Laporan Akhir 3 Modul 3 : Op-Amp dan Filter

 

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Download File  

1. Jurnal [Kembali]

Nama         : Dicky Pratama                                         Tanggal Praktikum : 23 September 2025

NIM           : 2410952057                                             Asisten Praktikum : Afif Falih Yorivanno

Kelompok  : 9                                                                                                                     Colderia Zheavinsky

1. Inverting Amplifier

Rf(kΩ)	Vi(V)	Hitung Gain (-Rf/Rin)	Vout	Bentuk Gelombang
20	5	-2	-10
50	5	-5	-25
80	5	-8	-40

2.Komparator

V1 (V)	V2 (V)	Vout
3	1	-10 V
1	3	11,27 V

3. LPF -20dB

Frekuensi	Vin	Vout	Grafik Sinyal
100 Hz	5 V	12,5 mV
500 Hz	5 V	13 mV

1000 Hz

5 V

11,6 mV

Sketch Grafik Bode Plot

4. HPF 40dB

Frekuensi	Vin	Vout	Grafik Sinyal
100 Hz	5 V	1,7 mV
500 Hz	5 V	2,1 mV
1000 Hz	5 V	1,7 mV

Sketch Grafik Bode Plot

2. Prinsip Kerja [Kembali]

1. Inverting Amplifier

    Prinsip kerja rangkaian inverting amplifier pada praktikum adalah memanfaatkan umpan balik negatif op-amp. Tegangan masukan (Vin) diberikan melalui resistor input (Rin) ke terminal inverting (–), sementara terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground sehingga titik inverting berada pada kondisi virtual ground. Karena arus masuk ke op-amp ideal dianggap nol, maka arus yang mengalir melalui Rin sama dengan arus yang melalui resistor umpan balik (Rf).

    Prinsip kerja rangkaian komparator amplifier pada praktikum adalah membandingkan dua tegangan yang masuk ke terminal input op-amp, yaitu terminal inverting (–) dan non-inverting (+). Op-amp bekerja tanpa umpan balik, sehingga penguatan sangat besar dan output hanya berada pada dua kondisi, yaitu tegangan positif maksimum (mendekati +Vcc) atau tegangan negatif maksimum (mendekati –Vcc). Jika tegangan pada terminal non-inverting (+) lebih besar dari terminal inverting (–), maka output akan naik ke level positif. Sebaliknya, jika tegangan pada terminal inverting (–) lebih besar, maka output turun ke level negatif. Dalam praktikum, kondisi ini menunjukkan fungsi komparator sebagai pemisah logika tinggi dan rendah, sehingga dapat digunakan sebagai dasar dalam rangkaian detektor level, pengendali otomatis, maupun sistem digital sederhana.

2. Komparator Amplifier

Prinsip kerja rangkaian komparator amplifier pada praktikum adalah membandingkan dua tegangan yang masuk ke terminal input op-amp, yaitu terminal inverting (–) dan non-inverting (+). Op-amp bekerja tanpa umpan balik, sehingga penguatan sangat besar dan output hanya berada pada dua kondisi, yaitu tegangan positif maksimum (mendekati +Vcc) atau tegangan negatif maksimum (mendekati –Vcc). Jika tegangan pada terminal non-inverting (+) lebih besar dari terminal inverting (–), maka output akan naik ke level positif. Sebaliknya, jika tegangan pada terminal inverting (–) lebih besar, maka output turun ke level negatif. Dalam praktikum, kondisi ini menunjukkan fungsi komparator sebagai pemisah logika tinggi dan rendah, sehingga dapat digunakan sebagai dasar dalam rangkaian detektor level, pengendali otomatis, maupun sistem digital sederhana.

3. Low Pass Filter -20dB

    Prinsip kerja rangkaian Low Pass Filter (LPF) –20 dB pada praktikum adalah melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah hingga frekuensi cut-off, kemudian melemahkan sinyal yang frekuensinya lebih tinggi dari titik cut-off tersebut. Rangkaian ini biasanya terdiri dari kombinasi resistor dan kapasitor (RC), di mana kapasitor berfungsi sebagai jalur impedansi yang semakin kecil pada frekuensi tinggi, sehingga arus akan dialihkan ke ground dan sinyal output melemah. Akibatnya, sinyal berfrekuensi rendah tetap dapat diteruskan ke output, sedangkan sinyal berfrekuensi tinggi teredam dengan kemiringan atenuasi sebesar –20 dB untuk setiap kenaikan satu dekade frekuensi. Dalam praktikum, hal ini dapat diamati dari hasil pengukuran bahwa amplitudo output stabil pada frekuensi rendah, lalu mulai turun setelah melewati frekuensi cut-off sesuai karakteristik filter.

