1.
Op Amp
2.
Resistor
3.
Ground
4.
Vsource
5.
Vsine
6. Power supply
7.
DC Voltmeter
Rangkaian ini
merupakan rangkaian inverting
amplifier. Rangkaian tersusun atas 1 buah op-amp, 2 resistor
sebagai Rin dan Rf, DC voltmeter untuk mengukur tegangan output, vsource untuk
input DC, vsine untuk input AC, power supply, dan ground. Dikatakan inverting
karena sumber tegangannya dihubungkan ke kaki negatif pada op amp. Lalu,
tegangan yang bernilai akan masuk ke r1 dan masuk ke kaki inverting
(-) pada op amp. Kemudian
pin (+) dihubungkan ke ground. Dari output akan di umpan balik ke pin (-)
melalui Rf. Pada op amp akan mengalami
penguatan. Namun, karena Rf ini melewatkan sebagian sinyal keluaran kembali
ke masukan maka nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan
ke op amp. Pada rangkain terdapat +v saturasi dan -v saturasi. Tujuannya adalah
agar V out yang dihasilkan tidak melebihi nilai V saturasi.
Pada percobaan ini nilai yang divariasikan adalah Rf dan nilai Vin. Kemudian nilai Vsaturasi adalah sebesar +9V dan -9V. Untuk kondisi dimana jika Rfnya 35k dan Vinnya bernilai -3V maka vout yang dihasilkan adalah +8.96 dengan gain sebesar 3.5. Selanjutnya jika vinnya +2V maka vout yang didapatkan adalah -7V dengan gain sebesar 3.5. Begitu pula untuk kondisi lain bisa dilihat di jurnal yang telah diisi. Dari table jurnal, maka didapatkan polaritas keluaran akan selalu berbanding terbalik dengan keluarannya. Dimana jika vinnya negatif maka voutnya akan positif, dan begitu juga sebaliknya. Hal ini terjadi karena rangkaian merupakan inverting amplifier (penguatan pembalik). Lalu tidak ada nilai vout yang melebihi +9 volt atau -9 volt. Untuk rumus Vout dari rangkaian opamp inverting amplifier adalah:
1.
Bagaimana karakteristik op-amp?
Jawab:
Secara umum, Operational Amplifier (Op-Amp) yang ideal memiliki karakteristik sebagai berikut :
- Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga. Karakteristik faktor penguat atau gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh resistor eksternal yang terhubung diantara output dan input pembalik (inverting input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (negative feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.
- Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
- Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
- Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
Impedansi output adalah sangat kecil sehingga tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zo <<
- Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
- Karakteristik tidak berubah dengan suhu
2.
Apa pengaruh vin terhadap vout pada rangkaian inverting
Jawab:
Pengaruh Vin terhadap Vout pada rangkaian inverting adalah :
- Nilai output yang dihasilkan merupakan kebalikan dari polaritas dari inputnya, yaitu ketika Vin (tegangan input) bernilai negatif maka Vout (tegangan output) akan bernilai positif. Begitupun sebaliknya, ketika tegangan inputnya bernilai positif maka outputnya akan bernilai negatif. Contohnya pada percobaan 1 ketika Vin nya adalah -2 V maka Voutnya adalah +7 V.
- Apabila nilai Vin semakin besar maka nilai Vout juga semakin besar tetapi dengan polaritas yang berbeda. Output yang dihasilkan tidak sefasa sebesar 180 derajat dengan input, yang mana nilai outputnya akan mengurangi nilai inputnya. Jika input yang diberikan semakin besar dalam polaritas positif maka tegangan ouputnya semakin besar namun dalam polaritas negatif. Jika inputnya semakin kecil dalam polaritas negatif maka tegangan outputnya akan semakin kecil dalam polaritas positif. Sedangkan jika input semakin besar dalam polaritas negatif maka tegangan ouputnya semakin besar namun bernilai polaritasnya positif, begitupun sebaliknya jika inputnya semakin kecil dalam polaritas positif maka tegangan outputnya semakin kecil dalam polaritas negatif.
3.
Jelaskan pengaruh dari +V saturasi dan -Vsaturasi pada tegangan output yang
dihasilkan?
Jawab:
Pengaruh dari dari +V saturasi
dan -V saturasi pada tegangan output yang dihasilkan
adalah sebagai pembatas nilai output dari op-amp. +Vsaturasi untuk membatasi batas maksimal tegangan
output yang dihasilkan, sedangkan -Vsaturasi untuk membatasi batas minimum
tegangan output yang dihasilkan. Jadi
ketika nilai output yang dihasilkan melebihi dari nilai V saturasi maka
nilai output yang dihasilkan akan dipotong sesuai dengan nilai V saturasi agar
tidak melebihi nilai V saturasi. Maka akan didapatkan besar tegangan
output yang dihasilkan mendekati nilai Vsaturasi. Sedangkan, jika tegangan
output yang dihasilkan tidak melebihi nilai Vsaturasi, maka besar tegangan
outputnya tidak akan dipotong atau tidak berubah. Contohnya adalah ketika
Rf sebesar 35kohm dan Rin sebesar 10kohm, diberi tegangan input -3V. Maka,
dengan rumus inverting didapatkan:
Vout = -Rf/Rin
. Vin
=
-35/10 . -3
=
10.5 V
Namun, jika diberi Vsaturasi sebesar +9V maka tegangan output yang dihasilkan tidak sama dengan teori rumus, yaitu bukan 10.5 V. Tegangan output akan dipotong dan hasilnya akan mendekati +9V.
4.
Bagaimana turunan rumus Vout dari rangkaian Inverting
Jawab:
Pada
rangkaian penguat yang ideal memiliki syarat bahwa tegangan masukan sama dengan
0 dan impedansi masukan tak terhingga.Untuk
memulai analisis rangkaian penguat inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada
titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat
inverting menjadi seperti:
Dari gambar, didapatkan persamaan arus
yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:
Persamaan 1
Dengan menggunakan teori tegangan titik
simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi:
Persamaan 2
Karena V+ = 0 dan V- = VA , serta asumsi
nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai VA = 0. Sehingga persamaan (2)
menjadi:
Persamaan 3
Dengan menyederhanakan persamaan (3),
dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat inverting:
Persamaan 4
Tidak ada komentar:
Posting Komentar