Operational Amplifier (Op-Amp) - Sistem Isyarat Elektronik - TahuPost

TUGAS 7
Mata Kuliah	:	Sistem Isyarat Elektronik
Nama Tugas	:	Materi & Kesimpulan Operational Amplifier (Op-Amp)
Dosen Pengampu	:	Dr. Hendra Jaya, S.Pd., MT.
Nama	:	John Asto

A. Apa itu Operational Amplifier?

Operational Amplifier adalah sirkuit terintegrasi yang dapat memperkuat sinyal listrik yang lemah. Op-Amp memiliki dua pin input dan satu pin output. Peran dasarnya adalah untuk memperkuat dan mengeluarkan perbedaan tegangan antara dua pin input.

Dimana $V_+$ adalah non-inverting input, $V_-$ merupakan inverting input. $V_{s+}$ merupakan suply positif, sebaliknya $V_{s-}$ Merupakan suply negatif. Vout Merupakan tegangan yang dikeluarkan.

B. Cara Kerja Op-Amp

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-Amp akan memberikan tegangan output.

$V_{out}=V_d\times A$
Dimana:
$A=10^5 \,sampai \, 10^6$
$V_d=V_+ - V_-$

Apa yang terjadi jika diberikan sinyal sinusodial pada non-inverting input ($V_+$) sedangkan inverting input ($V_-$) dikoneksikan ke ground. Maka Vout akan menghasilkan sinyal $V_+$ tetapi bedanya adalah akan menjadi lebih besar. Untuk sebaliknya, $V_+$ dikoneksikan ke ground sedangkan $V_-$ diberikan sinyal sinusodial. Maka Vout akan memberikan hasil yang terbalik.

C. Kurva Voltage Transfer

Kurva di atas menjelaskan bahwa terdapat titik maksimum yaitu $V_{sat}$ dimana $V_{sat}$ misalkan 15V. Set Op-Amp memiliki Vsat yang berbeda-beda. Tapi hal itu makanya pada Op-Amp open loop memiliki kelemahan seperti setelah diberikan sedikit pada $V_{in}$ akan menghasilkan $V_{sat}$ yang maksimum dan tidak berubah.

D. Rangkaian Ekuivalen

Untuk OP-AMP ideal terdapat beberapa karakteristik yaitu:

1. $Z_{in} = ∞$
2. $Z_{out} = 0$
3. $A\,(Gain) = ∞$
4. $Bandwith=∞$

E. Inverting Op-Amp

Cara kerjanya adalah misalkan $V_{out}$ sebesar 10V, maka bisa dikatakan pada titik pertemuan $R_{in}$ dan $R_f$ merupakan:

$V_x=\frac{10}{10^6}$
$V_x=10μV$

Karena 10µV dianggap kecil maka $V_x → 0$ ($V_x$ mendekati 0). Di $V_{in}$ terdapat $I_{in}$ dan $R_f$ terdapat $I_f$. Karena di bagian titik $V_x$ dianggap short circuit maka $I = 0$. Oleh karena itu dituliskan $I_{in} = I_f$. Karena dikatakan Inverting Op-Amp, maka grafik yang dihasilkan juga terbalik.

F. Non-Inverting Op-Amp

Bisa dilihat bahwa $V_{in}$ dan ground ditukar. Pada non-inverting input diberi $V_{in}$ dan pada inverting input diberi ground. Misalkan pada titik pertemuan $R_g$ dan $R_f$ diberi nama $X$ seperti Pada gambar di bawah:

Kita bisa dapat $V_x$ dengan cara voltage divider. Berarti kita bisa dengan cara:

$V_x=\frac{R_g}{R_f+R_g}\times V_{out}$
Setelah itu kita bisa cari $V_{in}$ dengan cara kita bisa lihat bahwa inverting dan non-inverting input memiliki voltase yang sangat kecil. Jadi bisa dianggap:

$V_{in}=V_x$
$V_{in}=\frac{R_g}{R_f+R_g}\times V_{out}$

Dari rumus di atas kita sudah bisa mencari gain untuk rangkaian tersebut yaitu:

$\boxed {A=\frac{V_{out}}{V_{in}}=\frac{R_f+R_g}{R_g} \,atau\, A=1+\frac{R_f}{R_g}}$
Dari sini kita bisa cari gain. Untuk contohnya misalkan kita anggap:

$R_f=3kΩ$
$R_g=1kΩ$

Maka gain-nya adalah:

$A=1+\frac{3kΩ}{1kΩ}$
$A=4$

Maka jika pada input terdapat 1V maka pada $V_{out}$ akan mendapatkan 4V. Karena ini Non-Inverting Op-Amp maka hasilnya akan sefase yang bisa dilihat pada hasil gainnya positif.

Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat ditarik dari materi ini adalah:

1. Operational Amplifier adalah sirkuit terintegrasi yang dapat memperkuat sinyal listrik yang lemah.
2. Apabila kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-Amp akan memberikan tegangan output.
3. Op-Amp ada dua jenis yaitu Inverter dan Non-Inverter.

Related Posts