Tugas Pendahuluan Modul 3





1. Soal[Kembali]

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

Jawab:

Karakteristik Op-Amp:

  1. Impedansi input bernilai tak terhingga (∞); rasio tegangan input terhadap arus input dianggap tak terbatas agar mencegah arus yang mengalir dari sumber suplai ke rangkaian input amplifier (IIN = 0).
  2. Impedansi output bernilai nol (0); idealnya, impedansi output Op-Amp adalah nol karena bertindak sebagai sumber tegangan internal yang sempurna tanpa resistansi internal. Sehingga mampu memasok arus yang dibutuhkan oleh beban.
  3. Memiliki Bandwidth (BW) dengan nilai tak terhingga (∞); ini karena ideal atau tidaknya Op-Amp dilihat dari adanya respons frekuensi yang tidak terbatas sehingga mampu memperkuat frekuensi sinyal dari DC ke AC.
  4. Kekuatan tegangan Open Loop (Av) bernilai tak terhingga (∞); open loop gain merupakan kekuatan dari Op-Amp yang tidak memiliki umpan balik bernilai negatif atau positif. Dengan gain yang demikian itu, nilai real dari kekuatan tegangan yang tidak terbatas berkisar antara 20.000 hingga 200.000.
  5. Tegangan output offset bernilai nol (0); ini akan terjadi apabila perbedaan tegangan antara non-inverting dan inverting input adalah bernilai sama, nol, atau keduanya berada di ground.

Fungsi op amp

·       Memperkuat sinyal.

·       Buffer sinyal.

·       Berfungsi sebagai sensor.

·       Digunakan sebagai penguat.

·       Mengkonversikan sinyal analog ke digital.

·       Sebagai filter aktif.

·       Memperkuat volume suara.

·       Instrumentasi

·       Mengatur tegangan.


2. Jelaskan macam macam aplikasi op amp beserta fungsinya!

Jawab:

Komparator (Rangkaian Pembalik)
Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi

Penguat Pembalik ( Inverting amplifier )
Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik.
 
Penguat tak pembalik (Non Inverting Amplifier )
Penguat Non Inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,dimana Input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung dari besarnya Rfeedback dan Rinput.
 
Penguat differensiator
Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu Rf/R1.
 
Rangkaian penguat penjumlah (Summing amplifier )
Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan, dengan persamaan; Vout = -Rf ( Hasil Penjumlahan V1/R1 …. Vn/Rn).
 
Penguat integrator (Integrator Amplifier)
Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu, dengan persamaan; Vout = -1/RC (integral 0-1 Vin dt + Vmula)
 
Differentsiator
Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu dengan persamaan, Vout = -RC (dVin/dt). Vin dan Vout adalah fungsi dari waktu.


3. Jelaskan apa itu inverting dan non inverting, bandingkan sinyal input dan output! (sertakan gambarnya) 

Jawaban:

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.

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



Dari gambar dapat kita ketahui bahwa rangkaian inverting dan non inverting memiliki kesamaan pada Vinputnya, sedangkan pada Voutputnya, sinyal masukan dan keluaran pada rangkaian inverting sefasa, tetapi pada rangkaian non inverting menghasilkan sinyal yang masukan dan keluarannya berbeda fasa.



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

Jawaban:

  • 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.

Pada rangkaian diatas sinyal input (V1, V2, V3) diberikan ke jalur input melalui resitor input masing-masing (R1, R2, R3). Besarnya penguatan tegangan pada rangkaian adder non-inverting di atas diatur oleh Resistor feedback (Rf) dan resistor inverting (Ri).


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

Jawaban:



Rangkaian: 

  • Buatlah rangkaian inverting dan non inverting
  • Buatlah rangkaian adder inverting dan adder non inverting (Masing-masing rangkaian dilengkapi dengan signal generator dan osiloskop)

2. Prinsip Kerja[Kembali]

  • 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.

  • Adder Inverting


    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



    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 10K 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]

  • Inverting Op-Amp


  • Non Inverting Op-Amp


  • Inverting Adder


  • Non Inverting Adder


4. Download File[Kembali]

Rangkaian Inverting Amplifier [Download]

Rangkaian Non Inverting Amplifier [Download]

 Rangkaian Inverting Adder [Download]

Rangkaian Non Inverting Adder [Download]

Video Rangkaian Inverting Amplifier [Download]

Video Rangkaian Non Inverting Amplifier [Download]

Video Rangkaian Inverting Adder [Download]

Video Rangkaian Non Inverting Adder [Download]

Datasheet Resistor [Download]

Datasheeet Op-Amp [Download]

Datasheeet Signal Generator [Download]

Datasheeet Oscilloscope [Download]






Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Gambar
Bahan Presentasi Untuk Mata Kuliah Elektronika B 2023-2024 Disusun Oleh : Irva Stefani NIM : 2210951001 Dosen Pengampu : Dr. Darwison ,MT Rizki Wahyu Pratama ST, MT Referensi : a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-602-9081-10-7, CV Ferila, Padang  b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2,  ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang  c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002. e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005 f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007. g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Baca selengkapnya