teori elektronika terapan
Post on 17-Jan-2016
82 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
LAPORAN TEORI ELEKTRONIKA TERAPAN
NAMA : IKA RIZKY MAULIDYA
NPM : P2.31.38.1.13.021
DOSEN : AGUS KOMARUDIN, ST. MT
Prodi Sarjana Terapan Jurusan Teknik Elektromedik
Politeknik Kesehatan Kemenkes Jakarta II
Semester Ganjil
KATA PENGANTARBismillahirahmanirahim. Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah S.W.T karena berkat rahmat dan hidah-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.
Tugas ini ditunjukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Elektronika Terapan. Tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing penulis, Bpk. Agus Komarudin,ST.MT yang telah memberikan kepercayaan kepada penulis untuk membuat laporan ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kesempurnaan. Ini dikarenakan keterbatasan kemampuan penulis, keterbatasan sumber atau referensi dan keterbatasan waktu yang membuat penulis tergesa-gesa menyelesaikan laporan ini.
Untuk itu penulis mengharapkan kritik dan juga saran dari pembaca untuk kesempurnaan penulisan laporan penulis di waktu yang akan datang.Terima Kasih.
Jakarta, __________ 2015
Penulis
1. LOW PASS FILTER ORDO SATU
Low Pass Filter digunakan untuk menghapus atau menipiskan frekuensi yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio; mereka memberikan respon frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat. Frekuensi di mana filter low pass mulai mengurangi amplitudo sinyal dapat dibuat disesuaikan. Teknik ini dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau "TREBLE CUT" kontrol. tinggi). Pada aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut "crossover filter". Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power supply, di mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output. rangkaian filter aktif low pass- yang umum digunakan oleh jaringan RC, dan op amp nya penguat sebagai gain satu. Tahanan R f sama dengan R dan dimasukan untuk ofset dc Perbedaan tegangan antara pasak 2 dan pasak 3 pada dasarnya 0V. Karena itu, tegangan yg melintasi kapasitor C sama dengan tegangan keluaran V 0 sebab rangkaian ini merupakan sebuah pengikut tegangan. E1 terbagi di antara R dan C tegangan kapasitornya sama dengan V0 dan adalah
V0= 1/ jwc
R+1
jwc x E1
dimana W adalah frekuensi dari Ei dalam radian per detik (w=2phif) dan j sama dengan √−1. untuk memperoleh gain tegangan untaian tertutup Acl kita mempunyai
Acl = VoE 1
= 1
1+ jwRC
frekuensi cutoff Wc didefinisikan sebagai frekuensi E1 dimana Acl dikurangi menjadi 0.707 kali harga frekuensi rendahnya persoalan yang penting ini frekuensi cutoff dapat diperoleh dari
Wc = 1
R c = 2phifc
dimana wc adalah frekuensi cutoff dalam radian perdetik , fc adalah frekuensi cutoff dalam herzt. R dalam ohm dan C dalam farad
C= 1
WcR =
12 phifcR
gambar 1.1 rangkaian low pass filter ordo 1
gambar 1.2 pulsa yg dihasilkan oleh rangkaian
Dalam percobaan praktek pada papan projectboard serta menggunakan osciloscop dan fungtion generator kita bisa mendapatkan hasil sinyal yg berbeda beda dalam frekuensi yang berbeda pula serta bisa kita dapat kan fc (frekuensi cut off), jumlah peroide, serta sudut kelengkungan pada hasil sinyal yg didapat, berikut adalah hasil praktek pada rangkaian Low Pass Filter dengan mengubah besar frekuensi pada rangkaian, pada praktek ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai penunjang kelancaran praktek elektronika terapan diantaranya adalah:
Alat dan bahan papan project board resistor 100k ohm resisitor 220k ohm capacitor 1 mikro farad IC LM741 osciloscop fungtion generator kabel jumper power supplay
Tabel Perbandingan yang menunjukan perbedaan hasil pulsa yang dihasilkan pada frekuensi yang berbeda
2. LOW PASS FILTER ORDO DUA Rangkaian low pass orde 2
Rumus rumus :
Frequensi cut off :
fc= 12 πRC
Penguatan :
A=VoEi
Sudut phasa
L= t 2−t 1T
.360 °
Frekuensi Cutoff
fc=0,707
2 .3,14 .10 k Ω. 1 µF¿
¿
fc ¿0,707
2. 3,14 .10 000 Ω. 0,00001 F¿
¿
fc=0,707
0,0628
fc=11,25 Hz
1. Dititik pengukuran tp 1 dan 3
a. Frequensi cut off kali 1
Penguatan :
A=VoEi
¿ 7,29,8
=0,73
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L=22,591,4
.360 °=88,6 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 1
b. Frequensi cut off kali 2
Penguatan :
A=VoEi
¿ 2,29,9
=0,22
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 1644,8
.360 °=128 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 2
c. Frequensi cut off kali 3
Penguatan :
A=VoEi
¿ 19,9
=0,1
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L=12,529,6
.360 °=152,0°
Gambar ewb Frequensi cut off kali 3
d. Frequensi cut off kali 4
Penguatan :
A=VoEi
¿ 0,69,8
=0,06
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 8,822,2
.360 °=142 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 4
e. Frequensi cut off kali 1/2
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,59,8
=0,96
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L=19,888
.360 °=81°
Gambar ewb Frequensi cut off kali ½
f. Frequensi cut off kali 1/3
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,89,9
=0,98
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L=19,3268
.360 °=25,9 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 1/3
g. Frequensi cut off kali 1/4
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,99,9
=1
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 21357
.360 °=21,2°
Gambar ewb Frequensi cut off kali ¼
h. Frequensi cut off kali 1/2
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,99,9
=1
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L=25,9435
.360 °=21,4 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 1/5
Tabel low pass orde 2 tp1 dan tp3
low pass orde 2 di tp 1 dan 3
no R C PHI0,70
7 fcVO EI A
t2-t1 t
360 sdt phasa
11000
00,00000
13,1
40,70
7 11,2587,2
9,8
0,73469
22,5
92,4
360 87,6623
21000
00,00000
13,1
40,70
722,515
92,2
9,9
0,22222 16
44,8
360 128,571
31000
00,00000
13,1
40,70
733,773
9 19,9
0,10101
12,5
29,6
360 152,027
41000
00,00000
13,1
40,70
745,031
80,6
9,8
0,06122 8,8
22,2
360 142,703
51000
00,00000
13,1
40,70
756,289
80,4
9,8
0,03878 7,9
17,7
360 160,678
0,51000
00,00000
13,1
40,70
75,6289
89,5
9,8
0,96939
19,8 88
360 81
0,333
10000
0,000001
3,14
0,707
3,75265
9,8
9,9 0,9899
19,3 268
360 25,9254
0,251000
00,00000
13,1
40,70
72,8144
99,9
9,9 1 21 357
360 21,1765
0,2 1000 0,00000 3,1 0,70 2,2515 9, 9, 1 25, 435 36 21,4345
0 1 4 7 9 9 9 9 0
2. Dititik pengukuran di tp2 dan tp3a. Frequnsi cut off kali 1
Penguatan :
A=VoEi
¿ 7,18,2
=0,86
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 7,690,4
.360 °=30,2 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 1
b. Frquensi cut off kali 2
Penguatan :
A=VoEi
¿ 2,13,8
=0,55
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 5943,9
.360 °=48 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 2
C. fruquensi cut off kali 3
Penguatan :
A=VoEi
¿ 12,5
=0,4
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 64609
.360 °=72°
Gambar ewb Frequensi cut off kali 3
d. Frekuensi cut off kali ½
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,29,8
=0,9
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 99178
.360 °=18 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali ½
e. Frequensi cut off kali 3
