results survey e

5/16/2018 Results Survey e - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/results-survey-e 1/11

MODUL PRAKTIKUM

PENGKONDISIAN

SINYAL

Program Studi D-III Instrumentasi dan Elektronika

Jurusan Fisika Fakultas MIPA

Universitas Diponegoro

2008



MODUL I

PENGUAT OP-AMP DUA TINGKAT

I. TUJUAN

Memahami rangkaian penguat dua tingkat dan cara kerjanya

II. ALAT DAN BAHAN

1. IC Op-Amp (LM741) 3 buah

2. Resistor : R = 1KΩ 2 buah

R = 10KΩ 2 buah

R = 10KΩ Variabel 2 buah

III. TEORI

Pengat Operasional (Op-Amp) merupakan rangkaian terpadu yang dikemas dalam satu IC. Padaumumnya kaki-kaki IC tersebut terdiri atas input membalik atau inverting input (-), input tak membalik

atau non inverting input (+), output, offset, dan catu daya seperti pada gambar 1.1 Secara ideal, Op-

Amp memiliki beberapa karakteristik, diantaranya :a. Penguat tegangan tak berhingga (AV0 = ∼)

b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)

c. Impedansi output nol (ro = 0)

d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)

e. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)Komponen Op-Amp dikemas dalam satu IC.

Gambar 1.1 Konfigurasi IC 741

Penguat Tegangan Membalik.

Perbedaan rangkaian antara penguat tegangan membalik dan tak membalik adalah pada penguat

membalik dihubungkan dengan tanah. Penguat membalik memiliki kelebihan dalam kemampuannya

mengatur suatu harga yang tepat dari impedansi masukan.



+ V

- V

Gambar 1.2 Penguat tegangan membalik

Besar penguatan tegangan dari penguat tegangan membalik dapat dirumuskan:

⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ −=

1

2

R

R

Vin

Vout ...................................................(1)

Penguat Tegangan Tak Membalik.

Penguat ini memiliki karakteristik impedansi keluaran rendah, impedansi masukan tinggi danbesarnya penguatan yang stabil. Penguat tegangan jenis ini memiliki kelebihan yaitu kemampuan

penguatan yang mendekati ideal.

+ V

- V

Gambar 1.3 Penguat tegangan tak membalik

penguatan tegangan pada penguat tegangan tak membalik dirumuskan pada persamaan:

11

2 +⎟⎟ ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ =

R

R

Vin

Vout (3.2)

Penyangga (Buffer)

Apabila penguat Non Inverting resistor input dibuka (R= ~) dan R umpan balik dihubungsingkat maka akan membentuk sebuah pengikut tegangan seperti terlihat pada gambar 1.4 berikut ini :



Gambar 1.4 Buffer

Perolehan tegangan output yang dihasilkan akan sebagai berikut :

1~

011 =+=+=

Ri

Rf Acl ...................................................(2)

Keterangan : Rf = Rfeedback

Ri = Rinput

Berdasarkan rumus diatas maka penguatan yang dihasilkan sebesar 1 kali. Resistans masukanRi adalah sama dengan resistans masukan Op-Amp, demikian juga resistans keluaran Ro juga sama

dengan resistans keluaran OP-Amp.

IV. PERCOBAAN

Buatlah rangkaian seperti gambar 1.5, Setelah dirangkai, rangkaian diberi catudaya (+12V) dan (-12V).

Kemudian beri input sinyal dan ukur masing-masing tegangan keluaran pada setiap tingkatanpenguatan. Bandingkan besar sinyal masukan dengan sinyal keluaran dan lakukanlah pengukuran

dengan beberapa variasi perubahan hambatan pada resistor feed back

Gambar 1.5 Rangkaian Percobaan



MODUL II

KOMPARATOR

I. TUJUAN

Memahami rangkaian penguat komparator dan cara kerjanya

II. ALAT DAN BAHAN

1. Op-Amp LM339

2. resistor 10 KΩ, 1KΩ

3. trimpot multitune 10 KΩ 4. catudaya 12V

III. TEORIAplikasi laindari penguat operasional adalah sebagai komparator. Komparator atau pembanding adalah

rangkaian apa saja yang membandingkan besaran masukan dengan suatu taraf referensi (atau dengan

masukan lain) dan menghasilkan suatu perubahan keadaan keluaran bila harga salah satu masukan

melampaui harga masukan lainnya.Komparator merupakan salah satu pengunaan tak linier dari Op-Amp. Keluaran pembanding hanya

dapat mempunyai dua nilai, misal 0 V dan 5 V saja. Pembanding mempunyai dua masukan, yaitu

masukan pembalik (-) dan masukan tak membalik (+), seperti tampak pada gambar 2.1.

