+ Percobaan 3

Report
Percobaan 3
Penguat dengan umpan Balik
Tujuan (1)
Mengamati dan mengenali prinsip umpan
balik pada rangkaian
 Mengamati, mengukur, dan menganalisa
efek umpan balik pada frekuensi pole
rangkaian orde satu filter frekuensi
rendah dan filter frekuensi tinggi
 Mengamati dan menganalisa efek umpan
balik pada rangkaian dengan distorsi
saturasi

Tujuan (2)
Mengamati dan mengenali cara
memberikan umpan balik pada penguat
satu transistor
 Mengamati, mengukur, dan menganalisa
efek umpan balik pada karakteristik
penguat: resistansi input, resistansi output,
dan penguatan

Manfaat Umpan Balik
Umpan balik secara
umum
 Memperbaiki respons
waktu
 Memperbaliki respons
frekuensi
Pada rangkaian penguat:
 Meningkatkan
ketelitian penguatan
 Memperlebar
bandwidth,
menurunkan fL dan
menaikkan fH
 Menurunkan
sensitivitas pada
besaran tertentu,
misalnya suhu
 Meningkatkan linieritas
Sensitivitas dengan Umpan Balik
dA dA x 

 Bila penguatan A  Ax  sehingga
dx
dx

Dengan umpan balik
A( x)
Af 
1  A( x) 
A( x )
d
dA f
1  A( x ) 

dx
dx
dAf
1
dA( x)

dx 1  A( x)  2 dx
sensitivitas terskala mengecil
Pole (fH) dengan Umpan Balik
A p
Bila penguatan As  
s  p
 Dengan umpan balik
A p
A
 p 1  A 
s  p
1  A
A f s  

A p
s   p 1  A 
1

s  p
A

Af  pf
 Af 
Af s  
1  A

s   pf
   1  A 


pf
p
frekuensi pole terskala membesar
Pole (fL) dengan Umpan Balik
As
As  
s  p
Bila penguatan
 Dengan umpan balik

As
A
s
s p
1  A
A f s  

As
p
1
 s
s  p
1  A 
Af s  
Af s
s   pf
A

A

 f 1  A

p
 pf 

1  A 
frekuensi pole terskala mengecil
Linieritas dengan Umpan Balik

Desensitivitasi penguatan akan memberikan
jangkauan linier yang lebih baik
Vout
Tanpa Umpan
Balik
Vin
Dengan
Umpan Balik
Ideal
Penggunaan Umpan Balik
Dalam penguat (kuliah Elka) umpan balik hanya
proporsi () dari output dan hanya satu jalur
 Dalam Sistem Kendali umpan balik dapat berupa
PID

◦ Proporsi dari output
◦ Integral dari output
◦ Diferensial dari output

Dalam sistem kompleks umpan balik dapat
diberikan dengan banyak jalur
Umpan Balik pada Rangkaian

“Konvensi” pemodelan:
◦ input di kiri,
◦ output di kanan

Penempatan pada input (kiri)
◦ Tegangan seri pada cabang sumber tegangan input
◦ Arus paralel/ shunt pada simpul sumber arus masuk

Pencuplikan/ Sampling dari sinyal output sama
dengan pengukuran (kanan)
◦ Tegangan (voltmeter) paralel/ shunt pada simpul yang
diukur
◦ Arus (amperemeter) seri pada cabang yang diukur
Percobaan
Terdiri dari 2 bagian
 A Percobaan pengaruh umpan balik secara
umum
◦
◦
◦
◦

Pengaruh pada penguatan
Pengaruh pada pole LPF
Pengaruh pada pole HPF
Pengaruh pada linieritas
B Percobaan umpan balik pada penguat satu
transistor
◦ Seri-seri
◦ Paralel-Paralel
Percobaan A (1)

Pengaruh umpan balik pada penguatan dan pole
LPF orde 1
Rangkaian Penguat LPF
C4
R1 = R5 =R6 = RA=2,2kW; C4=180pF;
R2 =R3=3,3kW; R4a =R4b= 22kW;
RA =110kW; RB =220kW;
RC =440kW;
Rangkaian Penjumlah
(inverting)R
v
(inverting)
R2
R4a
R4b
1
R3
I
vO
R6
RA
RB
S1
R5
RC
Rangkaian Pencuplik
(inverting)
Percobaan A (1)

