LAPORAN AKHIR MODUL 3 OP

[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 : Rafi Hidayat

No BP : 2410951026

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	-2	-4,81V
50	1,709V	-5	-8,69V
80	1,719V	-8	-9,85V

2.Komparator

V1 (V)

V2 (V)

Vout

-10,04V

11,32V

3. LPF -20dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,76V

1,479V

500 Hz

1,746V

0,519V

1000 Hz

1,725V

0,264V

Sketch Grafik Bode Plot

4. HPF 40dB

Frekuensi

Vin

Vout

Grafik Sinyal

100 Hz

1,758V

0,541V

500 Hz

1,745V

1,599V

1000 Hz

1,725V

1,685V

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

4.1 Inverting Amplifier

Gambar 3.6 Rangkaian 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.

4.2 Komparator Amplifier

Gambar 3.7 Rangkaian 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.

4.3 Low Pass Filter

Gambar 3.8 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.

4.4 High Pass Filter

Gambar 3.9 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 Percobaan

Inverting Amplifier

Comparator Amplifier

LPF 20 DB

HPF 40 DB

4. Analisa [Kembali]

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

Jawab :

Vout yang dihasilkan merupakan pengalian Vin dengan Av (-Rf/Rin). Berdasarkan percobaan, Vin yang diinputkan senilai 1,7V. Untuk nilai masing-masing Rf yaitu 20K Ohm, 50K Ohm, dan 80K Ohm didapatkan Vout masing-masing -4,81V; -8,69V; -9,85V.Output yang dihasilkan memiliki nilai yang lebih besar dari Vin dan beda fasa 180 derajat yang membut Output tegangan menjadi negatif.

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

Jawab :

Pada percobaan ketika V yang masuk ke kaki inverting lebih besar dari V2 yang masuk ke kaki Non-Inverting maka Vout yang dihasilkan adalah -10,04V. Jika sebaliknya V2 yang lebih besar dari V1 maka Vout yang akan dihasilkan addalah 11,32V. Berarti Vout yang dihasilkan memiliki 2 kemungkinan yaitu + atau - saturasi. Jika nilai Vinput mendekati atau sama dengan Vreferensinya maka ada offset input. Perbedaan sekecil milivolt bisa membuat output tidak pasti, kadang high dan kadang low. Ini bisa membuat adanya noise yang menyebabkan nilai output berubah-ubah (bergoyang).

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

Jawab :

Secara teoritis Vout dari rangkaian Inverting Amplifier memiliki rumus:

Vout=−Rf/Rin⋅Vin

Pada percobaan tegangan keluaran yang didapatkan pada masing-masing Rf 20k Ohm, 50k Ohm, 80k Ohm adalah -4,81V; -8,69V; -9,85V. Sedangkan pada tegangan keluaran yang didapatkan pada hasil perhitungan adalah masing-masing -3,422V; -8,545V; 13,752 V.

Pada percobaan saat mengguanakan Rf 50k Ohm didapatkan nilai Vout yang mendekati nilai perhitungannya. Nilai kedekatanya sekitar 1,1 %. Ini artinya percobaan sudah dilakukan dengan prosedur yang tepat.

Tetapi pada saat melakukan percobaan dengan Rf 20k Ohm dan Rf 80k Ohm didapatkan nilai yang cukup jauh berbeda dibandingkan dengan nilai Vout hasil perhitungan. Ini terjadi karena berbagai faktor seperti perubahan suhu, gangguan udara, keterbatasan daya amplifier, dan perbedaan perlakuan pada percobaan. Faktor tersebut juga membuat beberapa gelombang pada tegangan keluaran tidak sinusoidal sempurna.

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

Jawab :

Low Pass Filter (LPF) merupakan rangkaian penyaring sinyal yang berfungsi untuk melewatkan komponen frekuensi rendah dengan redaman minimal, sekaligus menekan komponen frekuensi tinggi sehingga amplitudonya semakin kecil. Prinsip dasar kerjanya terletak pada sifat reaktansi kapasitor

$X_{C} =1/ 2 π f C$

Pada frekuensi rendah nilai reaktansinya relatif besar sehingga arus cenderung terhambat untuk melewati kapasitor, dan sinyal lebih banyak diteruskan ke keluaran. Sebaliknya, pada frekuensi tinggi reaktansi kapasitor mengecil, membuat sinyal lebih mudah dialirkan ke ground (teredam), sehingga tegangan keluarannya menurun.

Dari hasil pengukuran diperoleh bahwa pada frekuensi 100 Hz Vout yang dihasilkan adalah $1, 479 V$ hampir sama dengan tegangan masukan, menandakan bahwa frekuensi tersebut masih berada pada daerah passband filter. Ketika frekuensi dinaikkan menjadi 500 Hz, amplitudo turun signifikan menjadi sekitar 0,519 V, yang mengindikasikan sinyal sudah mendekati wilayah transisi (cut-off). Pada frekuensi 1000 Hz, tegangan keluaran semakin kecil, yaitu sekitar 0,264 V, menunjukkan bahwa sinyal semakin teredam sesuai dengan karakteristik stopband LPF.

Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa frekuensi cut-off dari rangkaian ini terletak di antara 100 Hz hingga 500 Hz. Gelombang keluarannya tetap mempertahankan bentuk sinusoidal, tetapi dengan amplitudo yang menurun seiring meningkatnya frekuensi, sejalan dengan teori respon frekuensi pada low pass filter.

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

Jawab :

High Pass Filter (HPF) merupakan rangkaian penyaring sinyal yang berfungsi melewatkan komponen frekuensi tinggi dengan redaman minimal, sekaligus menekan komponen frekuensi rendah. Prinsip kerjanya bertumpu pada sifat reaktansi kapasitor

$X_{C} =1 / 2 π f C$

Pada frekuensi rendah, nilai reaktansi kapasitor relatif besar sehingga arus sulit melewati jalur kapasitif, akibatnya sinyal terhambat dan tegangan keluaran menjadi kecil. Sebaliknya, pada frekuensi tinggi reaktansi kapasitor semakin kecil, membuat sinyal lebih mudah dialirkan menuju keluaran, sehingga amplitudo tegangan output mendekati amplitudo input.

Berdasarkan hasil pengukuran, pada frekuensi 100 Hz, tegangan keluar menghasilkan nilai 0,541V dari input 1,758. Ini menunjukkan bahwa sinyal masih berada pada wilayah yang teredam (stopband). Ketika frekuensi dinaikkan menjadi 500 Hz, amplitudo meningkat menjadi 1,599 V yang menandakan sinyal mulai melewati filter dan berada di sekitar daerah transisi (cut-off region). Pada frekuensi 1000 Hz, tegangan keluaran tercatat sekitar

1, 685 V

, hampir sama dengan tegangan input, sehingga dapat dikatakan bahwa sinyal telah sepenuhnya dilewatkan (passband).

Dari hasil tersebut, dapat disimpulkan bahwa frekuensi cut-off filter terletak pada rentang 100–500 Hz. Bentuk gelombang keluaran tetap mempertahankan karakter sinusoidal, namun amplitudonya bergantung pada frekuensi: sangat kecil pada frekuensi rendah, meningkat di sekitar frekuensi transisi, dan mendekati penuh pada frekuensi tinggi. Hal ini sepenuhnya konsisten dengan karakteristik teoritis High Pass Filter.

Cari Blog Ini

Rafi Hidayat

LAPORAN AKHIR MODUL 3 OP - AMP & FILTER