Transcript Penguat Operasional (Op Amp)

Penguat
Operasional
(Op-amp)
LOGO
Menu Utama
Pengertian Op-amp
Karakteristik Ideal Op-amp
Aplikasi Op-amp
Contoh soal
Referensi
Pengertian Op-amp
Penguat operasional (Op-amp)
didefinisikann sebagai suatu rangkaian
terintegrasi yang berisi beberapa tingkat
dan konfigurasi penguat diferensial.
Penguat operasional memilki dua
masukan dan satu keluaran
Karakteristik Ideal Op-amp
2
Tegangan ofset keluaran = 0
3
Hambatan masukan = ∞
4
Hambatan keluaran = 0
5
Waktu tanggapan = 0 detik
6
Karakteristik tidak berubah dengan suhu
7
t a = ∞
Penguatan tegangan lingkar terbuka = -∞
L e b a r P i
1
Penguatan Tegangan Lingkar Terbuka
Adalah penguatan diferensial Op-amp
pada kondisi dimana tidak terdapat
umpan balik (feedback) yang diterapkan
padanya.
Secara ideal, penguatan tegangan lingkar
terbuka adalah:
AVOL = Vo / Vid = -∞
AVOL = Vo/(V1-V2) = -∞
Penguatan Ofset Keluaran
Adalah harga tegangan keluaran dari OpAmp terhadap tanah (ground) pada
kondisi tegangan masukan Vid = 0.
Secara ideal, harga VOO = 0 V.
Hambatan Masukan
Adalah besar hambatan di antara kedua
masukan Op-amp.
Secara ideal, harga Ri = ∞
Tetapi dalam kondisi praktis, harga
hambatan masukan Op-amp adalah
antara 5 kΩ hingga 20 MΩ, tergantung
pada tipe Op Amp
Hambatan Keluaran
Adalah besarnya hambatan dalam yang
timbul pada saat Op-amp bekerja sebagai
pembangkit sinyal.
Secara ideal, harga RO = 0.
Waktu Tanggapan
Adalah waktu yang diperlukan oleh
keluaran untuk berubah setelah masukan
berubah.
Secara ideal harga waktu respon Op-amp
adalah = 0 detik.
Karakteristik Terhadap Suhu
Suatu bahan semikonduktor akan
berubah karakteristiknya apabila terjadi
perubahan suhu yang cukup besar.
Pada Op-amp yang ideal, karakteristiknya
tidak berubah terhadap perubahan suhu.
Tetapi dalam prakteknya, karakteristik
sebuah Op Amp pada umumnya sedikit
berubah.
Lebar Pita
adalah lebar frekuensi tertentu dimana
tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari
0,707 dari harga tegangan maksimum
pada saat amplitudo tegangan masukan
konstan.
Secara ideal, harga BW= ∞
Aplikasi Op-amp
Comparator
Penguat Inverting
Penguat Non-inverting
Penguat Diferensial
Penguat Penjumlah
Integrator
Differensiator
Comparator
Adalah penggunaan op-amp sebagai
pembanding antara tegangan yang masuk
pada input (+) dan input (-).
Penguat Inverting
Adalah penggunanan op-amp sebagai
penguat sinyal dimana sinyal outputnya
berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input.
𝑉𝑜𝑢𝑡
𝑅𝑓
=−
𝑉𝑖𝑛
𝑅𝑖𝑛
𝑅𝑓
𝐴=−
𝑅𝑖𝑛
Penguat Non-inverting
Adalah penguat sinyal dengan
karakteristik dasar sinyal output yang
dikuatkan memiliki fasa yang sama
dengan sinyal input.
Vout
A=
R in + R f
=
Vin
R in
𝑅𝑓
𝑅𝑖𝑛
+1
Penguat Differensial
Digunakan untuk mencari selisih dari dua
tegangan yang telah dikalikan dengan
konstanta tertentu yang ditentukan oleh
nilai resistansi yaitu sebesar Rf/R1 untuk
R1 = R2 dan Rf = Rg.
Vout
𝑅𝑓 + 𝑅1 𝑅𝑔
𝑅𝑓
=
V2 −
𝑉1
𝑅1
𝑅𝑔 + 𝑅2 𝑅1
A=
𝑅𝑓
𝑅1
𝑉2 − 𝑉1
Penguat Penjumlah
Berfungsi menjumlahkan beberapa level
sinyal input yang masuk ke op-amp.
Vout = - ((Rf/R1) x V1 + (Rf/R2) x V2 + ... + (Rf/Rn) x Vn)
Gain = Rf/Rin
Integrator
Opamp dapat digunakan untuk membuat rangkaianrangkaian dengan respons frekuensi. Rangkaian
dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp
inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya
(feedback) bukan resistor melainkan menggunakan
capasitor.
Vout = -1/RC (
t0
G(ω) = -1/ωRC
G(f) = -1/2πfRC
∫ tlvindt )
Differensiator
Selain rangkaian integrator, rangkaian op-amp
sebagai rangkaian respons frekuensi dapat juga
dibuat sebagai rangkaian differensiator kalau
komponen C pada rangkaian penguat inverting di
tempatkan di depan.
Vout = -RC dvin/dt
G(ω) = -ωRC
Contoh Soal
Hitung differensiator op-amp dari rangkaian
seperti gambar di atas dengan nilai C1 = 1mF =
dan R = 1KW. Sumber tegangan ±15Volt > Awal
sinyal adalah 0 Volt. Tentukan tegangan output :
a. Vin = 1 Volt (sinyal dc) saat 10 detik.
b. Vin = 20 Volt (sinyal dc) saat 1 detik saat
Jawab
a. Vo = - RfC1.dvin / dt
= - 103.10-6 (1V-0V) / 10
= - 103. 0,1
= - 0,0001 V
b. Vo = -RfC1.dvin/dt
= - 103.10-6 (20V-0V) / 1
= - 20-2 V
Gambar Sinyal Outputnya
Referensi
http://id.wikipedia.org/wiki/Penguat_operasional.
Carter, B., & Brown, T. (2001). Handbook of
Operational Amplifier Applications. Texas: Texas
Instruments.
LOGO