Fig 10.50
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.
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.
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.
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
 |
| Example 1 |
 |
| Example 2 |
 |
| Example 3 |
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
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 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.
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