Perancangan Sistim Elektronika Analog

Petunjuk Praktikum

Perancangan Sistim Elektronika Analog

Lab. Elektronika Industri

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Praktikum Perancangan Sistim Elektronika Analog

Lab 1. Amplifier Penguat Dengan Catu Tunggal

a. Ukurlah tegangan di A, B, dan C sebelum Vin diaplikasikan! Berapa besar ideal tegangan di titik tersebut secara umum ? Jelaskan! b. Ukurlah Vout(p-p) untuk fin seperti yang ditunjukkan pada tabel ! Frekuensi input

Vout (p-p)

(Hz)

(Volt)

10 100 1k 10 k c. Jelaskan fungsi masing-masing kapasitor ! d. Buatlah kesimpulan !

M.Rivai - Electrical Engineering ITS Surabaya

1


Gain-Bandwidth Product

a. Dengan menaikkan frekuensi input mulai dari 100 Hz, Carilah dan catat frekuensi kritis fc (saat penguatan Av =

-

Vout = 0,707) dan hitunglah ( fc x Av ) dengan Av = Vin

Rf untuk harga Rf seperti yang ditunjukkan pada tabel ! 10 k Rf (kOhm)

fc (kHz)

fc x |Av|

10 100 1000 b. Buatlah kesimpulan !


2


Lab 2. Non-Linear Amplifier Logarithmic Amplifier

a. Ukurlah Vout untuk Vin seperti yang ditujukkan pada tabel!

Vin (mV)

Vout (mV)

1 10 100 1000

b. Gambarkan grafik Vout terhadap Vin dalam skala linear! c. Turunkan persamaan Vout! d. Modifikasi rangkaian tersebut jika dioda diganti dengan transistor, dan turunkan persamaan Vout-nya! (Teoritis)! e. Berilah contoh aplikasi penguat tersebut!(Teoritis) f. Buatlah kesimpulan !


3


Antilogarithmic Amplifier

Vout =K3 .10K4 .Vin

a. Ukurlah Vout untuk Vin seperti yang ditunjukkan pada tabel !

Vin (mV)

Vout (mV)

0 - 100 - 200 -

300

-

400

-

500

-

600

b. Gambarlah grafik Vout terhadap Vin dalam skala linier! c. Turunkan persamaan Vout! d. Modifikasi rangkaian tersebut jika dioda diganti dengan transistor dan turunkan persamaan Vout-nya!(Teoritis)! e. Berilah contoh aplikasi penguat tersebut!(Teoritis) ! f. Buatlah kesimpulan !


4


Lab 3. Oscillator & Rectifier Oscillator

fout I

II

a. Pasang Ri = 100 Ohm, dan Rf = 47 K b. Amati Vout1 dan Vout2 di osiloskop secara serentak, dan gambarkan bentuk gelombangnya ! c. Ulangi langkah b untuk Ri = 22 k d. Ulangi langkah b untuk Ri = 47 k, dan hitung atau ukur frekwensi fout! e. Ulangi langkah d untuk Rf = 100K. f. Jelaskan mengapa rangkaian I disebut Integrator. Turunkan persamaan pengisian & pengosongan kapasitornya! g. Jelaskan apa yang dimaksud osilator yang frekuensinya dikendalikan oleh tegangan input (teoritis). h. Gambarkan rangkaian pengubah sinyal segitiga ke sinusoidal ! Jelaskan prinsip kerjanya! i. Buatlah kesimpulan !


5


Small Signal Rectifier I2

I1

I3 a. Ukurlah V1, V2, V3, Vout dan hitunglah I1, I2, I3 untuk Vin seperti yang ditunjukkan pada tabel ! Vin

V1

V2

V3

Vout

I1

I2

I3

(Volt)

(Volt)

(Volt)

(Volt)

(Volt)

(mA)

(mA)

(mA)

1.0 0,5 0,1 -1,0 -0,5 -0,1

b. Cabutlah potensio P, kemudian sambungkan Vin dengan generator sinus berfrekuensi 1 kHz dengan Vp-p = 0,1 Volt. Amati Vin dan Vout di osiloskop secara serentak dan gambarlah bentuk gelombangnya! c. Jelaskan prinsip kerja rangkaian tersebut yang meliputi : - Penurunan persamaan I2 dan I3 sebagai fungsi I1 baik untuk polaritas Vin positif maupun negatif - Penurunan Vout sebagai fungsi Vin, baik untuk polaritas Vin positip maupun negatif. a. Jelaskan keunggulan rangkaian tersebut dibandingkan dengan penyearah dioda jembatan tanpa menggunakan Op-amp. b. Buatlah kesimpulan !


6


Lab 4. Voltage & Current Sources Voltage Source

a. Ukurlah VL dan hitunglah IL untuk beban RL dan suplai Vs seperti yang ditunjukkan pada tabel! RL

Vs =  9 Volt VL(Volt)

IL(mA)

Vs =  6 Volt VL(Volt)

IL(mA)

I II III

b. Turunkan persamaan VL ! c. Modifikasi rangkaian tersebut jika sumber 3 Volt diganti dengan dioda zener beserta tahanan pembatas arusnya! (secara teoritis) d. Mengapa rangkaian tersebut dinamai sumber tegangan? e. Buatlah kesimpulan !


7


Current Source

IR

a. Ukurlah VR, VEC, VL, Io dan hitunglah IR, IL untuk beban RL seperti yang ditunjukkan pada tabel ! RL

VR

VEC

VL

IO

IR

IL

(Volt)

(Volt)

(Volt)

(mA)

(mA)

(mA)

I II III b. Turunkan besarnya IL !(Teoritis) c. Jelaskan fungsi transistor! d. Modifikasi rangkaian tersebut jika sumber 3 Volt diganti dengan dioda zener beserta tahanan pembatas arusnya! (Teoritis) e. Mengapa rangkaian tersebut dinamai sumber arus? f. Buatlah kesimpulan !


8


Lab 5. Voltage Doubler & Inverter Voltage Doubler

c. Ukurlah Vout untuk frekuensi input dan beban seperti yang ditunjukkan pada tabel ! Vout (Volt)

Frekuensi C = 1 uF

(Hz)

Tanpa beban

Dengan beban

C = 100 uF Tanpa beban

Dengan beban

1 10 10 k d. Jelaskan prinsip kerja rangkaian tersebut! e. Buatlah kesimpulan !


9


Voltage Inverter

a. Ukurlah tegangan output Vout untuk frekuensi input dan beban seperti yang ditunjukkan pada tabel ! Vout (Volt)

Frekuensi C = 1 uF

(Hz)

Tanpa beban

Dengan beban

C = 100 uF Tanpa beban

Dengan beban

1 10 10 k

b. Jelaskan prinsip kerja rangkaian tersebut! c. Buatlah kesimpulan !


10


Lab 6. DC to DC converters a. Ukurlah tegangan Vo dan lengkapi tabel-nya untuk setiap rangkaian berikut ! b. Jelaskan prinsip kerja setiap rangkaian! c. Buatlah kesimpulan !

Step-up (boost) converter 100 mH

+

1N4148

Vi = 5V

100nF 1K

5V

D

0V

VO

IRF540

-

f = 10 kHz

Duty Cycle ( % ) 20 30 40 50 60 70 80

VO (Volt)

Step-down (buck) converter 100 mH

IRF540 Vi = 10V

1N4148

10V

0V

+ 100nF 1K

VO

D

-

f = 10 kHz

Duty Cycle ( % ) 20 30 40 50 60 70 80


VO (Volt)

11


Inverting (buck–boost) Converter

IRF540

1N4148 100nF

Vi = 10V

100 mH

10V

0V

+ 1K

VO

D

-

f = 10 kHz

Duty Cycle ( % ) 20 30 40 50 60 70 80


VO (Volt)

12


Lab 7. Active Filter Low-Pass Filter

Av

A0 A0

2

Av 

0

fc

Vout Vin f

a. Gunakan R = 100K. Amati Vin dan Vout di osiloskop secara serentak! Naikkan frekuensi input dari 100 Hz sampai frekuensi kritis (fc) ! Catat fc! b. Catat penguatan Av saat f = 0,1 fc ; f = fc ; f = 10 fc ; f = 100 fc. Amati beda fasa antara Vin dan Vout pada frekuensi-frekuensi tersebut. Gambar bentuk gelombangnya! c. Gambarkan grafik (20 log Av)dB dalam skala linier terhadap frekuensi dalam skala logaritmik! d. Jelaskan mengapa rangkaian ini disebut filter low-pass – 40 dB/decade! e. Carilah fc jika R = 10 k! f. Buatlah kesimpulan !


13


High-Pass Filter

Av

A0 A0

2

0

Av 

fc

Vout Vin f

a. Amati Vin dan Vout di osiloskop secara serentak! Turunkan frekuensi input dari 100 kHz sampai frekuensi kritis (fc) ! Catat fc! b. Catat penguatan Av saat f = 0,1 fc ; f = fc ; f = 10 fc ; f = 100 fc! c. Gambarkan grafik (20 log Av)dB dalam skala linier terhadap frekuensi dalam skala logaritmik! d. Buatlah kesimpulan !


14


Lab 8. Data Conversion Digital-to-analog converter 10K +9V 10K

10K LM741

20K

20K

20K

20K

D0

‘0’ 0 Volt ‘1’ Vr Volt

D1

VO D2

-9V

Vr

D2 D1 D0 0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

VO (Volt) Vr = +5V

Vr = -5V

0 1 0 1 0 1 0 1

d. Ukurlah tegangan Vo dan lengkapi tabel-nya ! e. Tentukan dan jelaskan mengenai half scale, full scale dan resolusi DAC! f. Modifikasi rangkaian tersebut sehingga bisa menghasilkan tegangan bipolar! (Teoritis) g. Buatlah kesimpulan !


