SISTEM SINYAL
LOWPASS FILTER PASIF R-C-R
Danang Setyo Prastowo
09306141028
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
SEPTEMBER-OKTOBER 2012
BAB III
METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian dilaksanakan pada bulan September sampai dengan Oktober
2012 bertempat di Laboratorium Eleltronika dan Instrumentasi FMIPA UNY.
B. Alat dan Program Analisis
1. Peralatan yang digunakan:
2 buah resistor 390
dan2k
1 buah kapasitor 0; 683 F
1 buah Oscilloscope
1 buah AFG
2 buah probe
1 buah GND
kabel penghubung
papan rangkai
2. Program analisis yang digunakan adalah Matlab 7.10.0 (R2010a).
C. Langkah Kerja
1. Merangkai alat seperti gambar :
1
Figure 1: gamabar rangkaian R-C-R
2. Memberi masukan berupa gelombang sinusoidal yang merupakan kelu-
aran dari AFG.
3. Mencatat V ppin pada probe 1 dan V ppout pada probe 2 serta beda
fase antara tegangan masukan dan tegangan keluaran yang ditunjukkan
dengan mendualkan CRO (Oscilloscope).
4. Meratiokan antara V ppin dengan V ppout untuk mendapatkan Gain(!)
dimana V ppout akan lebih kecil dari V ppin karena mengalami atenuasi
/ pelemahan.
5. Membuat Bode plot secara teori dan eksperimen dan gra k respon fase
( ).
D. Teknik Analisis
1. Analitik
Menentukan bentuk fungsi transfer dari Lowpass lter pasif R-C-R.
2. Komputasi
Memvisualisasikan dari fungsi transfer dan gra k respon fase lter pasif
R-L dengan menggunakan Matlab 7.10.0 (R2010a).
2
BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
A.Solusi Analitik
R1dq
dt + q
c + R2dq
dt = Vo sin !t
Dengan mende nisikan q(t) = qo sin(!t ), maka :
dq(t)
dt = !qo cos(!t )
, dan d2q(t)
dt2 = !2qo sin(!t )
Sehingga persamaan beda potensial di atas menjadi:
R1!qo cos(!t ) + qo sin(!t )
c + R2!qo cos(!t ) = Vo sin !t
(R1 + R2)!qo(cos !t cos + sin !t sin ) + qo
c (sin !t cos cos !t sin ) =
Vo sin !t
sin !t((R1 + R2)!qo sin + qo
c cos ) = Vo sin !t
cos !t((R1 + R2)!qo cos qo
c sin ) = 0
Dengan menyamakan suku kanan dan kiri, maka didapatkan nilai :
(R1 + R2)!qo sin + qo
c cos = Vo
(R1 + R2)!qo cos qo
c sin = 0
Jika kedua suku dikuadratkan akan didapatkan persamaan seperti berikut:
V 2
o = (R1 + R2)2!2q2
o sin2 + 2(R1 + R2)!
c q2
o sin cos + q2
o
c2 cos2
0 = (R1 + R2)2!2q2
o cos2 2(R1 + R2)!
c q2
o sin cos + q2
o
c2 sin2
Kemudian kedua persamaan di atas dijumlahkan, sehingga suku kedua saling
menghilangkan dan menyisakan suku pertama dan ketiga
V 2
o = (R1 + R2)2!2q2
o + q2
o
c2
V 2
o = q2
o((R1 + R2)2(!)2) + 1
c2 )
V 2
o
((R1+R2)2(!)2+ 1
c2 ) = q2
o
qo = Vo q(R1+R2)2!2+ 1
c2
Jika kita tinjau kembali persamaan q(t) = qo sin(!t ),maka bentuk dari
q(t) akan menjadi :
q(t) = Vo q(R1+R2)2!2+ 1
c2
sin(!t )
sehingga besarnya tegangan output VR2 adalah sebagai berikut :
3
VR2 = R2dq
dt = R2! Vo q(R1+R2)2!2+ 1
c2
cos(!t )
Dengan mengetahui tegangan masukan dan keluarannya, maka dapat di-
tentukan besarnya fungsi alih (transfer function) dari rangkaian tersebut.
Fungsi alih merupakan nisbah atau perbandingan harga mutlak antara tegan-
gan keluaran kompleks Vo(!) (dalam hal ini VR2) dengan tegangan masukan
kompleks Vi(!). Secara matematis dapat dituliskan sebagai G(f) = jVo(!)j
jVi(!)j
Besarnya fungsi alih dalam rangkaian seri R1 C R2 dengan VR2 meru-
pakan tegangan keluaran :
G(f) =
j R2!Vo p(R1+R2)2!2+ 1
c2
j
jVoj
= R2! q(R1+R2)2!2+ 1
c2
G(f) = R2 q(R1+R2)2!2+ 1
c2
Sedangkan untuk menentukan besarnya beda fase antara tegangan masukan
dan keluarannya sebagai berikut:
0 = (R1 + R2)!qo cos qo
c sin j dibagi cos
0 = (R1 + R2)!qo qo
c tan
tan = (R1 + R2)!c
B.Solusi dengan program MATLAB
Tampilan Program 1
program hubungan antara frekuensi dengan gain
R1=2000;
R2=390;
c=0.683;
f=100:50:15000;
w=2*pi*f;
j=sqrt(-1);
data=load('filterseri.txt');
g=R2./(sqrt((R1+R2)*(R1+R2).*w.*w+(1./(c*c))));
data_1=data(:,1);data_2=data(:,2);
plot(f,g,data_1,data_2,'-')
Tampilan Program 2
program hubungan antara trekuensi dengan beda fase
R1=2000;
4
R2=390;
c=0.683;
f=100:50:15000;
w=2*pi*f;
j=sqrt(-1);
data=load('bedafase.txt');
g=R2./(sqrt((R1+R2)*(R1+R2).*w.*w+(1./(c*c))));
teta=atan((R1+R2)*w.*c);
data_1=data(:,1);data_2=data(:,2);
plot(f,teta,data_1,data_2)
C. Hasil Penelitian
1. Data hasil eksperimen meliputi tengangan masukan, tegangan kelu-
aran, dan beda fase pada frekwensi-frekwensi tertentu disajikan dalam
tabel berikut :
f(Hz) Vin(V ) Vout(V ) Vout(V )
Vin(V ) ( )
100 4.2 4.2 1 0
200 4.2 4.1 0.9762 17.1429
300 4.2 4.1 0.9762 25.7143
400 4.2 3.8 0.9048 36
500 4.1 3.6 0.8780 45
600 4.1 3.4 0.8500 51.4286
700 4.1 3.2 0.8000 60
800 3.9 3.0 0.7692 72
900 3.9 2.8 0.7180 39.9999
1000 3.8 2.6 0.6842 40
2000 3.8 1.8 0.4737 22.5000
3000 3.6 1.2 0.3333 36
4000 3.6 1.1 0.2778 45
5000 3.6 0.9 0.2500 60
6000 3.6 0.8 0.2222 0
7000 3.6 0.8 0.2222 0
8000 3.6 0.7 0.1944 0
9000 3.6 0.7 0.1944 0
10000 3.6 0.7 0.1944 0
Table 1: Data Hasil Eksperimen
5
2. Gra k dari fungsi alih rangkaian seri R1C R2 dengan VR2 sebagai
tengangan keluaran disajikan dalam gambar berikut :
Figure 2: Gra k hubungan f(Hz) terhadap Gain
3. Gra k respon fase yang merupakan hubungan antara beda fase ter-
hadap frekwensi masukan disajikan dalam gambar berikut :
Figure 3: Gra k hubungan f(Hz) terhadap BedaF ase(derajad)
6
D. Pembahasan
Filter adalah sebuah rangkaian listrik yang mana berfungsi sebagai untuk
menyaring frekuensi masukan tertentu. lter terbagi menjadi empat macam,
yaitu : lter Lowpass, lter Highpass, lter bandstop, lter bandpass. dari
ke empatnya terdapat juga beberapa orde, orde disini merupakan patahan-
patahan untuk menghaluskan frekuensi yang kita inginkan. dari semua lter
yang secara teori bode plotnya sangat tajam jadi frekuensi tertentu saja bisa
di di lter. tetapi secara rangkaian yang nyata yang telah saya coba yaitu
dengan rangkaian R-C-R yang merupakan salah satu lter Lowpass.
Dalam analisis yang telah dilakukan ternyata hasil secara teori dengan se-
cara praktek ambil data ternyata tidak cocok untuk nilai Gainnya. secara
teori nilai gainnya sangat kecil sekali tapi sedangkan secara hasil perhitun-
gan prakteknya itu harganya dibawah satu. sehingga dari ketidakcocokkan
ini menghasilkan gabungan dua gra k dengan MATLAB hasilnya terlihat
hanya yang secara pengambilan praktek aja.
Sebuah paket sinyal bisa tersusun oleh banyak sinyal dengan berbagai frek-
wensi. Dalam lter rangkaian seri R1-C-R2,frekuensi yang diloloskan atau
tidak diloloskan tergantung dari impedansi total rangkaian yaitu R1+R2+
1
j!C .