Penguatan :
A=VoEi
¿ 9,710
=0,97
Sudut phasa :
L= t 2−t 1T
.360 °
L= 8,8269
.360 °=11,7 °
Gambar ewb Frequensi cut off kali 1/3
Tabel frequensi cut off tp2 dan tp3
low pass orde 2 di tp 2 dan 3
no R C PHI0,70
7 FcVO EI A
t2-t1 t
360
sdt phasa
11000
00,00000
13,14
0,707 11,258
7,1 8,2
0,86585 7,6
90,4
360
30,26549
21000
00,00000
13,14
0,707
22,5159
2,1 3,8
0,55263 5,9
43,9
360
48,38269
31000
00,00000
13,14
0,707
33,7739 1 2,5 0,4 6 30
360 72
0,51000
00,00000
13,14
0,707
5,62898
9,2 9,8
0,93878 9,9 178
360
20,02247
0,33333
10000
0,000001
3,14
0,707
3,75265
9,7 10 0,97 8,8 269
360
11,77695
3. HIGH PASS FILTER ORDO SATU
Filter High Pass (HPF) adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredamatau menahan frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti memperlemah tegangan keluaranuntuk semua frekuensi di bawah frekuensi cutoff fc. Di atas fc, besarnya tegangan keluarantetap.Filter High Pass adalah lawan yang tepat untuk low pass filter. Filter ini memiliki teganganoutput dari DC (0Hz), sampai ke titik cut- off tertentu (ƒc) frekuensi. Titik cut -off
frekuensirendah adalah 70,7% atau-3dB (dB =-20Log Vout / Vin) dari gain tegangan diizinkan untuk lulus. Rentang frekuensi "di bawah" ini pointƒc cut -off umumnya dikenal sebagai BandBerhenti sementara rentang frekuensi "di atas" titik cut-off umumnya dikenal sebagai BandPass. Frekuensi cut-off atau- 3dB titik, dapat ditemukan dengan menggunakan rumus, ƒc= 1 / (2πRC). Sudut fase dari sinyal output pada ƒc adalah +45 o.frekuensi cutoff Wc didefinisikan sebagai frekuensi E1 dimana Acl dikurangi menjadi 0.707 kali harga frekuensi rendahnya persoalan yang penting ini frekuensi cutoff dapat diperoleh dari
Wc = 1
Rc = 2phifc
dimana wc adalah frekuensi cutoff dalam radian perdetik , fc adalah frekuensi cutoff dalam herzt. R dalam ohm dan C dalam farad
C= 1
WcR =
12 phifcR
gambar 2.1 rangkaian high pass filter
gambar 2.2 pulsa yang dihasilkan oleh rangkaian
Dalam percobaan praktek pada papan projectboard serta menggunakan osciloscop dan fungtion generator kita bisa mendapatkan hasil sinyal yg berbeda beda dalam frekuensi yang berbeda pula serta bisa kita dapat kan fc (frekuensi cut off), jumlah peroide, serta sudut kelengkungan pada hasil sinyal yg didapat, berikut adalah hasil praktek pada rangkaian Low Pass Filter dengan mengubah besar frekuensi pada rangkaian, pada praktek ini dibutuhkan beberapa alat dan bahan sebagai penunjang kelancaran praktek elektronika terapan diantaranya adalah:
Alat dan bahan papan project board resistor 100k ohm resisitor 220k ohm capacitor 1 mikro farad IC LM741 osciloscop fungtion generator kabel jumper power supplay
Tabel Perbandingan yang menunjukan perbedaan hasil pulsa yang dihasilkan pada frekuensi yang berbeda
4. HIGH PASS FILTER ORDO DUA- SYARAT YANG HARUS DIPENUHI DALAM MERANCANG
RANGKAIAN HIGH PASS ORDO 2:
1. Pilihsebuahfrekuensi cutoff c, atau fc
2. Buatlah C1=C2=C danpilihharga yang sesuai
3. Hitung R1dari
R1=1414W c C
4. R2=12
R1
5. Untukmeminuimumkan offset dc, buatlahRf=R2
- TABEL HASIL EWB HIGH PASS ORDO 2
- RANGKAIAN HIGH PASS ORDO 2 EWB
- EWB
1. 13fc=10fc
2. 10.4fc=8fc
3. 5.3fc=4fc
4. 3.9fc=3fc
5. 2.6fc=2fc
6. 1.3fc=fc
7. 0.65fc=1/2fc
8. 0.43fc=1/3fc
9. 0.32fc=1/4fc
10. 0.16fc=1/8fc
11. 0.13fc=1/10fc
5. BAND PASS PITA SEMPIT
Band pass filter adalah Sebuah rangkaian yang dirancang hanya untuk melewatkan isyarat dalam suatu pita frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat diluar pita frekuensi . filter ini akan meloloskan sinyal pada range frekuensi diatas frekuensi batas bawah (fL) dan dibawah frekuesni batas atas (fH).
Jenis filter ini mempunyai tegangan keluaran maksimum Vmax, atau gain tegangan maksimum Ar,
pada suatu frekuensi yang disebut frekuensi resonansi ωr. ada satu frekuensi diatas ωr disebut
frekuensi cutoff atas (ωH), dan frekuensi dibawah ωr disebut frekuensi cutoff bawah (ωL)
dimana gain tegangannya adalah 0.707 Ar. frekuensi antara ωH dan ωL adalah lebar pita (B), dimana :
Dalam band pass filter (BPF) ini dikenal 2 jenis rangkaian band pass filter (BPF) yaitu band pass filter (BPF) pita lebar dan band pass filter (BPF) pita sempit. Untuk membedakan kedua rangkaian ini adalah dengan melihat dari Faktor kualitas (Q). Bila Q < 10, maka digolongkan sebagai band pass filter (BPF) pita lebar. Bila Q > 10, maka digolongkan sebagai band pass filter (BPF) pita sempit.
Dimana :
Q = Faktor kualitas
ωr = frekuensi resonansi (rad/s)
B = Lebar pita
Gambar Rangkaian Secara Umum
Faktor kualitas Q > 10 dan B < 0,1 ωr
Rancangan band pass filter pita sempit
1. Menentukan frekuensi resonansi (ωr) dan lebar pita (B)2. Hitung nilai Q dimana
3. Menentukan nilai C1 = C2 = C3 = C
(b) Filter Band Pass (a) Frekuensi Band Pass
4. Hitung nilai R1,R2, dan R3 dari persamaan berikut :
a. b.
c.
Gambar Rangkaian Band Pass pita sempit
Tabel Hasil Teori EWB Band Pass Filter Pita Sempit
fin (Hz) Vin Vout A t2-t1 (ms)
T (ms) L
1/10fr 23,7 0,049 0,0098 0,2 11 42,2 93,84(1/5fr 47,4 0,049 0,022 0,449 5,4 21 92,57
(1/4fr 59,25 0,049 0,027 0,551 4,27 16,89 91,01(1/2fr 118,5 0,049 0,069 1,408 2,16 8,45 92,02
fr 237 0,049 1,39 28,367 2,4 4,2 205,712fr 474 0,05 0,0656 1,312 0,54 2,1 92,574fr 948 0,049 0,0263 0,537 0,263 1,05 90,035fr 1185 0,049 0,02 0,408 0,204 0,830 88,54
10fr 2370 0,049 0,0098 0,2 0,099 0,417 85,55
6. BAND PASS PITA LEBARFaktor kualitas Q < 10 dan B > 0,1 ωr
Rancangan band pass filter pita sempit
5. Menentukan frekuensi resonansi (ωr) dan lebar pita (B)6. Hitung nilai Q dimana
7. Menentukan nilai C1 = C2 = C3 = C
8. Hitung nilai R1,R2, dan R3 dari persamaan berikut :
d. e.
Gambar Rangkaian Band Pass Pita Lebar
Tabel Hasil Teori EWB Band Pass Filter Pita Lebar
Fin Vin (mV) Vout (mV) A t2-t1 T (ms) L
1/10fr 23,42 50 10,1 0,202 11,43 42,7 96,371/5fr 46,83 50 20,9 0,418 5,48 21,4 92,191/4fr 58,54 50 26,7 0,534 4,6 17 97,411/2fr 117,09 50 65,7 1,314 2,32 8,54 97,80
fr 234,17 50 513 10,26 2 4,26 169,012fr 468,34 50 66,8 1,336 0,583 2,1 99,944fr 936,68 50 26,8 0,536 0,272 1 97,925fr 1170,85 50 20,5 0,41 0,208 0,833 89,89
10fr 2341,70 50 10,3 0,206 0,098 0,434 81,29
Tabel Hasil Praktek Band Pass Filter Pita Lebar
fin Vin (mV) Vout (mV) A t2-t1 T (ms) L
1/10fr 23,42 50 9,8 0,196 10,7 41,3 93,271/5fr 46,83 50 19,7 0,394 5,2 20,6 90,871/4fr 58,54 50 24,9 0,498 4,8 17,6 98,181/2fr 117,09 50 63,2 1,264 1,9 7,3 93,70
fr 234,17 50 509 10,18 2,3 4,4 188,182fr 468,34 50 64,6 1,292 0,625 2,3 97,834fr 936,68 50 24,6 0,492 0,25 0,94 95,745fr 1170,85 50 21 0,42 0,19 0,78 87,69
10fr 2341,70 50 11,1 0,222 0,093 0,41 81,66
7. FILTER TAKIK
Filter takik merupakan filter yang kerjanya bertolak belakang dengan filter band pass. Jika band pass filter menguatkan frekuensi yang dikehendaki, filter takik ini justru memperlemah frekuensi yang tidak dikehendaki. Sebagai contoh, terkadang kita perlu untuk memperlemah isyarat-isyarat kebisingan 60Hz-400Hz yang diinduksikan dalam sebuah rangkaian oleh pembangkit.