Gambar 2.1 Konfigurasi Input LM339

Jika tegangan referensi yang digunakan adalah masukan pembalik (-) dan tegangan sinyal yangdimasukkan pada masukan tak membalik (+) sedikit lebih tinggi (beberapa ratus mikrovolt) dari

tegangan referensi, maka tegangan keluarannya akan tinggi mendekati tegangan VCC. Rangkaian ini

disebut komparator tak membalik (non-inverting comparator). Jika tegangan referensi yang digunakanadalah masukan tak membalik (+) dan tegangan sinyal yang dimasukkan pada masukan membalik (-)sedikit lebih tinggi dari tegangan referensi maka tegangan keluarannya akan medekati ground.

Rangkaian ini disebut komparator membalik (inverting komparator) dengan pertimbangan ketelitian

dalam melakukan komparasi, mak dibuat IC yang khusus digunakan untuk komparator. IC ini misalnyatipe LM 339 yang memiliki 4 buah Op-Amp komparator dalam satu kemasan. Gambar 2.2

menunjukkan konfigurasi IC tersebut.



Gambar 2.2 Konfigurasi IC LM339

IV. PERCOBAAN

Gambar 2.3 Percobaan Komparator

1. Rangkaialah komparator seperti pada gambar 2.3

2. Beri catu daya 5 Volt.3. Variasi besar hambatan VR 10K untuk memvariasi tegangan referensi.

4. Variasi besar tegangan input.



MODUL III

ANALOG TO DIGITAL CONVERTER

I. TUJUAN

Memahami cara kerja pengubah data analog ke digital menggunakan tipe ADC0804

II. ALAT DAN BAHAN

1. ADC0804

2. resistor 10KΩ

3. Resistor 330Ω 8buah4. LED = 8 buah

5. kapasitor 150 pF, 1 μF, dan 0,1 μF

6. Trimpot 10 KΩ 7. Catudaya 5 Volt

8. Regulator 0-5 Volt

III. TEORIPada dunia elektronika, mikrokontroller maupun mikroprosesor merupakan peralatan yang hanya dapat

memproses data digital yang merupakan kombinasi dari level tegangan 1 ( 5 volt) dan 0 ( 0 volt) yang

merepresentasikan sebuah bobot dari level analog. Maka untuk setiap data analog seperti pada keluaran

penguat sensor diperlukan rangkaian Analog to Digital Converter (ADC) untuk mendapatkan keluarandata digital. Hal ini banyak ditemui dalam praktek, yaitu pada penggunaan alat-alat ukur digit seperti

Digital Voltmeter.

Didasarkan cara kerjanya, ADC dibedakan menjadi 4 jenis yaitu : ADC integrasi, ADC servo, ADCparalel, dan ADC successive approximation (time encoder). Perbedaan utama masing-masing ADC

tersebut terletak pada konfigurasi dan rangkaian internal yang digunakan.

Berikut merupakan cara kerja dalam konversi yang dilakukan ADC :

1. Melakukan reset ADC yang menyebabkan semua keluaran counter di dalamnya menjadi

rendah. Karena signal analog yang akan dikonversikan dimasukkan pada rangkaian komparator

yang bekerja tak membalik, artinya jika Vref lebih besar dari Vi maka keluaran kecil, dan jika

Vref lebih kecil dari Vi maka keluaran komparator tinggi. Reset yang dilakukan akanmenyebabkan keluaran DAC yang digunakan sebagai Vref adalah nol sehingga keluaran

komparator tinggi. Oleh karena pada permulaan bekerjanya, output komparator adalah “1”maka akan menyebabkan pintu AND “membuka” sehingga pulsa clock akan diteruskan.

2. Lewat pulsa-pulsa clock menyebabkan counter mulai mencacah. Nilai Vref akan naik sebanding

dengan hitungan yang dihasilkan counter.3. Pada saat harga Vref = Vi, maka output komparator menjadi ”0” yang menyebabkan ”tertutup”-

nya pintu AND sehingga pulsa-pulsa clock tidak dapat lewat lagi dan counter akan berhenti

menghitung. Nilai hitungan terakhir yang menyebabkan Vref = Vi menunjukkan nilai digit dariinput analog Vi.

Resolusi (ketelitian) dari ADC sangat tergantung dari jangkah counter yang digunakan. Misalnya

untuk counter 8 bit akan mencacah dari 0000 0000 hingga 1111 1111 dalam kode biner, 0-255dalam desimal atau 00H – FFH dalam heksa.Resolusi tersebut secara umum dirumuskan :

12

2 /

−=

n

ref V R .....................................................(1)

Dimana n = jumlah bit ADC dan Vref = tegangan referensi

Spesifikasi teknis ADC0804 :Kompatibilitas terhadap jalur bus semua mikrokontroler dan mikroprosesor



Waktu konversi < 100μsMemiliki ”internal clock”

Tegangan input dan output kompatibel pada level TTLRentang input analog 0-5 volt

Diagram pin ADC tersebut ditunjukkan Gambar 3.1

Gambar 3.1 Konfigurasi PIN ADC0804

Konversi ADC0804 dilakukan melalui pin kontrol yaitu CS, WR dan RD. Pada aplikasinya, pin CS

selalu diberi logika low (L) sedangkan kaki WR dan RD diberikan logika high (H). Konversi

dimulai saat WR diberikan logika dari H ke L. Setelah di delay beberapa saat (minimal 100 μs) angtergantung kecepatan konversi (time conversion) kemudian kaki CS diaktifkan dengan logika L.

Saat itu data hasil konversi telah keluar di output data. Untuk konversi berikutnya dimulai dengan

mengembalikan kaki WR dan RD ke logika H.

IV. PERCOBAAN

Gambar 3.2 Rangkaian percobaan ADC



1. Buatlah rengkaian ADC menggunakan konfigurasi free-running berikut ini :2. Untuk rangkaian ini jika data H maka lampu mati dan sebaliknya. Ubahlah inputanalognya

dengan mengunakan variable resistor pembagi tegangan atau regulator. Tegangan input

maksimal yang diperbolehkan adalah 5V. Catat tegangan input terhadap logika keluaran padadata output.

keluaranMasukan Analog

(volt) Biner Heksa Desimal

3. Hitung pula Resolusi (ketelitian) ADC untuk rangkaian yang digunakan ada praktek



MODUL IV

DIGITAL TO ANALOG CONVERTER

I. TUJUAN

Memahami cara kerja pengubah data analog ke digital menggunakan tipe DAC0808

II. ALAT DAN BAHAN

1. DAC0808

2. LM7413. Resistor 4K7, 2K7

4. LED = 8 buah

5. kapasitor 15 pF

6. Trimpot 10 KΩ

7. Catudaya 12 Volt

III. TEORI

DAC0808 merupakan salah satu contoh kenverter D/A. IC ini tidak mahal dan digunakan secara luas

dalam beberapa aplikasi, D/A ini menerapkan metode tangga R-2R 8 bit yang dilengkapi dengan

sumber arus acuan dan delapan buah transistor saklar untuk mengarahkan arus biner. Suatu tegangan

dan hambatan eksternal dipergunakan untuk mengatur arus acuan pada nilai yang lazim berlaku yaitu 2mA. DAC0808 mempunyai waktu pemantapan 150ns dan ketelitian relatif .

Konfigurasi pin ditunjukkan seperti pada gambar 4.1. dengan penjelasan sebagai berikut. Pin 1 tidak dipakai ( NC singkatan dari no connection ). Pin 2 adalah penghubung ke ground. Pin 3 ( ) harus

dipasang pada -12V. Pin 4 adalah saluran balik dari ground, yang sifatnya sebagi output pembalik. Pin

5 s/d 12 merukan 8 bit masukan data. Pin 13 ( ) harus dipasang pada catu daya +5V. Pin 14dihubungkan dengan catu daya positif melalui hambatan R14, dan pin 15 dihubungkan ke ground

melalui hambatan R15. Akhirnya sebuah kapasitor antar pin 16 dan pin 13 berfungsi untuk memberi

kompensasi frekuensi bagi IC ini.

Gambar 4.1. Pin konfigurasi



IV. PERCOBAAN

Gambar 4.2 Percobaan DAC

1. Rangkai DAC seperti gambar 4.2

2. Beri Catudaya.3. Hubungkan input DAC dengan DIP Switch.

4. Variasi bobot biner dari DIP Switch dan ukur tegangan output dari DAC.

results survey e

Documents