7
LAMPIRAN-LAMPIRAN
Tampilan Gra k 1
Figure 4: gra k hubungan antara f dengan Gain
Tampilan Gra k 2
Figure 5: gra k hubungan antara f dengan Beda Fase
8
Senin, 15 Oktober 2012
Rabu, 13 Juni 2012
Senin, 11 Juni 2012
penguat emitor bersama ( common emitter amplifier )
PENGUAT EMITOR BERSAMA
( COMMON
EMITTER AMPLIFIER )
LAPORAN PRAKTIKUM PENGUAT ELEKTRONIK
Diajukan kepada Drs.Sumarna Laboratorium Elektronika
Dan Instrumentasi
Sebagai hasil kerja yang telah dilaksanakan guna
memperoleh nilai
Oleh
Danang Setyo Prastowo
NIM. 09306141028
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA
2012
BAB I. TUJUAN
1.
Menghitung parameter-parameter DC ( Vb,
Ve, Vc, Ie, Vce ) dan gain tegangan
2.
Membangun rangkaian penguat emitor
bersama dengan bias pembagi tegangan
3.
Mengukur parameter-parameter DC dan AC
(V in, V out, Av, R in, R out, bandwidth)
4.
Mempelajari cara menentukan tegangan
melalui pengukuran rangkaian
5.
Memahami gain karena efek pembebanan pada gain penguat
6.
Dapat menghubungkan penguatan tegangan
AC dan DC akibat kesalahan atau kerussakan komponen ( troubleshooting )
BAB II. DASAR TEORI
Konfigurasi penguat tegangan yang
paling banyak digunakan untuk menguatkan sinyal kecil dan frekuensi rendah
adalah penguat emitor ditanahkan atau emitor bersama (CE). Pada penguat emitor
bersama sinyal masukan dikenakan pada basis-emitor dan sinyal keluaran
dikenakan pada kolektor-emitor. Untuk membuat rangkaian transistor menggunakan
sinyal AC, maka sambungan basis-emitor harus dibiaskan (dipanjar maju) atau forward bias dan sambungan
basis-kolektor dikenai bias mundur (reverse
bias). Tujuan dari membiaskan rangkaian adalah untuk membangun dan
mempertahankan transistor dalam keadaan kerja (keadaan DC yang cocok).
Ada beberapa cara untuk mengenakan
bias DC. Cara yang paling sederhana disebut bias basis atau bias tetap. Tetapi
sering tidak memuaskan karena kestabilan dan sensitivitas transistor berubah
terhadap temperatur. Bias basis diwujudkan dengan resistor tunggal yang
dipasang antara Vcc dan basis. Rangkaian pembias yang paling banyak digunakan
adalah bias pembagi tegangan. Pembias ini tidak sensitive terhadap perubahan
temperatur.
Penguat emitor ditanahkan mempunyai
impedansi masukan
kali
lebih besar daripada penguat basis ditanahkan. Dan impedansi keluaran
transistor (1-α) lebih kecil daripada penguat basis ditanahkan. Impedansi yang
tak terlalu besar dan impedansi keluaran yang tak terlalu kecil membuat penguat
emitor ditanahkan sangat baik digandengkan dalam beberapa tahap tanpa banyak
ketaksesuaian impedansi pada alih tegangan dari satu tahap ke tahap berikutnya.
Percobaan ini hendak menguji penguat
emitor bersama satu tingkat (single-stage).
Besaran-besaran yang akan diukur meliputi penguatan (gain) tegangan untuk konfigurasi tidak di-swamp maupun di-swamp (hambatan
emitor dibegal dengan kapasitor pintas) pergeseran fase penguat, dan respon
penguat terhadap pembebanan.
BAB III. ALAT
1) Catu
daya DC
2) Multimeter
(digital dan atau analog)
3) Osiloskop
(CRO) jejak ganda (dual-trace)
4) Generator
sinyal atau generator audio (AFG)
5) Rangkaian
penguat emitor bersama yang telah dirancang dan dirangkai dengan
komponen-komponennya
BAB
IV. DESAIN ALAT
Ø Tampak
Depan
Ø Tampak
Samping
Ø Tampak
Atas
Ø Tampak
bawah
BAB
V. CARA KERJA
1) Realisasikan
rangkaian penguat seperti dengan desain alat tanpa menghubungkan dengan
resistor beban (RL) terlebih dahulu. Pastikan bahwa rangkaian tersebut telah
bekerja
2) Hubungkanlah
rangkaian tersebut dengan satu daya DC dan aturlah hingga tegangan 9 volt.
