[menuju akhir]

SUB BAB 14.3 OP AMP BASIC

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

2. Alat dan Bahan

3. Dasar Teori

4. Rangkaian Simulasi

5. Video

6. Link Download 

A. TUJUAN  [kembali]

• Dapat memahami materi op-amp basics.
• Dapat memahami rangkaian op-amp basics.
• Dapat mensimulasikan rangkaian op-amp basics.

B. ALAT DAN BAHAN [kembali]

ALAT

1. Osciloscope

Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. 

Spesifikasi :

2. Multimeter

Secara umum, fungsi multimeter analog dan fungsi multimeter digital adalah sama. Hal yang membedakan antara multimeter analog dan multimeter digital terletak pada display pada kedua jenis multimeter tersebut yakni multimeter analog dan multimeter digital. Saat melakukan pengukuran menggunakan multimeter analog, perhitungannya harus dilakukan secara manual. Sementara multimeter digital tidak perlu melaukan perhitungan lagi karena hasil perhitungan sudah muncul secara otomatis di display multimeter digital tersebut..

    Pinout :

3. Generator Daya

a. Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

                

b. Sinyal Generator

Berfungsi untuk memberikan input berupa tegangan AC pada rangkaian.

BAHAN  

1. Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen yang paling sering ditemukan dalam Rangkaian Elektronika. Hampir setiap peralatan Elektronika menggunakannya. Pada dasarnya Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika. 

Cara menghitung resistor :

*Tabel warna

Contoh :

-pita ke-1, Biru = 6 
-pita ke-2, Ungu = 7 
-pita ke-3, Coklat =101
-pita ke-4, Emas = ±5%

nilai hambatan = 670Ω toleransi ±5%

Spesifikasi : 

2. Op-Amp LM-741

Gambar op amp dan pinout

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Spesifikasi :

C. DASAR TEORI [kembali]

 

Penguat operasional adalah penguat yang memiliki impedansi masukan tinggi (bisa mencapai megohms) dan impedansi keluaran rendah (≤ 100Ω). Rangkaian dasar dibuat menggunakan penguat berbeda yang memiliki dua input (positif dan negatif) dan setidaknya satu output. Input positif (+) menghasilkan output fase yang sama dengan sinyal yang diterapkan, sedangkan input ke input negatif (-) menghasilkan polaritas output yang berlawanan. Rangkaian op-amp yang ideal akan memiliki nilai impedansi input tak hingga, nilai impedansi keluaran nol, dan nilai penguat tegangan tak hingga.

 

 

*Op-Amp Dasar :
Rangkaian yang ditunjukkan menggunakan operasi sebagai constant-gain multiplier. Sinyal input, V₁, diterapkan melalui resistor R₁ ke input negatif. Output kemudian dihubungkan kembali ke input negatif yang sama melalui resistor R_f. Input positif terhubung ke ground. Karena sinyal V₁ diaplikasikan pada input negatif, output yang dihasilkan berlawanan secara bertahap dengan sinyal input.  

 

 

Gambar a. menunjukkan op-amp diganti dengan rangkaian ekivalen AC-nya, Jika menggunakan rangkaian ekivalen op-amp yang ideal, maka rangkaian ekivalen AC tersebut ditunjukkan pada Gambar b. kemudian digambar ulang seperti Gambar c.

 

Dengan menggunakan superposisi, kita dapat menyelesaikan V1 dalam hal komponen yang disebabkan oleh masing-masing sumber. Sumber hanya V₁(-A_vV_i diatur ke nol).

   
Sumber hanya -A_vV_i (V₁ diatur ke nol)

Maka total V_i adalah

Yang dapat diselesaikan untuk V_i menjadi 

Dengan menyelesaikan V_o/V_i, kita dapatkan

Jadi,

Hasil, pada persamaannya, menunjukkan bahwa perbandingan output keseluruhan dengan tegangan input hanya bergantung pada nilai resistor R₁ dan R_f — membuktikan bahwa A_v sangat besar.

    

*Unity Gain :
Jika R_f = R₁, penguatannya adalah 

jika R_f persis sama dengan R₁, maka penguatan tegangannya sama dengan 1.

*Constant Magnitude Gain :

 Jika Rf adalah kelipatan dari R₁, penguatan amplifier keseluruhan bernilai konstan. Misalnya, jika R_f = 10R₁, maka

*Virtual Ground :
Tegangan keluaran dibatasi oleh tegangan suplai, biasanya, beberapa volt. Seperti yang dinyatakan sebelumnya, penguatan tegangan sangat tinggi. Jika misalnya, V_o = -10 V dan A_v = 20.000, maka tegangan input akan menjadi 

Konsep ini membuktikan walaupun tegangan hampir 0 V, tidak ada arus melalui input penguat ke ground. Arus hanya melalui resistor R₁ dan R_f seperti yang ditunjukkan pada gambar.  

kita juga bisa mendapatkan persamaan I dari konsep virtual ground.

Yang dapat diselesaikan untuk V_o/V₁:

Konsep virtual ground, yang tergantung pada A_v yang sangat besar, memungkinkan solusi sederhana untuk menentukan penguatan tegangan keseluruhan.

 

Example :

1. Jika rangkaian Gambar 14.15 memiliki R1 = 100 kOhm dan Rf = 500 kOhm, berapakah hasil tegangan keluaran untuk masukan V1 = 2 V? 

2. Hitung tegangan keluaran penguat noninverting (seperti pada Gambar 14.16) untuk nilai V1 = 2 V, Rf = 500 kOhm, dan R1 = 100 kOhm

  

Soal Pilihan Ganda :

1. Diketahui rangkaian Op-amp sebagai gambar di bawah ini, jika tegangan catunya +15v dan -15V, sedang RF = 470 KOhm, R1 = 4 KOhm, R2 = R3 = 33 KOhm dan Vin = 8 mV. Berapa kakulasi output Op-amp (vo)?

 

a. 180 v        d.  166.7 v

b. 177.6 v     e. 175.0 v      

c. 156.7 v

Jawab : D dan E

2. Sebuah rangkaian Op-amp seperti gambar di bawah memiliki nilai-nilai yaitu : tahanan eed back = 330 Kohm, tahanan input = 1 KOhm dan tegangan input = 17 mV. Hitung berapa perolehan tegangan (Av), tegangan output (Vout) dan tegangan catu daya (Vcc) pada rangkaian tersebut ? 

a. Av = -330, Vout = -5,61V, Vcc = +8

b. Av = -220, Vout = -6,61V, Vcc = +6

c. Av = -530, Vout = -7,61V, Vcc = +4

d. Av = -420, Vout = -4,51V, Vcc = +3

e. Av = -55, Vout = -75,61V, Vcc = +2

D. PERCOBAAN [kembali]

a. Prosedur kerja

    ⤏ jalankan program proteus

    ⤏ mencari komponen-komponen yang dibutuhkan

    ⤏ meletakkan komponen di lembar kerja

    ⤏ buat net atau pengawatan untuk menghubungkan pin atau kaki komponen

b. Gambar rangkaian

 

                                                                              14.a

                                                                             14.12

                                                                                   14.c

                                                                               14.d
 

 

*Prinsip kerja umum :

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. 

*Prinsip Kerja inverting amplifier :

Tegangan input yang diberikan pada kaki inverting dimana nilai tegangan output yang dihaasilkan yaitu 10 kali lebih besar dari tegangan inputnya. dengan rumus 

                                     

*Prinsip Kerja unity gain :

Tegangan disambungkan pada kaki inverting dan nilai tegangan input dan output dari unity gain adalah -1 dikarnakan RF=Rin dan rumus yang digunakan adalah 

*Prinsip Kerja constanta magnitude gain :

Tegangan input di kaki inverting op amp akan diteruskan ke R1 dan Rf dimana perbandingan nilainya adalah 10:1, tegangn output yang dihasilkan yaitu 10 kali dari R1 hal ini dikarnakan rumus dari constanta magnitude gain adalah 

E. VIDEO [kembali]

F. FILE DOWNLOAD [kembali]

• Download file HTML [disini]
• Download gambar [disini]
• Download file rangkaian [disini]
• Download video [disini]
• Download datasheet dioda [disini]
• Download datasheet resistor [disini]
• Download datasheet op amp [disini]

[menuju awal]