Gambar 1. Hasil jurnal percobaan 1
Gambar 2. Hardware yang digunakan
1. Jelaskan prinsip kerja dari rangkaian inverting!
Pertama, tegangan sumber DC dengan variasi input sesuai jurnal (-3, -2, 0, +2, +3) memasuki kaki inverting (-) Op-Amp. Maka, rangkaian ini merupakan rangkaian inverting dimana outputnya tak sefasa sebesar 180 derajat dengan inputnya dan membalikkan polaritas inputnya. Diketahui juga bahwa impedansi input pada Op-Amp sangat besar, maka arus tidak mengalir baik ke kaki non inverting maupun kaki inverting (karakteristik Op-Amp ideal pertama : (+)I = (-)I = 0A). Dengan begitu, antara V1, R1, dan R2 menjadi seri sehingga arus akan mengalir dari V1 hingga memasuki bagian output Op-Amp untuk input dengan tegangan positif, sedangkan arus akan mengalir dari Op-Amp menuju V1 kemudian ground untuk input dengan tegangan negatif.
Selanjutnya, untuk mendapatkan tegangan output digunakan rumus :
Vout = -(R2/R1) x Vin, dimana R2 adalah hambatan feedback dengan variasi hambatannya sesuai jurnal (35k dan 70k) dan R1 adalah hambatan input sebesar 5k ohm. Disebabkan terdapat adanya Vsaturasi, maka tegangan output akan dipotong nilainya sesuai batasan maksimal dari Vsaturasi yang telah ditentukan (+12V dan -12V). Dari persamaan tersebut juga didapatkan persamaan untuk penguatan tegangannya, yaitu Aol = -(R2/R1), sehingga didapatkan besar penguatan tegangan untuk R2 = 35k ohm adalah 7x dan untuk R2 = 70k ohm adalah 14x yang dibalikkan (inverting) sebab pada rangkaian inverting ini outputnya membalikkan polaritas dari inputnya (positif menjadi negatif dan sebaliknya). Dengan begitu, Vout = Aol x Vin, sehingga didapatkan hasil tegangan output yang terukur pada voltmeter yang dapat dilihat pada jurnal.
Kemudian, dari tegangan output tersebut akan di feedback dan melewati R2. Disebabkan pada rangkaian inverting ini diketahui bahwa outputnya tidak sefasa sebesar 180 derajat, maka nilai output tersebut akan mengurangi nilai tegangan input hingga didapatkan besar tegangan input pada kaki inverting sama dengan besar tegangan pada kaki non inverting (karakteristik Op-Amp ideal kedua : (+)V = (-)V).
2. Apa pengaruh Vin terhadap Vout pada rangkaian inverting?
Pengaruh Vin terhadap Vout pada rangkaian inverting, yaitu ketika dilihat hasil Vout melalui persamaan sebelumnya; Pertama, diketahui rangkaian inverting akan menghasilkan output dengan membalikkan polaritas dari inputnya, sehingga ketika tegangan inputnya bernilai negatif maka outputnya akan bernilai positif dan begitupun sebaliknya jika tegangan inputnya bernilai positif maka outputnya akan bernilai negatif. Kedua, diketahui juga pada rangkaian inverting akan menghasilkan output yang tidak sefasa sebesar 180 derajat dengan input, sehingga nilai outputnya akan mengurangi nilai inputnya. Dengan begitu, jika input yang diberikan sumber DC semakin besar (arah positif) maka tegangan ouputnya semakin besar namun bernilai negatif, begitupun sebaliknya jika inputnya semakin kecil (arah negatif) maka tegangan outputnya semakin kecil. Sedangkan jika input yang diberikan sumber DC semakin besar (arah negatif) maka tegangan ouputnya semakin besar namun bernilai positif, begitupun sebaliknya jika inputnya semakin kecil (arah positif) maka tegangan outputnya semakin kecil.
3. Jelaskan pengaruh dari +Vsaturasi dan -Vsaturasi pada tegangan output yang dihasilkan!
Pengaruh adanya Vsaturasi yaitu ketika besar tegangan outputnya melebihi dari batas yang diberikan oleh Vsaturasi, maka Vsaturasi akan memotong nilai dari tegangan output yang dihasilkan Op-Amp dengan cara membatasi besar penguatan tegangannya. Kemudian, perlu diketahui bahwa +Vsaturasi untuk membatasi batas maksimal tegangan output yang dihasilkan, sedangkan -Vsaturasi untuk membatasi batas minimum tegangan output yang dihasilkan. Dengan begitu, didapatkan besar tegangan output yang dihasilkan mendekati nilai Vsaturasi. Sedangkan, jika tegangan output yang dihasilkan tidak melebihi nilai Vsaturasi, maka besar tegangan outputnya tidak akan dipotong atau tidak berubah.
Pada rangkaian inverting, ketika tegangan output melebihi batas Vsaturasi, maka besar penguatannya akan diperkecil. Namun, jika dilihat pada besar tegangan input pada kaki inverting akan lebih besar baik bernilai positif maupun negatif daripada tegangan pada kaki non inverting, yaitu 0. Selain itu, polaritas antara tegangan input dan output juga berbeda karena pada output membalikkan polaritas dari input.
4. Bagaimana turunan rumus Vout dari rangkaian inverting?
Untuk mendapatkan turunan rumus Vout dari rangkaian inverting, dengan memanfaatkan Hukum Kirchoff yang KCL, maka :
Diketahui : VRf = VR2 = V2 ; VRin = VR1 = Vin = V1 ; IRf = I2 ; IRin = I1
Dengan H. Kirchoff yang KCL, didapatkan :
I = Vin/Rin = V1/R1 …(1)
I = VRf/Rf = V2/R2
V2 = I x R2… (2)
Kemudian, karena pada rangkaian inverting, output tidak sefasa sebesar 180 derajat dengan input dan sumber tegangan input berada pada kaki inverting yang sama dengan R1 dan R2, lalu dengan mensubstitusikan persamaan (1) ke (2) didapatkan Vout :
Vout = -V2 = -I x R2 = -(V1/R1) x R2 = -(R2/R1) x V1
File Video download
File Rangkaian Simulasi download
File Hardware download
File HTML download
No comments:
Post a Comment