FIG. 11.6 & 11.7

 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

6. Link Download

1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier, atau yang lebih dikenal dengan Op-Amp, adalah salah satu komponen elektronika analog yang sangat penting dan banyak digunakan dalam berbagai rangkaian elektronik. Op-Amp merupakan penguat tegangan dengan tingkat penguatan yang sangat tinggi dan memiliki dua input (inverting dan non-inverting) serta satu output.

Pada awalnya, Op-Amp dirancang untuk melakukan operasi matematika seperti penjumlahan, pengurangan, integrasi, dan diferensiasi dalam sistem analog komputer. Namun, dalam perkembangan selanjutnya, Op-Amp banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penguat sinyal, filter aktif, komparator, osilator, dan konverter analog-ke-digital (ADC) serta digital-ke-analog (DAC).

Karakteristik utama dari Op-Amp ideal meliputi:

·       Penguatan tegangan tak terbatas

·       Impedansi input sangat tinggi

·       Impedansi output sangat rendah

·       Bandwidth tak terbatas

·       Nol tegangan offset

Namun, dalam praktiknya, Op-Amp nyata memiliki keterbatasan fisik yang membuatnya berbeda dari model ideal. Meski begitu, sifat-sifatnya tetap cukup baik untuk memenuhi kebutuhan sebagian besar aplikasi elektronik.

 

2. Tujuan[Kembali]

1. Menjelaskan cara kerja penguatan bertahap pada rangkaian op-amp.
2. Menghitung penguatan total dengan mengalikan penguatan tiap tahap.
3. Memahami pengaruh resistor pada penguatan masing-masing tahap.

3. Alat dan Bahan[Kembali]

  a. Alat:

• Voltmeter

    Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tengangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki kaki Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

    

• Sumber AC

        Generator AC atau Alternating Current merupakan mesin yang dapat menghasilkan arus bolak balik. pada umumnya AC memiliki dua buah kabel dengan polaritas kutub negatif dan kurub positif.

    b. Bahan

• Resistor

    Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. 

• Ground

        G

round adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal  bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

• Op-amp

            Op-amp adalah amplifier diferensial yang memiliki dua input (positif dan negatif) dan satu output.

4. Dasar Teori[Kembali]

Ketika beberapa tahap penguatan dihubungkan secara seri, penguatan keseluruhan dari rangkaian adalah hasil kali dari penguatan masing-masing tahap. Setiap tahap dapat berupa konfigurasi non-inverting atau inverting, dengan rumus penguatan sebagai berikut:

1. Tahap Non-Inverting:

   $$A_1=1+\frac{R_f}{R_1}$$

2. Tahap Inverting:

   $$A_2=-\frac{R_f}{R_2},A_3=-\frac{R_f}{R_3}$$

Penguatan total ($A$) adalah hasil perkalian penguatan masing-masing tahap:

$$A=A_1\times A_2\times A_3$$

Rangkaian bertahap ini menghasilkan penguatan non-inverting keseluruhan jika jumlah tahap inverting genap. Setiap tahap memungkinkan kontrol penguatan dengan memilih nilai resistor, memberikan fleksibilitas dalam desain.

5. Percobaan[Kembali]

6. Problem [Kembali]

Op-amp ideal seharusnya menghasilkan output nol jika kedua input (inverting dan non-inverting) bernilai sama. Namun pada kenyataannya, karena ketidaksempurnaan internal, diperlukan sedikit perbedaan tegangan agar output = 0. Ini disebut offset tegangan input.

Dampak:

• Menyebabkan kesalahan pada penguat DC atau integrator presisi.

• Sinyal kecil jadi melenceng karena ada error tegangan tetap di output.

Op-amp tidak bisa mengubah tegangan keluarannya secara instan. Kecepatan maksimum perubahan tegangan output per waktu disebut slew rate. Jika sinyal input terlalu cepat berubah, output akan "tertinggal".

Dampak:

• Distorsi pada sinyal audio atau sinyal gelombang tinggi.

• Gagal mengikuti bentuk sinyal input pada frekuensi tinggi.

Op-amp nyata bisa terpengaruh oleh variasi tegangan catu daya, apalagi kalau PSRR (Power Supply Rejection Ratio)-nya rendah.

Dampak:

• Tegangan noise dari power supply bisa muncul di output.

• Ketidakstabilan output meskipun input tetap.

7. Pilihan Ganda [Kembali]

1. Sebuah rangkaian op-amp inverting memiliki resistor input $R_{in} = 10\,k\Omega$ dan resistor feedback $R_f = 100\,k\Omega$. Jika tegangan input $V_{}$in=0.5 VV_{in} = 0.5\,V, berapakah tegangan keluarannya $V_{}$outV_{out}?

a. 5 v            c. 15 v

b. 10 v          d. -5 v

Jawaban:d
Gunakan rumus inverting amplifier:

2. Sebuah op-amp non-inverting dengan R

$R_1 = 5\,k\Omega$ dan $R_2 = 15\,k\Omega$. Jika $V_{in} = 1\,V$, tentukan $V_{out}$.

a. -4v        c. 10v

b. 4v         d. 10kv

Jawaban:b
Gunakan rumus non-inverting amplifier:

3. Diberikan sebuah rangkaian integrator dengan R

$R = 10\,k\Omega$, $C = 0.1\,\mu F$, dan sinyal input berupa tegangan DC konstan $V_{in} = 1\,V$. Hitung bentuk umum $V_{out}(t)$.

a. -10000t(V)        c. -1000t(V)

b. 10kv                  d. salah semua

Jawaban:c
Rumus integrator:

8. Link Download[Kembali]

download rangkaian fig 11.6

download rangkaian fig 11.7

Datasheet LM124

Datasheet LM741

 Datasheet RESISTOR