TUGAS PENDAHULUAN MODUL 3 [Op-Amp]
1. Jelaskan karakterisktik op amp dan fungsi dari op amp!
Jawaban :
-KARAKTERISTIK OP-AMP
- Impedansi input bernilai tak berhingga (Zin = ∞) : rasio tegangan input terhadap arus input dianggap tak terbatas agar mencegah arus yang mengalir dari sumber suplai ke rangkaian input amplifier (IIN=0).
- Impedansi Output bernilai nol (Zout = 0) : idealnya, impedansi output Op-Amp adalah nol karena bertindak sebagai sumber tegangan internal yang sempurna tanpa resistansi internal. Sehingga mampu memasok arus yang dibutuhkan oleh beban.
- Memiliki Bandwidth (BW) dengan nilai tak terhingga (BW = ∞) : ini karena ideal atau tidaknya op-amp dilihat dari adanya respons frekuensi yang tidak terbatas sehingga mampu memperkuat frekuensi sinyal dari DC ke AC.
- Kekuatan Tegangan Open Loop (Av) bernilai tak terhingga (Av = ∞) : open loop gain merupakan kekuatan dari op-amp yang tidak memiliki umpan balik bernilai negatif atau positif. dengan gain yang dimiliki itu, nilai real dari kekuatan tegangan yang tidak terbatas berkisar hingga 20.000.
- Tegangan output offset bernilai nol (Voo = 0) : ini akan terjadi apabila perbedaan tegangan antara non-inverting dan inverting input adalah bernilai sama, nol, atau keduanya berada di ground.
- Pengaruh Suhu : Suhu tidak menyebabkan perubahan karakteristik Pada Op-Amp
· Mengintegrasikan sinyal
Op-amp dapat digunakan sebagai integrator, yang memungkinkan sinyal inputnya diintegrasikan terhadap waktu. Berguna dalam aplikasi seperti pemrosesan sinyal.
· Memperkuat sinyal
Op-amp dapat digunakan untuk memperkuat sinyal input. Dalam mode penguatan, op-amp meningkatkan amplitudo sinyal tanpa mengubah bentuk gelombangnya.
· Buffer sinyal
Sebagai buffer, op-amp memberikan impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah, sehingga dapat mengisolasi sinyal input dari sirkuit output.
· Sensor
Op-amp digunakan untuk mengukur perubahan tegangan yang dihasilkan oleh sensor (seperti sensor suhu, tekanan, atau cahaya) dan mengonversinya menjadi sinyal yang dapat diukur.
· Filter aktif
Op-amp dapat digunakan untuk membangun filter aktif, seperti filter low-pass, high-pass, band-pass, dan band-stop. Hal ini digunakan untuk menghilangkan atau mengisolasi frekuensi tertentu dalam sinyal, yang berguna dalam aplikasi pemrosesan sinyal dan komunikasi.
2. Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!
Jawaban :
a. Komparator (Pembanding)
Komparator merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan batas simpal terbuka (open-loop gain) penguat operasional yang sangat besar. Rangkaian komparator merupakan aplikasi Op-Amp yang mana rangkaian tersebut berada dalam keadaan loop terbuka dan tidak linear. Keluaran dari rangkaian ini tidak berbanding lurus dengan masukan. Keluaran berupa +Vcc/-Vcc atau High/Low.
Prinsip dasar rangkaian ini, yaitu membandingkan nilai masukan pada inverting dan non-inverting. Jika kaki noninverting dianggap sebagai referensi,maka nilai keluaran bergantung pada masukan kaki inverting
Komparator berfungsi membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi.
b. Penguat Pembalik (Inverting Amplifier)
Penguat pembalik atau inverting amplifier memiliki input dan output yang berlawanan polaritas. Jadi ada sebuah tanda minus dalam rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier ini memiliki nilai besaran yang lebih kecil dari 1, yaitu -0.2, -0.5, -0.7 dst dan akan selalu negatif.
Inverting Amplifier berfungsi untuk memperbesar sinyal input dengan penguatan yang dapat diatur dengan mudah.
c. Penguat non-Pembalik (Non-Inverting Amplifier)
Penguat Non-Inverting Amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting, dimana input-nya dimasukkan pada input non-inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tetapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya Rfeedback dan Rinput.
Dengan demikian, penguat non-pembalik memiliki penguatan minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka impedansi input bernilai Zin = ∞, dan impedansi output, Zo = 0 Ω
Berfungsi untuk memperbesar sinyal input, tetapi outputnya tidak diinversi dan memiliki penguatan yang dapat diatur.
d. Penguat penjumlah (Adder Amplifier)
Rangkaian adder atau rangkaian penjumlah merupakan rangkaian yang dasar rangkaiannya menggunakan inverting amplifier, dimana untuk hasil outputnya dikalikan dengan penguatan.
Fungsi utama adder amplifier adalah melakukan operasi penjumlahan pada sinyal-sinyal yang masuk.
e. Integrator
Op-Amp sebagai integrator digunakan untuk melakukan operasi integrasi matematis terhadap sinyal input. Ini menghasilkan output yang berhubungan dengan area di bawah kurva sinyal input terhadap waktu.
f. Diferensiator
Rangkaian differensiator memiliki keluaran yang sama dengan keluaran rangkaian penapis lolos tinggi (High Pass Filter). Keluaran dari rangkaian ini merupakan differensial dari masukan.