Untuk merancang filter takik, berikut langkah-langkahnya:
1. Tentukan frekuensi yang ingin di perlemah isyaratnya (fr, dan B) berikut Q nya2. Pilih C1=C2=C3. Hitunglah R2 dengan rumus
R2=2
B .C4. Hitung R1 dengan rumus
R1=R2
4 Q2
5. Pilih untuk Ra suatu harga yang sesuai misalnya 1kΩ6. Hitung Rb dengan Rumus
Rb=2Q2 Ra
Rancangan Filter Takik
Rangkaian ini menggunakan data sebagai berikut
1. B=512 rad/s
2. Q=5
3. C1=C2= 0.01μf
4. R2=2
B .C
a. R2=2 ×106
512 ×0.01b. R2≅ 390 k Ω
5. R1=R2
4 Q2
a. R1=390 ×103
4× 52
b. R1=3.9 k Ω
6. Ra=1k Ω
7. Rb=2Q2 Ra
a. Rb=2× 52× 103
b. Rb=50 k Ω
Dibawah ini merupakan hasil perancangan dengan EWB
1. f i=1
10f r
f i=40.76 Hz
EWB
2. f i=15
f r
f i=81.53 Hz
EWB
3. f i=14
f r
f i=101.91 Hz
EWB
4. f i=12
f r
f i=203.82 Hz
EWB
5. f i=f r−12
B
f i=370 Hz
EWB
6. f i=f r
f i=407.6 Hz
EWB
7. f i=f r+12
B
f i=440 Hz
EWB
8. f i=2 f r
f i=815. 2Hz
EWB
9. f i=4 f r
f i=1630.6 Hz
EWB
10. f i=5 f r
f i=2038.3 Hz
EWB
11. f i=10 f r
f i=4076.4 Hz
EWB
1/10fr 1/5fr 1/4fr 1/2fr fr-1/2B fr fr+1/2B 2fr 4fr 5fr 10fr0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
Penguatan (EWB)
1/10fr
1/5fr
1/4fr
1/2fr
fr-1/2
B fr
fr+1/2
B 2fr 4fr 5fr10fr
-150
-100
-50
0
50
100
Sudut Fase (EWB)
Sudut Fase (EWB)
8. PENGUAT DIFERENSIAL
Op-amp dinamakan juga dengan penguat diferensial (differential amplifier ).
Sesuai denganistilah ini, op-amp adalah komponen IC yang memiliki 2 input tegangan dan 1 output
tegangan,dimana tegangan output-nya adalah proporsional terhadap perbedaan tegangan antara
keduainputnya itu.
Penguat diferensial seperti yang ditunjukkan pada gambar-1 merupakan rangkaian
dasar darisebuah op-amp
.
Pada rangkaian yang demikian, persamaan pada titik V out adalah V out= A(v1-v2)
dengan Aadalah nilai penguatan dari penguat diferensial ini. Titik input v1 dikatakan sebagai
input
non-iverting , sebab tegangan v out satu phase dengan v1. Sedangkan sebaliknya titik v 2
dikatakan input inverting sebab berlawanan phasa dengantengangan v out
Gambar Rangkaian Penguat Differensial
Hasil Pembuktian Dengan EWB
Tabel Pembuktian dengan EWB
No Input Nilai Output (v)
1 E1 > E2E1 = 2
1,83E2 = 1
2 E1 = E2E1 = 2
-0,05E2 = 2
3 E1 < E2E1 = 1
-1,83E2 = 2
TEGANGAN MODE BERSAMA
Teori Singkat
Keluaran penguat diferensial harus menjadi 0 bila Ei = E2. Cara termudah
untuk menerapkan tegangan – tegangan yang sama adalah menyambung kedua
masukannya bersama sama dan menghubungkannya ke sumber tegangan. Untuk suatu
hubungan seperti itu, tegangan masukannya disebut tegangan masukan mode
bersama, ECM . Sekarang Vo akan menjadi 0 jika perbandingan tahanannya sama (mR
terhadapR untuk gain penguat pembaliknya sama dengan mR terhadap R dari
jaringan pembagi tegangannya).
Dalam prakteknya, perbandingan perbandingan tahanan tersebut disamakan
dengan memasang sebuah potensiometer seridengan satu tahanan. Potensiometer itu
disesuaikan sampai Vo berkurang menjadi suatu harga yg dapat di abaikan. Hal ini
menyebabkan gain tegangan mode bersama, Vo/ECM , menekati 0. Sifat penguat
diferensial inilah yg menyebabkan suatu isyarat kecil diambil dari isyarat yang lebih
besar.
Adalah mungkin untuk menyusun rangkaiannya sedemikian rupa sehingga isyarat
lebih besar yang tak dikehendaki merupakan tegangan masukan mode bersama dan
isyarat yang kecil kecil merupakan tegangan masukan mode diferensial.
Kemudian tegangan keluaran penguat diferensial itu akan hanya berisi suatuversi
tegangan masukan diferensial yang di perkuat.
Gambar Rangkaian
HasilpembuktiandenganElectronics Workbench
Tabel Ada atauTidaknya Vo padaRangkaianTegangan Mode Bersamapada EWB
No nR (kΩ) mR (kΩ) Ada atauTidaknya Vo pada EWB
1 51 150 Ada
2 51 100 Ada
3 51 51 tidakada
4 100 51 Ada
5 150 51 Ada
Penguat Diferensial Gain SetelKekurangan yang kedua dari penguat differensial adalah gain yang tidak bisa di setel.
Masalah ini di tiadakan dengan menambahkan tiga tahanan lagi ke penguat tersangga itu. Resistansi masukan yang tinggi dipertahankan oleh pengikut-pengikut tegangannya.
Karena tegangan masukan dari setiap op amp besarnya 0V, masing-masing tegangan di titik 1 dan titik 2 (terhadap ground) sama dengan E1 dan E2. Karena itu, tegangan yan melintasi tahanan aR adalah E1 – E2. Tahanan aR merupakan sebuah potensiometer yang digunakan untuk menyetel gain nya. Arus yang melintasi aR adalah
I= E 1−E 2aR
Bila E1 lebih besar dari E2 maka arah I mengalir melalui kedua tahanan yang bertanda R, dan tegangan yang melintasi tiga tahanan seluruhnya menentukan harga Vo. Dengan persamaan :
Vo=( E 1−E 2 )(1+ 2a )
Gambar Rangkaian Gain Setel
Percobaan dengan EWB :
Komponen :
R = 2,2 kΩ aR (1) = 8,8 kΩ ↠ penguatan 1,5 kali
a = aR/R
= 8,8/2,2
= 4
A = 1 + 2/a
= 1 + 2/4
= 1+ 0,5
=1,5
aR (2) = 4,4 kΩ ↠ penguatan 2 kali
a = aR/R
= 4,4/2,2
= 2
A = 1 + 2/a
= 1 + 2/2
= 1+ 1
=2
1. E1 = +1 V (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali
b. Pengutan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
2. E1 = (-)1 V (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali
b. Penguatan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
3. E1 = 0 V/ GND (dc) dan E2 = + 3 V (ac) a. Penguatan 1.5 kali
b. Penguatan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
4. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = + 1 V (dc)a. Penguatan 1.5 kali
b. Penguatan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
5. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = (-) 1 V (dc)a. Penguatan 1.5 kali
b. Penguatan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
6. E1 = + 3 V (ac) dan E2 = 0 V/ GND (dc)a. Penguatan 1.5 kali
b. Penguatan 2 kali
c. Penguatan 3 kali
Tabel Hasil Pengukuran dengan EWB
R (kΩ) aR (kΩ) a E1 (V) E2(V) Vin (V) Vo (V) A
2,2 8,8 4 3 3 2,95 4,51,52542
