van_bye u: rangkaian penguat operasional

Rangkaian dasar penguat operasional

Pengertian

Penguat operasional (bahasa Inggris: operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan (bahasa Inggris: coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan atau dalam bahasa Inggris: gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga negatif (-V) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional:

Macam-macam

1. Operational Amplifier

Operational Amplifier atau di singkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.

Aplikasi op-amp yang paling sering dipakai antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dipaparkan beberapa aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu rangkaian penguat inverting, non-inverting differensiator dan integrator.

2.Comparator Ca3140

Sirkuit ini akan memberikan indikasi kapan tegangan input berbeda dari dua batas yang ditentukan, V1 dan V2. Batas-batas yang dapat disesuaikan dan sirkuit dibuat untuk memicu dari "jendela" disesuaikan.

Sirkuit ini akan memberikan indikasi kapan tegangan input berbeda dari dua batas yang ditentukan, V1 dan V2. Tegangan suplai, Vcc harus lebih tinggi dari tegangan masukan tertinggi oleh minimal 2 volt. Satu aplikasi di sini adalah untuk memantau baterai mobil 12V. V1 bisa diatur untuk 11V 14V dan V2 sehingga memberikan indikasi biaya atas atau baterai lemah.Op-amp yang digunakan di sini adalah MOSFET CA3140.

3.prinsip kerja

Terdapat banyak sekali penggunaan dari penguat operasional dalam berbagai jenis sirkuit listrik.[5] Di bawah ini dipaparkan beberapa penggunaan umum dari penguat operasional dalam contoh sirkuit:

a.Komparator (pembanding)

Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi.

$Description: V_{\text{out}} = \left\{\begin{matrix} V_{\text{S+}} & V_1 > V_2 \\ V_{\text{S-}} & V_1 < V_2 \end{matrix}\right.$

di mana Vs adalah tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + Vs dan − Vs.)

b. Penguat pembalik

Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali ke masukan. Karena keluaran taksefase sebesar 180°, maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan.

Ini mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik negatif.

$Description: V_{\text{out}} = -\frac{R_{\text{f}}}{R_{\text{in}}} V_{\text{in}}\!\$

Di mana,

$Description: Z_{\text{in}} = R_{\text{in}}\$ (karena $Description: V_{-}\$ adalah bumi maya (bahasa Inggris: virtual ground)
Sebuah resistor dengan nilai $Description: R_{\text{f}} \| R_{\text{in}} \triangleq R_{\text{f}} R_{\text{in}} / (R_{\text{f}} + R_{\text{in}})$ , ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan.

c. Penguat non-pembalik

Rumus penguatan penguat non-pembalik adalah sebagai berikut:

$Description: V_{\text{out}} = V_{\text{in}} \left( \frac{R_1 + R_2}{R_1} \right)\,$

atau dengan kata lain:

$Description: V_{\text{out}} = V_{\text{in}} \left( 1 + \frac{R_2}{R_1} \right)\,$

Dengan demikian, penguat non-pembalik memiliki bati minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka impedansi masukan bernilai $Description: Z_{\text{in}} \approx \infin$ .

d. Penguat diferensial

Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar $Description: \frac{ R_{\text{f}} }{ R_1 }\$ untuk $Description: R_1 = R_2\$ dan $Description: R_{\text{f}} = R_{\text{g}}\$ .Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator.Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

$Description: V_{\text{out}} = \frac{ \left( R_{\text{f}} + R_1 \right) R_{\text{g}} }{\left( R_{\text{g}} + R_2 \right) R_1} V_2 - \frac{R_{\text{f}}}{R_1} V_1$

Sedangkan untuk R₁ = R₂ dan R_f = R_g maka bati diferensial adalah:

$Description: V_{\text{out}} = \frac{ R_{\text{f}} }{ R_1 } (V_{\text{2}} - V_{\text{1}})\,$

e. Penguat penjumlah

Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan, dengan persamaan sebagai berikut:

$Description: V_{\text{out}} = -R_{\text{f}} \left( \frac{V_1}{R_1} + \frac{V_2}{R_2} + \cdots + \frac{V_n}{R_n} \right)$

Saat $Description: R_1 = R_2 = \cdots = R_n$ , dan R_f saling bebas maka:

$Description: V_{\text{out}} = -\frac{R_{\text{f}}}{R_1} ( V_1 + V_2 + \cdots + V_n ) \!\$

Saat $Description: R_1 = R_2 = \cdots = R_n = R_{\text{f}}\$ , maka:

$Description: V_{\text{out}} = -( V_1 + V_2 + \cdots + V_n ) \!\$

Keluaran adalah terbalik.
Impedansi masukan dari masukan ke-n adalah $Description: Z_n = R_n \$ (di mana $Description: V_- \$ adalah bumi maya)

f. Integrator

Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu, dengan persamaan

$Description: V_{\text{out}} = -\frac{1}{RC}\int_0^t V_{\text{in}} \, \operatorname{d}t + V_{\text{mula}}\,$

di mana $Description: t\$ adalah waktu dan $Description: V_{\text{mula}}\$ adalah tegangan keluaran pada $Description: t = 0\$ .

Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggi dan dapat digunakan untuk rangkaian tapis aktif.

g. Diferensiator

Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu dengan persamaan:

$Description: V_{\text{out}} = -RC \,\frac{\operatorname{d}V_{\text{in}} }{ \operatorname{d}t} \, \qquad$

di mana $Description: V_{\text{in}}\$ dan $Description: V_{\text{out}} \$ adalah fungsi dari waktu.

Pada dasarnya diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat sebagai tapis pelewat-rendah dan dapat digunakan sebagai tapis aktif.

JSekianJ

van_bye u

Kamis, 24 November 2011

rangkaian penguat operasional

1 komentar:

Arsip Blog