1. Jelaskan karakterisktik op amp dan fungsi dari op amp!
Jawab :
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 fungsi Op-Amp sendiri 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
2. Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!
Jawab :
1. Komparator (rangkaian pembanding
) .
Merupakan salah satu aplikasi yang
memanfaatkanpenguatan 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 .
2. Penguat Pembalik ( Inverting
amplifier )
Sebuah penguat pembalik menggunakan
umpan balik negatif untuk membalik dan menguatkan sebuah tegangan.Resistor Rf
melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan.
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
(Summing amplifier )
Penguat penjumlah menjumlahkan
beberapa tegangan masukan
6. penguat integrator (Integrator
Amplifier )
Penguat ini mengintegrasikan
tegangan masukan terhadap waktu
7. Differensiator
Mendiferensiasikan sinyal hasil
pembalikan terhadap waktu
3. Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output! (sertakan gambarnya)
Jawab :
A. Inverting
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.
B. Non-Inverting
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.
Pada amplifier inverting, sinyal
input diterapkan pada terminal inverting amplifier. Sinyal output kemudian
diperoleh dari terminal non inverting amplifier. Dalam konfigurasi ini, sinyal
output akan mempunyai fase yang berlawanan dengan sinyal input.
- Non - Inverting
Pada amplifier non inverting, sinyal
input diterapkan pada terminal non inverting amplifier dan sinyal output
diperoleh dari terminal inverting amplifier. Pada konfigurasi ini, sinyal
output mempunyai fase yang sama dengan sinyal input.
4. Jelaskan rangkaian inverting adder dan non inverting adder! (sertakan gambarnya)
Jawab :
- Inverting Adder
Inverting adder merupakan rangkaian
adder yang dibuat menggunakan rangkaian inverting op-amp.
Karena menggunakan inverting
op-amp, output dari
rangkaian adder ini akan berbeda fasa sebesar 180 derajat dari inputnya.
Pada Inverting Adder, sinyal input dihubungkan ke terminal inverting (-)
Op-Amp. Biasanya, setiap input dihubungkan melalui resistor ke input inverting.
Hasil penjumlahan inversi dari semua sinyal input ini akan dihasilkan pada
terminal output Op-Amp. Sirkuit ini menghasilkan hasil penjumlahan semua sinyal
input, tetapi setiap input akan diinversi sebelum dijumlahkan. Dengan kata
lain, jika ada sinyal positif, maka di output akan dihasilkan sinyal negatif
dan sebaliknya. Fungsi ini berguna dalam aplikasi yang memerlukan penjumlahan dengan
polaritas yang berlawanan atau inversi fase.
Berikut rangkaian inverting adder :
Non-inverting adder
merupakan rangkaian adder
yang dibuat menggunakan rangkaian non-inverting
op-amp. Karena menggunakan
non-inverting op-amp, output dari
rangkaian adder ini akan sama fasanya dengan inputnya. Pada Non-Inverting
Adder, sinyal input dihubungkan ke terminal non-inverting (+) Op-Amp. Resistor
yang digunakan untuk setiap input dihubungkan ke terminal non-inverting. Hasil
penjumlahan semua sinyal input ini akan dihasilkan pada terminal output Op-Amp.
Sirkuit ini juga menghasilkan hasil penjumlahan semua sinyal input, tetapi
tanpa inversi. Hasil output akan memiliki polaritas yang sama dengan sinyal
input, sehingga jika ada sinyal positif pada input, hasil output juga positif,
dan sebaliknya. Non-Inverting Adder digunakan ketika diperlukan penjumlahan
sinyal tanpa perubahan polaritas atau inversi fase.
Berikut rangkaian non-inverting adder :
5. Buktikan turunan rumus inveting adder! (sertakan gambarnya)
Jawab :
Jika dalam rangkaian terdapat 3
input, maka penurunan rumus untuk mendapatkan nilai keluaran dapat dilakukan
sebagai berikut :
Jika dalam rangkaian terdiri lebih
dari 3 input, maka rumus mencari hasil atau outpul dari inverting adder dapat
dituliskan sebagai berikut :
A. Rangkaian Inverting
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. Besar tegangan output pada osiloskop yaitu -1,02 V dengan input yaitu 475 mV. Secara sistematis output dapat dihitung Vout = -(Rf/Rin) x Vin = -(220/100) x 475 mV = - 1,045 V
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.
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.
D. 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.
A. Rangkaian Inverting
