MODUL 3 EC





MODUL 3

OP-AMP & FILTER


1. Pendahuluan[Kembali]

Dalam dunia elektronika analog, hampir mustahil untuk tidak menemukan komponen yang satu ini: Operational Amplifier atau yang lebih dikenal dengan Op-Amp. Op-Amp adalah komponen serbaguna berbentuk IC (Integrated Circuit) yang mampu memperkuat sinyal listrik dengan gain (penguatan) yang sangat tinggi. Kemampuannya untuk melakukan berbagai operasi matematika (seperti penjumlahan, pengurangan, integrasi, dan diferensiasi) menjadikannya fondasi dari hampir segala macam rangkaian elektronik, mulai dari sensor sederhana hingga sistem audio dan komunikasi yang kompleks.

Filter berfungsi untuk "menyaring" sinyal berdasarkan frekuensinya, allowing sinyal dengan frekuensi tertentu untuk lewat dan memblokir sinyal dengan frekuensi lainnya. Pemahaman terhadap kedua jenis filter ini sangat krusial, misalnya, dalam sistem audio untuk mengatur bass (low-frequency) dan treble (high-frequency).

2. Tujuan[Kembali]

    1. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier 

    2. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier

    3. Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter

    4. Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter                                              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

 a).  Multimeter

 

 

 

    b). Jumper

 

 

 

    c). DC Power Supply

 

 

 

      d) Osiloskop

 

       (e) Function generator

 

 

B. Bahan

 

a) Dioda 1N4001

 

 

b) Resistor

 

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional  

 

Gambar 3.1  Operational Amplifier 

 

1. Inverting Op-Amp

  Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.  

 

Gambar 3.2 Rangkaian Inverting Op-Amp

 

    Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non- inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui Rf . Iin = If Iin = Vin / Rin If = - Vout / Rf 

 

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif . Vout = - (Rf / Rin) Vin  Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah  Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

 

2. Comparator Amplifier

  Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut. Cara Kerja Comparator

  •  Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).
  •  Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting (-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (𝑉+ > 𝑉− = +𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖).
  • Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖) 

 

Gambar 3.3 Komparator Op- Amp 

 

3. Low Pass Filter

    Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini. 

Gambar 3.4 Rangkaian Low Pass Filter 

 

Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut

 

 

Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

 

 

4. High Pass Filter

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut-off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut-off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini. 

 

Gambar 3.5 Rangkaian HPF dan grafik respon frekuensi HPF

 

Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter adalah

 

Vout = 𝑗𝜔𝑅𝐶 .Vin

            1+𝑗𝜔𝑅𝐶

 




Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini