Post on 25-Jul-2015
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan 33RangkaianRangkaian OPAMPOPAMP
EL2193EL2193PraktikumPraktikum RangkaianRangkaian ElektrikElektrik
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
TujuanTujuan
•• MempelajariMempelajari penggunaanpenggunaan penguatpenguatoperasionaloperasional (OPAMP)(OPAMP)
•• MempelajariMempelajari rangkaianrangkaian dasardasar dengandenganOPAMPOPAMP
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
ApakahApakah OPAMP OPAMP ituitu??
•• PenguatPenguat diferensialdiferensial multi multi gunaguna
•• SifatSifat idealideal–– PenguatanPenguatan TeganganTegangan, A, Avv==∞∞–– ResistansiResistansi Input, Input, RRinin==∞∞))–– ResistansiResistansi Output, ROutput, Routout=0=0–– TeganganTegangan output output MaksimumMaksimum, , VVoutout max= max= ∞∞–– Bandwidth, BW = Bandwidth, BW = ∞∞
input output+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
ApakahApakah OPAMP OPAMP ituitu??
•• Lord KelvinLord KelvinKonsepKonsep rangkaianrangkaian penguatpenguat diferensialdiferensial mekanikmekanik dengandenganpenguatanpenguatan tinggitinggi tetapitetapi tidaktidak presisipresisi, , digunakandigunakan dengandenganfeedback feedback menghasilkanmenghasilkan penguatanpenguatan presisipresisi
•• VanenarVanenar BushBushKonsepKonsep matematismatematis penguatpenguat diferensialdiferensial dengandengan feedback feedback menghasilkanmenghasilkan kontrolkontrol presisipresisi
•• HS Black, HW Bode, HS Black, HW Bode, dandan DB ParkinsonDB ParkinsonMenggunakanMenggunakan konsepkonsep rangkaianrangkaian dengandengan OPAMP OPAMP tabungtabung elektronikaelektronika untukuntuk kontrolkontrol posisiposisi laraslaras meriammeriam
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
OpAmpOpAmp RiilRiil
•• PenguatanPenguatan TeganganTegangan (DC)(DC)–– umumumum 7070--90 dB90 dB–– spesialspesial hinggahingga 140 dB140 dB
•• ResistansiResistansi InputInput–– bipolar bipolar ratusanratusan kkΩΩ––MMΩΩ–– FET FET puluhanpuluhan MMΩΩ--GGΩΩ
•• ResistansiResistansi OutputOutput–– HinggaHingga puluhanpuluhan ΩΩ
•• TeganganTegangan output output maksimummaksimum
•• 0.20.2--1V 1V didi atasatas/ / dibawahdibawah catucatudayadaya
•• KetidakidealanKetidakidealan lainnyalainnya–– GBWGBW–– Slew rateSlew rate–– Offset Offset tegangantegangan dandan arusarus–– PenguatanPenguatan Common Mode Common Mode
((metrikmetrik CMRR)CMRR)–– PengaruhPengaruh ripple ripple catucatu dayadaya
((metrikmetrik PSRR)PSRR)
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
OpAmpOpAmp RiilRiil
•• Gain Bandwidth Product (GBW)Gain Bandwidth Product (GBW)–– FrekuensiFrekuensi kerjakerja OpAmpOpAmp terbatasterbatas
•• Pole Pole padapada frekuensifrekuensi rendahrendah, , penguatanpenguatan flat flat hanyahanya hinggahingga beberapabeberapapuluhpuluh atauatau ratusanratusan HertzHertz
•• DiDi atasatas frekuensifrekuensi pole pole penguatanpenguatan turunturun 20dB/dekade20dB/dekade•• PadaPada frekuensifrekuensi GBW gain 1 GBW gain 1 atauatau 0 dB0 dB
–– OpAmpOpAmp digunakandigunakan dalamdalam rangkaianrangkaian dengandengan feedback feedback dengandenganfrekuensifrekuensi jauhjauh dibawahdibawah GBWGBW
•• Offset Offset tegangantegangan dandan arusarus–– PenguatPenguat diferensialdiferensial seharusnyaseharusnya selisihselisih tegangantegangan input input nolnol, output , output nolnol
ternyataternyata tidaktidak–– Idem Idem untukuntuk arusarus padapada bipolarbipolar–– GunakanGunakan rangkaianrangkaian kompensasikompensasi
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
AplikasiAplikasi
•• BlokBlok pembangunpembangun berbagaiberbagai fungsifungsi rangkaianrangkaianuntukuntuk akuisisiakuisisi dandan pengolahanpengolahan sinyalsinyal analoganalog–– rangkaianrangkaian linierlinier–– rangkaianrangkaian nonliniernonlinier
•• CatatanCatatan::–– PadaPada percobaanpercobaan hanyahanya dilakukandilakukan untukuntuk rangkaianrangkaian
linier linier sajasaja
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
AnalisisAnalisis FungsiFungsi RangkaianRangkaian Linier Linier DenganDengan OPAMPOPAMP
•• ResistansiResistansi input input taktak hinggahingga sehinggasehingga arusarusmasukmasuk OPAMP OPAMP nolnol
•• Feedback Feedback stabilstabil bilabila tegangantegangan diferensialdiferensial input input nolnol
•• DenganDengan input input diferensialdiferensial nolnol dandan penguatanpenguatan taktakhinggahingga tegangantegangan output output bebasbebas ( 0 x ( 0 x ∞∞))
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• PenguatPenguat InvertingInverting ((digunakandigunakan dalamdalam percobaanpercobaan))
RB
RA
VinVout
+
-
Iinn=0
Iin
Iin
vout = 0 –Iin RB = –vin RB /RA
Iinn=0
vinp-vinn=0
vinn=0
Iin= vin/RA
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• PenguatPenguat NoninvertingNoninverting ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))
RB
RA
VinVout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• PenguatPenguat PenjumlahPenjumlah InvertingInverting ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))
RB
RA3
RA2
RA1Vin1
Vout
Vin2
Vin3
+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• PenguatPenguat DiferensialDiferensial ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))
RB
RAVinn
Vout
RB
RAVinp +
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• Integrator (Integrator (digunakandigunakan dalamdalam percobaanpercobaan))
+
-
C
RVin
Vout
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• DiferensiatorDiferensiator–– tidaktidak/ / sangatsangat jarangjarang digunakandigunakan untukuntuk pengolahanpengolahan
sinyalsinyal karenakarena sensitifsensitif terhadapterhadap derauderau
C
R
VinVout
+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian konversikonversi ArusArus keke TeganganTegangan
R
IinVout
+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian konversikonversi TegangankeTeganganke ArusArus BebanBebanFloatingFloating
RA
Vin
Iout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian konversikonversi TeganganTegangan keke ArusArus
RB
Vin
Iout
+
- αRB
αRA
RA
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian PenyanggaPenyangga ((Buffer)Buffer)
VinVout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian JembatanJembatan
RB
RX
VRef
VoutRA
+
-
RS RA
+-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• RangkaianRangkaian PenguatPenguat InstrumentasiInstrumentasi
RBRA
Vinn
+
-RD
RC
Vout
RD
RC +
-
+
-
Vinp
RB
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian LinierLinier
•• Integrator MillerIntegrator Miller•• Filter AllFilter All--Pass Pass OrdeOrde 11•• dlldll..
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian NonlinierNonlinier
•• PenyearahPenyearah PresisiPresisi (inverting)(inverting)
R
Vin
Vout+
-R
D
D
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
RangkaianRangkaian NonlinierNonlinier
•• DetektorDetektor PuncakPuncak
R
Vin +
-D
D
Vout+
-
C S
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Rangkaian NonlinierRangkaian Nonlinier
•• Komparator inverting dengan histeresisKomparator inverting dengan histeresis
RB
RA
VinVout
+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Rangkaian NonlinerRangkaian Nonliner
•• Penguat Noniverting dengan histeresisPenguat Noniverting dengan histeresis•• Rangkaian ClipperRangkaian Clipper•• dll.dll.
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Isu DesainIsu Desain
•• Harus ada alur DC ke input (+) dan (Harus ada alur DC ke input (+) dan (--))
+
-
C
R
+
-
C
R
DC?
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Isu DesainIsu Desain
•• Penguat inverting OPAMP BJT Penguat inverting OPAMP BJT RRAA < R< Rinin, bila , bila arus bias bermasalah gunakan resitansi pada arus bias bermasalah gunakan resitansi pada input lainnya input lainnya
RB
RAVin
Vout+
-
RA
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Isu DesainIsu Desain
•• Penguat NoninvertingPenguat Noninverting–– Gain 1 Gain 1 –– 100100–– RRBB 2k 2k –– 100k100kΩΩ
•• Penguat InvertingPenguat Inverting–– Gain 0.1 Gain 0.1 –– 100100–– RRBB <100k<100kΩΩ
•• Penjumlah dan penguat diferensial mengikuti Penjumlah dan penguat diferensial mengikuti pola di ataspola di atas
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
Isu DesainIsu Desain
•• IntegratorIntegrator–– C polypropilene C polypropilene
atau polystyrene atau polystyrene untuk menekan untuk menekan kebocoran, kebocoran, variasi variasi temperatur, dan temperatur, dan histeresishisteresis
–– Untuk rangkaian Untuk rangkaian pengosongan pengosongan kapasitor kapasitor perhitungkan Rperhitungkan Ronon
+
-
C
R
Vout
VC
1.5MΩ
1MΩ
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan
•• Mengamati rangkaianMengamati rangkaian–– Penguat invertingPenguat inverting–– Penguat noninvertingPenguat noninverting–– PenjumlahPenjumlah–– IntegratorIntegrator
•• Menyusun rangkaian dengan fungsiMenyusun rangkaian dengan fungsi
–– vvoutout = k= k11 vvin1in1 + k+ k22 ∫∫ vvin2in2 dtdt
•• Perhatian:Perhatian:–– Gunakan coupling DC pada osiloskopGunakan coupling DC pada osiloskop
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan
•• Mengamati Penguat InvertingMengamati Penguat Inverting
RB
RAVin
Vout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan
•• Mengamati Penguat NonMengamati Penguat Non--nvertingnverting
Vin
RB
RA
Vout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan
•• Mengamati Rangkaian PenjumlahMengamati Rangkaian Penjumlah
RB
RA
RA
Vout+
-
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
PercobaanPercobaan
•• Mengamati Rangkaian IntegratorMengamati Rangkaian Integrator
+
-
C
R
Vout
VS
LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika
SELAMAT MELAKUKAN SELAMAT MELAKUKAN PERCOBAANPERCOBAAN