Sub Chapter 14.1

Maret 29, 2022

Sub Chapter 14.1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Kembali]

Untuk menyelesaikan tugas matkul elektronika yang diberi oleh bapak Dr. Darwison,M.T.
Untuk meningkatkan wawasan mahasiswa/i tentang operational amplifier (op-amp).
Untuk mendalami pemahaman materi tentang operational amplifier (op-amp).

A. Alat

- Instrument

1. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

→ Spesifikasi Osiloskop:

→ Pinout Osiloskop:

- Generator

1. Power Suplai

Power suplai berfungsi sebagai pemberi tegangan pada rangkaian, yang memiliki spesifikasi, sebagai berikut:

Input voltage: 5V-12V.
Output voltage: 5V.
Output Current: MAX 3A.
Output power:15W.
conversion efficiency: 96%.

2. AC Generator (Sine)

AC generator berfungsi sebagai penyuplai tegangan AC pada rangkaian

→ Spesifikasi:

Spesifikasi AC generator banyak karena kita dapat mengubahnya sesuai dengan yang kita mau pada proteus ada amplitudonya, frekuensinya, phasa serta offsetnya. Tetapi spesifikasi yang kita gunakan adalah:

DC offset = 0v
Amplitudo = 3m
Frekuensi = 10k
Phasa = 0⁰

B. Bahan

1. Op-Amp (LM741 & LM 10C)

Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output. Prinsip kerja dari Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka outnya tidak ada atau nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input maka output akan ada.
→ Konfigurasi Pin Op-Amp:

→ Spesifikasi Op-Amp:

3. Dasar Teori [Kembali]

  Pendahuluan Operasional Amplifier

    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. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

Op-amp Dasar

   Gambar diatas menunjukkan sebuah op-amp dasar dengan dua tegangan input dan satu tegangan output sebagai hasil dari penguatan diferensial. Setiap tegangan input akan menghasilkan tegangan output yang polaritas atau dengan kata lain fase yang sama ataupun berlawanan, tergantung pada apakah sinyal yang diterapkan ke input dari Op-Amp plus (+) atau minus (-).

Input Berujung Tunggal

Input berujung tunggal

   Untuk operasi input berujung tunggal akan memiliki hasil yang sesuai maka kita harus memasukan sinyal input dihubungkan ke satu input Op-Amp dengan input Op-Amp lainnya dihubungkan ke ground.

Pada Gambar disebelah kiri, sinyal input dipakai ke input Op-Amp plus (dengan input minus Op-Amp di groundkan), Dimana itu akan menghasilkan output yang memiliki polaritas atau fase yang sama dengan sinyal input yang digunakan. Sedangkan, pada Gambar disebelah kanan menunjukkan sinyal input dipakai ke input Op-Amp minus, maka outputnya akan berlawanan dalam polaritas atau fase sinyal input yang digunakan.

Input ganda Berujung tunggal (Diferensial)

Input ganda berujung tunggal

   Pada input berujung ganda ini, dimungkinkan untuk memasuki sinyal pada setiap input Op-Amp.

   Pada gambar di sebelah kiri menunjukkan input sinyal, V.d, dihubungkankan pada kedua dua terminal input Op-Amp (ingat bahwa tidak ada terminal input Op-Amp yang dihubungkan dengan ground), dengan output berlapis pada fase yang digunakan yaitu antara input plus (+) dan minus (-). Pada gambar sebelah kanan, menunjukkan aksi yang sama yang dihasilkan ketika dua sinyal terpisah dihubungkan pada terminal input Op-Amp.

Output Berujung Ganda

   Dari semua operasi yang telah dibahas diatas baru hanya memiliki satu output, op-amp juga dapat dioperasikan untuk Output yang berlawanan, seperti yang ditunjukkan pada gambar yang paling kiri. Input sinyal dihubungkan ke salah satu terminal input op-amp dan akan menghasilkan output dari kedua terminal output, output dari ini selalu berlawanan dalam polaritas atau fasenya.

   Pada gambar yang tengah menunjukkan input berujung tunggal dengan output berujung ganda. Seperti yang ditunjukkan, sinyal yang dihubungkan ke terminal input plus akan menghasilkan dua output yang diperkuat dengan polaritas atau fase yang berlawanan.

   Pada gambar yang kanan menunjukkan operasi yang sama dengan satu output yang diukur antara terminal output (tidak berkait dengan ground). Sinyal output memiliki perbedaan yaitu V₀₁-V₀₂. Output perbedaan juga disebut sebagai sebuah sinyal mengambang karena tidak ada output, 2 terminalnya berupa terminal ground (referensi).

   Pada gambar diatas menunjukkan input sinyal yang berbeda serta, output sinyal yang berbeda juga. Input sinyal dihubungkankan ke pada dua terminal input Op-Amp dan output sinyal diambil dari ke dua terminal output Op-Amp. Ini bisa disebut juga sebagai operasi diferensial sepenuhnya.

Operasi Mode Umum

   Operasi mode umum dapat terjadi ketika sinyal input yang sama dihubungkan ke kedua terminal input op-amp, seperti yang ditunjukkan pada gambar diatas. Idealnya, kedua sinyal input sama-sama diperkuat, dan akan menghasilkan sinyal dengan polaritas yang berlawanan pada output, sinyal ini dibatalkan, menghasilkan output 0V. Intinya, sinyal output yang sangat kecil akan dihasilkan.

Penolakan Mode Umum

   Fitur penting dari koneksi diferensial adalah sinyal yang berlawanan pada input sangat diperkuat, sedangkan sinyal yang umum untuk dua input hanya mengalami sedikit perkuatan. Keseluruhan operasi digunakan untuk memperkuat sinyal perbedaan sambil menolak sinyal umum di dua input. Karena noise atau sinyal input yang tidak diinginkan umumnya untuk kedua input, koneksi diferensial cenderung memberikan sumbatan input yang tidak diinginkan sambil memberikan output yang diperkuat dari sinyal perbedaan yang diterapkan ke input. Fitur operasi ini, disebut sebagai penolakan mode umum.

1. Op-Amp (LM741 & LM10C)

   Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output. Prinsip kerja dari Op-Amp adalah membandingkan nilai kedua input (inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka outnya tidak ada atau nol dan apabila terdapat perbedaan nilai input maka output akan ada.
→ Konfigurasi Pin Op-Amp:
   Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;
   1. Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karenafeedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.
   2. Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehinggaarusinputke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehinggateganganinput sepenuhnya dapat dikuatkan.
   3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<). Impedansi output adalah sangat kecil sehingga teganganoutput stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkandenganZo <<.
   Simbol Op-Amp seperti gambar berikut:
   dimana,
   V1 = tegangan input dari kaki non inverting.
   V2 = tegangan input dari kaki inverting.
   Vo = tegangan output.

→ Spesifikasi Op-Amp:

      → Grafik Kurva I/O:

→ Contoh soal:

1. Rangkaian op-amp memiliki besar tegangan input sama dengan output, namun gelombang sinyal input berbeda fasa dengan gelombang sinyal output. Op-amp jenis ini disebut.....
a. Op-amp inverting
b. Op-amp non inverting
c. Op-amp differensial
d. Op-amp integrator
e. Op-amp penjumlahan

2. Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan tegangan output yang gelombang sinyal input dengan gelombang sinyal outputnya memiliki fase yang sama atau sefase. Op-amp ini sering disebut…
a.Op-amp sebagai penjumlah
b.Op-amp Inverting
c.Op-amp Integrator
d.Op-amp Non Inverting
e.Op-amp Differensial

3.4 Essay

4. Percobaan [Kembali]

A. Langkah percobaan

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
Alat dan bahan yang digunakan adalah Op-Amp, Resistor, Ground, dan sebagainya.
Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
Simulasikan pada software proteus 8.

B. Rangkaian simulasi dan Prinsip kerja

Gambar Rangkaian

Dasar Op-amp

Input berujung tunggal

Input ganda Berujung tunggal (Diferensial)

Output Berujung Ganda

Diferensial input & diferensial output

Operasi Mode Umum

Prinsip kerja:

Prinsip kerja dari rangkain di atas tidak ada sebuah rumus khusus karena disini kita hanya menjelaskan konsep dasar dari op-amp tetapi kita dapat melihat respon dari sinyalnya menggunakan osiloskop beginilah gambar dari osiloskopnya, sebagai berikut: