INTISARI

Pada tanggapan penguatan terhadap frekuensi (frecuency response), yang

merupakan ketergantungan penguat terhadap frekuensi, semakin besar nlai

penguatannya, lebar pitanya semakin sempit, karena itu nilai penguatan yang sering

dipakai maksimum hanya beberapa puluh kali saja, dan penguatan menjadi harus

dilakukan dalam beberapa tahap.Pada praktikum ini, penguatan dilakukan dalam 3

tahap.Inti dari praktikum ini, seperti yang tertera pada tujuannya, yaitu memahami

prinsip rangkaian penyangga (buffer), menyadari pengaruh pembebanan terhadap

pengamat, dan menyadari, lalu mencari pengaruh penguatan terhadap lebar pita

frekuensi.

I. TUJUAN

♣ Memahami prinsip rangkaian penyangga

♣ Menyadari pengaruh pembebanan terhadap penguat

♣ Menyadari pengaruh penguatan terhadap lebar pita frekuensi

II. ALAT – ALAT DAN BAHAN

1. Tiga buah Op – Amp

2. Beberapa buah resistor

3. Catu daya bipolar

4. Signal Generator

III. TEORI DASAR

Seperti yang telah diketahui pada praktikum sebelumnya, op – amp adalah salah

satu dari penguat. Penguat ini disebuat penguat operasional, karena penggunaannya

sangat luas. Op – Amp merupakan penguat differensial dengan dua keluaran dan satu

masukkan. Pada praktikum ED. 2.1 , dirancang penguat pembalik, tak membalik,

penguat instrumentasi, dan penjumlah pembalik. Disini, kita akan memahami

rangkaian penyangga , pembebanan terhadap penguat, dan pengaruh penguatan

terhadap lebar lebar pita.

Jika digambarkan tanggapan terhadap frekuensi untuk berbagai nilai penguatan

akan diperoleh grafik yang semakin besar penguatan , frekuensinya akan semakin

kecil, dan demikian, lebar pita untuk penguatan makin besar , makin mengecil

(berbanding terbalik), misalkan untuk penguatan 1000 f didapatkan frekuensi 100 Hz,

penguatan 100 f , frekuensinya 10KHz, nilai penguatan yang maksimum hanya

beberapa puluh kali saja, oleh karena itu, penguatan dilakukan bertingkat (dalam

beberapa tahap).Misalnya penguatan dilakukan tiga tahap, sebut saja penguat awal,

penguat tahap kedua, dan penguat akhir.Namun muncul masalah baru, yaitu

munculnya efek pembebanan. Penguat yang dibelakang akan mempengaruhi

(membebani) penguat di depannya.

Gb. 2.1 Tanggapan penguat terhadap frekuensi

Misalkan kita mempunyai data penguatan sbb. :

Tabel 2.1

Penguat Awal Penguat Tengah

Penguat Akhir

Nilai penguatan Teg. 2 5 10Impedansi masukkan 2KΩ 2KΩ 2KΩImpedansi keluaran 1 KΩ 1 KΩ 1 KΩ

Jika sinyal 10 mV dengan hambatan ekivalennya 1 KΩ , maka secara ideal, setelah

melewati ketiga tahapan penguatan tersebut akan diperoleh tegangan keluaran 2 x 5 x

10 mV = 1 V, lalu perhatikan rangkaian berikut :

1000

100

10

100 1M10 K

F (Hz)

Gb. 2.2. Rangkaian ekivalen untuk analisis pengaruh pembebanan

Akan terlihat bahwa tegangan keluarannya :

Vo = ....................................................... (2.1)

Untuk setiap tahapan di atas dapat disimpulkan Z1 = 1KΩ dan Z2 = 2 KΩ sehingga

Vo = 2/3 Vi dengan demikian penguatan total ketiga tahapan = (2 x 2/3) x (5 x 2/3) x

(10 x 2/3) = 29,6 , dengan demikian tegangan keluarannya bukan 1 V melainkan 296

mV.

Kemudian jika dimisalkan bahwa tegangan 60 mV dijadikan masukkan pada

rangkaian gb. 2.2. dengan Z1 = 1KΩ dan Z2 = 2 KΩ , maka Vo = 40 mV, maka

upaya yang harus dilakukan agar Vo tidak jauh berbeda dari 60 mV , adalah dengan

membuat rangkaian seperti sbb. :

iVZZ

Z

21

2

+

Vi

Z1

Z in G ab

Z out

Z2Vo

b

a

PENGUAT

ViVo

Z1

Z2

Gb. 2.3 Pengaruh penguat yang baik

Dari bagian masukkan penguat terlihat bahwa :

......................................................... (2.2)

Maka agar Vab Vi maka dapat dipilih Zin >> Z1 , misalnya dipilih Zin = 1 MΩ

Pada bagian keluaran penguat terlihat bahwa :

Vo = ....................................................... (2.3)

Dari persamaan 2.3. jika dipilih Zout << Z2 idealnya Zout = 0 maka Vo G

Vab.Dengan demikian, jika dipilih Zin sangat besar, dan Zout sangat kecil, maka

diperoleh Vo G Vi . Dengan demikian suatu penguat yang baik memiliki input

impedansi besar dan output impedansi kecil, idealnya impedansi input suatu penguat

bernilai tak hingga, sedang impedansinya outputnya nol.