4
2,2 4,4 2 3 3 2,95 5,972,02372
9
2,2 2,2 1 3 3 2,95 8,953,03389
8
2,2 8,8 4 -3 3 2,95 4,561,54576
32,2 4,4 2 -3 3 2,95 5,99 2,03050
8
2,2 2,2 1 -3 3 2,95 8,893,01355
9
2,2 8,8 4 0 3 2,95 4,481,51864
42,2 4,4 2 0 3 2,95 5,9 2
2,2 2,2 1 0 3 2,95 8,93,01694
9
2,2 8,8 4 3 3 2,95 4,41,49152
5
2,2 4,4 2 3 3 2,95 5,952,01694
9
2,2 2,2 1 3 3 2,95 8,883,01016
9
2,2 8,8 4 3 -3 2,95 4,481,51864
4
2,2 4,4 2 3 -3 2,95 5,992,03050
8
2,2 2,2 1 3 -3 2,95 8,953,03389
8
2,2 8,8 4 3 0 2,95 4,451,50847
5
2,2 4,4 2 3 0 2,95 5,851,98305
12,2 2,2 1 3 0 2,95 8,85 3
9. RANGKAIAN INSTRUMENTASI Penguat instrumentasi adalah suatu penguat loop tertutup (closed loop)
dengan masukan difrensial, dan penguatannya dapat diatur tanpa mempengaruhi nisbah penolakan modul bersama (common mode rejection ratio – CMRR). Fungsi utama penguat instrumentasi adalah untuk memperkuat tegangan yang tepat berasal dari sensor atau transduser secara akurat.
Di bawah ini adalah contoh dari rangkaian Instrumentasi. Namun dalam prakteknya, terdapat langkah-langkah untuk membuat rangkaian instrumentasi ini.
Sebelum membahas langkah-langkah merangkai rangkaian instrumentasi ini,ada baiknya kita mengetahui dulu hitungan yang ada dirangkaiannya ini.
VoE 1−E 2
=1+ 2a
Dimana a = aR/R.Pada rangkaian di atas aR yang digunakan adalah 8.8kΩ dan Rnya adalah 2.2kΩ,
maka a=aRR
a=8.8 kΩ2.2 kΩ
=4 sehingga bisa diketahui bahwa penguatannya 4x
Sementara untuk mengetahui Vo
Vo=( E 1−E 2 )(1+ 2a)
Pada rangkaian di atas E1 = 1v dan E2 = -1V
Jadi dapat kita ketahui Vo dari rangkaian di atas adalah Vo=(1−(−1 ) ) (1+ 24)
Vo = 3 V
Langkah-Langkah Membuat Rangkaian Instrumentasi:a) Buatlah rangkaian Diferensial yang gain (penguatannya) dapat disetel.
b) Buatlah rangkaian mode bersama *Ingat dalam rangkaian mode bersama, Voutnya harus nol.
c) Sambuangkan 2 rangkaian di atas sehingga seperti pada gambar rangkaian pertama dalam materi Instrumentasi ini.Berikut merupakan tabel hasil hitung instrumentasi :
Hasil EWBa) Rangkaian Diferensial dengan Gain yang Dapat Diatur.
E1 = AC E2 = DC
( penguatan 4x Positif )
( Penguatan 4x Grounding) ( Penguatan 4x Negatif)
( Penguatan 2x Positif)
( Penguatan 2x Grounding ) (Penguatan 2x Negatif )
( Penguat 1x Positif )
(Penguat 1x grounding ) ( Penguat 1x negative )
E1 = DC E2 = AC
( Penguatan 4x Positif )
( Penguat 4x Grounding ) ( Penguat 4 X Negatif)
b) Rangkaian Instrumentasi.E1 = AC E2 = DC
( Penguatan 4x DC Negatif)
( Penguatan 4x DC Grounding )
( Penguatan 4x DC Positif )
( Penguatan 2x DC Negatif )
( Penguat 2x DC Grounding )
( Penguat 2x DC Positif )
( Penguatan 1x DC Negatif)
( Penguatan 1x DC Grounding )
( Penguatan 1x DC Positif)
E1 = DC E2 = AC
Pada saat E1 = DC E2 = AC hasilnya Vout tetap sama, namun yang berubah adalah penulis dapatkan antara Input dan Output berbeda fasa.Berikut adalah satu contohnya,
( Penguatan 4x DC Negatif)
( Penguatan 4x DC Grounding )
( Penguat 4x DC Positif )
Berikut adalah tabel hasil EWB dari rangkaian instrumentasi :
top related