[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                                        :         Hamdi Noval

No BP                                         :         2410951013

Kelompok                               :         15

Tanggal Praktikum                :          23 September 2025

Asisten Praktikum                  :          Arina Putri Widiastuti, Muhammad Faiz Nurahmantyo
    

 

 

1.Inverting Amplifier

Rf(kΩ)	Vi(V)	Hitung Gain(−  𝑅𝑓 )             𝑅𝑖𝑛	Vout	Bentuk Gelombang
20	0,877 V	-2	1,811 V
50	0,8791 V	-5	7,53 V
80	0,882 V	-8	7,57 V

 2. Komparator

 

V1 (V)	V2 (V)	Vout
1 V	3 V	11,26 V
3 V	1 V	-10 V

3. LPF -20dB

 

Frekuensi	Vin	Vout	Grafik Sinyal
100 Hz	1,763 V	1,481 V
500 Hz	1,747 V	0,519 V
1000 Hz	1,725 V	0,264 V

 

Sketch Grafik Bode Plot

4.HPF 40dB

Frekuensi	Vin	Vout	Grafik Sinyal
100 Hz	1,759 V	0,541 V
500 Hz	1,744 V	1,597 V
1000 Hz	1,724 V	1,854 V

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

Operational Amplifier atau op-amp bekerja dengan prinsip membandingkan dua tegangan pada inputnya, yaitu input non-inverting (V+) dan input inverting(V−). Tegangan keluarannya merupakan hasil penguatan dari selisih kedua tegangan tersebut. Jika tegangan pada input non-inverting lebih besar daripada input inverting, maka output akan bernilai positif mendekati tegangan suplai maksimum. Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting lebih besar, maka output akan negatif mendekati tegangan suplai minimum. Dalam kondisi ideal, bila kedua input sama besar, maka output akan bernilai nol. Karena nilai penguatan op-amp sangat besar, maka pada penerapannya selalu digunakan umpan balik (feedback) untuk mengendalikan penguatan agar sesuai kebutuhan. Umpan balik negatif digunakan untuk membuat penguatan lebih stabil dan linier, sedangkan umpan balik positif digunakan untuk membuat op-amp bekerja sebagai komparator atau osilator. Dengan prinsip ini, op-amp dapat difungsikan sebagai penguat, filter, integrator, diferensiator, maupun berbagai rangkaian analog lainnya.

Filter bekerja dengan cara melewatkan sinyal pada rentang frekuensi tertentu dan meredam sinyal di luar rentang tersebut. Prinsip dasarnya adalah memanfaatkan reaktansi komponen pasif seperti kapasitor dan induktor yang nilainya bergantung pada frekuensi. Pada frekuensi rendah, kapasitor bersifat seperti isolator sedangkan induktor cenderung menghantarkan, sedangkan pada frekuensi tinggi kapasitor lebih mudah menghantarkan dan induktor cenderung menghambat. Dengan mengatur konfigurasi komponen RC atau RLC, filter dapat dibentuk menjadi beberapa jenis, yaitu low-pass filter (melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi), high-pass filter (melewatkan frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah), band-pass filter (melewatkan frekuensi pada rentang tertentu), dan band-stop filter (meredam frekuensi pada rentang tertentu). Jika digabungkan dengan op-amp, filter dapat memiliki penguatan, respon yang lebih tajam, dan karakteristik yang lebih presisi.

3. Video Percobaan [Kembali]

1.Penjelasan Kondisi

2.Inverting Amplifier

3.Comparator

4.LPF -20dB

5.HPF 40 dB

4. Analisa[Kembali]

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

Jawab :

Prinsip kerja rangkaian inverting amplifier adalah menguatkan sinyal masukan dengan pembalikan fase 180°. Sinyal masukan diberikan melalui resistor $R_{in}$ke terminal inverting $(-)$ op-amp, sedangkan terminal non-inverting $(+)$ dihubungkan ke ground. Karena adanya umpan balik negatif melalui resistor $R_f$, maka tegangan pada titik inverting dianggap berada pada kondisi virtual ground (mendekati 0 volt). Arus yang mengalir dari sumber masukan sebesar $I_{in} = V_{in}/R_{in}$ akan dipaksa mengalir melalui resistor umpan balik $R_f$. Akibatnya, op-amp menyesuaikan tegangan keluarannya sehingga berlaku hubungan $V_{out} = -\dfrac{R_f}{R_{in}} V_{in}$. Tanda negatif menunjukkan bahwa keluaran berfase terbalik 180° terhadap masukan, sedangkan besar penguatan ditentukan oleh perbandingan $R_f$ terhadap $R_{in}$.

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

Jawab :

Apabila tegangan masukan $V_1$ mendekati sama dengan $V_2$, maka selisih antara kedua input menjadi sangat kecil. Kondisi ini dapat menyebabkan keluaran komparator tidak stabil atau berosilasi bolak-balik di sekitar titik ambang (chattering). Dengan demikian, output tidak sepenuhnya stabil pada kondisi ambang.
Hal ini karena selisih antara $V_2 - V_1$ sangat kecil, sehingga noise atau gangguan kecil saja dapat mengubah tanda selisih tersebut. Akibatnya output bisa beralih cepat antara level positif dan negatif 

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

Jawab :
Perbandingan antara nilai perhitungan teoritis dan hasil pengukuran menunjukkan kecocokan pada beberapa percobaan—misalnya untuk $R_f=20\ \text{k}\Omega$ dan $R_f=80\ \text{k}\Omega$ gain terukur mendekati nilai teoritis. Namun terdapat perbedaan pada percobaan dengan $R_f=50\ \text{k}\Omega$ di mana nilai terukur jauh berbeda dari yang dihitung. Perbedaan-perbedaan tersebut kemungkinan besar disebabkan oleh beberapa faktor seperti toleransi resistor dam op amp yang kurang ideal.

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

Jawab :

• Pada frekuensi 100 Hz, dengan $V_{in} = 1,763\ \text{V}$, keluaran masih cukup besar yaitu $V_{out} = 1,481\ \text{V}$. Ini menunjukkan bahwa sinyal berfrekuensi rendah masih dilewatkan hampir utuh oleh LPF.

• Pada frekuensi 500 Hz, $V_{in} = 1,747\ \text{V}$ tetapi keluaran turun signifikan menjadi $0,519\ \text{V}$. Ini berarti sebagian besar sinyal mulai teredam karena frekuensi sudah mendekati atau melewati titik cut-off.

• Pada frekuensi 1000 Hz, $V_{in} = 1,725\ \text{V}$ namun $V_{out}$ tinggal $0,264\ \text{V}$. Artinya, sinyal frekuensi tinggi semakin diredam dan hampir tidak dilewatkan.

Dari hasil ini dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja LPF terbukti, yaitu melewatkan sinyal frekuensi rendah dengan redaman kecil, namun meredam sinyal pada frekuensi yang lebih tinggi. Berdasarkan data, frekuensi cut-off dapat diperkirakan berada di antara 100–500 Hz, karena pada 100 Hz sinyal masih besar sedangkan pada 500 Hz sudah turun drastis. Selain itu, bentuk gelombang pada osiloskop juga menunjukkan pergeseran fase pada frekuensi tinggi, sesuai karakteristik LPF.

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

Jawab :

• Frekuensi 100 Hz → $V_{in} = 1,759\ \text{V}$, $V_{out} = 0,541\ \text{V}$.
  Pada frekuensi rendah, tegangan keluaran sangat kecil dibanding input, menunjukkan bahwa HPF meredam sinyal rendah.

• Frekuensi 500 Hz → $V_{in} = 1,744\ \text{V}$, $V_{out} = 1,597\ \text{V}$.
  Pada frekuensi menengah, keluaran mulai naik mendekati input, artinya sinyal lebih banyak dilewatkan karena sudah mendekati frekuensi cut-off.

• Frekuensi 1000 Hz → $V_{in} = 1,724\ \text{V}$, $V_{out} = 1,854\ \text{V}$.
  Pada frekuensi tinggi, tegangan keluaran hampir sama bahkan sedikit lebih besar daripada input (karena efek pengukuran/karakteristik rangkaian), menandakan sinyal frekuensi tinggi dilewatkan penuh.

Dari data ini, dapat disimpulkan bahwa prinsip kerja HPF (High-Pass Filter) adalah melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan meredam sinyal frekuensi rendah. Frekuensi cut-off diperkirakan berada di antara 100 Hz – 500 Hz, karena pada 100 Hz sinyal banyak teredam, sedangkan pada 500 Hz sudah mulai lewat dengan amplitudo besar. Selain itu, bentuk gelombang pada osiloskop juga menunjukkan bahwa semakin tinggi frekuensi, perbedaan amplitudo input-output semakin kecil, sesuai teori HPF.

5. Download File[Kembali]

Download Laporan Akhir (Download disini)

Download video penjelasan kondisi (Download disini)

Download video percobaan satu (Download disini)

Download video percobaan dua (Download disini)

Download video percobaan empat (Download disini)

Download video percobaan lima (Download disini)