SubChapter 14.1
Pendahuluan Operasional Amplifier
- Untuk menyelesaikan tugas matkul elektronika yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
- Untuk menambah wawasan tentang Operasional Amplifier (Op-Amp).
- Untuk memahami materi tentang Operasional Amplifier (Op-Amp).
1. Vsine (Inverter)
Power Inverter atau biasanya disebut dengan Inverter adalah suatu rangkaian atau perangkat elektronika yang dapat mengubah arus listrik searah (DC) ke arus listrik bolak-balik (AC) pada tegangan dan frekuensi yang dibutuhkan sesuai dengan perancangan rangkaiannya. Sumber-sumber arus listrik searah atau arus DC yang merupakan Input dari Power Inverter tersebut dapat berupa Baterai, Aki maupun Sel Surya (Solar Cell). Bentuk-bentuk Gelombang yang dapat dihasilkan oleh Power Inverter diantaranya adalah gelombang persegi (square wave), gelombang sinus (sine wave), gelombang sinus yang dimodifikasi (modified sine wave) dan gelombang modulasi pulsa lebar (pulse width modulated wave) tergantung pada desain rangkaian inverter yang bersangkutan.
2. Op-Amp
Pendahuluan
Operasional Amplifier
Penguat operasional, atau op-amp, adalah penguat
diferensial dengan gain sangat tinggi dengan impedansi masukan tinggi dan
impedansi keluaran rendah. Kegunaan khas dari penguat operasional adalah untuk memberikan
perubahan amplitudo tegangan (amplitudo dan polaritas), osilator, rangkaian
filter, dan berbagai jenis rangkaian instrumentasi. Sebuah op-amp berisi
sejumlah tahapan penguat diferensial untuk mencapai penguatan tegangan yang
sangat tinggi.
Gambar 14.1 menunjukkan sebuah op-amp dasar dengan dua
masukan dan satu keluaran sebagai hasil menggunakan tahap masukan penguat
diferensial. Setiap input menghasilkan output polaritas (atau fase) yang sama
atau berlawanan, tergantung pada apakah sinyal diterapkan ke input plus (+) atau
minus (-).
Input
Berujung Tunggal
Untuk hasil operasi input berujung tunggal yaitu ketika
sinyal input dihubungkan ke satu input dengan input lainnya terhubung ke
ground.
Dalam Gambar 14.2 (a), masukan diterapkan ke masukan
plus (dengan masukan minus di ground), yang menghasilkan keluaran yang memiliki
polaritas yang sama dengan sinyal masukan yang diterapkan. Gambar 14.2 (b) menunjukkan
sinyal masukan diterapkan ke masukan minus, keluaran kemudian berlawanan dalam
fase ke sinyal yang diterapkan.
Input
Berujung Ganda (Diferensial)
Pada input berujung ganda ini, dimungkinkan untuk
menerapkan sinyal pada setiap masukan.
Gambar 14.3 (a) menunjukkan masukan, V.d, diterapkan
antara dua terminal input (ingat bahwa tidak ada input yang berada di ground),
dengan output berlapis dalam fase yang diterapkan antara input plus (+) dan
minus (-). Gambar 14.3 (b) menunjukkan aksi yang sama yang dihasilkan ketika
dua sinyal terpisah diterapkan ke masukan.
Output
Berujung Ganda
Sementara operasi yang dibahas sejauh ini memiliki
satu keluaran, op-amp juga dapat dioperasikan dengan keluaran yang berlawanan, seperti
yang ditunjukkan pada Gambar 14.4. Masukan yang diterapkan ke salah satu
masukan akan menghasilkan keluaran dari kedua terminal keluaran, keluaran ini
selalu berlawanan dalam polaritas.
Gambar 14.5 menunjukkan masukan berujung tunggal dengan keluaran berujung ganda. Seperti yang ditunjukkan, sinyal yang diterapkan ke input plus menghasilkan dua output yang diperkuat dengan polaritas yang berlawanan.
Gambar 14.6 menunjukkan operasi yang sama dengan satu
keluaran yang diukur antara
terminal keluaran (tidak terkait dengan ground). Sinyal keluaran perbedaan ini
yaitu V01-V02. Output perbedaan juga disebut sebagai sebuah sinyal mengambang karena tidak
ada output 2 terminalnya berupa terminal ground (referensi).
Gambar 14.7 menunjukkan input yang berbeda serta,
operasi output yang berebda juga. Input diterapkan antara dua terminal input
dan output diambil dari antara dua terminal output. Ini adalah operasi
diferensial sepenuhnya.
Operasi
Mode Umum
Ketika sinyal input yang sama diterapkan ke kedua
input, hasil operasi mode umum, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.8.
Idealnya, kedua input sama-sama diperkuat, dan karena menghasilkan sinyal
polaritas yang berlawanan pada output, sinyal ini dibatalkan, menghasilkan
output 0V. Praktisnya, sinyal keluaran yang kecil akan dihasilkan.
Penolakan
Mode Umum
Fitur penting dari koneksi diferensial adalah bahwa
sinyal yang berlawanan pada input sangat diperkuat, sedangkan sinyal yang umum
untuk dua input hanya sedikit diperkuat. Keseluruhan operasi digunakan untuk
memperkuat sinyal perbedaan sambil menolak sinyal umum di dua masukan. Karena noise
(sinyal input yang tidak diinginkan) umumnya umum untuk kedua input, koneksi
diferensial cenderung memberikan redaman input yang tidak diinginkan ini sambil
memberikan output yang diperkuat dari sinyal perbedaan yang diterapkan ke
input. Fitur operasi ini, disebut sebagai penolakan mode umum.
1) Apa yang dimaksud dengan Op-Amp?Dan apa kegunaannya?
Jawab :
Penguat operasional, atau op-amp, adalah penguat diferensial dengan gain sangat tinggi dengan impedansi masukan tinggi dan impedansi keluaran rendah. Kegunaan khas dari penguat operasional adalah untuk memberikan perubahan amplitudo tegangan (amplitudo dan polaritas), osilator, rangkaian filter, dan berbagai jenis rangkaian instrumentasi.
2) Jelaskanlah ciri-ciri Op-Amp yang bersifat ideal dan bagaimana cara membuat op-amp sebagai komparator?
Jawab :
Berikut ini adalah ciri-ciri Op-amp ideal:
a.Memiliki dua input dengan satu output
b.Impedansi input tinggi
c.Impedansi output rendah
Dalam elektronik, komparator adalah perangkat yang membandingkan dua tegangan atau arus dan mengeluarkan sinyal digital yang menunjukkan mana yang lebih besar. Salah satu yang bisa dijadikan komparator adalah Op-Amp. Cara membuat Op-Amp sebgai komparator adalah dengan memberikan tegangan yang konstan pada salah satu kaki input op-amp.
1) Apakah perbedaan antara Op-Amp dengan input berujung tunggal dengan input berujung ganda?
Jawab :
Untuk Op-Amp dengan input berujung tnngal, hasil operasi inputnya yaitu ketika sinyal input dihubungkan ke satu input dengan input lainnya terhubung ke ground. Sedangkan untuk Op-Amp dengan input berujung ganda menerapkan sinyal pada setiap masukan, sehingga tidak ada input yang dihubungkan ke ground.
2) Berdasarkan gambar di bawah ini, tentukanlah nilai Voutput jika nilai V1 dan V2 nya adalah 50 mV!
Jawab :
1) Sebuah penguat op-amp non inverting dengan penguatan 10 kali, jika sumber tegangan +-15 Volt dan Vin = 2 Volt, maka menghasilkan tegangan output sebesar?
A. 20 Volt
B. -13,5 Volt
C. 13,5 Volt
D. +-13,5 Volt
E. -20 Volt
Pembahasan :
Vout = A x Vin
= 10 x 2
= 20 Volt
Sehingga jawaban yang tepat adalah A = 20 Volt.
2) Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan tegangan output tetapi gelombang sinyal input berbeda fase dengan gelombang sinyal output. Op-amp ini sering disebut ……A. Inverting amplifier
B. Non-Inverting amplifier
C. Op-amp sebagai penjumlah
D. Differensial amplifier
E. Op-amp sebagai pengurang
Pembahasan:
Rangkaian Op-Amp yang memiliki nilai tegangan input yang sama dengan tegangan ouput, dimana gelombang sinyal inputnya brebeda fase dengan gelombang outputnya disebut dengan Inverting amplifier. Sehingga jawaban yang tepat adalah A.
1) Rangkaian Percobaan
- Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
- Diantara alat dan bahan yang digunakan adalah Vsine, Op-Amp, Osiloskop serta ground.
- Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
- Simulasikan pada software proteus.2. Gambar Simulasi
2) Gambar Simulasi
- Gambar 14.2
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung tunggal, dimana salah satu kaki dihubungkan ke sumber tegangan dan kaki lainnya ke ground. Untuk gambar 14.2a disebut input berujung tunggal non inverting. Sedangkan untuk gambar 14.2b disebut input berujung tunggal inverting.
- Gambar 14.3
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung ganda, dimana kedua kaki dihubungkan ke sumber tegangan.
- Gambar 14.5
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung tunggal dengan ouput berujung ganda, dimana salah satu kaki dihubungkan ke sumber tegangan dan kaki lainnya ke ground. Untuk input pada gambar 14.5disebut input berujung tunggal non inverting.
- Gambar 14.6
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung tunggal dengan ouput berujung ganda, dimana salah satu kaki dihubungkan ke sumber tegangan dan kaki lainnya ke ground. Untuk input pada gambar 14.6 ini disebut input berujung tunggal non inverting.
- Gambar 14.7
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung ganda dengan ouput berujung ganda, dimana kedua kaki dihubungkan ke sumber tegangan dan tidak ada kaki yang dihubungkan ke ground.
- Gambar 14.8
Prinsip kerja :> Dari gambar terlihat jenis OPAMP yang digunakan adalah input berujung ganda dimana kedua kaki dihubungkan ke sumber tegangan dan tidak ada kaki yang dihubungkan ke ground.
᭒HTML↠klik disini
᭒Simulasi Proteus↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.2↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.3↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.5↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.6↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.7↠klik disini
᭒ Gambar Rangkaian 14.8↠klik disini
᭒ Datasheet Op-Amp↠klik disini
᭒ Video↠klik disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar