Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

Percobaan ...

MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER

1. Pendahuluan [Kembali]

Operational Amplifier (Op-Apm) adalah suatu penguat berpenguatan

tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input

inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian

umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan

keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Sebuah op-amp memiliki

dua buah terminal masukan (input) yaitu masukan inverting dan non inverting.

Masukan inverting (membalik) diberi tanda – (negative) dan masukan non

inverting (tidak membalik) diberi tanda + (positif). Pada dasarnya operasional

amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2

input dan 1 output.

Untuk dapat menjalankan fungsinya dengan baik, op-amp harus

memiliki umpan balik. Hampir seluruh rancangan rangkaian yang ada pada

umumnya menggunakan umpan balik dan untuk mengendalikan besarnya gain

serta memperoleh operasi kerja Op-Amp linear. Umpan balik dapat diperoleh

melalui pengunaan komponen-komponen rangkaian, misalnya resistor, yang

dihubungkan di antara terminal keluaran Op-Amp dan masukan pembalik Op-

Amp yaitu terminal masukan yang bertanda (-). Rangkaian-rangkaian non-

linear, misalnya komparator dan osilator, menggunakan umpan balik positif

yang dapat diperoleh dengan menghubungkan komponen, misalnya resistor,

diantara terminal keluaran Op-Amp dan masukan nonpembaliknya, yaitu

terminal masukan yang bertanda (+).

2. Tujuan [Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dari Differentiator Amplifier
2. Mengetahui prinsip kerja dari Integrator Amplifier
3. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
4. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
5. Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

Electronic Base Station

Electronic Module Kit Op-Amp

Multimeter

Kabel Jumper

B. Bahan

1. 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 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 :

A. Differentiator Amplifier

Differentiator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa turunan (diferensial) dari sinyal input terhadap waktu. Alat ini digunakan untuk mendeteksi perubahan cepat dalam sinyal. Pada rangkaian ini, op-amp memberikan output yang sebanding dengan laju perubahan sinyal input, sehingga ideal untuk aplikasi yang membutuhkan deteksi perubahan mendadak. Differentiator sering digunakan dalam sistem kontrol, pengolahan sinyal, dan deteksi sinyal berfrekuensi tinggi.

B. Integrator Amplifier

Integrator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap waktu. Rangkaian ini mengumpulkan nilai sinyal input seiring waktu, menghasilkan sinyal kumulatif. 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.

C. 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 inputinverting (-), 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)

D. 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.

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.

E. Non Inverting Op-Amp

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

Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

Penguatan tegangan (voltage gain) non-inverting amplifier adalah

Acl = (Rf / Rin) + 1

5. Video Simulasi [Kembali]