Op-Amp sebagai diferensiator digunakan untuk melakukan operasi diferensiasi matematis terhadap sinyal input. Ini menghasilkan output yang berhubungan dengan tingkat perubahan sinyal input terhadap waktu.
g. Buffer atau Follower
Rangkaian buffer merupakan rangkaian yang memiliki input sama seperti hasil outputnya.
Rangkaian Buffer dari Op-Amp menghubungkan jalur input inverting ke jalur output op-amp. Sehingga memberikan kemampuan mengalirkan arus secara maksimal sesuai kemampuan maksimal operasional amplifier (op-amp) mengalirkan arus output.
Op-Amp sebagai buffer, juga dikenal sebagai voltage follower, digunakan untuk memperbaiki impedansi output dari sumber tegangan dan menyediakan output yang identik dengan inputnya (tanpa penguatan).
3. Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output! (sertakan gambarnya) !
Jawaban :
A. Inverting
Inverting merupakan penguat operasional (atau Op-Amp) yang dirancang untuk menghasilkan sinyal keluaran yang berbeda fasa 180° dengan sinyal masukan yang diterapkan. Penguat ini memiliki ciri khusus yaitu sinyal input dihubungkan ke kaki inverting (-) amplifier dan sinyal keluaran memiliki beda fasa sebesar 180o . Pada rangkaian penguat yang ideal memiliki syarat bahwa tegangan masukan sama dengan 0 dan impedansi masukan tak terhingga. Dalam konfigurasi inverting, sinyal input akan diinversi pada sinyal output. Ini berarti jika sinyal input naik, sinyal output akan turun, dan sebaliknya. Konfigurasi ini sering digunakan dalam aplikasi yang memerlukan inversi fasa sinyal atau penguatan negatif. Nilai penguatan dalam konfigurasi inverting ditentukan oleh perbandingan resistansi pada input inverting dan input non-inverting. Contoh aplikasi yang umum adalah inverting amplifier dan integrator.
- Inverting
- Non Inverting
4. Jelaskan rangkaian inverting adder dan non inverting adder! (sertakan gambarnya)
Jawaban :
A. Inverting Adder
Rangkaian inverting adder amplifier dengan memakai hukum Kirchoff di mana arus masuk sama dengan arus keluar ( I = I1 +I2 +I3 )sehingga arus di Rf sama dengan jumlah arus di R1, R2 dan R3.
Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting).
Non-inverting adder merupakan rangkaian adder yang dibuat menggunakan rangkaian non-inverting op-amp. Karena menggunakan non-inverting op-amp, output dari rangkaian adder ini akan sama fasanya dengan inputnya. Pada Non-Inverting Adder, sinyal input dihubungkan ke terminal non-inverting (+) Op-Amp. Resistor yang digunakan untuk setiap input dihubungkan ke terminal non-inverting.
Rangkaian adder/penjumlah non-inverting memiliki penguatan tegangan yang tidak melibatkan nilai resistansi input yang digunakan. Oleh karena itu dalam rangkaian penjumlah non-inverting nilai resistor input (R1, R2, R3) sebaiknya bernilai sama persis, hal ini bertujutna untuk mendapatkan kestabilan dan akurasi penjumlahan sinyal yang diberikan ke rangkaian. Pada rangkaian penjumlah non-inverting diatas sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke jalur input melalui resitor input masing-masing (R1, R2, R3).
Besarnya penguatan tegangan (Av) pada rangkaian penguat penjumlah non-inverting diatas diatur oleh Resistor feedback (Rf) dan resistor inverting (Ri), sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :
Sehingga dengan diketahuinya nilai penguatan tegangan pada rangkaian penjumlah non-inverting tersebut dapat dirumuskan besarnya tegangan output (Vout) rangkaian secara matematis sebagai berikut:
5. Buktikan turunan rumus inverting adder! (sertakan gambarnya)
Jawaban :
Syarat op-amp ideal adalah Ed = 0 sehingga VA = 0 maka :
.png)
.png)
.png)
.png)
Prinsip Kerja :
3 buah tegangan input berupa signal generator dihubungkan masing-masing ke resistor yang besarnya sama yaitu 10k ohm, lalu dihubungkan ke kaki non inverting op amp. Selanjutnya, kaki inverting op amp dihubungkan ke Rf sebesar 10k ohm, ke output op amp, lalu ke channel D dan Ri sebesar 10k ohm lalu ke ground. Terukur tegangan masing-masing signal generator (V1=V2=V3) sebesar 5 V dan tegangan outputnya sebesar 10 V. Besarnya tegangan output dapat ditentukan dengan persamaan :
Vout = ((Rf/Ri)+1) x ((V1+V2+V3)/3)
= (10/10 + 1) x (5+5+5 / 3) = 10 V
Selanjutnya, input pada masing masing generator dihubungkan ke channel A,B, dan C lalu output generator ke ground.
A. Rangkaian Inverting
D. Rangkaian Adder non Inverting
Rangkaian inverting op amp [Download]
Rangkaian non inverting op amp [Download]
Rangkaian inverting adder [Download]
Rangkaian non inverting adder [Download]
Video Rangkaian inverting op amp [Download]
Video Rangkaian non inverting op amp [Download]
Video Rangkaian inverting adder [Download]
Video Rangkaian non inverting adder [Download]
Datasheet OP AMP [Download]
Datasheet Osiloskop [Download]
Datasheet Signal generator [Download]
Datasheet Resistor [Download]
Komentar
Posting Komentar