Modul 3 Prak EC

Modul 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Video Simulasi

6. Percobaan

Percobaan ...

1. A. Differentiator Amplifier
2. B. Integrator Amplifier
3. C. Comparator Amplifier
4. D. Inverting Amplifier
5. E. Non Inverting Amplifier

MODUL 3

OP AMP

1. Pendahuluan[Kembali]

 Op-Amp, atau Operational Amplifier, adalah komponen elektronika aktif yang berfungsi sebagai penguat sinyal analog. Op-Amp memiliki dua terminal input, yaitu input inverting (-) dan input non-inverting (+), serta satu terminal output. Prinsip kerja Op-Amp adalah memperkuat perbedaan tegangan antara kedua inputnya. Dengan penguatan atau gain yang sangat tinggi—umumnya mencapai ratusan ribu kali—Op-Amp dapat menghasilkan sinyal output yang jauh lebih kuat berdasarkan sinyal input yang sangat kecil. Input inverting akan menghasilkan output yang berlawanan fase dengan sinyal masuk, sementara input non-inverting akan menghasilkan output yang sefase dengan sinyal masuk. Komponen ini digunakan secara luas dalam berbagai aplikasi elektronik, seperti penguat sinyal audio, filter aktif, konverter tegangan-ke-arus, dan rangkaian buffer. Karena kemampuannya untuk memperkuat dan memproses sinyal dengan presisi, Op-Amp menjadi elemen penting dalam sirkuit analog pada berbagai perangkat, termasuk sensor, alat pengukur, dan sistem kontrol.

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dari Differentiator Amplifier

2. Mengetahui prinsip kerja dari Integrator Amplifier

3. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier

4. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier

5. Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier        

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.

Gambar 3.2 Rangkaian Differentiator

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.

Gambar 3.3 Rangkaian Inegrator

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.
Cara Kerja Comparator
 Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).
 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)
 Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)

Gambar 3.4 Rangkaian Comparator

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.

Gambar 3.5 Rangkaian Inverting Op-Amp

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

Gambar 3.6 Rangkaian Non Inverting 0p-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