Janganlah menghubungkannya dengan generator sinyal (AFG) terlebih dahulu. Ukur
dan catat tegangan ( Vb, Ve, Vc, Vce ). Apa kerja penguat tersebut pada atau
dekat dengan titik tengah garis beban.
3) Hubungkan
masukan penguat dengan generator sinyal (AFG) dan aturlah hingga mengeluarkan
sinyal sinus 1 kHz dan beramplitudo 20 mVp-p pada basis transistor.
4) Hubungkan
kaki basis transistor dengan Ch-X (atau Ch-1) dan kaki kolektor ke Ch-Y (atau
Ch-2) osiloskop. Tombol coupling
osiloskop diletakkan pada AC dan Ver-Mode
pada Ch-2. Aturlah generator sinyal untuk mendapatkan keluaran maksimum
yang mungkin tanpa terpotong. Amatilah bentuk gelombang keluaran tersebut.
Perkecil sinyal masukan untuk mendapatkan sinyal keluaran sebesar 4 Vp-p (nilai
keluaran tersebut sebenarnya tidaklah kritis)
5) Aturlah
tombol coupling osiloskop ke DC.
Ukurlah dan gambarlah kombinasi sinyal AC dan DC tersebut pada kaki-kaki basis
(Vb), emitor (Ve), dan kolektor (Vc). Catatlah nilai-nilai puncak positif dan
negatif yang diperoleh pada kolektor pada gambar bentuk gelombang
6) Dengan
menggunakan osiloskop jejak ganda, aturlah tombol coupling osiloskop ke AC, dan tombol Ver-Mode ke posisi dual. Aturlah trigger osiloskop dari Ch-2. Berapakah sudut fase (Ф) antara
tegangan masukan dan keluaran penguat. Respon fase penguat dapat diselidiki
dengan mengubah-ubah frekuensi masukan dan untuk setiap nilai frekuensi diamati
sudut fase atau beda fasenya (Ф). Lakukanlah penyelidikan dengan cara tersebut
, catat datanya, kemudian buatlah grafik hubungan antara frekuensi dan beda
fase
7) Untuk
menyelidiki bandwidth atau respon
frekuensi dari penguat, ubah-ubahlah frekuensi generator sinyal (dari frekuensi
terendah hingga frekuensi tertinggi yang mungkin) sedemikian hingga tegangan
keluaran penguat mengalami pelemahan menuju 70% dari tegangan midbandnya. Tentukan frekuensi potong
bawah (lower cutoff, fcl) dan potong atasnya (upper cutoff, fcu). Apakah
kapasitor coupling Cin dan Cout
berpengaruh pada fcl dan fcu. Jelaskan dan selidiki dengan cara mengganti nilai
Cin dan atau Cout pada rangkaian penguat (untuk beberapa nilai yang berbeda)
8) Atur
lagi generator sinyal untuk memberikan sinyal masukan 20 m Vp-p pada basis
transistor. Dengan osiloskop, ukurlah dan catatlah tegangan masukan (Vin) dan
tegangan keluaran (Vout) penguat. Hitung dan catatlah nilai gain tegangan (Av) dalam keadaan tanpa
beban tersebut
9) Pasanglah
resistor beban 3k9 pada keluaran penguat. Ukur dan catat tegangan sinyal
masukan (Vin) dan tegangan sinyal keluaran (Vout) yang menyilang pada resistor
beban tersebut. Hitunglah gain
tegangan (Avl) dalam keadaan dengan beban tersebut
10) Gantilah
beban 3k9 dengan 47k dan ulangi langkah 8 untuk menentukan gain tegangan (Avl) dengan beban tersebut
11) Kecilkan
satu daya dana kemudian matikan. Selanjutnya ubahlah rangkaian menjadi penguat
yang di-swamp. Pastikanlah rangkaian
bekerja, pasang catu daya dan aturlah generator sinyal pada frekuensi (sinus) 1
