laporan penguat non inverting

1 Laporan Penguat Non-Inverting

PENGUAT NON INVERTING

I. Tujuan Percobaan

Setelah selesai melakukan percobaan ini, anda diharapkan dapat :

1. Dapat mempelajari dan menggambarkan bentuk sinyal yang dihasilkan

oleh penguat non-inverting.

2. Dapat memahami fungsi dari IC Op-Amp 741.

3. Mengetahui prinsip kerja penguat non-inverting.

II. Pendahuluan

2.1 Penguat Operasional (Op-amp)

Penguat operasional (op-amp) adalah sebuah penguat instan yang bisa

langsung dipakai untuk benyak aplikasi penguatan. Sebuah Op-amp

biasanya berupa IC (Integrated Circuit). Pengemasan Op-amp dalam IC

bermacam-macam, ada yang berisi satu op-amp (contoh : 741), dua op-amp

(4558, LF356), empat op-amp (contoh = LM324, TL084), dll.

Penguat Operasional atau disingkat Op-amp adalah merupakan sutu

penguat differensial berperolehan sangat tinggi yang terkopel DC langsung

yang dilengkapi dengan umpan. Oleh karena itu, penguat operasional lebih

banyak digunakan dengan loop tertutup dari pada dalam lingkar terbuka.

Dalam bentuk paket praktis IC seperti tipe 741 op-amp memiliki

masukan tak membalik v+ (non-inverting), masukan membalik v-

(inverting) dan keluaran vo. Jika isyarat masukan dihubungkan dengan

masukan membalik (v-), maka pada daerah frekuensi tengah isyarat

keluaran akan “berlawanan fase” (berlawanan tanda dengan isyarat

masukan). Sebaliknya, jika isyarat masukan dihubungkan dengan masukan

tak membalik (v+), maka isyarat keluaran akan “sefase”. Sebuah op-amp

biasanya memerlukan catu daya ± 15 V. Dalam menggambarkan rangkaian

hubungan catu daya ini biasanya dihilangkan.


2.2 Karakteristik Op-amp

Keuntungan dari pemakaian penguat operasional ini adalah

karakteristiknya yang mendekati ideal sehingga dalam merancang rangkaian

yang menggunakan penguat ini lebih mudah dan juga karena penguat ini

bekerja pada tingkatan yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya

secara teoritis. Dari sudut sinyal sebuah penguat operasional mempunyai

tiga terminal, yaitu dua terminal masukan dan satu terminal keluaran.

Gambar 2.1 IC OP-AMP LM741

Terminal 1 dan 2 adalah terminal masukan dan terminal 3 adalah

terminal keluaran. Kebanyakan penguat operasional membutuhkan catu

daya DC dengan dua polaritas untuk dapat beroperasi. Terminal 4

disambungkan ke tegangan positif (+V) dan terminal 5 disambungkan ke

tegangan negatif (-V).

Karakteristik utama sebuah penguat operasional yang ideal adalah:

a. Impedansi masukan tak terhingga. Penguat yang ideal diharapkan tidak

menarik arus masukan, artinya tidak ada arus yang masuk kedalam

terminal 1 maupun 2 (I1 = I2 = 0).

b. Impedansi keluaran sama dengan nol. Terminal 3 merupakan keluaran

penguat operasional, idealnya diharapkan bertindak sebagai terminal

keluaran sebuah sumber sumber tegangan ideal. Tegangan antara

terminal 3 dengan ground akan selalu sama dengan A, dimana A adalah

faktor penguatan sebuah penguat operasional.

c. Penguatan loop terbuka tak terhingga. Apabila dioperasikan pada loop

terbuka (tidak ada umpan balik dari keluaran ke masukan), maka


sebuah penguat opersaional ideal mempunyai gain (penguatan) yang

besarnya tak terhingga.

Pada percobaan ini akan dipelajari fungsi dari penguat non-inverting

yaitu rangkaian yang dapat memperkuat sinyal input dimana sinyal

outputnya tidak terbalik dengan sinyal inputnya. Dalam rangkaian ini input

sinyal yang masuk ke terminal positif IC OP-AMP sedangkan terminal

negatif dari IC dihubungkan dengan ground dan juga mempelajari

bagaimana sinyal outputnya dari rangkaian tersebut. Sinyal output yang

dihasilkan oleh penguat non-inverting adalah berbanding lurus dengan

sinyal inputnya atau dengan kata lain sinyal output sefasa dengan sinyal

inputnya. Pada rangkaian ini akan dilakukan variasi R2 (nilainya), agar

dapat mengetahui pengaruh dari nilai resistansi terhadap sinyal output.

VinRin

Rf

Vout

-15 vVee

Vee

+15 v+

-

Gambar 1.1

Skema Penguat Non - Inverting

Iin

Dari rangkaian diatas dapat kita cari besarnya arus rangkaian :

I = 𝑉𝑖𝑛

𝑅1 RfIVRf .

1.

R

RfVinVout

1.

R

RfVin Atau :

Av = 𝑉𝑜𝑢𝑡

𝑉𝑖𝑛 Vout =Vin.

[𝑅2+ 1]

𝑅3


III. Alat dan Bahan

1. Multimeter 1 buah

2. Osiloskop 1 buah

3. Pascal 1 buah

4. Function Generator 1 buah

5. IC Op-Amp 741 1 buah

6. Resistor

- 1 KΩ 2 buah

- 1 MΩ 1 buah

- 2,2 KΩ 1 buah

- 3,3 KΩ 1 buah

- 4,7 KΩ 1 buah

7. Protoboard 1 buat

8. Jumper 1 set

9. Kabel Penghubung secukupnya

IV. Rangkaian Percobaan

Gambar 2.3 Rangkaian Penguat Non-Inverting


V. Langkah Percobaan

1. Buat rangkaian percobaan seperti gambar 2.3,

2. Vcc = +15 V, Vce = -15 V,

3. R1 = 1 MΩ, R2 = 1 kΩ dan R3 = 1 kΩ,

4. Input sinyal DC = 1 V, catat pada tabel sinyal DC tegangan input

dengan osiloskop,

5. Ganti R2 dengan 2K2 Ω, 3K3 Ω dan 4K7 Ω. Ulangi langkah 4 dan catat

pada tabel 1,

6. Ganti input sinyal DC dengan input sinyal AC sinus, Frekuensi 1 KHz,

ulangi langkah 3 dan catat pada tabel 2, ukur Vo dengan osiloskop dan

gambar pada kertas grafik.

7. Ganti harga resistor R2 dengan 2K2 Ω, 3K3 Ω dan 4K7 Ω lalu ulangi

langkah 6.

VI. Keselamatan Kerja

1. Sebelum melakukan percobaan, periksalah semua alat yang digunakan

dan pastikan semua alat dalam keadaan baik dan benar.

2. Sebelum memasukkan tegangan input kedalam rangkaian, ukurlah

terlebih dahulu tegangan input tersebut dengan menggunakan

multimeter atau osiloskop.

3. Sebelum menggunakan osiloskop sebaiknya dilakukan kalibrasi terlebih

dahulu agar pada saat pengukuran tidak terjadi kesalahan dan kerusakan

pada alat tersebut.

4. Pergunakan semua alat-alat yang ada pada lab dengan sebaik-baiknya

dan sesuai dengan fungsinya.

5. Setelah melakukan percobaan, matikan semua alat yang telah digunakan

dan pastikan semuanya kembali seperti semula dan tetap dalam keadaan

baik dan benar.


VII. Data Percobaan

Tabel 1. Data Percobaan dengan Input Sinyal DC

Resistor (Ω) Multimeter

(volt)

Osiloskop

(Vp) Av

R1 R2 R3 Vin Vout

t

Vin Vout

t

Multitester Osiloskop

1M 1K 1K 1 1,85 1 1,9 1,85 1,9 1M 2K2 1K 1 2,9 1 3,2 2,9 3,2

1M 3K3 1K 1 4,0 1 4,25 4,0 4,25

1M 4K7 1K 1 5,2 1 5,5 5,2 5,5

1M 1K 1K 2 3,8 2 3,7 1,9 1,85

1M 2K2 1K 2 6,4 2 6,0 2,3 3,0 1M 3K3 1K 2 8,4 2 8,2 4,2 4,1

1M 4K7 1K 2 11,1 2 11,2 5,55 5,6

1M 1K 1K 3 5,7 3 5,9 1,9 1,97

1M 2K2 1K 3 9,7 3 9,1 3,3 3,03

1M 3K3 1K 3 12,0 3 12,0 4,0 4,0

1M 4K7 1K 3 13,0 3 13,0 4,3 4,3

Tabel 2. Data Percobaan dengan Input Sinyal AC

Resistor (Ω) Multimeter

(volt)