15


Analog-to-digital converter +5V

1K

P

10K

Vi 1N4148 74LS86

Vi (Volt)

LM324 1K +5V

D1 0 0 1 1

D0 0 1 0 1

+5V 1K

D1 1K

1K

D0

‘0’ 0 Volt ‘1’  4V Volt

1K

a. Posisikan potensiometer P sehingga Vi terukur 0 Volt ! b. Putarlah tuas potensiometer secara perlahan sehingga Vi menaik, dan lengkapi tabelnya c. Jelaskan fungsi diode ! d. Tentukan dan jelaskan mengenai half scale, full scale dan resolusi ADC! e. Modifikasi rangkaian tersebut sehingga bisa mengkonversi tegangan bipolar! (Teoritis) f. Perbaharui rangkaian tersebut untuk 3-bit ADC (Teoritis)! g.

Buatlah kesimpulan !


16


Lab 9. Field Programmable Analog Array Comparator Dengan Input Fullwave Rectifier

Ipmodules yang digunakan: 1. sinewave oscillator 2. positif dc source 3. fullwave rectifier with lowpass 4. dual input comparator 5. inverting gain stage

1. 2. 3. 4. 5.

Set frekuensi untuk sinewave oscillator (Fo)= 50 kHz. Dan amplitudo =2. Set corner frekuensi untuk fullwave rectifier = 200 kHz dan gain = 1 Set positif dc source dengan tegangan dc 1 Set gain untuk inverting gain =1 Amati Vout1 untuk sinwave osilator,Vout2 untuk output fullwave rectifier dan Vout3 dari inverting gain. 6. Ulangi langkah 1-5 untuk nilai-nilai berikut No

1 2 3 4 5

Fo (sinwave osc) 50Khz 50 Khz 50 Khz 75 Khz 100 Khz

Amplitudo (sinwave osc) 2 2 2 1 2

Corner freq. (fullwave)

Gain (fullwave)

Tegangan dc source

200 Khz 200 Khz 100 Khz 150 Khz 150 Khz

1.5 1 1,5 1 1

1 1 1 1 1

Gain (inverting gain) 1 1.5 1 1 1

7. Jelaskan cara kerja rangkaian tersebut! 8. Buatlah analisa untuk masing-masing rangkaian! 9. catat nilai-nilai untuk table dibawah ini!


17


No

Freq. sinwave osc

Amplitudo sinwave osc)

Freq. fullwave

Amplitudo dari output gain inverting

1 2 3 4 5

10. Jelaskan output masing-masing rangkaian Untuk percobaan no 1 dan 2! 11. Jelaskan apa perbedaan output dari fullwave rectifier dari percobaan no1 dan 3! 12. Buat kesimpulan dari percobaan tersebut!


18


Comparator Dengan Input function generator

Ipmodules yang digunakan: 1. positif dc source 2. dual input comparator 3. inverting gain stage

1. set gain untuk inverting gain =1 2. atur nilai amplitudo pada source dc positif = 1 3. pada input comparator (+), beri input dengan amplitude 2V dan frekuensi 30Khz  sebelum masuk modul fpaa pastikan function generator memiliki amplitude dan frekuensi sesuai dengan modul 4. pada input comparator (+), beri input dengan amplitude 3V dan frekuensi 50Khz 5. gambar sinyal pada output dan catat nilai amplitudonya 6. ulangi percobaan tersebut, ubah input comparator dengan nilai amplitude 3V dan frekuensi 50 Khz. 7. Ulangi percobaan tersebut, tetapi memiliki output dengan duty cyle 70%! Nilai input comparator (+) memiliki frekuensi 50 Khz dan amplitude 3V. anda dapat merubah source dc positif sehingga output memiliki duty cyle 70% 8. Jelaskan cara kerja rangkaian tersebut! 9. Buat analisa setiap percobaan! 10. Buat kesimpulan pada percobaan ini!


19


Pin Configurations

LM324

74LS86

BC109, BC141, BC178


20


Laporan Praktikum



Ukuran kertas A4 (210mm x 297mm), satu kolom, perkirakan berspasi satu



Dibuat dalam tulisan tangan (tidak diketik) dengan tinta biru



Gambar atau Grafik bisa ditempelkan



Tulisan terdiri: TEORI, PERCOBAAN, HASIL DAN ANALISA, KESIMPULAN, dan LAMPIRAN (untuk masing-masing percobaan) Lampiran bisa terdiri dari data penunjang, hasil simulasi penunjang, datasheet dsb.



Soft Cover dengan warna cover putih polos tebal, tanpa plastik transparan (format Cover terlampir)


21

Laporan Praktikum

Perancangan Sistim Elektronika Analog

Nama

:

NRP

:

Kelompok : Tanggal

:

Lab. Elektronika Industri

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Perancangan Sistim Elektronika Analog

Recommend Documents