fig 10.50
1. Pendahuluan [kembali]
Op-amp (operational amplifier) merupakan
salah satu komponen analog yang sangat penting dalam sistem elektronika karena
kemampuannya untuk memperkuat sinyal. Salah satu konfigurasi dasar dari op-amp
adalah rangkaian penguat inverting (inverting amplifier), di mana sinyal input
diberikan ke terminal inverting dan output akan memiliki fasa yang berlawanan
terhadap input. Konfigurasi ini umum digunakan dalam rangkaian penguat sinyal,
filter aktif, dan kontrol sistem analog. Namun, pada op-amp nyata, terdapat
parameter non-ideal seperti tegangan offset input (input offset voltage) yang
dapat memengaruhi akurasi sinyal output, terutama dalam aplikasi presisi
tinggi. Oleh karena itu, pemahaman terhadap prinsip kerja, pengaruh gain, serta
dampak dari tegangan offset sangat penting dalam merancang dan menganalisis
rangkaian op-amp.
2. Tujuan [kembali]
1. Menganalisis prinsip kerja rangkaian inverting amplifier
menggunakan op-amp dengan konfigurasi umpan balik negatif.
2. Menghitung tegangan output dari sinyal input yang
diberikan serta efek dari input offset voltage terhadap output.
3. Memahami pengaruh parameter spesifikasi op-amp terhadap unjuk kerja rangkaian secara keseluruhan.
3. Alat dan Bahan [kembali]
1. Op Amp lm 741
LM741 adalah sebuah operational
amplifier (op-amp) monolitik serbaguna yang dirancang untuk aplikasi penguat
analog umum. IC ini memiliki dua input (inverting dan non-inverting) dan satu
output, serta membutuhkan sumber tegangan ganda (biasanya ±15 V, tetapi bisa
bekerja di kisaran ±10 V hingga ±22 V). Op-amp ini termasuk dalam kategori
general-purpose op-amp, yang banyak digunakan dalam penguat sinyal kecil,
filter aktif, integrator, komparator, dan lain-lain.
2. Resistor
Resistor adalah komponen
elektronik pasif yang berfungsi untuk menghambat atau membatasi aliran arus
listrik dalam suatu rangkaian, komponen ini digunakan untuk mengatur arus,
membagi tegangan, melindungi komponen lain dari arus berlebih, dan sebagai
bagian dari filter, pengatur waktu, atau pembentuk sinyal. Nilai hambatan
resistor ditentukan oleh kode warna atau ditulis langsung pada bodinya.
3. Ground
Ground dalam sebuah rangkaian elektronik
adalah titik referensi tegangan nol volt yang digunakan sebagai acuan untuk
semua tegangan lainnya dalam rangkaian. Ground bukan berarti harus terhubung
secara fisik ke bumi, tapi bisa berarti titik nol secara konseptual atau
fungsional di dalam sistem.
4. Power supply
Power supply adalah perangkat atau rangkaian
yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik kepada komponen atau sistem
elektronik. Secara umum, power supply dapat dibagi menjadi dua jenis utama,
yaitu DC power supply yang menghasilkan arus searah (direct current), dan AC
power supply yang menghasilkan arus bolak-balik (alternating current). Pada
rangkaian ini menggunakan input dc sebesar 25mV yang dihubungkan melalui
resistor ke kaki inverting.
4. Dasar Teori [kembali]
1. Nilai maksimum absolut
Nilai maksimum absolut memberikan informasi
tentang tegangan terbesar yang bisa digunakan, seberapa besar rentang sinyal
input yang dapat diterima, serta berapa banyak daya yang dapat diproses oleh IC
ini tanpa merusak perangkat.
2. Karakteristik Elektrik
Karakteristik elektrik menggambarkan
perilaku dan kinerja op-amp dalam kondisi operasi normal. Karakteristik ini
biasanya mencakup beberapa parameter,
a. Vio (Tegangan
Offset Input)
Merupakan selisih tegangan antara terminal
input op-amp ketika output seharusnya nol.Nilai tipikal adalah 1 mV, tetapi
dalam kondisi terburuk bisa mencapai hingga 6 mV.Tegangan offset output
bergantung pada rangkaian yang digunakan, dan nilai maksimum pada kondisi
terburuk harus digunakan dalam perhitungan.
b. Iio (Arus Offset Input)
Merupakan arus kecil yang diperlukan untuk menyebabkan
tegangan offset input. Nilai tipikal adalah 20 nA, tetapi pada kondisi terburuk
bisa mencapai 200 nA.
Masih banyak lagi karakteristik elektrik yang bisa dilihat
pada tabel berikut
5. Example [kembali]
|
|
|
Example
1 |
|
|
|
Example 2 |
|
|
|
Example 3 |
6. Problem [kembali]
1.
2. What input voltage results in an output of 2 V in the
circuit of Fig. 10.64 ?
Jawab :
7. Soal Latihan [kembali]
1. Satuan dari Slew Rate pada spesifikasi op-amp adalah:
A. Volt
B. Volt/watt
C. Volt/detik
D. Volt/mikrodetik
Jawaban: D. Volt/mikrodetik
2. Satuan dari Input Offset Voltage pada datasheet op-amp
umumnya adalah:
A. Volt
B. Milivolt atau mikrovolt
C. Ampere
D. Ohm
Jawaban: B. Milivolt atau mikrovolt
3. Satuan dari Gain Bandwidth Product (GBW) dalam op-amp
adalah:
A. Volt
B. Hertz
C. Watt
D. Decibel
Jawaban: B. Hertz
8. Percobaan [kembali]
a. Prosedur
1). Buka aplikasi proteus
2). Pilih komponen yang akan
digunakan dalam rangkaian
3). Susunlah komponen sesuai
gambar
4). Setelah merangkai seluruh
komponen, jalankan simulasi
5). Amatilah simulasi yang
sedang berjalan
b. Rangkaian dan prinsip kerja
Rangkaian
Video Presentasi
Rangkaian ini merupakan rangkaian penguat inverting yang
menggunakan operational amplifier (op-amp). Dalam konfigurasi ini, tegangan
input Vi sebesar 25 mV diberikan ke terminal inverting (-) melalui resistor
sebesar 12 kΩ, sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground
melalui resistor 12 kΩ. Output dari op-amp diumpan balik ke input inverting
melalui resistor 360 kΩ. Karena op-amp memiliki gain yang sangat tinggi, maka
perbedaan tegangan antara kedua inputnya (terminal + dan -) akan sangat kecil.
Terminal non-inverting berada pada 0 V (ground), sehingga terminal inverting
juga akan berada sangat dekat dengan 0 V. Fenomena ini dikenal sebagai virtual
ground. Arus yang mengalir dari Vi menuju kaki inverting akan melewati resistor
12 kΩ dan diteruskan melalui resistor 360 kΩ menuju output, karena arus yang
masuk ke op-amp secara ideal adalah nol karena impedansi input sangat tinggi.
Berdasarkan hukum Kirchoff, arus yang melalui resistor input sama dengan arus
melalui resistor umpan balik. Namun, dalam praktiknya, op-amp memiliki tegangan
offset input, yaitu tegangan kecil yang muncul akibat ketidaksempurnaan
internal op-amp. Tegangan offset ini, meskipun sangat kecil, akan diperkuat
oleh gain rangkaian, sehingga dapat menyebabkan output menyimpang dari nilai
ideal.
9. Download File [kembali]
Download rangkaian 10.50 klik
disini
Download Datasheet Op Amp 741 klik
disini
Download Tambahan Datasheet op amp klik
disini
Download Datasheet Resistor klik disini
Komentar
Posting Komentar