MODUL 3
MODUL 3
Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Op-amp tidak hanya digunakan untuk menguatkan sinyal, tetapi juga sangat sering diaplikasikan dalam rangkaian filter. Rangkaian filter berfungsi untuk meloloskan sinyal pada rentang frekuensi tertentu dan menahan sinyal pada frekuensi lainnya. Terdapat empat jenis filter dasar, yaitu low-pass filter (meloloskan frekuensi rendah), high-pass filter (meloloskan frekuensi tinggi), band-pass filter (meloloskan rentang frekuensi tertentu), dan band-stop filter (menahan rentang frekuensi tertentu). Penggunaan op-amp memungkinkan perancangan filter aktif yang lebih unggul dibandingkan filter pasif, karena mampu memberikan penguatan sinyal, stabilitas yang lebih baik, dan kemiringan respons yang lebih curam. Dengan demikian, op-amp menjadi komponen kunci dalam berbagai aplikasi pemrosesan sinyal, audio, dan telekomunikasi yang membutuhkan pemisahan sinyal berdasarkan frekuensinya.
Input (masukan) op-amp ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpan balik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).
Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0.
Tujuan Dari Praktikum Ini adalah :
- Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
- Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
- Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter
- Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter
A. Alat
a). Multimeter
b). Jumper
c). DC Power Supply
d) Osiloskop
(e) Function generator
B. Bahan
a) Dioda 1N4001
b) Resistor
Penguat operasional atau yang disebut
Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa
tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua
masukan dan satu keluaran, untuk 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 (ground). Berikut
ini adalah simbol dari penguat operasional
1. Inverting Op-Amp
Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan
tegangan (voltage gain) 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 4.2 Rangkaian Inverting Op-Amp
Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah
arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa 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 = If
Iin = Vin / Rin
If = - Vout / Rf
Penguatan outputnya berbeda phasa
1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif
. Vout = - (Rf /
Rin) Vin Penguatan tegangan (voltage
gain) inverting amplifier adalah
Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.
2. Comparator Amplifier
Comparator atau komparator adalah jenis
rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi untuk membandingkan dua
sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk tegangan
tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan
tersebut. Cara Kerja Comparator
•
Comparator 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 di
kondisi tegangan tinggi (𝑉+
> 𝑉− = +𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)
•
Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting
(-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di
tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)
Gambar 4.3 Komparator Op- Amp
3. Low Pass Filter
Low Pass Filter (LPF)
merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang
frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut
(frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan
redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah
ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan
redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang
dapat melewati rangkaian filter ini.
Gambar 4.4 Rangkaian Low Pass Filter
Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass
Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai
berikut.
Tegangan output (Vout) filter pasif LPF
seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan
matematis sebagai berikut.
4. High Pass Filter
High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk
meneruskan sinyal di atas frekuensi cut-off sedangkan yang berada dibawah
frekuensi cut-off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil
pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan
frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat
besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati
rangkaian filter ini.
Gambar 4.5 Rangkaian HPF dan grafik respon
frekuensi HPF
Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter adalah
𝑗𝜔𝑅𝐶
1+𝑗𝜔𝑅𝐶
Komentar
Posting Komentar