MODUL 3 - OP-AMP

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

1. Differentiator Amplifier
2. Integrator Amplifier
3. Comparator Amplifier
4. Inverting Op-Amp
5. Non Inverting Op-Amp

MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER

1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier (Op-Amp) adalah komponen dasar yang sangat penting dalam rangkaian elektronik, terutama dalam aplikasi pengolahan sinyal analog. Op-Amp umumnya digunakan untuk memperkuat sinyal listrik yang sangat kecil, sehingga lebih mudah diukur atau digunakan untuk berbagai aplikasi lain seperti filter, penguat audio, dan pengubah sinyal. Sifat-sifat dasar Op-Amp, seperti gain yang sangat tinggi, input impedansi yang besar, dan output impedansi yang rendah, menjadikannya komponen serbaguna dalam desain rangkaian analog.

Pada praktikum ini, dilakukan berbagai percobaan untuk memahami karakteristik dasar dari Op-Amp, termasuk konfigurasi inverting dan non-inverting, serta aplikasi umum lainnya seperti rangkaian penguat diferensial, penguat summing, dan integrator. Dengan memahami karakteristik ini, diharapkan mahasiswa mampu mengaplikasikan Op-Amp dalam desain rangkaian yang lebih kompleks, baik di bidang telekomunikasi, instrumentasi, maupun sistem kontrol.

2. Tujuan[Kembali]

 1. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier

 2. Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier

 3. Mengetahui prinsip kerja dari Adder                                                    

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Electronic Base Station

                                                                               

2. Electronic Module Kit Op-Amp

                                            

3. Multimeter             

4. Kabel Jumper

                                                    

                                                    

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional :

A. Differentiator Amplifier

Differentiator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa turunan (diferensial) dari
sinyal input terhadap waktu. Alat ini digunakan untuk mendeteksi perubahan cepat dalam sinyal. Pada
rangkaian ini, op-amp memberikan output yang sebanding dengan laju perubahan sinyal input,
sehingga ideal untuk aplikasi yang membutuhkan deteksi perubahan mendadak. Differentiator sering
digunakan dalam sistem kontrol, pengolahan sinyal, dan deteksi sinyal berfrekuensi tinggi.

B. Integrator Amplifier
Integrator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap
waktu. Rangkaian ini mengumpulkan nilai sinyal input seiring waktu, menghasilkan sinyal kumulatif.
Sangat berguna untuk mengubah bentuk gelombang menjadi ramp atau gelombang halus, dan pada
dasarnya, menyaring frekuensi tinggi. Integrator banyak digunakan dalam pengendalian otomatis,
rangkaian filter, dan pengolahan sinyal.

 

C. Comparator Amplifier
Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi
untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk
tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut.

1. Cara Kerja ComparatorComparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).
2. Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting(-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (V+ > V− = +V saturasi)
3. Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah V+ < V− = −V saturasi

 

D. Inverting Op-Amp
Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain)
menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif
terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting. 

 

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input
inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan

input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non-
inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input

adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

 

Rf . Iin = If

Iin = Vin / Rin

If = - Vout / Rf 

 Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka
output negatif.

Vout = - (Rf / Rin) Vin

Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah

Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin

Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

 

E. Non Inverting Op-Amp

 

Pada non-inverting amplifier input sinyal dihubungkan ke input (+) non-inverting dan
sebagian output kembali melalui jaringan feedback dan dihubungkan ke input pembalik(-).
Penguatan yang outputnya sama dengan input, tidak membalikkan fasa. Dikarenakan
feedback yang negatif, maka tegangan diferensial (Vdiff = Vin – Vf) antara terminal input
sangat kecil dan penguatan open loop tinggi (Aol).

Vout = Vin (1 + Rf / Rin)

Penguatan tegangan (voltage gain) non-inverting amplifier adalah

Acl = (Rf / Rin) + 1 

 

5. Video Simulasi[Kembali]

a. Differentiator Amplifier

b. Integrator Amplifier

 

 

c. Comparator Amplifier

 

d. Inverting Amplifier

 

 

e. Non Inverting Amplifier