TP MODUL III

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal

2. Prinsip kerja

3. Video Simulasi

4. Download File  

1. Soal[Kembali]

1.     Jelaskan karakterisktik op amp dan fungsi dari op amp!

Jawab:

- Karakteristik:

1.     Gain sangat besar (A_OL >>).

Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau R_F = tak terhingga.

2.     Impedansi input sangat besar (Z_i >>).

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 (Z_o <<).

Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan

Z_o <<.

  - Fungsi:

        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 juga berfungsi sebagai pengindra dan penguat sinyal masukan, baik DC ataupun AC juga sebagai penguat Diferensiasi impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.

2.     Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!

Jawab:

1)   Komparator (Rangkaian Pembanding)

       Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan penguatan terbuka (open-loop gain)  penguat operasional yang sangat besar. Ada jenis penguat operasional khusus yang memang difungsikan semata-mata untuk penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum disebut juga dengan komparator .

       Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi.

2)   Penguat Pembalik ( Inverting amplifier )

    Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.Resistor R_f melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan.Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif.

3)   Penguat tak pembalik (Non Inverting Amplifier )

    penguat Non Inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,dimana Input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya Rfeedback dan Rinput.

4)   Penguat differensiator

    Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi.

5)   Rangkaian penguat penjumlah (Adder amplifier )

        Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan.

6)   Penguat integrator (Integrator Amplifier )

    Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu.

7)  Oscillator:

   - Fungsi: Op-amp dapat digunakan dalam rangkaian osilator untuk menghasilkan sinyal osilasi dengan frekuensi tertentu.

   - Aplikasi: Sirkuit penghasil gelombang sinusoidal, penghasil pulsa, dan osilator frekuensi radio.

8)  Filter Aktif:

   - Fungsi: Op-amp digunakan dalam berbagai jenis filter aktif, seperti filter low-pass, high-pass, band-pass, dan band-reject, untuk memproses sinyal dengan menghapus atau mengisolasi komponen frekuensi tertentu.

   - Aplikasi: Pemrosesan audio, pemfilteran sinyal sensor, pemrosesan sinyal dalam komunikasi.

9)  Rangkaian Logika Analog:

   - Fungsi: Op-amp dapat digunakan dalam rangkaian logika analog untuk melakukan operasi matematika dan pemrosesan sinyal analog.

   - Aplikasi: Rangkaian komparator, pemrosesan sinyal analog dalam sistem kontrol.

10) Pengatur Tegangan (Voltage Regulator):

   - Fungsi: Op-amp digunakan dalam rangkaian pengatur tegangan untuk menghasilkan tegangan keluaran yang stabil dan terkontrol.

   - Aplikasi: Sirkuit catu daya stabil, pemrosesan sinyal yang memerlukan tegangan referensi yang stabil.

11) Konverter Analog-Digital (ADC) dan Konverter Digital-Analog (DAC):

   - Fungsi: Op-amp digunakan dalam ADC untuk mengubah sinyal analog menjadi bentuk digital dan dalam DAC untuk mengubah sinyal digital menjadi bentuk analog.

   - Aplikasi: Peralatan pengukuran, sistem komunikasi digital, pemrosesan sinyal digital.

3.     Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output! (sertakan gambarnya)

Jawab:

A. Inverting

Rangkaian yang di mana input dimasukkan ke kaki inverting (pembalik) sehingga output akan dibalik atau beda fasa sebesar 180 derajat.

 

B. Non Inverting

    Rangkaian non inverting amplifier (tidak membalik) adalah input dimasukkan ke kaki non inverting sehingga tegangan output yang dihasilkan sefasa dengan tegangan input.

                            

4.     Jelaskan rangkaian inverting adder dan non inverting adder! (sertakan gambarnya)

Jawab:

A. Inverting Adder

Rangkaian inverting adder amplifier dengan memakai hukum Kirchoff di mana arus masuk sama dengan arus keluar ( _I = I1 +_I2 +_I3 )sehingga arus di R_f  sama dengan jumlah arus di R₁, R₂ dan R₃.

            Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting).

 

B. Non inverting Adder

            Rangkaian adder/penjumlah non-inverting memiliki penguatan tegangan yang tidak melibatkan nilai resistansi input yang digunakan. Oleh karena itu dalam rangkaian penjumlah non-inverting nilai resistor input (R1, R2, R3) sebaiknya bernilai sama persis, hal ini bertujutna untuk mendapatkan kestabilan dan akurasi penjumlahan sinyal yang diberikan ke rangkaian. Pada rangkaian penjumlah non-inverting diatas sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke jalur input melalui resitor input masing-masing (R1, R2, R3).