Persiapan di rumah
◦ Hitung penguatan dan frekuensi cut-off (pole)
rangkaian (termasuk rangkaian penjumlah) tanpa
umpan balik
◦ Hitung penguatan dan frekuensi cut-off (pole) dengan
umpan balik untuk ketiga bobot umpan balik balik
(oleh resistor input pada rangkaian penjumlah)

Pelaksanaan di lab
◦ Amati/ukur penguatan dan frekuensi cut-off rangkaian
tanpa umpan balik – catat - bandingkan
◦ Berikan umpan balik dan amati/ ukur penguatan dan
frekuensi cut-off – catat – dan bandingkan
Percobaan A (2)

Pengaruh umpan balik pada penguatan dan pole
HPF orde 1
Rangkaian Penguat HPF
(inverting)
Rangkaian Penjumlah
(inverting)
Rangkaian Pencuplik
(inverting)
Percobaan A (2)

Persiapan di rumah
◦ Hitung penguatan dan frekuensi cut-off (pole)
rangkaian (termasuk rangkaian penjumlah) tanpa
umpan balik
◦ Hitung penguatan dan frekuensi cut-off (pole) dengan
umpan balik untuk ketiga bobot umpan balik balik
(oleh resistor input pada rangkaian penjumlah)

Pelaksanaan di lab
◦ Amati/ukur penguatan dan frekuensi cut-off rangkaian
tanpa umpan balik – catat - bandingkan
◦ Berikan umpan balik dan amati/ ukur penguatan dan
frekuensi cut-off – catat – dan bandingkan
Percobaan A (3)

Pengaruh umpan balik pada penguatan dan pole
HPF orde 1
Rangkaian Penguat LPF
nonlinier
(inverting)
Rangkaian Penjumlah
(inverting)
Rangkaian Pencuplik
(inverting)
Percobaan A (2)

Persiapan di rumah
◦ Hitung penguatan saat (a) D1 dan D2 OFF, (b) D1 ON dan D2
OFF, (c) D1 OFF dan D2 ON
◦ Hitung batas tegangan input dan output untuk ketiga keadaan di
atas
◦ Gambarkan kurva karakteristik alih tegangan (VTC)-nya

Pelaksanaan di lab
◦ Gunakan tegangan input yang cukup besar, amati/ ukur bentuk
gelombang dan VTC untuk rangkaian tanpa umpan balik – catat –
bandingkan
◦ Amati/ ukur bentuk gelombang dan VTC untuk rangkaian
dengan umpan balik
Percobaan B (1)

Penguat Common Emitter tanpa umpan balik
AC (ada umpan balik pada DC)

Persiapan
◦ Gunakan SPICE untuk mencari Av, Rin, Rout, fH
Percobaan B (2)

Penguat Common Emitter dengan umpan balik
seri-seri

Persiapan
◦ Gunakan SPICE untuk mencari Av, Rin, Rout, fH
Percobaan B (3)

Penguat Common Emitter dengan umpan balik
shunt-shunt

Persiapan
◦ Gunakan SPICE untuk mencari Av, Rin, Rout, fH
Percobaan B

Pelaksanaan:
◦ Amati/ukur Av, Rin, Rout, dan fH rangkaian
tanpa umpan balik (B 1) – catat – bandingkan
dengan hitungan
◦ Berikan umpan balik (B 2) dan amati/ ukur Av,
Rin, Rout, dan fH – catat – dan bandingkan
dengan hitungan
◦ Berikan umpan balik (B 3) dan amati/ ukur Av,
Rin, Rout, dan fH – catat – dan bandingkan
dengan hitungan
Analisis

Diskusikan hasil pengamatan dan analisis
dalam hal
◦ Resistansi input, output dan penguatan pada
rangkaian dengan umpan balik.
◦ Frekuensi pole pada LPF dan HPF orde 1
dengan adanya umpan balik.
◦ Pengaruh umpan balik pada perbaikan
linieritas dan harga yang harus dibayar.
◦ Umpan balik pada penguat satu transistor dan
pengaruhnya pada karakteristik rangkaian.
SELAMAT BEKERJA

similar documents