komparator non-inverting dengan Vref = -


1. Pendahuluan[Kembali]

Komparator non-inverting adalah sebuah rangkaian yang menggunakan op-amp (operational amplifier) untuk membandingkan tegangan input (Vin) dengan tegangan referensi (Vref). Dalam konfigurasi ini, sinyal Vin diberikan pada input non-inverting (+), sedangkan Vref dikaitkan ke input inverting (–).

Prinsip kerjanya:

  • Jika Vin > Vref, maka output op-amp akan naik ke level tegangan tinggi (biasanya mendekati tegangan supply positif, misalnya +12V).
  • Sebaliknya, jika Vin < Vref, maka output akan turun ke level tegangan rendah (biasanya mendekati 0V atau ground).

Dalam beberapa aplikasi, Vref dapat diatur ke nilai negatif, seperti –5V atau –10V. Penggunaan tegangan referensi negatif ini bertujuan untuk:

  • Menggeser titik ambang (threshold) pembanding ke bawah,
  • Memungkinkan deteksi sinyal Vin yang juga memiliki komponen negatif,
  • Atau mengatur kondisi switching berdasarkan logika tegangan tertentu di bawah nol volt.

Contoh:
Jika Vref = –5V, maka Vin hanya perlu sedikit lebih besar dari –5V untuk menyebabkan output naik ke tegangan tinggi. Artinya, rangkaian ini dapat mendeteksi sinyal Vin meskipun masih negatif, selama lebih besar dari Vref.

 

2. Tujuan[Kembali]

1.     Menjelaskan prinsip kerja komparator non-inverting, termasuk cara membandingkan tegangan input (Vin) dengan tegangan referensi (Vref).

2.     Mengidentifikasi kondisi keluaran (output) berdasarkan hasil perbandingan antara Vin dan Vref.

3.     Memahami pengaruh penggunaan tegangan referensi negatif (Vref < 0) terhadap perilaku switching pada komparator non-inverting.

4.     Menganalisis respon rangkaian ketika Vin berada di atas atau di bawah Vref yang bernilai negatif.

5.     Menerapkan konsep komparator non-inverting dengan Vref negatif dalam perancangan rangkaian deteksi sinyal atau sistem kendali berbasis tegangan.

6.     Untuk memenuhi tugas elektronika

 

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Generator DC

  

2. Op-Amp


3. Resistor
 


4. Probe Voltage




5. Ground

4. Dasar Teori[Kembali]

Op-Amp (Operational Amplifier)     

        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 7
dimana,
V1 adalah tegangan masukan dari kaki non inverting 
V2 adalah tegangan masukan dari kaki inverting 
Vo adalah tegangan keluaran

sehingga
Adapun tegangan output maksimum yang dapat dihasilkan adalah :
dibawah tegangan sumber +-Vs = +-Vsat

   Tegangan output maksimum secara praktis dihasilkan sekitar 2 Volt dibawah tegangan sumber ±Vs dan disebut juga sebesar tegangan saturasi ±Vsat . Gambar 65 memperlihatkan kurva karakteristik hubungan Vi terhadap Vo untuk rangkaian op-amp dengan tegangan input dihubungkan ke kaki input non inverting (+) dan tegangan 0 Volt (di ground) ke kaki input inverting (-). Sesuai dengan nama input op-amp yaitu apabila input dimasukkan ke kaki non inverting (+) yang artinya tidak membalik maka tegangan output yang dihasilkan adalah sefasa dengan tegangan input. Seperti terlihat pada gambar 1 yaitu saat input Vi bertegangan positif maka output yang dihasilkan juga bertegangan positif dan sebaliknya
                                      Gambar8 Rangkaian op-amp dengan kurva karakteristik I-O

Komparator non inverting dengan Vref -

    Rangkaian komparator non inverting dengan tegangan input Vi berupa gelombang segitiga dan tegangan referensi Vref ¹ 0 Volt baik positif maupun negatif adalah seperti gambar 9 
Gambar 9 Rangkaian komparator non inverting

