Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Widget Atas Posting

Box 1 , scroll ke bawah

Box 2 , scroll ke bawah

Box 3 , scroll ke bawah

Box 4

Operational Amplifier (Op-Amp) ,Karakteristik dan Konfigurasinya.

Operational Amplifier

Operational amplifier adalah  penguat linear, dikemas dalam bentuk integrated circuit (IC), yang dalam satu buah IC bisa berisi 1 sampai 4 Operational amplifier. Penguat ini memiliki karakteristik dasar sebagai berikut:
  1. Gain open loop yang sangat tinggi
  2. Impendansi input yang tinggi, Z in >1 M ohm
  3. Impendansi output yang rendah, yaitu antara 50 – 70 ohm.
IC OP Amp

Gambar 1. IC LM358D yang berisi 2 buah Operational Amplifier
Sumber Gambar : www.wikipedia.org

Berdasarkan karakteristik di atas, maka kita dapat membuat sebuah penguat dengan gain open loop yang tinggi yaitu antara 1 sampai 1000 dengan tingkat stabilitas yang baik. Kelebihan yang bisa didapat dengan adanya impendansi input yang tinggi adalah op amp dapat menerima arus input yang sangat kecil sehingga tidak membebani rangkiaan. Impendansi output yang kecil membuat op amp dapat mengatur beban tanpa harus terbebani. Op amp ini termasuk penguat sinyal, bukan penguat daya sehingga dapat dihubungkan secara langsung ke beban dengan arus yang besar seperti speaker atau motor listrik. 

Pada Gambar 1 tersebut merupakan bentuk fisik dari IC LM 358D yang berisi dua buah Operational amplifier dan Susunan Kaki kaki IC yang menunjukkan bagian input, output, Vcc dan ground. Pemberian catu pada operational amplifier ini adalah menggunakan catu daya berpolaritas plus, min dan ground
simbol Op amp
Gambar 2. Simbol Operational Amplifier.

Gambar 2  di atas merupakan simbol dari operational amplifier. Sobat bisa perhatikan bahwa sebuah op amp memiliki dua buah input tegangan yaitu V1 dan V2, serta tegangan output yaitu V out. Hampir semua jenis op amp merupakan penguat differensial dimana outputnya merupakan selisih dari kedua tegangan input. Perhatikan persamaan di bawah ini :
Rumus V out
dimana V out    :    Tegangan output
                A       :    Gain Open loop ( Penguatan tegangan terbuka)
                V1     :    Input Inverting
                V2     :    Input non Inverting.

Penguatan tegangan dari op amp bila belum dihubungkan rangkaian tambahan memiliki nilai 100.000 lebih. Input inverting akan menghasilkan keluaran yang berbeda fase, sedangkan input non inverting akan menghasilkankeluaran yang sefase.Pada saat kedua input diberi masukan secara bersamaan maka tegangan keluarannya merupakan selisih diantara kedua input.

Operational amplifier applications: Op-Amp Sebagai Penguat Inverting

Penguat inverting merupakan sebuah penguat yang memiliki fungsi menguatkan sinya input, dengan hasil keluaran berbeda fase 180 derajat. Bila sinyal input berupa gelombang sinusoidal, maka fase positif pada input akan berubah jadi fase negatif pada output, demikian pula sebaliknya. Sedangkan bila input berupa sinyal DC, maka input dengan polaritas positif akan menghasilkan keluaran dengan polaritas negatif, begitupun sebaliknya. Untuk memahaminya, sobatbee bisa lihat gambar di bawah ini.

Penguat Inverting
Gambar 3. Penguat Inverting, dengan bentuk gelombang input dan output.


Perhatikan gambar di atas. Pada bagian output dihubungkan dengan sebuah resistor ke bagian input (Rf). Resistor ini berfungsi sebagai feedback ( umpan balik).  Faktor penguatan dari rangkaian ini ditentukan dengan besarnya nilai Rf dan Ri. Faktor penguatan ini dapat diatur hingga 100.000 kali. 
persamaan yang digunakan untuk perhitungan pada rangkaian penguat inverting adalah sebagai berikut 
Rumus Inverting
Dimana    :    V out    :    Tegangan Output 
                       Av        :    Penguatan Tegangan
                        Ri        :    Resistor yang dipasangkan pada kaki input Inverting
                        Rf        :    Resistor Umpan Balik 
                        vi         :    Tegangan input

Perhitungan Penguat Inverting.

Sebuah rangkaian operasional amplifier dirangkai dengan konfigurasi Penguat inverting, menggunakan IC LM 358D, dua buah Resistor dengan nilai 1K ohm dipasangkan di bagian input (Ri)  dan 2k2 ohm dipasangkan sebagai resistor feedback (Rf). Rangkaian tersebut di beri tegangan sumber Puls min ground sebesar 20 Volt, sedangkan sinyal masukan berupa sinyal DC 10 m Volt. 
Tentukan besarnya : Penguatan Tegangan (Av) dan Tegangan Output ( Vo). 
Gambar Rangkaian penguat Inverting


Gambar 4. Rangkaian Penguat Inverting



Diketahui : Vi = 10m Volt
                    Ri = 1 K ohm = 1000 Ohm
                    Rf = 2k2 ohm = 2200 ohm
Tentukan   : Av dan Vo

Penyelesaian :

Av    =    -Rf/Ri    = 2200/1000 = -2,2 Kali

Vo    =    Av x Vi    =    -2,2 X 10 mVolt

Vo    =    - 22 mVolt

Latihan soal : 

  1. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 100 ohm dan Rf = 330 ohm, Besarnya Vi = 100mVolt, tentukan besarnya Vo.
  2. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 100 ohm dan Rf = 330 ohm, Besarnya Vout = 200 mVolt, tentukan besarnya Vi.
  3. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 100 ohm , Besarnya Vi = 100mVolt, besarnya Vo = -450m Volt  tentukan besarnya Rf

Operational amplifier applications: Op Amp sebagai Penguat Non Inverting.

Penguat non  inverting merupakan sebuah penguat yang memiliki fungsi menguatkan sinya input, dengan hasil keluaran sefase dengan fase input. Bila sinyal input berupa gelombang sinusoidal, maka fase positif pada input akan tetap positif pada output, demikian pula sebaliknya. Sedangkan bila input berupa sinyal DC, maka input dengan polaritas positif akan menghasilkan keluaran dengan polaritas positif pula, begitupun sebaliknya. Untuk memahaminya, sobatbee bisa lihat gambar di bawah ini.

Penguat non Inverting
Gambar 5. Penguat Non  Inverting, dengan bentuk gelombang input dan output.


Perhatikan gambar di atas. Pada bagian output dihubungkan dengan sebuah resistor ke bagian input (Rf). Resistor ini berfungsi sebagai feedback ( umpan balik). Tegangan input masuk melalui kaki non inverting pada operational amplifier.  Faktor penguatan dari rangkaian ini ditentukan dengan besarnya nilai Rf dan Ri. Faktor penguatan ini dapat diatur hingga 100.000 kali. 
persamaan yang digunakan untuk perhitungan pada rangkaian penguat Non  inverting adalah sebagai berikut 

Rumus Penguat Non Inverting
Dimana    :    V out    :    Tegangan Output 
                       Av        :    Penguatan Tegangan
                        Ri        :    Resistor input
                        Rf        :    Resistor Umpan Balik 
                        Vi         ;    Tegangan Input yang dipasangkan di kakai Non Inverting


Perhitungan Penguat Non Inverting.

Sebuah rangkaian operasional amplifier dirangkai dengan konfigurasi Penguat Non inverting, menggunakan IC LM 741 , dua buah Resistor dengan nilai 2200 ohm dipasangkan di bagian input (Ri)  dan 5600 ohm dipasangkan sebagai resistor feedback (Rf). Rangkaian tersebut di beri tegangan sumber Puls min ground sebesar 20 Volt, sedangkan sinyal masukan berupa sinyal DC 100 m Volt. 
Tentukan besarnya : Penguatan Tegangan (Av) dan Tegangan Output ( Vo). 

Rangkaian Penguat Non Inverting

Gambar 4. Rangkaian Penguat Non  Inverting

Diketahui : Vi = 100m Volt
                    Ri = 1 K ohm = 2200 Ohm
                    Rf = 2k2 ohm =5600 ohm
                    Vi = 100 m volt
Tentukan   : Av dan Vo

Penyelesaian :

Av    =    (1+Rf/Ri )   = (1 +5600/2200) = 3,545 Kali

Vo    =    Av x Vi    =    3,545  X 100 mVolt

Vo    =    354,5  mVolt


Latihan soal : 

  1. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 100 ohm dan Rf = 330 ohm, Besarnya Vi = 25 mVolt, tentukan besarnya Vo.
  2. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 330 ohm dan Rf = 560 ohm, Besarnya Vout  = 200 mVolt, tentukan besarnya Vi.
  3. sebuah rangkaian penguat inverting dengan Ri = 1000 ohm , Besarnya Vi = 100mVolt, besarnya Vo = 600m Volt  tentukan besarnya Rf

Demikian, artikel tentang Operational Amplifier (Op-Amp) semoga bermanfaat, 

Refferensi : dari berbagai sumber yang terpercaya.