Figure 10.63
Op-amp (operational amplifier) adalah komponen elektronik analog yang berfungsi sebagai penguat sinyal. Op-amp memiliki dua input (inverting dan non-inverting) dan satu output. Ciri khas op-amp adalah penguatan (gain) yang sangat tinggi, sehingga selisih tegangan kecil antara kedua input dapat menghasilkan perubahan besar di output.
Dalam praktiknya, op-amp digunakan dalam berbagai rangkaian seperti penguat (amplifier), filter, pengikut tegangan (voltage follower), komparator, dan lain-lain. Keunggulan utama op-amp adalah fleksibilitas, efisiensi, dan kestabilannya dalam berbagai aplikasi rangkaian analog.
Memahami prinsip kerja dan karakteristik dasar op-amp.
Menganalisis konfigurasi op-amp seperti penguat inverting, non-inverting, dan pengikut tegangan.
Menerapkan op-amp dalam rangkaian penjumlah, integrator, dan filter aktif.
Mengevaluasi parameter kinerja op-amp seperti gain bandwidth product (GBP) dan common-mode rejection ratio (CMRR).
2. Op-Amp
1. Op-Amp
Penguat operasional (Operational Amplifier) atau yang biasa disebut dengan op-amp, merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya. Op-amp pada umumnya tersedia dalam bentuk rangkaian terpadu yang memiliki karakteristik mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya.
Ada tiga karakteristik utama op-amp ideal, yaitu;
1. Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.
2. Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
3. Impedansi output sangat kecil (Zo <<). Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<.
Adapun simbol op-amp adalah seperti pada gambar 64.
Gambar 64 Simbol op-amp
dimana,
V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting
V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting
Vo adalah tegangan keluaran
2. Jenis-jenis rangkaian Op-Amp Amplifier
Rangkaian op-amp Amplifier adalah penguat Input yang dimana amplifier bekerja pada karakteristik yang membentuk hubungan linear artinya semakin besar Vi maka semakin besar juga VO dan sebaliknya. Operasi amplifier menghindari output dalam kondisi saturasi karena akan membuat cacat keluaran outputnya. Ciri – ciri rangkaian amplifier yaitu ada resistor feedback negatif dari output ke input inverting op-ampnya.
· Inverting Amplifier
Sesuai dengan namanya yaitu dengan input dimasukkan ke kaki inverting (pembalik) sehingga output akan dibalik atau beda fasa sebesar 180 derajat. Dalam Analisa rangkaian amplifier disyaratkan op-amp bekerja ideal sehingga tegangan differensial (selisih tegangan di kaki non-inverting dan inverting) Ed = 0. Sehingga arus yang melewati Ri sama dengan arus yang melewati Rf karena arus yang masuk ke kaki inverting sangat kecil karena sifat op-amp dimana impendasi (Zi) inputnya sangat besar.
Rangkaian inverting amplifier
Persamaan untuk mencari Vouputnya :
Dimana :
Acl = -Rf/Ri
Vo = Acl x Vi
Vo = (-Rf/Ri) x Vi
· Inverting Adder Amplifier
Konsepnya sama seperti Inverting amplifier, namun disini ada penambahan input yang masuk ke kaki inverting op-amp. Yang dimana arus masuk sama dengan arus keluar I = I1+I2+I3 sehingga arus di Rf sama dengan jumlah arus di R1,R2, dan R3.
Dengan syarat op-amp ideal Ed=0
Rangkaian Op-Amp Inverting Adder Amplifier
Persamaan untuk mencari Voutputnya :
Vo = -Rf [V1/R1 + V2/R2 + V3/R3 + … + Vn/Rn] -> untuk input lebih dari 3 dan seterusnya.
Rangkaina Non Inverting Amplifier
· Non Inverting Amplifier
Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input.
Rangkaian Non Inverting Amplifier
Dengan syarat op-amp ideal Ed = 0 maka persamaan Vouput yang didapat :
Dimana :
Acl = Rf/Ri + 1
Vo = Acl x Vi
Vo = (Rf/Ri + 1) x Vi
· Voltage Follower Atau Buffer
Rangkaian yang dimana Acl = 1
Rangkaian Voltage Follower Atau Buffer
Dengan syarat op-amp ideal dimana Ed = 0 maka Vo = Vi. Sehingga Acl = Vo/Vi = 1
Maka untuk mencari Vouputnya :
Acl = 1
Vo = Acl x Vi
Vo = 1 x Vi
Vo = Vi
3. Resistor
B. Input diberikan pada terminal non-inverting
C. Terdapat umpan balik negatif
D. Memiliki penguatan -Rf/Rin
Jawaban: B
2. Fungsi dari resistor umpan balik (feedback resistor) dalam rangkaian Op-Amp adalah...
A. Menurunkan tegangan output
B. Meningkatkan arus input
C. Menstabilkan penguatan dan linearitas
D. Mengubah arus menjadi frekuensi
Jawaban: C
3. Rangkaian non-inverting amplifier memiliki karakteristik berikut, kecuali:
A. Output searah dengan input
B. Penguatan = 1 + (Rf/Rin)
C. Input diberikan ke terminal - (inverting)
D. Cocok untuk penguat buffer
Jawaban: C
Komentar
Posting Komentar