1) Jelaskan karakterisktik op amp dan fungsi dari op amp!
Jawab:Karakteristik:
1. Tingkat Penguatan Tinggi (High Gain):
Op-amp memiliki kemampuan untuk memberikan penguatan tegangan yang sangat tinggi. Penguatan ini dapat mencapai ribuan hingga ratusan ribu kali.
2. Impedansi Masukan Tinggi dan Impedansi Keluaran Rendah:
Impedansi masukan yang tinggi berarti op-amp memiliki kemampuan untuk menerima sinyal input tanpa menarik banyak arus dari sumbernya. Impedansi keluaran yang rendah berarti op-amp dapat memberikan sinyal output tanpa memberikan beban yang signifikan pada sumbernya.
3. Offset Nol (Zero Offset):
Idealnya, op-amp harus memberikan output nol ketika perbedaan tegangan di antara kedua inputnya adalah nol. Namun, op-amp nyata memiliki sedikit offset yang dapat diabaikan dalam banyak aplikasi.
4. Common-Mode Rejection Ratio (CMRR) yang Tinggi:
CMRR mengukur seberapa baik op-amp mampu menolak sinyal common-mode (sinyal yang ada pada kedua input secara bersamaan). Semakin tinggi CMRR, semakin baik op-amp dapat mengabaikan sinyal common-mode.
5. Stabilitas dan Linearitas yang Baik:
Op-amp dirancang untuk memberikan respons yang linier terhadap perubahan input, dan mereka cenderung stabil dalam berbagai kondisi operasional.
Fungsi:
- Memperkuat sinyal listrik. Misalnya, dalam konfigurasi inverting atau non-inverting amplifier, op-amp dapat meningkatkan amplitudo sinyal input.
- Pembanding untuk membandingkan dua sinyal input. Outputnya akan menghasilkan sinyal tinggi atau rendah tergantung pada perbandingan antara kedua input.
- Sebagai integrator dalam rangkaian yang dapat menghasilkan output yang sebanding dengan integral dari sinyal input terhadap waktu.
- Sebagai diferensiator, menghasilkan output yang sebanding dengan turunan dari sinyal input terhadap waktu.
- Op-amp digunakan dalam berbagai jenis filter aktif, seperti filter pasaband, filter tapis rendah, dan filter tapis tinggi.
- Op-amp dapat digunakan dalam rangkaian osilator untuk menghasilkan gelombang osilasi.
- Beberapa op-amp dapat dikonfigurasi untuk menjumlahkan beberapa sinyal input.
2)Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!
Jawab:
1. Komparator (Comparator):
Fungsi:
Op-Amp sebagai komparator digunakan untuk membandingkan dua sinyal tegangan dan menghasilkan sinyal keluaran yang mengindikasikan hasil perbandingan tersebut.Aplikasi:
2. Inverting Amplifier:Pada aplikasi ini, Op-Amp berperan sebagai sakelar elektronik. Ketika tegangan input non-inverting (+) lebih besar dari tegangan input inverting (-), output Op-Amp akan berada pada tingkat tinggi. Sebaliknya, jika tegangan input inverting lebih besar, maka output akan berada pada tingkat rendah. Aplikasi ini sering digunakan dalam sakelar otomatis, sensor, dan sistem kontrol.
Fungsi:
Op-Amp sebagai inverting amplifier digunakan untuk memperbesar sinyal input dengan penguatan yang dapat diatur dengan mudah.Aplikasi:
Sinyal input yang diberikan ke input inverting (-) akan diinversi (dibalikkan) dan diperbesar. Aplikasi umumnya meliputi penguatan sinyal, pembalik fasa, atau perubahan tingkat tegangan.
3. Non-Inverting Amplifier:
Fungsi:
Op-Amp sebagai non-inverting amplifier juga digunakan untuk memperbesar sinyal input, tetapi outputnya tidak diinversi dan memiliki penguatan yang dapat diatur.Aplikasi:
Sinyal input yang diberikan ke input non-inverting (+) akan diperbesar dengan penguatan tertentu. Aplikasi umum meliputi penguatan sinyal dengan tingkat yang lebih tinggi dari satu.
4. Integrator:
Fungsi:
Op-Amp sebagai integrator digunakan untuk melakukan operasi integrasi matematis terhadap sinyal input. Ini menghasilkan output yang berhubungan dengan area di bawah kurva sinyal input terhadap waktu.Aplikasi:
Aplikasi umumnya meliputi pembuatan sinyal bentuk gelombang segitiga dari sinyal persegi atau pembuatan osilator rampa.
5. Diferensiator:
Fungsi:
Op-Amp sebagai diferensiator digunakan untuk melakukan operasi diferensiasi matematis terhadap sinyal input. Ini menghasilkan output yang berhubungan dengan tingkat perubahan sinyal input terhadap waktu.Aplikasi:
Aplikasi umumnya meliputi pembuatan sinyal bentuk gelombang persegi dari sinyal sinusoidal atau pembuatan osilator gelombang segitiga.
6. Buffer (Voltage Follower):
Fungsi:
Op-Amp sebagai buffer, juga dikenal sebagai voltage follower, digunakan untuk memperbaiki impedansi output dari sumber tegangan dan menyediakan output yang identik dengan inputnya (tanpa penguatan).Aplikasi:
Aplikasi utama adalah menjembatani sirkuit dengan impedansi input yang tinggi dengan beban impedansi output yang rendah, sehingga menghindari penurunan tegangan.
7. Filter Aktif:
Fungsi:
Op-Amp digunakan dalam berbagai jenis filter aktif, seperti filter low-pass, high-pass, band-pass, dan band-stop, untuk mengatur frekuensi sinyal.Aplikasi:
Penggunaan filter aktif meliputi pemrosesan sinyal audio, pemfilteran sinyal komunikasi, dan banyak lagi.
8. Oscillator:
Fungsi:
Op-Amp dapat digunakan dalam berbagai jenis osilator, seperti osilator gelombang sinus, gelombang persegi, dan gelombang segitiga, untuk menghasilkan sinyal osilasi periodik.Aplikasi:
Osilator digunakan dalam banyak aplikasi, termasuk pembangkit gelombang, pemodulasi, dan pengukuran frekuensi.
9. Sirkuit Penguatan Realimentasi Positif (Positive Feedback Amplifier):
Fungsi:
Op-Amp dalam sirkuit penguatan realimentasi positif menghasilkan osilasi atau respons positif terhadap sinyal input.Aplikasi:
10. Penguat Sinyal (Signal Amplification):Aplikasi meliputi pembangkit gelombang osilasi, pengukuran frekuensi, dan aplikasi sensorik.
Fungsi:
Meningkatkan amplitudo sinyal tegangan input.Aplikasi:
Digunakan dalam penguat audio, penguat sinyal instrumen musik, penguat mikrofon, dan berbagai perangkat elektronik yang memerlukan penguatan sinyal.
3) Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output! (sertakan gambarnya)
Jawab:
1. Inverting
Inverting merupakan salah satu jenis konfigurasi rangkaian yang menggunakan resistor dan op-amp (Operational Amplifier). Konfigurasi ini dapat diatur sedemikian rupa sehingga menghasilkan sinyal output yang berlawanan dengan sinyal masukan. Output dari sistem ini akan memiliki polaritas yang berlawanan dengan masukan. Ini berarti bahwa arah sinyal masukan akan dibalik, sesuai dengan tujuan dari rangkaian inverting.
2.Non-inverting
Non-inverting adalah jenis konfigurasi lain dari rangkaian yang menggunakan resistor dan op-amp. Rangkaian ini dapat diatur sehingga menghasilkan sinyal output yang searah dengan sinyal masukan. Dengan kata lain, sinyal output pada rangkaian non-inverting sama dengan sinyal masukan, membuatnya sangat berguna dalam berbagai aplikasi.
Perbandingan Sinyal
- Inverting
- Non Inverting
Dari gambar dapat kita ketahui bahwa rangkaian inverting dan non inverting memiliki kesamaan pada Vinputnya, sedangkan pada Voutputnya rangkaian inverting membalikan fasa sebesar 180, dan pada non inverting tidak terjadi perubahan fasa
4) Jelaskan rangkaian inverting adder dan non inverting adder! (sertakan gambarnya)
Jawab:
1. Rangkaian inverting adder
Pada operasi adder/penjumlah sinyal secara inverting, sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke line input penguat inverting berturut-turut melalui R1, R2, R3. Besarnya penjumlahan sinyal input tersebut bernilai negatif, karena penguat operasional dioperasikan pada mode membalik (inverting). Besarnya penguatan tegangan (Av) tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3). Masing-masing tegangan output (Vout) dari penguatan masing-masing sinyal input tersebut secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :
Besarnya tegangan output (Vout) dari rangkaian adder/penjumlah inverting diatas dapat dirumuskan sebagai berikut.
2. Rangkaian non inverting adder
Rangkaian adder/penjumlah non-inverting memiliki penguatan tegangan yang tidak melibatkan nilai resistansi input yang digunakan. Oleh karena itu dalam rangkaian penjumlah non-inverting nilai resistor input (R1, R2, R3) sebaiknya bernilai sama persis, hal ini bertujutna untuk mendapatkan kestabilan dan akurasi penjumlahan sinyal yang diberikan ke rangkaian. Pada rangkaian penjumlah non-inverting diatas sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke jalur input melalui resitor input masing-masing (R1, R2, R3). Besarnya penguatan tegangan (Av) pada rangkaian penguat penjumlah non-inverting diatas diatur oleh Resistor feedback (Rf) dan resistor inverting (Ri), sehingga dapat dirumuskan sebagai berikut :
Sehingga dengan diketahuinya nilai penguatan tegangan pada rangkaian penjumlah non-inverting tersebut dapat dirumuskan besarnya tegangan output (Vout) rangkaian secara matematis sebagai berikut:
Rangkaian adder/penjumlah non-inverting ini jarang digunakan dalam aplikasi rangkaian elektronika, karena nilai outputnya adalah hasil kali rata-rata tegangan input dengan faktor penguatan (Av) sehingga nilai penjumlahan tegangan merupakan hasil rata-rata sinyal input dan penguatan tegangan belum sesuai dengan kaidah penjumlahan
5) Buktikan turunan rumus inveting adder! (sertakan gambarnya)
Jawab:
Jika dalam rangkaian terdapat 3 input, maka penurunan rumus untuk mendapatkan nilai keluaran:
Jika dalam rangkaian terdiri lebih dari 3 input, maka rumus mencari hasil atau outpul dari inverting adder:
- Buatlah rangkaian inverting dan non inverting.
- Buatlah rangkaian adder inverting dan adder non inverting (Masing-masing rangkaian dilengkapi dengan signal generator dan osiloskop)
- Inverting Amplifier
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 dihubungkan 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. Besarnya nilai output yang dihasilkan pada osiloskop yaitu sebesar -3,50 V dengan input sebesar 1,60 V. Secara matematis, output dapat dihitung dengan rumus Vout = -(Rf/Rin) x Vin, yaitu sebesar -3,52 V.
- Non Inverting Amplifier
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.
- Inverting Adder
Pada operasi 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.
- Non Inverting Adder
Pada operasi penjumlahan sinyal secara non inverting, input yang berada pada V1 dan V2, di hubungkan dengan hambatan yaitu R1,R2 dengan besar masing-masing resistor 100 ohm. 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 + RF1/RF2 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+RF1/RF2) x (V1+V2/2) yaitu 8 V.
- Inverting Amplifier
- Non Inverting Amplifier
- Inverting Adder
- Non Inverting Adder
- Rangkaian Inverting amplifier
- Rangkaian Non Inverting Amplifier
- Rangkaian Adder Inverting
- Rangkaian Adder Non Inverting
- Video Inverting Amplifier
- Video Non Inverting
- Video Adder Inverting
- Video Adder Non Inverting
- Datasheet Osiloskop
- Datasheet Op Amp
- Datasheet Signal Generator
- Datasheet Resistor
.png){kind=logo}
Tidak ada komentar:
Posting Komentar