LAPORAN AKHIR MODUL 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File

1. Jurnal [Kembali]

JURNAL PRAKTIKUM OPERATIONAL
AMPLIFIER DAN FILTER

Nama                      : Nisrina Azizah

No BP                                          : 2410951001

Kelompok                                    : 20

Tanggal Praktikum                     : 16 September 2025

Asisten Praktikum                       : 1. Rahmi Humira

               2. Muhammad Aulia Jabbar

1. Inverting Amplifier

Rf(kΩ)

Vi(V)

Hitung

Gain(-Rf/Ri )

Vout

Bentuk Gelombang

20

1,711V

-2V

-4,81V

50

1,709 V

-2V

-8,64V

80

1,719V

-2V

-9,85V

2.Komparator

V1 (V)

V2 (V)

Vout

3V

1V

-10,04V

1V

3V

11,32V

3. LPF -20dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,76V

1,479V

500 Hz

1,746 V

0,519 V

1000 Hz

1,725V

0,264V

Sketch Grafik Bode Plot

4. HPF 40dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,758V

0,541 V

500 Hz

1,745V

1,599V

1000 Hz

1,725V

1,685V

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

A. Inverting Amplifier

Prinsip Kerja :

Rangkaian Inverting Op-Amp adalah konfigurasi penguat operasional di mana sinyal input diberikan pada terminal inverting (-) melalui resistor input (Rin), sementara terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Dalam konfigurasi ini, sinyal input mengalami pembalikan fasa (180 derajat) pada output. Arus yang mengalir melalui Rin menuju node inverting (-) akan terus berusaha diseimbangkan oleh op-amp melalui umpan balik negatif yang diberikan oleh resistor umpan balik (Rf) dari output ke input inverting. Tegangan output (Vout) berbanding terbalik dengan tegangan input (Vin) dan dapat dihitung dengan rumus Vout = −(Rf/Rin)×Vin, di mana faktor penguatan negatif menunjukkan pembalikan fasa. Rangkaian ini umumnya digunakan untuk memperkuat sinyal sekaligus membalikkan fasa sinyal, dan sering diaplikasikan dalam pengolahan sinyal, penguat audio, serta sirkuit analog lainnya.

B. Komparator Amplifier

Prinsip Kerja :

Rangkaian yang ditunjukkan adalah Comparator Amplifier menggunakan op-amp 741 yang berfungsi membandingkan tegangan input (Vin) dengan tegangan referensi (Vref). Pada rangkaian ini, Vin diberikan ke terminal inverting (-) melalui resistor R1, sedangkan Vref diberikan langsung ke terminal non-inverting (+). Op-amp bekerja sebagai pembanding, di mana output akan berada pada kondisi tegangan maksimum positif atau negatif tergantung pada perbandingan antara Vin dan Vref. Jika Vin lebih besar daripada Vref, maka output akan menjadi negatif maksimal (atau rendah), sedangkan jika Vin lebih kecil dari Vref, output akan menjadi positif maksimal (atau tinggi). Rangkaian ini sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan deteksi batas tegangan, seperti rangkaian pendeteksi level atau pengubah sinyal analog menjadi digital sederhana.

C. Low Pass Filter

Rangkaian LPF -20db

Prinsip Kerja:
LPF -20 db/dec memakai 1 resistor di kaki non inverting dan 1 kapasitor dan 1 resistor di kaki inverting yang dihubungkan juga ke output. Grafik frekuensi menunjukkan penurunan -20 db/dec, dimana resistor berfungsi untuk melewati frekuensi rendah sedangkan kapasitor melewati frekuensi tinggi.

D. High Pass Filter

Rangkaian HPF 40db

Prinsip Kerja:

HPF 40 db/dec memakai 2 resistor dan 2 kapasitor di kaki non inverting dengan 1 buah resistor dihubungkan juga ke ouput. Dan ia juga memakai 1 resistor di kaki inverting dan dihubungkan ke ouput. Grafik frekuensi menunjukkan peningkatan 40 db/dec, 2 buah resistor berfungsi melewati frekuensi rendah yang dimana resistor sebagiannya dibawa ke ouput dan sebagiannya ke ground dan 2 kapasitor berfungsi melewati frekuensi tinggi.

3. Video Percobaan [Kembali]

Video Kondisi 4 Modul 3

1. Inverting Amplifier

2.Komparator

3. LPF -20dB

4. HPF 40dB

4. Analisa [Kembali]

1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian Inverting Amplifier berdasarkan nilai yang didapatkan dari percobaan.

Jawab :

Rangkaian inverting amplifier bekerja dengan prinsip umpan balik negatif, di mana tegangan output (Vout) berbanding lurus dengan tegangan input (Vin) tetapi mengalami pembalikan fasa sebesar 180°. Besarnya penguatan (gain) ditentukan oleh perbandingan resistor feedback (Rf) terhadap resistor input (Ri) dengan persamaan:

$V_{out} = - \frac{R_f}{R_{in}} \cdot V_{in}$

Vout=−RinRf⋅Vin

Pada percobaan, ketika digunakan Rf = 50 kΩ dengan Vin = 1,709 V, hasil pengukuran Vout adalah -8,64 V. Nilai ini sangat mendekati hasil perhitungan teoritis yaitu -8,545 V, dengan selisih hanya sekitar 1,1%. Hal ini menunjukkan bahwa rangkaian bekerja sesuai teori, yaitu menghasilkan tegangan output yang berfasa terbalik dan diperkuat sesuai rasio resistor. Namun, pada kondisi Rf = 20 kΩ dengan Vin = 1,711 V, hasil pengukuran hanya 0,481 V (positif) sedangkan secara teori seharusnya sekitar -3,422 V. Perbedaan ini cukup besar dan menunjukkan adanya ketidaksesuaian dalam percobaan .

