TP MODUL 3

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Soal

2. Prinsip kerja

3. Video Simulasi

4. Download File

1. Soal [Kembali]

1. Jelaskan karakterisktik op amp dan fungsi dari op amp!

Jawab:

Karakteristik Op-Amp:

A. Penguatan Tinggi (High Gain): Salah satu hal yang paling mencolok dari op-amp adalah kapasitasnya untuk secara signifikan meningkatkan sinyal. Kemampuan ini memungkinkannya untuk memperkuat perbedaan tegangan di antara kedua inputnya secara besar-besaran. Peningkatan ini umumnya diukur dalam bentuk Gain (penguatan), yang bisa mencapai angka ribuan sampai jutaan.

B. Dua Input: Op-amp memiliki dua input, yaitu input inverting (-) dan input non-inverting (+). Perbedaan tegangan antara kedua input ini yang diolah oleh op-amp.

C. Impedansi Input Tinggi: Op-amp memiliki resistansi input yang sangat tinggi, yang berarti hampir tidak menarik arus dari sumber sinyal yang terhubung ke inputnya. Karakteristik ini menjadikannya sesuai untuk menghubungkan sumber sinyal yang memiliki resistansi output yang beragam.

D. Impedansi Output Rendah: Op-amp memiliki resistansi output yang kecil, memfasilitasi koneksi beban seperti resistor atau komponen lainnya dengan lancar tanpa berdampak besar pada sinyal keluaran.

E. Kinerja Linier: Op-amp dibuat dengan tujuan memiliki kualitas linear yang optimal. Ini menandakan bahwa reaksinya terhadap perubahan tegangan input proporsional dan dapat dipercaya.

Penguat operasional atau sering disebut Op- Amp merupakan komponen elektronika yang berfungsi untuk memperkuat sinyal arus searah (DC) maupun arus bolak-balik (AC).

2. Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!

Jawab:

1. Penguat Sinyal (Signal Amplification):

- Fungsi: Op-amp digunakan untuk menguatkan sinyal dari sumber yang memiliki amplitudo yang rendah sehingga sinyal tersebut dapat digunakan atau diproses lebih lanjut

2. Penguat Inverter (Inverting Amplifier) dan Non-Inverter (Non-Inverting Amplifier):

- Fungsi: Op-amp dapat digunakan sebagai penguat dengan atau tanpa inversi fase pada sinyal input.

3. Komparator (Comparator):

- Fungsi: Op-amp digunakan sebagai komparator untuk membandingkan dua sinyal input dan menghasilkan sinyal keluaran berdasarkan perbandingan tersebut.

4. Integrator dan Diferensiator:

- Fungsi: Op-amp dapat digunakan dalam rangkaian integrator untuk mengintegrasikan sinyal input terhadap waktu dan dalam rangkaian diferensiator untuk menghitung turunan sinyal input terhadap waktu.

5. Oscillator:

- Fungsi: Op-amp dapat digunakan dalam rangkaian osilator untuk menghasilkan sinyal osilasi dengan frekuensi tertentu.

3. Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output!

(sertakan gambarnya)

jawab:

Inverting adalah salah satu jenis konfigurasi rangkaian yang menggunakan resistor dan op-amp (Operational Amplifier). Dapat diatur sehingga dapat memperoleh sinyal yang berlawanan dengan sinyal masukan. Output dari sistem ini akan berlawanan dengan masukan. Ini berarti bahwa sinyal masukan akan dibalik arah yang merupakan tujuan dari rangkaian inverting.

Sedangkan Non Inverting adalah jenis lain dari konfigurasi rangkaian yang juga menggunakan resistor dan op-amp. Rangkaian yang dapat diatur untuk menghasilkan sinyal yang sama dengan masukan. Ini berarti bahwa sinyal output akan sama dengan sinyal masukan, yang membuatnya sangat berguna untuk berbagai aplikasi.

Sinyal Vin dan Vout Rangkaian Inverting

Sinyal Vin dan Vout Rangkaian Non-Inverting

4. Jelaskan rangkaian inverting adder dan non inverting adder! (sertakan gambarnya)

jawab:

A. Inverting Adder

Rangkaian Inverting Adder

Pada operasi adder 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 tiap sinyal input mengikuti nilai perbandingan Rf dan Resistor input masing-masing (R1, R2, R3).

Rangkaian Adder/Penjumlah Non-Inverting

Rangkaian adder 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 bertujuan agar nilai penjumlahan sinyal yang diberikan ke rangkaian menjadi stabil dan akurat.

5.Buktikan turunan rumus inveting adder! (sertakan gambarnya)

VOUT1 = – (Rf / R1) V1
VOUT2 = – (Rf / R2) V2
VOUTn = – (Rf / Rn) Vn

VOUT = VOUT1 + VOUT2 + . . . + VOUTn

VOUT = – [(Rf / R1) V1 + (Rf / R2) V2 + . . . + (Rf / Rn) Vn]

VOUT = V1 AV1 + V2 AV2 + . . . + Vn AVn

2. Prinsip Kerja [Kembali]

Inverting Amplifier

Prinsip Kerja:

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

Prinsip Kerja:

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.

Adder Inverting Amplifier

Prinsip Kerja:

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.

Adder Non Inverting Amplifier

Prinsip Kerja:

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.

3. Video Simulasi [Kembali]

1. Inverting Amplifier