MODUL 3 - OPERATIONAL AMPLIFIER

Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Differentiator Amplifier
2. B. Integrator Amplifier
3. C. Comparator Amplifier
4. D. Inverting Op-Amp
5. E. Non Inverting Op-Amp

MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER

1. Pendahuluan[Kembali]

    Op-Amp (Operational Amplifier) ​​adalah perangkat elektronik yang digunakan untuk memperkuat sinyal analog. Op-Amp memiliki dua input (inverting dan non-inverting) serta satu output.  Op-Amp memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (tanah).

2. Tujuan[Kembali]

• Mengetahui prinsip kerja dari Differentiator Amplifier

• Mengetahui prinsip kerja dari Integrator Amplifier

• Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier

• Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier

• Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier

                                              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

    1. Alat Ukur

    2. Pelompat

    3. Stasiun Pangkalan

    4.  Kit Modul Elektronik Op-Amp

    B. Bahan

    1. Transistor

    2. Resistor

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional mempunyai dua masukan dan satu keluaran, agar dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (tanah).

Berikut ini adalah simbol dari penguatan operasional :

Gambar 3.1 Simpol  Op-Amp

A.  Penguat Diferensiator
Diferensiator adalah penguat yang menghasilkan keluaran berupa turunan (diferensial) dari
sinyal masukan terhadap waktu. Alat ini digunakan untuk mendeteksi perubahan cepat dalam sinyal. Pada  rangkaian ini, op-amp memberikan keluaran yang sebanding dengan laju perubahan sinyal masukan, sehingga ideal untuk aplikasi yang memerlukan deteksi perubahan secara tiba-tiba. Diferensiator sering  digunakan dalam sistem kontrol, pemrosesan sinyal, dan deteksi sinyal berfrekuensi tinggi.

Gambar 3.2 Rangkaian  Diferensiator

B.  Integrator Amplifier
Integrator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap  waktu. Rangkaian ini mengumpulkan nilai input sinyal seiring waktu, menghasilkan sinyal jangka panjang.  Sangat berguna untuk mengubah bentuk gelombang menjadi ramp atau gelombang halus, dan pada  dasarnya, menyaring frekuensi tinggi. Integrator banyak digunakan dalam pengendalian otomatis,  rangkaian filter, dan pengolahan sinyal.

Gambar 3.3 Rangkaian Inegrator

C.  Penguat Komparator
Komparator atau komparator adalah jenis rangkaian penguat operasional (op-amp) yang berfungsi  untuk mengukur dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk  tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada tegangan tegangan tersebut.
Cara Kerja Komparator
 Komparator memiliki dua input :  input inverting (-) dan input non-inverting (+) .
 Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting  (-) , maka output akan berada pada kondisi tegangan tinggi (𝑉+ > 𝑉− = +𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)
 Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting ( -) lebih besar daripada input non-inverting  (+) ,  maka output akan berada pada tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)

Gambar 3.4 Rangkaian Komparator

D. Op-Amp Pembalik

Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (gain tegangan) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.

Gambar 3.5 Rangkaian  Inverting Op-Amp

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non-inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

Rf . Iin = Jika

Iin = Vin / Rin Jika = - Vout / Rf

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.

Vout = - (Rf/Rin) Vin Penguatan tegangan (gain tegangan) inverting amplifier adalah

Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin Acl adalah penguatan tegangan loop tertutup.

E.  Op-Amp Non-Inverting

Gambar 3.6 Rangkaian  Non Inverting 0p-Amp

Pada penguat non-inverting sinyal input dihubungkan ke input (+) non-inverting dan sebagian output kembali melalui jaringan feedback dan dihubungkan ke input pembalik(-). Penguatan yang outputnya sama dengan input, tidak memaksakan fasa. Dikarenakan feedback yang negatif, maka tegangan diferensial (Vdiff = Vin – Vf) antara terminal input sangat kecil dan penguatan open loop tinggi (Aol).

V keluar  = V masuk  (1 + R f  / R masuk )

Penguatan tegangan ( gain tegangan )  penguat non-inverting  adalah

Acl = (Rf / Rin) + 1

5. Video Simulasi[Kembali]