2. Apa yang terjadi jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi? Apakah output stabil atau terdapat ketidakpastian (chattering)? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan.

Jawab :

Komparator bekerja dengan membandingkan tegangan input (Vin) dengan tegangan referensi (Vref). Jika Vin > Vref, output naik mendekati +Vsat, sedangkan jika Vin < Vref, output turun mendekati –Vsat. Namun, saat Vin ≈ Vref, kondisi menjadi tidak stabil karena pengaruh noise, ripple, atau ketidakidealan op-amp yang membuat selisih tegangan kecil berganti-ganti. Akibatnya muncul chattering, yaitu output berosilasi cepat di sekitar titik switching.

Berdasarkan hasil percobaan, ketika selisih tegangan cukup besar (misalnya V1 = 3 V, V2 = 1 V → Vout = -10,04 V; atau V1 = 1 V, V2 = 3 V → Vout = 11,32 V), output stabil sesuai teori. Tetapi pada kondisi Vin mendekati Vref, output cenderung tidak stabil dan mengalami ketidakpastian.

3. Bagaimana perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran dan jika terjadi perbedaan berikan alasannya.

Jawab :

Berdasarkan hasil praktikum, nilai teoritis dan hasil pengukuran menunjukkan kecocokan pada beberapa kondisi namun juga terdapat perbedaan. Pada percobaan inverting amplifier dengan Rf = 50 kΩ, hasil teoritis Vout ≈ -8,545 V sedangkan pengukuran -8,64 V, selisih hanya 1,1% sehingga sesuai dengan teori. Namun pada Rf = 20 kΩ, teori memberi Vout ≈ -3,422 V tetapi pengukuran justru +0,481 V, yang sangat berbeda.

Perbedaan ini disebabkan oleh beberapa faktor: keterbatasan karakteristik op-amp , toleransi resistor, kesalahan pengukuran , serta kemungkinan sambungan yang kurang tepat. Dengan demikian, meski teori jelas, hasil praktik dapat menyimpang akibat faktor non-ideal tersebut.

4. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.

Jawab :

Low Pass Filter (LPF) melewatkan sinyal frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi. Prinsip kerjanya berdasarkan reaktansi kapasitor yang besar pada frekuensi rendah (sinyal dilewatkan) dan kecil pada frekuensi tinggi (sinyal teredam). Frekuensi transisi ditentukan oleh frekuensi cut-off

f_c = \frac{1}{2\pi RC}

Hasil percobaan menunjukkan: pada 100 Hz, Vout ≈ 1,479 V hampir sama dengan Vin; pada 500 Hz turun signifikan menjadi 0,519 V; pada 1000 Hz semakin kecil, 0,264 V. Artinya, frekuensi cut-off berada sekitar 100–500 Hz. Bentuk gelombang tetap sinusoidal, tetapi amplitudo menurun seiring kenaikan frekuensi, sesuai teori LPF.

5. Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.

Jawab :

High Pass Filter (HPF) melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah. Prinsip kerjanya berdasarkan reaktansi kapasitor yang besar pada frekuensi rendah (sinyal terhalang) dan kecil pada frekuensi tinggi (sinyal dilewatkan). Frekuensi cut-off ditentukan oleh

$f_c = \tfrac{1}{2\pi RC}$

f_{c} = \frac{1}{2 π RC}

Hasil percobaan menunjukkan: pada 100 Hz, Vout hanya ≈ 0,541 V dari Vin 1,758 V (sinyal teredam); pada 500 Hz naik menjadi 1,599 V (mulai dilewatkan); pada 1000 Hz ≈ 1,685 V, hampir sama dengan Vin (sinyal dilewatkan penuh). Dengan demikian, frekuensi cut-off berada sekitar 100–500 Hz. Bentuk gelombang tetap sinusoidal, tetapi amplitudo kecil di frekuensi rendah dan mendekati penuh di frekuensi tinggi, sesuai karakteristik HPF.

5. Download File [Kembali]

Download Video Percobaan Inverting Amplifier Klik Disini
Download Video Percobaan Comparator Klik Disini
Download Video Percobaan LPF -20dB Klik Disini
Download Video Percobaan HPF 40dB Klik Disini
Download Video Penjelasan Kondisi Klik Disini

Download Datasheet Multimeter Klik Disini
Download Datasheet Resistor Klik Disini
Download Datasheet OP-AMP Klik Disini
Download Datasheet AC Klik Disini
Download Datasheet Kapasitor Klik Disini
Download Darasheet Osiloskop Klik Disini

Download Laporan Akhir Klik Disini

Cari Blog Ini

Nisrina Azizah

LAPORAN AKHIR MODUL 3

Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer