Modul 3





1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier, atau yang lebih dikenal sebagai Op-Amp, adalah salah satu komponen elektronik paling penting dan serbaguna dalam dunia teknik listrik dan elektronik. Komponen ini sering dijuluki "jantung sirkuit analog" karena perannya yang sangat vital dalam berbagai aplikasi, mulai dari penguatan sinyal hingga pengolahan data analog. Dengan kemampuan untuk memperkuat tegangan, melakukan operasi matematika, hingga berfungsi sebagai filter, Op-Amp menjadi elemen dasar dalam desain perangkat elektronik modern. Dalam artikel ini, kita akan mengeksplorasi prinsip kerja, karakteristik, serta aplikasinya dalam berbagai sistem elektronik.

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]

Alat

  1. Multimeter

  2. Jumper

  3. Osiloskop

Bahan

  1. Electronic Module Kit Op-Amp

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 :

  1. 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.

  1. 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.

  1. 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)

  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.


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 noninverting (+) 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.
  1. 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. Percobaan[Kembali]

Komentar

Posting Komentar