MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER

1. Pendahuluan[Kembali]

Operational amplifier atau yang biasa disebut op-amp adalah salah satu komponen elektronika yang banyak digunakan pada rangkaian analog. Op-amp bekerja sebagai penguat dengan penguatan yang sangat besar dan memiliki dua masukan, yaitu input inverting dan input non-inverting. Karena sifatnya yang fleksibel, op-amp dapat digunakan untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai penguat tegangan, penjumlah sinyal, pembalik fase, integrator, diferensiator, dan lain-lain.

    Selain digunakan sebagai penguat, op-amp juga sering dipakai dalam pembuatan rangkaian filter. Filter sendiri adalah rangkaian yang berfungsi untuk memilih sinyal berdasarkan frekuensinya, ada yang melewatkan frekuensi rendah (low pass filter), melewatkan frekuensi tinggi (high pass filter), melewatkan frekuensi tertentu (band pass filter), atau menolak frekuensi tertentu (band stop filter). Jika filter dibuat dengan op-amp, rangkaian tersebut disebut filter aktif, dan biasanya lebih baik dibandingkan filter pasif karena bisa memberikan penguatan sekaligus.

    Dengan mempelajari op-amp dan filter, kita dapat memahami dasar dari banyak rangkaian elektronika yang digunakan dalam sistem komunikasi, audio, maupun instrumentasi.

2. Tujuan[Kembali]

  1. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier 
  2. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
  3. Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter
  4. MengetahuI prinsip kerja High Pass Filter                                      

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

    a).  Multimeter




    b). Jumper



     c). DC Power Supply



      d) Osiloskop

       (e) Function generator



B. Bahan

  a) Module elektronika analog Operational Amplifier 1



   b) Resistor

   c) RS-A4 elektronika analog

4. Dasar Teori[Kembali]

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.

Gambar 3.1 Operational Amplifier



1. Inverting Amplifier


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.

Gambar 3.2 Rangkaian Inverting Op-Amp



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.

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.


Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah



Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.



2. 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 input inverting (-), 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)

Gambar 3.3 Komparator Op- Amp



3. Low Pass Filter

Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Gambar 3.4 Rangkaian Low Pass Filter



Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut


Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.


4, High Pass Filter

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut-off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut-off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Gambar 3.5 Rangkaian HPF dan grafik respon frekuensi HPF



Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter adalah





Komentar

Posting Komentar