kHz dan 20 m Vp-p sebagai sinyal masukan. Ukurlah dan catat nilai-nilai sinyal
masukan dan keluaran penguat. Hitung gain
tegangan penguat dengan beban (Avl)
12) Monitorlah
selalu sinyal keluaran yang menyilang pada beban melalui osiloskop. Naikkan
sinyal masukan hingga keluarannya tepat akan terpotong. Amati gelombang ini
dengan cermat. Penyelidikan dilakukan untuk keadaan bentuk gelombang yang
bersih dan tidak cacat (tidak terdistorsi). Bandingkan hasil penyelidikan
langkah 12 ini dengan hasil pengamatan pada langkah 4
13) Pengukuran
R in atau R out penguat tidak dapat dikerjakan secara langsung karena kedua
besaran tersebut merepresentasikan resistansi AC. Untuk mengukur Rin, tegangan
keluaran (Vout) selalu dimonitor osiloskop. Sebuah potensiometer (Ruji)
dipasang seri dengan sumber sinyal (disisipkan antara basis dan Cin). Nilai
hambatan Ruji kemudian dinaikkan hingga Vout mengecil menuju setengah dari
nilai tegangan sebelum Ruji dipasang. Ini berarti bahwa jatuh tegangan yang
menyilang pada Ruji sama dengan jatuh tegangan yang menyilang pada Rin,
sehingga kedua resistensi tersebut sama. Ruji kemudian dilepas dan diukur
dengan ohmmeter. Ketika menyelidiki Rin, Ruji beban harus dilepas
14) Cara
pengukuran Rout mirip dengan cara pengukuran Rin. Pada keluaran penguat
dipasang potensiometer (Ruji) sebagai beban. Tegangan keluaran yang menyilang
pada Ruji beban selalu dimonitor melalui osiloskop. Nilai Ruji beban ini
kemudian dinaikkan hingga tegangannya mengecil menuju setengah dari nilai
tegangan sebelum Ruji dipasang. Ini berarti bahwa jatuh tegangan yang menyilang
pada Ruji beban sama dengan jatuh tegangan yang menyilang pada Rout, sehingga
kedua resistansi tersebut sama. Ruji beban kemudian dilepas dan diukur dengan
ohmmeter. Ketika menyelidiki Rout, Ruji harus dilepas
BAB VI. HASIL DATA
PENGAMATAN
·
Vb = 1,45 volt
·
Ve = 1,05 volt
·
Vc = 4,4 volt
·
Vce = 3,4 volt
·
Masukan = 0,5 x 2 = 1 Vp-p
Keluaran
= 2 x 2 = 4 Vp-p
·
Maksimal sampai terpotong :
Masukan
= 3,6 x 2 =7,2 Vp-p
Keluaran
= 0,6 x 2 = 1,2 Vp-p
·
Maksimal tidak terpotong = 5,2 Vp-p
·
Nilai puncak positif dan negatif pada:
VB
= 1div
VE
= 0,8 div
VC
= 0,8 div
·
Sudut fase (Ф) = 180
|
Frekuensi
(KHz)
|
waktu (μs)
|
T input
(μs)
|
|
50
|
10
|
19
|
|
70
|
7,5
|
13
|
|
100
|
5,5
|
9
|
|
150
|
2,4
|
6
|
|
200
|
1,6
|
4,8
|
|
250
|
1,4
|
3,8
|
|
300
|
1
|
3
|
|
400
|
0,7
|
2,6
|
|
500
|
0,55
|
1,85
|
|
700
|
0,4
|
1,3
|
|
1000
|
0,28
|
0,72
|
|
1500
|
0,16
|
0,62
|
|
2000
|
0,14
|
0,48
|
·
Frekuensi potong bawah (fcl) dan
frekuensi potong atas (fcu)
Fcl
= 150 Hz
Fcu
=200 KHz
·
Frekuensi potong bawah (fcl) dan
frekuensi potong atas (fcu) pada kapasitor 20 μF adalah :
C
in = fcl =100 Hz dan fcu = 1300 KHz
C
out = fcl = 130 Hz dan fcu = tidak ditemukan
·
Nilai tegangan masukan (V in) dan
tegangan keluaran (V out) serta gain tegangan (Av) dengan frekuensi masukan 500
Hz:
V
in = 20 mvolt
V
out = 90 mvolt
Av
= 4,5
·