4. High Pass Filter +40dB

    Prinsip kerja rangkaian High Pass Filter (HPF) +40 dB pada praktikum adalah melewatkan sinyal dengan frekuensi tinggi dan meredam sinyal dengan frekuensi rendah. Rangkaian ini biasanya tersusun dari kombinasi kapasitor dan resistor yang dihubungkan dengan op-amp, sehingga menghasilkan karakteristik filter orde dua dengan slope penguatan sebesar +40 dB untuk setiap kenaikan satu dekade frekuensi setelah melewati frekuensi cut-off. Pada frekuensi rendah, kapasitor memiliki impedansi tinggi sehingga sinyal sulit diteruskan ke output. Namun saat frekuensi meningkat, impedansi kapasitor semakin kecil sehingga sinyal frekuensi tinggi dapat lewat dan dikuatkan oleh op-amp. Dalam praktikum, hal ini ditunjukkan dengan output yang sangat kecil pada frekuensi rendah, lalu meningkat tajam setelah melewati frekuensi cut-off sesuai karakteristik penguatan +40 dB/decade.

3. Video Percobaan [Kembali]

1. Kondisi 7 
   
   
2. Inverting Amplifier
   
   
3. Komparator 
   
   
   
4. LPF (Low Pass Filter)
   
   
5. HPF (High Pass Filter)
   
   

4. Analisa[Kembali]

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

Jawab:

Rangkaian inverting amplifier menghasilkan keluaran yang berfasa terbalik 180° terhadap masukan. Dari percobaan, Vout mengikuti rumus

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

Dengan Vin = 5 V dan Rin = 10 kΩ, didapat:

• Rf 20 kΩ → Vout ≈ –10 V

• Rf 50 kΩ → Vout ≈ –25 V

• Rf 80 kΩ → Vout ≈ –40 V

Hasil ini menunjukkan semakin besar Rf (Rin tetap), penguatan (gain) makin besar dan tegangan keluaran makin tinggi, sesuai teori inverting amplifier.

2. Apa yang terjadi jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi?

Jawab:

    Komparator menghasilkan keluaran saturasi positif atau negatif sesuai apakah Vin lebih besar atau lebih kecil dari Vref. Ketika Vin mendekati Vref, keluaran dapat menjadi tidak stabil (chattering) karena noise dan offset pada rangkaian, sehingga diperlukan penambahan histeresis atau konfigurasi Schmitt trigger agar peralihan output lebih pasti dan stabil.

3. Bagaimana perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran?

Jawab:

    Pengukuran Vout umumnya mendekati perhitungan teori, namun ditemukan selisih. Perbedaan ini disebabkan terutama oleh toleransi resistor dan keterbatasan output op-amp (output swing) serta offset input. Pada gain yang lebih besar perbedaan semakin terlihat karena efek offset dan arus bias teramplifikasi.

4. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan hasil percobaan.

Jawab:

    LPF orde-1 (-20 dB/dec) yang diuji menunjukkan attenuasi besar pada 100–1000 Hz (Vout ≈ 11–13 mV dari Vin 5 V), sehingga cutoff filter berada jauh di bawah 100 Hz; gelombang keluaran tetap sinus tetapi sangat teredam, konsisten dengan pengoperasian di stop-band.

5. Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan hasil percobaan.

Jawab:

    HPF yang diuji menunjukkan attenuasi besar pada 100–1000 Hz (Vout ≈ 1,7–2,1 mV dari Vin 5 V), berarti cutoff berada jauh di atas 1 kHz; gelombang keluaran tetap sinus tetapi sangat teredam, konsisten dengan operasi HPF di stop-band. Verifikasi fc diperlukan dengan pengukuran pada frekuensi lebih tinggi dan pengecekan nilai komponen.

5. Download File[Kembali]

- Link Video Penjelasan Kondisi 7 Modul 3 Op-Amp Click Here

- Link Video Penjelasan Inverting Amplifier Click Here

- Link Video Penjelasan Komparator #1 Click Here

- Link Video Penjelasan Komparator #2 Click Here

- Link Video Penjelasan High Pass Filter Click Here

- Link Video Penjelasan Low Pass Filter Click Here

- Link Video Penjelasan HPF 20dB Click Here

- Link File Laporan Akhir Click Here