Transcript (Vo).
Op-Amp adalah salah satu jenis penguat sinyal yang banyak dipergunakan dalam instrumen. Inverting Input _ Za ia Non Inverting Input + Vcc + Keluaran - Vee Op-Amp Dalam rangkaian loop terbuka memiliki faktor penguatan yang sangat tinggi. Op-amp umumnya dicatu secara simetris, namum kadang kala dicatu secara uni polar (+V dan ground). Karakteristik masukan op-amp +Vcc V Tetap _ +Vcc V + t t - VEE +Vcc V V _ t masukan Tetap + - VEE t - VEE Keluaran Karakteristik Op-Amp Impedansi masukan tinggi (Za), ia 0. Impedansi keluaran rendah Faktor penguatan loop terbuka tinggi. Inverting Input _ V1 Za ia V2 Non Inverting Input + Vo = G ( V2 – V1 ) ia = 0 V1 V2 Keluaran Vo +Vcc _ V1 V2 GND + _ Vo Jika V2 > V1 Vo = +Vcc V2 <= V1 Vo = -VEE + - VEE _ + Penguatan loop terbuka Op-Amp sbg Buffer +Vcc _ + _ + _ LM 324 Vin Vo + - VEE Vo = Vin Penguat Inverting i2 Ia = 0 VA = VB = 0 R2 i1 = i2 + ia R1 Vin i1 A _ +Vcc ia + Vo B i1 = i2 Vin - VA R1 - VEE V Vo Vin = VA - Vo R2 R2 Vo = - ( ) Vin R1 t Penguat non Inverting i2 R1 i1 ia = 0 VA = VB = Vin 0 - VA A _ +Vcc ia + Vo B Vin V R2 R1 = VA - Vo R2 - VEE - Vin Vin - Vo = R1 R2 Vo R1 + R2 Vo = ( ) Vin R1 Vin t Penguat Selisih. i4 i1 V1 V2 i2 i1 = i4 ; R4 VA = VB +Vcc R1 A _ ia R2 + R3 VB = V2 R3 + R2 Vo B R3 - VEE V0 = R1(R2 + R3) V2 - R4 R1 V1 - VA R1 i3 R1R3 + R4R3 i2 = i3; V1 R1 = R2 = Ri ; Vo = Rf Ri R3 = R4 = Rf = VA - Vo R4 (V2 – V1) I1 = Ic VA = 0 iC = iR , VA = 0 R1 // R2 R3 // R4 Semua resistor diganti dg R (sensor), perubahan resistor R R1 = R2 = R3 = R4 = R R1 = R2 = R (sensor), R3 = R4 = R (tetap). R1 = -R2 = R R1 = R (sensor), R2 = R3 = R4 = R (tetap), R1 = R Empat buah strain gauge dengan resistansi masing-masing 120 dipergunakan untuk mengukur gaya. Rf = 10 k 5V Rf = 10 k 120/2 R1 R3 _ VCC Vo _ Vo + 120/2 + - VEE R2 R4 - VEE R 5 Rf Rf R Misal R = 2 untuk gaya 20 N, maka: V2 – V1 = R 5/R = 5 2/120 = 0.083 volt Vo = 10 000 0.083 / 60 20 N = 13.83 volt Jadi untuk gaya 20 N, maka keluaran alat ukur adalah 13.83 volt Jika Vcc = 12V maka keluaran op-amp akan lebih kecil dari 12V Misal NTC dipergunakan untuk mengukur suhu media air. Pada kondisi normal suhu air = 26C dan RNTC = 1 k. Pada suhu 30 C RNTC = 950 . Resistansi tetap (R) dipilih dengan nilai 500 . Hitunglah keluaran penguat (Vo). + 5V NTC Vs + VA VB 3k R + 12 V 5k + 10 k Vo Jawab: Pada kondisi normal 26C : R 5 V = (500/1500) 5 V = 1.67 V Vs = R + RNTC Pada suhu 30C Vs = (500/1450) 5 V = 1.72 V Dalam hal ini Vs = VA VREF – VB 3000 = VB - Vo Dalam hal ini VA = VB = Vs 10 000 Misal Pada kondisi normal Vo dibuat = 0 V VREF – 1.67 3000 1.67 - 0 = VREF = 2.17 volt 10 000 Pada suhu 30C VREF – VB 3000 = VB - Vo 10 000 2.17 – 1.72 1.72 - Vo = 3000 10 000 Vo = 1.72 – 1.5 = 0.22 Volt Dengan cara yang sama Hitunglah jika Resistor 10 k diganti dengan 50k . 1. Sebuah LDR dengan tahanan awal 115 k dipergunakan untuk mendeteksi garis putih. Tahanan LDR untuk warna hitam adalah 75 k dan untuk warna putih adalah 50 k. Buatlah rangkaian transducer dan penguat sehingga keluarannya bisa dibinerisasi dengan tegangan ambang 3 volt. 2. Sebuah penguat selisih dipergunakan untuk merubah selang tegangan input 0.3mV – 0.8 mV menjadi selang 0 – 5 V. Hitunglah nilai resistansi dan tegangan tetap yang harus diberikan pada penguat. Pada transistor NPN, emitor lebih negatif dibanding basis dan basis lebih negatif dibanding kolektor. Pada transistor PNP, emitor lebih positif dibanding basis dan basis lebih positif dibanding kolektor. 95% arus emitor ie akan mengalir dari emitor ke kolektor, 5% ie akan mengalir dari emitor ke basis arus bias maju. Vbe = tegangan bias basis adalah tegangan untuk menghasilkan bias maju. = 0.3 volt untuk bahan germanium = 0.6 volt untuk bahan silikon. Penguatan statis adalah penguatan tanpa sinyal masukan (penguatan arus DC). Vcc Is Vb R1 R3 Ic R2 0V Ic = Vcc - Vce R3 Vcc IS = Vbe = Ic = hfe Ib R1 + R2 R2 Vcc R1 + R2 Untuk NPN, jika terjadi aliran arus dari kolektor ke basis, maka transistor dikatakan mengalami kebocoran. Arus bocoran = Icbo terjadi akibat pemanasan. Untuk mengatasi ketidak stabilan akibat arus bocoran, maka pada emitor dipasang tahanan tetap. Vcc Is R1 Pada kondisi jenuh, Vce = 0.1 volt. Pada kondisi tersumbat Vce = Vcc. R3 Ic Vce R2 R4 Ie Kondisi jenuh adalah kondisi saat Ic dan Ie mencapai maksimum. 0V Kondisi tersumbat terjadi saat Ic dan Ie sama dengan nol. Disipasi daya = Ic x R3 .