TUGAS PENDAHULUAN

PRAKTIKUM ELEKTRONIKA 2024

MODUL III : OPERATIONAL AMPLIFIER

1. Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang Op-Amp!

Jawaban:

    Op-Amp adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (OpAmp). Pada dasarnya operasional amplifier (OpAmp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.

    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.

2. Jelaskan 3 karakteristik utama Op-Amp ideal!

Jawaban:

1. Impedansi keluaran, (Zout) Nol

    Output impedansi dari penguat operasional yang ideal diasumsikan nol bertindak  sebagai  sumber  tegangan  internal  yang  sempurna  dengan  tidak  ada  resistansi  internal sehingga dapat pasokan sebanyak sekarang yang diperlukan untuk beban. Resistansi internal ini secara efektif dalam seri dengan beban sehingga mengurangi tegangan output yang tersedia untuk beban. Nyata op­amp memiliki output impedansi dalam kisaran 100-­20Ω.

2. Bandwidth, (BW) Tak terbatas

    Sebuah penguat operasional yang ideal memiliki respon frekuensi yang tak  terbatas  dan  dapat  memperkuat  sinyal  frekuensi  dari  DC  ke  AC  frekuensi  tertinggi  sehingga  oleh karena itu diasumsikan memiliki bandwidth yang tak terbatas. Dengan nyata op­amp, bandwidth terbatas oleh produk­Gain Bandwidth (GB), yang sama dengan frekuensi dimana gain amplifier menjadi kesatuan.

 3. Tegangan offset, (Vio) Nol 

The amplifier keluaran akan menjadi nol ketika perbedaan tegangan antara pembalik  dan  input  non­pembalik  adalah  nol,  sama  atau  ketika  kedua  input  didasarkan. Nyata  op­amp memiliki beberapa jumlah output tegangan offset.

3. Jelaskan fungsi resistor umpan balik (feedback resistor) dalam rangkaian inverting amplifier!

Jawaban:

    Dalam inverting amplifier salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) dan resistor input adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier (penguat membalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (RF) dan resistor input (Rin) maka faktor penguatan dari penguat membalik dapat diatur dari 1 sampai 100.000 kali. Untuk mengetahui atau menguji dari penguat membalik (inverting amplifier) dapat menggunakan rangkaian dasar penguat membalik menggunakan penguat operasional (Op-Amp) seperti pada gambar berikut.

Rangkaian penguat membalik diatas merupakan rangkaian dasar inverting amplifier yang menggunakan sumber tegangan simetris. Secara matematis besarnya faktor penguatan (A) pada rangkaian penguat membalik adalah (- Rf/Rin) sehingga besarnya tegangan output secara matematis adalah :

4. Bagaimana operational amplifier digunakan sebagai penguat inverting dan non-inverting?

Jawaban:

Dalam rangkaian penguat inverting ini penguat operasional dihubungkan dengan umpan balik untuk menghasilkan operasi loop tertutup. Ketika berhadapan dengan penguat operasional, ada dua peraturan yang sangat penting untuk diingat tentang penguat inveting, yaitu: “Tidak ada arus yang masuk ke terminal input” dan “V1 selalu sama dengan V2”. Namun, di rangkaian op-amp pada kenyataanya, kedua peraturan ini sedikit menyimpang.

    Dalam konfigurasi ini, sinyal tegangan input, (Vin) diterapkan secara langsung ke terminal input non-inverting (+) yang berarti bahwa gain output penguat menjadi “positif” bernilai berbeda dengan rangkaian penguat inverting yang menghasilkan output negatif lainnya. Hasil dari ini adalah bahwa sinyal output adalah sefase dengan sinyal input. Control umpan balik penguat operasional non inverting dicapai dengan menerapkan sebagian kecil sinyal tegangan output ke terminal input inverting (-) melalui jaringan pembagi tegangan Rf – R2, sekali lagi menghasilkan umpan balik negatif. Konfigurasi loop tertutup ini menghasilkan rangkaian penguat non inverting dengan stabilitas yang sangat baik, impedansi input yang sangat tinggi, Rin mendekati tak terhingga, karena tidak ada arus yang mengalir ke terminal input positif, (kondisi ideal) dan impedansi keluaran yang rendah.

5. Sebuah rangkaian Op-Amp non-inferting amplifier dengan Rf = 1000 ohm, Rin = 200 ohm. Jika diberikan tegangan input sebesar 12 volt, tentukan besar penguatan tegangan (voltage gain) dan tegangan keluaran rangkaian Op-Amp tersebut!

Jawaban:

Penguatan Tegangan (Volt gain):

Tegangan keluaran rangkaian (Vout):