Osiloskop

(Vpp) Av

R1 R2 R3 Vin Vout

t

Vin Vout

t

Multitester Osiloskop

1M 1K 1K 1 2,0 1 5,0 2,0 5,0 1M 2K2 1K 1 3,0 1 8,4 3,0 8,4

1M 3K3 1K 1 4,2 1 12,0 4,2 12,0

1M 4K7 1K 1 5,0 1 14,0 2,5 14,0

1M 1K 1K 2 4,1 2 12,0 2,05 6,0

1M 2K2 1K 2 6,3 2 18,0 3,15 9,0

1M 3K3 1K 2 8,4 2 24,0 4,2 12,0

1M 4K7 1K 2 11,2 2 28,0 5,6 14,0

1M 1K 1K 3 5,8 3 14,0 1,9 4,6 1M 2K2 1K 3 9,7 3 23,2 3,2 7,7

1M 3K3 1K 3 12,8 3 28,4 4,3 9,5

1M 4K7 1K 3 14,5 3 29,0 4,8 9,7


VIII. Analisa Perhitungan

Untuk Sinyal DC dan Sinyal AC

Vin = 1Volt

R1 = 1 M , R2 = 1 K , R3 = 1 K , Vin = 1 V

1

3

2.

R

RVinVout

=

1

1

1.1

K

KV

= 2 V

Vin

VoutAV

V

V

1

2

= 2

Jika dibandingkan dengan hasil percobaan di dapat :

Untuk input sinyal DC sebesar 1,85 V, sedangkan untuk input sinyal

AC didapat tegangan output sebesar 2,0 V. Serta penguatannya di

dapat sebesar 1,85.

Dan untuk Perhitungan Sinyal output AC pada osiloskop di dapat :

2,5 kotak untuk pengali 1 dengan time/div = 0,5 ms dan volt/div = 2V

Maka : 1 kotak pada osiloskop bernilai = 2V, jadi :

Vpp = banyak kotak x 2V

= 2,5 x 2V

= 5V

Jika dibandingkan dengan hasil pengukuran pada multitester :

Vpp = Vout AC x 2 √2

= 2,0 x 2 √2

= 5,6 V


R1 = 1 M , R2 = 2,2 K , R3 = 1 K , Vin = 1 V

1

3

2.

R

RVinVout

V2,3

Vin

VoutAV

= 3,2 𝑉

1 𝑉

= 3,2



AC didapat tegangan sebesar ouput 3,0 V. Serta penguatannya di dapat

sebesar 2,9.


4,2 kotak untuk pengali 1 dengan time/div = 0,5 ms dan volt/div = 2V



= 4,2 x 2V

= 8,4V



= 3,0 x 2 √2

= 8,2V


R1 = 1 M , R2 = 3,3 K , R3 = 1 K , Vin = 1 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

3,3.1

K

KV

V3,4

Vin

VoutAV

V

V

1

3,4

= 4,3




dapat sebesar 4,0.


6 kotak untuk pengali 1 dengan time/div = 0,5 ms, volt/div = 2V dan

frekuensi = 1 KHz



= 6 x 2V

= 12V



= 4,2 x 2 √2

= 11,9V


R1 = 1 M , R2 = 4,7 K , R3 = 1 K , Vin = 1 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

7,4.1

K

KV

V7,5

Vin

VoutAV

V

V

1

7,5

= 5,7




dapat sebesar 5,2.



frekuensi = 1 KHz.



= 7 x 2V

= 14V



= 5,0 x 2 √2

= 14,1V


Vin = 2 Volt

R1 = 1 M , R2 = 1 K , R3 = 1 K , Vin = 2 V

1

3

2.

R

RVinVout

=

1

1

1.2

K

KV

= 4 V

Vin

VoutAV

V

V

2

4

= 2

Jika dibandingkan dengan hasil percobaan untuk input tegangan 2 Volt

di dapat :



dapat sebesar 1,9.



frekuensi = 1 KHz.



= 6 x 2V

= 12V



= 4,1 x 2 √2

= 11,6V


R1 = 1 M , R2 = 2,2 K , R3 = 1 K , Vin = 2 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

2,2.2

K

KV

= 6,4 V

Vin

VoutAV

V

V

2

4,6

= 3,2


di dapat :



dapat sebesar 2,3.


4,5 garis untuk pengali 10 dengan time/div = 0,5 ms, volt/div = 2V

dan frekuensi = 1 KHz.

Maka : 1 garis pada osiloskop bernilai = 0,4V, jadi :

Vpp = banyak garis x 0,4V

= 4,5 x 0,4V

= 1,8V karena menggunakan pengali 10 maka hasil dikali dengan

10 menjadi = 18 V



= 6,3 x 2 √2

= 17,8V


R1 = 1 M , R2 = 3,3 K , R3 = 1 K , Vin = 2 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

3,3.2

K

KV

= 8,6 V

Vin

VoutAV

V

V

2

6,8

= 4,3


di dapat :



dapat sebesar 4,2.


6 garis untuk pengali 10 dengan time/div = 0,5 ms, volt/div = 2V dan

frekuensi = 1 KHz.



= 6 x 0,4V


10 menjadi = 24 V



= 8,4 x 2 √2

= 23,8V


R1 = 1 M , R2 = 4,7 K , R3 = 1 K , Vin = 2 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

7,4.2

K

KV

4,11 V

Vin

VoutAV

V

V

2

4,11

= 5,7


di dapat :



dapat sebesar 5,55.


7 garis untuk pengali 10 dengan time/div = 0,5 ms, volt/div = 2V dan

frekuensi = 1 KHz.



= 7 x 0,4V


10 menjadi = 28 V



= 11,2 x 2 √2

= 31,7 V


Vin = 3 Volt

R1 = 1 M , R2 = 1 K , R3 = 1 K , Vin = 3 V

1

3

2.

R

RVinVout

=

1

1

1.3

K

KV

= 6 V

Vin

VoutAV

V

V

3

6

= 2


di dapat :



dapat sebesar 1,9.






= 3,5 x 0,4V


10 menjadi = 14 V



= 5,8 x 2 √2

= 16,4 V


R1 = 1 M , R2 = 2,2 K , R3 = 1 K , Vin = 3 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

2,2.3

K

KV

= 9,6 V

Vin

VoutAV

V

V

3

6,9

= 3,2


di dapat :



dapat sebesar 3,3.






= 5,8 x 0,4V

= 2,32V karena menggunakan pengali 10 maka hasil dikali

dengan 10 menjadi = 23,2 V



= 9,7 x 2 √2

= 27,4V


R1 = 1 M , R2 = 3,3 K , R3 = 1 K , Vin = 3 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

3,3.3

K

KV

V9,12

Vin

VoutAV

V

V

3

9,12

= 4,3


di dapat :



dapat sebesar 4,0.






= 7,1 x 0,4V

= 2,84 V karena menggunakan pengali 10 maka hasil dikali

dengan 10 menjadi = 28,4 V



= 12,8 x 2 √2

= 36 V


R1 = 1 M , R2 = 4,7 K , R3 = 1 K , Vin = 3 V

1

3

2.

R

RVinVout

1

1

7,4.3

K

KV

V1,17

Vin

VoutAV

V

V

3

1,17

= 5,7


di dapat :



dapat sebesar 4,3.






= 7,2 x 0,4V


10 menjadi = 29 V



= 14,5 x 2 √2

= 41 V


IX. ANALISA

Op-amp pada dasarnya adalah penguat. Pada percobaan ini di pelajari fungsi

dari penguat non- inverting yaitu rangkaian yang dapat memperkuat sinyal input

di mana membalikkan sinyal output bahkan ketika mereka menambah sinyal input

bersama-sama. Dalam percobaan ini input sinyal yang masuk ke terminal positif

IC OP-AMP 741 sedangkan terminal negatif dari IC OP-AMP dihubungkan

dengan ground. Sinyal output yang dihasilkan oleh penguat non- inverting adalah

berbanding lurus dengan sinyal inputnya atau dengan kata lain sinyal output

sefasa dengan sinyal inputnya.

Apabila tegangan yang masuk adalah DC maka gelombang yang terbentuk

adalah datar (lurus). Sedangkan apabila tegangan yang masuk adalah AC maka

gelombang yang terbentuk adalah gelombang sinusoidal yang terdiri dari bukit

dan lembah.

Pada saat rangkaian non-inverting ini diberi tegangan DC 1 V, tegangan

outputnya dapat terlihat pada multimeter sebesar 2 Volt, 3 Volt atau lebih

tergantung besarnya R2 yang dipasang karena semakin besar R2 yang dipasang

maka tegangan outputnya akan semakin besar. Serta tegangan input juga

berpengaruh besar pada rangkaian penguat non-inverting. Ini dibenarkan melalui

persamaan :

1

3

2.

R

RVinVout

Terlihat pada tabel pengukuran dan analisa perhitungan bahwa hasil antara

keduanya hampir mendekati teori (rumus), kalaupun ada perbedaan selisih nilai

0,2-0,5 Volt, itu adalah resistansi dari IC OP-AMP 741 dan komponen pendukung

lainnya seperti resistor.

Pada sinyal keluaran AC ada beberapa nilai pengukuran yang tidak sesuai

dengan perhitungan. Misalnya pada R2 = 4K7Ω, Vinput = 3V dan F = 1 KHz.

Didapat hasil pengukuran sebesar 29 Vpp atau 14,5 Vp sedangkan untuk hasil

perhitungan didapat 41Vpp atau 20,5 Vp. Ini dikarenakan bahwa hasil tegangan


yang keluar pada penguat non-inverting tidak akan melebihi nilai VCC-nya yakni

15 V. Ini terlihat pada sinyal keluaran osiloskop yang terpotong pada titik 14,5 V

BENTUK

GELOMBANG AC

Vin

Vout

Bentuk Sinyal Keluaran AC yang terpotong Pada 14,5V

Vin

Vout

BENTUK

GELOMBANG DC


X. KESIMPULAN

Kesimpulan yang dapat di ambil dari praktek penguat non-inverting adalah

1. Tegangan input yang sama akan menghasilkan nilai output yang berbeda

apabila resistor yang menjadi feedback diubah.

2. jika sinyal input berupa tegangan DC, maka output dari op-amp akan

menghasilkan polaritasnya sesuai dengan inputan-nya dan jika pada input

tegangan AC maka output akan satu phasa.

3. Pada perhitungan menggunakan rumus nilai yang di dapat Av berturut-

turut 2V,3V,4V,5V ini membuktikan bahwa semakin besar nilai R2 maka

semakin besar tegangan yang di dapat.

4. Perbandingan antara perhitungan dengan pengukuran menggunakan

multitester di dapat hasil yang tidak terlalu jauh berbeda.

5. Tegangan maksimum yang di dapat pada perhitungan menggunakan rumus

pada Vin = 3V R2 = 4K7 adalah 17 Volt, sedangkan pada praktek hasil

yang di dapat adalah 14,5 V ini membuktikan bahwa hasil pengukuran

tegangannya mengikuti tegangan yang digunakan pada paskal yaitu sama

dengan 15V. Jadi tegangan maksimumnya adalah 15V.

6. Kestabilan komponen dalam rangkaian sangat berpengaruh terhadap suatu

hasil pengamatan.


DAFTAR PUSTAKA

Albert Paul Malvino. 2004. Prinsip-Prinsip Elektornika. Selemba Teknika:

Jakarta

Anonim. http//www.geogle.com ( Diakses pada hari Senin, 10 okt 2014 pukul

13.00-14.30)

Mike Tooley.2002. Rangkaian Elektronik Prinsip dan Aplikasi. Erlangga

Ciracas: Jakarta

Sutrisno. 1987. Elektronika: Teori Dasar dan Penerapannya Jilid 3. Penerbit

ITB: Bandung

laporan penguat non inverting

Education