rumus  Vout = (-Rf/R1) Vi sebesar 100x sehingga output dari tengangan menjadi -0,25 V.  pada rangakian inverting ini hasil dari sinyal output  hasil penguatan berbeda fase dengan sinyal input seperti terlihat pada simulasi di atas.

 

3. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.3

 

Rangkaian 15.3

 

Simulasi 15.3

Pada rangkaian non inverting tengangan input (Vi)  masuk ke kaki positif dari Op amp. Pada rangkaian diatas  Vi sebagai teganan input   di umpankan ke kaki positif Op amp. Terdapat  Ri sebesar 2.4k ohm dan hambatan referensi (Rf) sebesar 240k ohm dan terajdi penguatan (gain) dengan rumus  Vout = (Rf/R1+1) Vi sehingga tengangan output di perbesar bedasarkan rumus tersebut.  pada rangakian non  inverting ini hasil dari sinyal output  hasil penguatan  sefase dengan sinyal input seperti terlihat pada simulasi di atas.

 

4. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.4

 

Rangkaian 15.4

 

Simulasi 15.4

Prinsip kerja

Pada rangkaian non inverting tengangan input (Vi) masuk ke kaki positif dari Op amp. Pada rangkaian diatas  Vi sebagai teganan input  sebesar 120 uV di umpankan ke kaki positif Op amp. Terdapat  Ri sebesar 2.4k ohm dan hambatan referensi (Rf) sebesar 240k ohm dan terajdi penguatan (gain) dengan rumus  Vout = (Rf/R1+1) Vi sebesar 101x sehingga output dari tengangan menjadi 12.12 mV.  pada rangakian non  inverting ini hasil dari sinyal output  hasil penguatan  sefase dengan sinyal input seperti terlihat pada simulasi di atas.

5. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.5

 

Rangkaian 15.5

 

Simulasi 15.5

Prinsip kerja

Pada rangkaian multiple stage gain ini merupaka gabugan rangkaian non inverting  dan inverting yang di rangkai seri sehinga pada rangkaian terlihat bahwa rangkaian non inverting dengan Vi adalah tegangan input dan di perbesar dengan rumus non inverting (Rf/Ri+1) dan di dapat A1 dan  akan mengeluarakan output yang sefase dengan input. Output dari rangkaian non inverting 1 menjadi input pada rangakaian inverting  dengan pembesaran (-Rf/Ri2) dan di dapat  A2 dan pembesaran dari rangkaian inverting dengan pembesaran A2 menjadi input pada rangkain inverting selanjutnya dengan rumus yang sama sehingga pembesaran (gain) dan kita cara dengan rumus A =(A1A2A3) Vi dan sinyal yang di hasil kan akan sefase dengan sinyal input.

 

6. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.6

 

Rangkaian 15.6

 

Simulasi 15.6

Prinsip kerja

Pada rangkaian multiple stage gain ini merupaka gabugan rangkaian non inverting  dan inverting yang di rangkai seri sehinga pada rangkaian terlihat bahwa rangkaian non inverting dengan Vi sebesar 80u V adalah tegangan input dan di perbesar dengan rumus non inverting (Rf/Ri+1) dan di dapat A1 sebesar 110.3 V dan  akan mengeluarakan output yang sefase dengan input. Output dari rangkaian non inverting 1 (110.3) menjadi input pada rangakaian inverting  dengan pembesaran (-Rf/Ri2) dan di dapat  A2 sebesar -14.2 V dan pembesaran dari rangkaian inverting dengan pembesaran A2 menjadi input pada rangkain inverting selanjutnya dengan rumus yang sama sehingga pembesaran (gain) dan kita cari dengan rumus A =(A1A2A3) Vi sehingga (110.3)(-14.2)(-14.2) 80u dan di dapat tegangan output 1.78V dan sinyal yang di hasil kan akan sefase dengan sinyal input.

7. Gambar dah hasil simulasi rangkaian 15.7

 

Rangkaian 15.7

 

Simulasi 15.7

Prinsip kerja

Pada rangakain di atas merupakan rangakian multiple stage gain  yang di  rangkaian paralel sehingga di  dengan satu input kita dapat menghasilkan output yang berbeda di tiap tiap Op amp yang kita gunakan.pada rangakian di atas kita mengunakan  invertiing sehingga menghasikan output yang beragama di tiap op amp nya tergatung berapa hambatan referensi (RF) dan hambatan input (Ri) yang kita atur yang mana rumus dari inverting yaitu Vout1=(1+Rf/R1)Vin , Vout2=(-Rf/R2)Vin dan untuk Vout3=(-Rf/R3)Vin

Video 

1. Simulasi Rangkaian 15.1 (Inverting)

 

 

2. Simulasi Rangkaian 15.2 (Inverting)

 

 

3. Simulasi Rangkaian 15.3 (Non Inverting)

 

 

4. Simulasi Rangkaian 15.4 (Non Inverting)

 

 

 

5. Simulasi Rangkaian 15.5 (Multiple-Stage Gains)

 

 

 

6. Simulasi Rangkaian 15.6 (Multiple-Stage Gains)

 

 

7. Simulasi Rangkaian 15.7 (Multiple-Stage Gains)

 

 

 

 5.Download[kembali]

link file Rangkaian Klik disini

Link datasheet Resistor Klik disini

Link datasheet Voltmeter Klik disini

Link datasheet opamp Klik disini

link Html  Klik disini