Nilai tegangan masukan (V in) dan
tegangan keluaran (V out) serta gain tegangan (Av) dengan dipasang resistor
beban 3k9 Ω dan frekuensi masukan 500 Hz :
V
in = 20 mvolt
V
out = 32 mvolt
Av
= 1,6
·
Nilai tegangan masukan (V in) dan
tegangan keluaran (V out) serta gain tegangan (Av) dengan dipasang resistor
beban 47k Ω dan frekuensi masukan 500 Hz :
V
in = 20 mvolt
V
out = 60 mvolt
Av
= 3,0
·
Nilai tegangan masukan (V in) dan
tegangan keluaran (V out) serta gain tegangan (Av) dengan frekuensi masukan 1
kHz dengan resistor beban disusun secara seri 150 Ω dan 820 Ω :
V
in = 20 mvolt
V
out = 60 mvolt
Av
= 3,0
·
Nilai maksimal gelombang hampir
terpotong :
V
in = 1,3 volt
V
out = 6 volt
·
Nilai resistansi masukan (R in) dengan
nilai resistansi uji (R uji) :
R
uji = R in = 10 kΩ
·
Nilai resistansi keluaran (R out) dengan
nilai resistansi uji (R uji) :
R
uji = R out = 4k4 Ω
·
Dengan kapasitor pintas emitor terbuka :
V
out = 60 mvolt dengan Av = 3,0
·
Tanpa kapasitor pintas emitor terbuka :
V
out = 340 mvolt dengan Av = 17
·
Dengan transistor terhubung singkat :
V
out = 0
VC
= 1,8 volt
VE
= 1,8 volt
VRC
= 7,9 volt
BAB VII. ANALISIS DATA
·
Bagian masukan
β
= 100
RAB
=
=
8,25 kΩ
VB=
VAB =
Vcc=
= 1,58 volt
IB
=
dengan VBE = 0,35 volt
IB
=
=
0,00255 mA
VCE
=
Vcc
= 4,5 volt
·
Bagian keluaran
IC
= -
+
=
-
+
=
0,7895 mA
VC
= IC RC = 0,7895 x 4,7 = 3,7106 volt
VE
= IERE = 0,79205 x 1 = 0,79205 volt
IE
= IB + IE = 0,00255 + 0,7895 = 0,79205 mA
·
Respon frekuensi pada kapasitor
1) C
in = 10µF dan C out = 10µF
Fcl = 150 Hz dan Fcu = 200 kHz
2) C
in = 20µF dan C out = 20µF
Fcl = 100 Hz dan Fcu = 1300 KHz
Kapasitor sangat
berpengaruh karena kapasitor akan mengubah beda fase sehingga respon frekuensi
juga ikut berubah
·
Gain tegangan pada frekuensi 500 Hz
1.
RL = 0
V
in = 20 mvolt
V
out = 90 mvolt
Av
=
=
4,5
2.
RL = 3k9
V
in = 20 mvolt
V
out = 32 mvolt
Av
=
=
1,5
3.
RL = 47 kΩ
V
in = 20 mvolt
V
out = 60 mvolt
Av
=
=
3
Jadi RL
berbanding lurus dengan gain tegangan
·
Impedansi
Input
= 10 kΩ
Output
= 4,4 kΩ
Impedansi
respon =
=
0,44
Sehingga impedansi
respon = 0,44 maka ada penguatan beda potensial
·
Tabel antara frekuensi dengan beda fase
|
frekuensi (kHz)
|
beda fase (derajat)
|
|
50
|
189,47
|
|
70
|
207,69
|
|
100
|
220
|
|
150
|
144
|
|
200
|
120
|
|
250
|
132,63
|
|
300
|
120
|
|
400
|
96,92
|
|
500
|
107,03
|
|
700
|
110,77
|
|
1000
|
140
|
|
1500
|
92,9
|
|
2000
|
105
|
·
Grafik hubungan antara frekuensi dengan
beda fase
BAB VIII. PEMBAHASAN
Pada percobaan penguat emitor
bersama merupakan sebuah rangkaian penguat tegangan listrik secara sederhana.
Rangkaian dapat bekerja dengan mengenakan bias DC pada rangkain tersebut. Pada
rangkaian emitor bersama komponennya terdiri dari resistor, kapasitor, dan
transistor. Dari ke tiga komponen tersebut yang paling aktif bekerja dalam
menguatkan beda potensial adalah transistor. Sehingga dalam mengecek apa
rangkaian sudah berfungsi apa belum yaitu dengan mengecek pada transistornya.