                            

5.     Buktikan turunan rumus inveting adder! (sertakan gambarnya) Rangkaian:

Jawab:

     VOUT1 = – (Rf / R1) V1
VOUT2 = – (Rf / R2) V2
VOUTn = – (Rf / Rn) Vn

VOUT = VOUT1 + VOUT2 + . . . + VOUTn 

 VOUT = – [(Rf / R1) V1 + (Rf / R2) V2 + . . . + (Rf / Rn) Vn] 

 VOUT = V1 AV1 + V2 AV2 + . . . + Vn AVn

2. Prinsip Kerja[Kembali]

• INVERTING OP AMP

 Rangkaian inverting op amp pada aplikasi proteus

Prinsip Kerja :

Pada rangkaian, kaki  inverting OP AMP jenis 741 dihubungkan dengan resistor (R1) sebesar 100 ohm menuju ke kaki signal generator. Dalam rangkaian ini, antara output dan kaki inverting dihubungkan dengan Rf sebesar 220 ohm. Kaki non inverting pada op amp dihubungkn dengan ground. Pada rangkaian tersebut, besar penguatan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan gain = -Rf/R1, yaitu sebesar -2,2. Penguatan bernilai negatif karena hasil output sinyal berupa pembalikkan atau memiliki beda fasa sebesar 180 derajat. Besarnya nilai output yang dihasilkan pada osiloskop yaitu sebesar -3,50 V dengan input sebesar 1,60 V. Secara matematis, output dapat dihitung dengan rumus Vout = -(Rf/Rin) x Vin, yaitu sebesar -3,52 V.

 

• NON INVERTING OP AMP

Rangkaian non inverting op amp

Prinsip kerja :

Pada rangkaian, kaki non inverting op amp dihubungkan menuju signal generator. Kaki inverting pada op amp dihubungkan dengan Rf sebesar 10k ohm, dengan resistor input (Rin) sebesar 10k ohm dan dihubungkan ke Vout. Osiloskop channel A akan menampilkan grafik besaran Vin dan channel B menampilkan besaran Vout. Besarnya penguatan pada rangkaian dapat dihitung dengan rumus Acl = (Rf/Rin) + 1 yaitu sebesar 2 . Nilai penguatan bernilai positif karena nantinya hasil sinyal output yang didapatkan akan sefasa dengan input. Dari rangkaian proteus, didapatkan nilai keluaran sebesar 10 v, dengan besar input 5 v. Berdasarkan perhitungan matematis, nilai keluaran sesuai dengan rumus Vout = Vin x Acl, yaitu 10 V.

• INVERTING ADDER

Rangkaian inverting adder

Prinsip kerja :

Pada operasi adder/penjumlahan sinyal secara inverting, input yang berada pada V1,V2,V3 di hubungkan dengan hambatan yaitu R1,R2, dan R3 yang masing-masingnya bernilai 100 ohm. Setelah di hubungkan dengan hambatan, lalu di hubungkan dengan masukan negatif pada op-amp. Besarnya penjumlahan sinyal masukan tersebut bernilai negatif karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf (sebesar 100 ohm pada rangkaian) dan resistor input masing-masing (R1,R2,R3). Hasil keluaran pada rangkaian didapatkan 3,60 V dengan input V1 = V2 = V3  = 1,2V. Hasil ini sebanding dengan rumus matematis yang telah diturunkan pada soal TP.

• NON INVERTING ADDER

 Rangkaian non inverting adder

Prinsip kerja :

Pada operasi adder/penjumlahan sinyal secara non inverting, input yang berada pada V1 dan V2, di hubungkan dengan hambatan yaitu R1,R2 dengan besar masing-masing resistor 10k. Setelah di hubungkan dengan hambatan, lalu di hubungkan dengan masukan positif pada op-amp. Besarnya penjumlahan sinyal masukan tersebut bernilai positif karena penguat operasional dioperasikan pada mode non membalik (non inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan 1 + RA/RB  dan tegangan input masing-masing (V1,V2). Hasil keluaran pada rangkaian didapatkan 8 V dengan input V1 = V2 = 4 V. Hasil ini sebanding dengan rumus matematis yang telah diturunkan, yaitu Vout = (1+RA/RB) x (V1+V2/2) yaitu 8 V.

3. Video Simulasi[Kembali]

• INVERTING OP AMP
  
  
• NON INVERTING OP AMP
  
  
• INVERTING ADDER
  
  
• NON INVERTING ADDER
  
  

4. Download File[Kembali]

Datasheet Op Amp [unduh]

Datasheet Osciloscope [unduh]

Datasheet Resistor [unduh]

Datasheet Signal Generator [unduh] 

Download file rangkaian inverting op amp [unduh]

Download file rangkaian non-inverting op amp[unduh] 

Download file rangkaian inverting adder [unduh]

Download file rangkaian non-inverting adder [unduh]

Download video rangkaian inverting op amp[unduh] 

Download video rangkaian non-inverting op amp [unduh]

Download video rangkaian inverting adder [unduh]

Download video rangkaian non-inverting adder[unduh]