    Untuk menghitung berapa tegangan ambang VUT atau VLT maka lakukan pemisalan kondisi tegangan output VO sama dengan +Vsat atau –Vsat. 
    Misalkan tegangan output VO = +Vsat seperti gambar 101 maka dapat dihitung tegangan ambang atas VLT

Gambar 10 Rangkaian komparator non inverting saat VO = +Vsat

    Misalkan tegangan output VO = -Vsat seperti gambar 102 maka dapat dihitung tegangan ambang bawah VUT

Gambar 11 Rangkaian komparator non inverting saat V0= -Vsat

    Bentuk gelombang tegangan output VO dengan Vref - adalah seperti pada gambar 12 dan karakteristik I-O seperti pada gambar 13

Gambar 12 Bentuk gelombang tegangan output dengan Vref = bertegangan negatif

Gambar 13 Kurva karakteristik I-O dengan Vref = bertegangan negatif
Sehingga: 

RESISTOR



GAMBAR . RESISTOR

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).Cara menghitung nilai resistor dapat dilihat pada gambar2 dan gambar 3.




GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

 


 

GAMBAR 3. CARA PENGHITUNGAN BESAR RESISTANSI RESISTOR
LANGKAH-LANGKAH :

·         MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-1 (PERTAMA)

·         MASUKKAN ANGKA LANGSUNG DARI KODE WARNA GELANG KE-2

·         MASUKKAN JUMLAH NOL DARI KODE WARNA GELANG KE-3 ATAU PANGKATKAN ANGKA TERSEBUT DENGAN 10 (10N)

·         MERUPAKAN TOLERANSI DARI NILAI RESISTOR TERSEBUT

CONTOH :

GELANG KE 1 : COKLAT          = 1

GELANG KE 2 : HITAM           = 0

GELANG KE 3 : HIJAU            = 5 NOL DIBELAKANG ANGKA GELANG KE-2; ATAU KALIKAN 105

GELANG KE 4 : PERAK            = TOLERANSI 10%

·         MAKA NILAI RESISTOR TERSEBUT ADALAH 10 * 105 = 1.000.000 OHM ATAU 1 MOHM DENGAN TOLERANSI 10%.


EXAMPLE

1. Apa yang terjadi pada output komparator non-inverting jika Vin = 0V dan Vref = –5V?

A. Output berada di level rendah
B. Output berada di level tinggi
C. Output mengikuti nilai Vin
D. Output menjadi tidak stabil

Jawaban: B. Output berada di level tinggi
Penjelasan: Karena Vin (0V) > Vref (–5V), maka output naik ke tegangan tinggi.

 

2. Dalam konfigurasi komparator non-inverting, jika tegangan referensi (Vref) diatur ke nilai negatif, maka...

A. Sinyal input harus selalu positif
B. Titik ambang komparator bergeser ke atas
C. Komparator hanya bekerja dengan sumber arus
D. Komparator dapat mendeteksi sinyal Vin yang berada di bawah nol volt

Jawaban: D. Komparator dapat mendeteksi sinyal Vin yang berada di bawah nol volt
Penjelasan: Vref negatif memungkinkan deteksi sinyal Vin meskipun Vin bernilai negatif, selama lebih besar dari Vref.

 

3. Jika dalam suatu rangkaian komparator non-inverting diketahui Vref = –3V dan Vin = –6V, maka outputnya adalah...

A. Tinggi
B. Nol
C. Rendah
D. Tidak terdefinisi

Jawaban: C. Rendah
Penjelasan: Karena Vin (–6V) < Vref (–3V), maka output berada pada level rendah (mendekati 0V atau ground).

5. Percobaan[Kembali]

1. Percobaan 







6. Download File[Kembali]

komparator non-inverting dengan Vref = -(Klik disini)

Datasheet Resistor [Klik]

Datasheet Op-Amp [Klik]


Komentar

Posting Komentar

Postingan Populer