Yaitu mendapatkan hasil :
Ø Berdasarkan
pengambilan data :
VB
= 1,45 volt
VCE
= 3,4 volt
Vc
= 4,4 volt
VE
= 1,05 volt
Ø Berdasarkan
analisis rangkaian :
VB
= 1,58 volt
VCE
= 4,5 volt
Vc
= 3,7106 volt
VE
= 0,79205 volt
Maka
didapatkan hasil ketidakpastian dari hasil pengukuran adalah :
·
Kesalahan = hasil teori – hasil
pengukuran
VB
= 1,58 -1,45 = 0,13 volt
VCE
= 4,5 -3,4 = 1,1 volt
Vc
= 3,7106 – 4,4 = - 0,6894 volt
VE
= 0,79205 -1,05 = - 0,25795 volt
·
Prosentase kesalahan :
VB
=
x 100 % = 8,23 %
VCE
=
x
100 % = 24,44 %
Vc
=
x
100 % = - 18,58 %
VE
=
x
100 % = - 32,57 %
Dari
hasil tersebut maka titik kerja berada tidak di tengah-tengah tetapi agak ke
atas pada garis bebannya. Sehingga penguat emitor ditanahkan masih bisa di
bilang sebagai penguat kelas A. Pada rangkaian ini merupakan penguat tegangan
sehingga tegangan yang masuk kecil dan setelah keluar dari transistor menjadi
besar. Masukan yang diberikan dari AFG (Audio
Frekuency Generator) dengan masukan frekuensi 500 Hz. Pada keluaran belum diberi beban ada 4,5
penguatan. Dan pada keluaran diberi beban yang bervariasi telah menurunkan
tegangan hasil keluaran. Yaitu pada keluaran diberi beban 3k9 penguatan
rangkaian menjadi 1,5 dan dengan diberi beban 47k penguatan menjadi 3 kali. Seakan-akan diberi
beban 3k9 ke beban 47k menjadi kelipatan 2 untuk hasil penguatannya. Ini dapat
disimpulkan bahwa pemberian beban keluaran pada masukan ini adalah berfungsi
seakan-akan bahwa rangkaian penguat emitor bersama ini disambung dengan rangkain
yang lain. Kita tau bahwa rangkaian elektronik itu adalah suatu kesatuan yang
utuh (gabungan dari beberapa fungsi rangkaian) sehingga kita dapat mengatur
seberapa besar beban yang harus diberikan terhadap rangkain agar rangkaian
bekerja secara optimal.
Nilai
untuk impedansi yang harus diberikan agar terdapat penguatan adalah untuk
memberi input impedansi dari rangkaian lain sebesar 10k dan untuk memberi
output impedansi dari rangkaian lain sebesar 4k4 dan akan diperoleh nilai yang
harus mendekati nol sehingga rangkaian akan bekerja secara maksimal. Yaitu
terdapat selisih 0,44 sehinggga tidak semua dari masukan ditransfer maksimal ke
keluaran.
Pada
respon frekuensi ini menunjukkan hasil gelombang yang tidak terpotong baik
dengan pemberian respon frekuensi yang kecil ataupun respon frekuensi yang
besar. Dari hal respon frekuensi tergantung pada kerja dari kapasitor. Yaitu
kerja dari kapasitor itu adalah bahwa kapasitor akan mengeblok arus biasnya
supaya yang keluar adalah sinyalnya. Dapat disimpulkan bahwa arus AC akan
diteruskan sedangkan arus DC akan diblok. Sehingga dengan mengubah kapasitor
masukan ataupun keluaran maka akan mengubah beda fase. Maka kalau beda fase
dari masukan dan keluaran berbeda maka respon frekuensinya akan berpengaruh.
Seperti yang telah dilaksanakan dengan menggunakan kapasitor 10µF baik yang
masuk maupun yang keluar didapatkan hasil frekuensi yang terendah dan tertinggi
yang tidak cacat adalah:
Fcl
= 150 Hz dan Fcu = 200 kHz
Sedangkan
dengan menggunakan kapasitor 20µF baik yang masuk maupun yang keluar didapatkan
hasil frekuensi yang rendah dan tertinggi yang tidak cacat adalah :
Fcl
= 100 Hz dan Fcu = 1300 kHz
Ini
merupakan perbedaan rentang yang dihasilkan rangkaian untuk hasil yang tidak
cacat. Jadi semakin menaikkan harga dari kapasitor maka akan semakin besar
rentang frekuensi yang tidak cacat yang dihasilkan oleh rangkain penguat emitor
bersama.
BAB IX. KESIMPULAN
A. Hasil
hitungan parameter-parameter DC adalah:
VB = 1,45
volt
VE = 1,05
volt
Vc = 4,4 volt
IE = 0,79205
mA
VCE = 3,4
volt
Av = 4,5
B. Hasil
ukur parameter-parameter DC dan AC adalah :
V in = 20 mvolt
V out = 90 mvolt
Av = 4,5
R in = 10 kΩ
R out = 4k4
Bandwidth
:
Fcl = 150 Hz dan Fcu =
200 kHz
C. Efek
gain sebagai pembebanan pada gain penguat sangatlah penting karena tergantung
dari rangkaian tersebut bagaimana perilakunya. yaitu rangkaian penguat emitor
bersama ini akan disambungkan dengan rangkaian lain pada elektronika baik
sambungan pada masukan maupun pada keluaran rangkaian tersebut. Sehingga
rangkaian penguat emitor bersama ini apakah dapat bekerja secara maksimal atau
tidak.
BAB X. JAWAB PERTANYAAN
1. Fungsi
kerja transistor pada rangkaian ini adalah sebagai komponen utama untuk sebagai
penguat tegangan. Beda fase terjadi pada kapasitor bukan transistor karena
fungsi dari kapasitor adalah mengeblok arus biasnya supaya yang keluar adalah
sinyalnya. Atau dapat dikatakan arus AC diteruskan sedangkan arus DC diblok.
Sehingga yang masuk pada basis dari kapasitor berupa sinyal. Dan sinyal akan
diolah oleh transistor sehingga keluaran akan berubah maka disinilah akan
terjadi beda fase antara masukan dengan keluaran.
2. V
avg = 0,6 volt. Nilai dari parameter rangkaian direpresentasikan oleh nilai V
avg. Karena seharusnya nilainya bisa 0 volt tetapi tidak bisa nol. Akan
menunjukkan seberapa bagusnya bentuk gelombang yang dihasilkan.
3. Nilai
pada emitor transistor harus o volt AC dikarenakan keluaran hasil bukan lewat
kaki emitor tetapi pada kaki kolektor. Dan pada kaki emitor dihubungkan secara
langsung oleh kapasitor ke ground dari rangkaian tersebut.
4. Yaitu
dengan mencabut salah satu kaki transistor pintas emitor maka menghasilkan
bahwa dengan kapasitor pintas emitor V out = 60 mvolt dengan Av = 3, sedangkan
tanpa kapasitor pintas emitor V out = 340 mvolt dengan Av = 17. Ini sangat respon
sekali untuk mengubah keluaran atau penguatan sehingga ini sangat penting
sekali dalam mencari kerusakan pada rangkaian tersebut.
5. Ya
merupakan hal paling nyata dan mudah untuk menunjukkan karena dengan menghubung
singkat kaki kolektor dengan kaki emitor akan dapat menunjukkan kalau tidak ada
keluaran dari penguatan karena harga V out akan 0 volt dan untuk harga VC
dan VE akan sama yaitu 1,8 volt. Dan tegangan yang menyilang pada
hambatan kolektor akan besar sekali yaitu berkisar 7,9 volt. Sehingga akan ada
arus bocor yang akan mempengaruhi kinerja dari transistor tersebut.
6. Akan
terjadi pelemahan tegangan yang dihasilkan yang mana seharusnya 4,5 kali
penguatan. Maka ini akan menurun untuk penguatannya.
7. Tegangan
AC normal yang harus terbaca pada emitor adalah berupa sinyal sinus murni
masukan. Kerena untuk tegangan DC terblok oleh kapasitor yang dipasang paralel
dengan resistor pada kaki emitor di transistor.
8. Tegangan
keluaran maksimum tanpa terjadi distorsi maka hasilnya mendekati dari Vcc karena titik kerjanya berada di tengahnya
sehingga penguatannya maksimal sesuai dengan Vcc. Dengan rumus : VCE =
Vcc
9. Kapasitor
CE dihubung-singkat maka transistor tersebut tidak akan bekerja
secara maksimal. Dimana bukan sinyal secara utuh yang ditransfer tetapi ada
masukan DC yang ikut bercampur dalam sinyal masukan.
10. Karena
dengan memonitor tegangan keluaran akan lebih mudah untuk diamati dari pada
mengamati tegangan masukan yang masuk dalam basis transistor. Ini karena dengan
mengamati keluaran yang keluar dari kolektor langsung dapat dilihat apa
penguatannya berubah atau tidak.
11. Pengujian
untuk menentukan suatu rangkaian transistor dalam keadaan jenuh ataupun mati
dengan memberikan beda potensial masukan sampai masukan sinyalnya terpotong.
Dari terpotongnya sinyal tersebut sehingga akan dapat mengetahui apakah
transistor udah berada dalam keadaan jenuh atau belum. Sedangkan untuk mengecek
apakah transistor dalam keadaan mati dengan melihat dari arus yang masuk pada
transistor khususnya masuk pada basis apakah besar ataupun kecil.
BAB XI. DAFTAR PUSTAKA
Sumarna.
(2012). Petunjuk Praktikum Penguat
Elektronik. Yogyakarta: Laboratorium Elektronika Dan Instrumentasi
Universitas Negeri Yogyakarta.
Boylestad,
R. Nashelsky, L. (1992). Electronic
Devices And Circuit Theory. Fifth Edition. Prentice Hall. New Jersey
(Chapter 8, page 336-349).
Sutrisno.
(1986). Elektronika-1, Teori Dan
Penerapannya. Bandung: ITB (Bab 6 Halaman 140 – 149).
Yogyakarta, 1 Juni 2012
Peneliti
( Danang Setyo Prastowo )
NIM.09306141028
Langganan:
Postingan (Atom)