MODUL 3 OP-AMP
MODUL 3
OPERATIONAL AMPLIFIER
Op-amp, atau operational amplifier, adalah sebuah komponen elektronik yang digunakan untuk menguatkan sinyal listrik. Op-amp memiliki dua input (input inverting dan non-inverting) dan satu output. Komponen ini umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penguatan sinyal, filter aktif, osilator, konverter analog-ke-digital (ADC), dan lain-lain.
Inverting amplifier adalah salah satu konfigurasi dasar dari op-amp (operational amplifier) yang digunakan untuk menguatkan sinyal input dengan membalik fasa (fase) sinyal tersebut. Artinya, output dari inverting amplifier memiliki tegangan yang berbanding terbalik (invers) dengan tegangan input, atau dengan kata lain, output akan memiliki fasa yang berbeda 180° dengan input.
Non-inverting amplifier adalah konfigurasi dasar lain dari op-amp (operational amplifier) yang digunakan untuk menguatkan sinyal input tanpa membalik fasa (fase) sinyal tersebut. Artinya, output dari non-inverting amplifier memiliki tegangan yang searah dengan tegangan input, atau dengan kata lain, output dan input memiliki fasa yang sama.
- Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
- Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier
A. Alat
- Multimeter
- Jumper
- DC Power Supply
- Function Generator
- Module elektronika analog Operational Amplifier 1
- Resistor
- RS-A4 elektronika analog
Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground).
Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional :
A. Differentiator Amplifier
Differentiator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa turunan (diferensial) dari sinyal input terhadap waktu. Alat ini digunakan untuk mendeteksi perubahan cepat dalam sinyal. Pada rangkaian ini, op-amp memberikan output yang sebanding dengan laju perubahan sinyal input, sehingga ideal untuk aplikasi yang membutuhkan deteksi perubahan mendadak. Differentiator sering digunakan dalam sistem kontrol, pengolahan sinyal, dan deteksi sinyal berfrekuensi tinggi.
B. Integrator Amplifier
Integrator adalah amplifier yang menghasilkan output berupa integral dari sinyal input terhadap waktu. Rangkaian ini mengumpulkan nilai sinyal input seiring waktu, menghasilkan sinyal kumulatif. Sangat berguna untuk mengubah bentuk gelombang menjadi ramp atau gelombang halus, dan pada dasarnya, menyaring frekuensi tinggi. Integrator banyak digunakan dalam pengendalian otomatis, rangkaian filter, dan pengolahan sinyal.
C. Comparator Amplifier
Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi
untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk
tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut.
Cara Kerja Comparator
· Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).
· Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada inputinverting (-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (V+ > V− = +V saturasi)
· Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah V+ < V− = −V saturasi)
D. Inverting Op-Amp
Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.
Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non-inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui
Rf . Iin = If
Iin = Vin / Rin
If = - Vout / Rf
Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.
Vout = - (Rf / Rin) Vin
Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah
Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin
Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.
E. Non Inverting Op-Amp
Pada non-inverting amplifier input sinyal dihubungkan ke input (+) non-inverting dan sebagian output kembali melalui jaringan feedback dan dihubungkan ke input pembalik(-). Penguatan yang outputnya sama dengan input, tidak membalikkan fasa. Dikarenakan feedback yang negatif, maka tegangan diferensial (Vdiff = Vin – Vf) antara terminal input sangat kecil dan penguatan open loop tinggi (Aol).
Vout = Vin (1 + Rf / Rin)
Penguatan tegangan (voltage gain) non-inverting amplifier adalah
Acl = (Rf / Rin) + 1