Selanjutnya, jika nilai penguatannya G = 1, penguat tersebut disebut sebagai penguat

penyangga (Buffer).

Rangkaian Buffer :

Vi +

VA - Vo

VB

Gb. 2.4

Vo = Kv (VA – VB)

Vo = Kv . V1

Buffer :

+

iin

inab V

ZZ

ZV

+=

1

≈

about

GVZZ

Z

+2

2

≈

≈

- Vo

Vi +

-

Gb. 2.5. Rangkaian Buffer

Karakteristik rangkaian Buffer :

1. Keluaran sama

2. Hambatan masukkan besar sekali

3. Hambatan keluaran kecil sekali

4. Umpan balik dengan memberikan hambatan untuk menstabilkan penguatan.

Pertambahan Lebar Pita

Umpan balik negatif dapat menambah lebar pita, penguatan pada loop terbuka jauh

lebih besar daripada penguatan dengan loop tertutup , jika penguatan diturunkan

dalam 3 dB, penguatan loop tertutup masih mendekati = 1/B.Ini berarti lebar pita dari

penguat keseluruhan > dari lebar pita dari penguat dalam.

IV . TUGAS PENDAHULUAN

1. Sebutkan sifat – sifat buffer dan untuk apa buffer tersebut digunakan ?

Sifat – sifat Buffer :

a. .Keluaran sama

b. Hambatan masukkan besar sekali

c. Hambatan keluaran kecil sekali

d. Umpan balik dengan memberikan hambatan untuk menstabilkan

penguatan.

Buffer digunakan sebagai penguat penyangga, yaitu jika suatu penguat yang baik

memiliki input impedansi besar dan output impedansi kecil, idealnya impedansi input

suatu penguat bernilai tak hingga, sedang impedansinya outputnya nol.maka, jika

nilai penguatannya G = 1 , rangkaian terssebut dinamakan rangkaian Buffer.

2. Jelaskan prinsip rangkaian ekivalen Thevenin

Pada penguat (Amplifier), memiliki dua gerbang, yaitu gerbang masukan (input) dan

gerbang keluaran (output), untuk memakainya kita harus mengetahui sifat input dan

output input dan output tersebut dapat diganti dengan rangkaian ekuivalennya,, sifat

terpenting dari input adalah resistivitas input, oleh karenanya input yang sebenarnya

dapat diganti dengan rangkaian ekuivalen untuk input yang terdiri dari satu resistor

antara kedua sambungan input saja.Output dari suatu penguat merupakan satu sumber

daya listrik, berarti satu arus dengan resistivitas dalam.Output dapat digambarkan

dengan rangkaian equivalen Thevenin .

Gb. 2.6. Rangkaian ekivalen untuk penguat dengan memakai rangkaian ekivalen Thevenin .Vo = A.

Vin.

3. Apa yang dimaksud dengan rangkaian Voltage Divider ?

Voltage Divider adalah pembagi tegangan.

4. Apa yang dimaksud dengan frequency respons ? Mengapa frekuensi respon

umumnya digambar pada kertas grafik bilog ?

Ri

Rd

Vo

Frequensi response atau ketergantungan frekuensi adalah ketergantungan frekuensi

dari suatu penguatan , biasanya terdapat hubungan antara besar penguatan dengan

frekuensi seperti tampak pada gambar 2.7 : terlihat penguatan turun pada frekuensi

kecil dan frekuensi besar,sedangkan pada frekuensi sedang, penguatannya akan lebih

besar.

Penguatan

Log f

Gb. 2.7. Hubungan antara penguatan dan frekuensi

Dari grafik diatas dapat dilihat mengapa, frekuensi respons biasanya digambarkan

pada kertas bilog atau semilog, hal ini dikarenakan hubungan penguatan dan

frekuensinya terdapat nilai logaritma, Log disini merupakan logaritma dari frekuensi

(log f).

V. PROSEDUR

1. Merancang bangun penguat inverting dengan penguatan 1000, kemudian

mengambil data untuk menggambarkan respons frekuensinya.

2. Membangun penguat inverting dengan R1 = 100 Ω dan R2 = 1 K Ω, kemudian

mengambil data untuk menggambarkan respon frekuensinya.

3. Membangunlah suatu penguat non – inverting dengan R1 = 10 KΩ , R2 = 100 K Ω,

kemudian mengambil data untuk menggambarkan respons frekuensi.

4. Memasang sebuah rangkaian buffer di depan rangkaian percobaan kedua,

kemudian mengambil data untuk menggambarkan respon frekuensinya.

DAFTAR PUSTAKA

Blocher, Richard,Dipl.Phys, 2003. Dasar Elektronika. ANDI Yogyakarta.Yogyakarta

Qomarudin,M, DR.H. MS. , 2005.Diktat Praktikum Elektronika II . Unpad .Bandung