LAPORAN RANGKAIAN ELEKTRONIKA 2

Rangkaian Dasar Op-Amp

Disusun Oleh :

Abdurrochman

2A-1 Tkenik Telekomunikasi

131331001

Partner :

Andry Noorman S. (131331007)

Fauzan Hanif N. (131331011)

Fidhli Kusumah D. (131331012)

Dosen Pengampu : Ridwan Solihin, DU.Tech.,SST.,MT.

D3 Teknik Telekomunikasi

Jurusan Teknik Elektro

Politeknik Negeri Bandung

Tahun 2014

I. Tujuan

Membuat rangkaian-rangkaian dasar aplikasi op amp dengan mengatur hitungan input-

output.

II. Landasan Teori

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa

tingkat dan konfigurasi penguat diferensial yang telah dijelaskan di atas. Penguat

operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang

tinggi. Untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu

yang simetris yaitu tegangan yang berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga

negatif (-V) terhadap tanah (ground).

Gambar 2.1. Simbol Op Amp

Karakteristik Ideal Penguat Operasional

Penguat operasional banyak digunakan dalam berbagai aplikasi karena beberapa

keunggulan yang dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi, impedansi masukan

yang tinggi, impedansi keluaran yang rendah dan lain sebagainya. Berikut ini adalah

karakteristik dari Op Amp ideal:

• Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-loop voltage gain) AVOL = ¥-

• Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO = 0

• Hambatan masukan (input resistance) RI = ¥

• Hambatan keluaran (output resistance) RO = 0

• Lebar pita (band width) BW = ¥

• Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik

• Karakteristik tidak berubah dengan suhu

Tegangan Ofset Keluaran

Tegangan ofset keluaran (output offset voltage) VOO adalah harga tegangan

keluaran dari Op Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid

= 0. Secara ideal, harga VOO = 0 V. Op Amp yang dapat memenuhi harga tersebut

disebut sebagai Op Amp dengan CMR (common mode rejection) ideal.

Tetapi dalam kondisi praktis, akibat adanya ketidakseimbangan dan ketidakidentikan

dalam penguat diferensial dalam Op Amp tersebut, maka tegangan ofset VOO

biasanya berharga sedikit di atas 0 V. Apalagi apabila tidak digunakan umpan balik

maka harga VOO akan menjadi cukup besar untuk menimbulkan saturasi pada

keluaran. Untuk mengatasi hal ini, maka perlu diterapakan tegangan koreksi pada Op

Amp. Hal ini dilakukan agar pada saat tegangan masukan Vid = 0, tegangan

keluaran VO juga = 0.

Inverting (Membalik)

Rangkaian amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda

minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih

kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus

nya :

Gambar 2.2. Rangkaian Penguatan Inverting

Non-Inverting (Tidak Membalik)

Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya

perbedaannyaadalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting.

Rumusnya seperti berikut :

atau

Gambar 2.3. Rangkaian Penguatan Non-Inverting

Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.

Summing ( Penjumlahan)

Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar

rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah

dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai

outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari inverting, seperti :

Gambar 2.4. Rangkaian Penguatan Summing

Integrator

Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting dengan

tahanan umpan baliknya diganti dengan kapasitor.

Gambar 2.5. Rangkaian Penguatan Integrator

Diferensiator

Pada rangkaian aplikasi rangkaian differensiator op-amp ini ada sedikit perubahan

yaitu penambahan tahanan dan kapasitor yang fungsinya untuk menfilter sinyal

masukan. Seperti tampak pada gambar di bawah ini adalah rangkaian differensiator

yang dimaksud.

Gambar 2.6. Rangkaian Differensiator

Komparator (Pembanding)

Comparator adalah penggunaan op amp sebagai pembanding antara tegangan yang

masuk pada input (+) dan input (-). Jika input (+) lebih tinggi dari input (-) maka op

amp akan mengeluarkan tegangan positif dan jika input (-) lebih tinggi dari input (+)

maka op amp akan mengeluarkan tegangan negatif. Dengan demikian op amp dapat

dipakai untuk membandingkan dua buah tegangan yang berbeda.

Gambar 2.7. Rangkaian Komparator

Buffer (Penyangga)

Buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Besar nilainya

tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus

dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.

III. Alat dan Komponen

A. Alat :

1. Multimeter : 1 buah

2. Power Supply : 1 buah

3. Osiloskop : 1 buah

4. Papan percobaan : 1 buah

5. Jumper : secukupnya

6. Kabel penghubung & kabel probe : secukupnya

B. Komponen

1. Kapasitor 0,1 µF : 1 buah

2. Kapasitor 1 µF : 1 buah

3. Resistor 1 KΩ : 2 buah

4. Resistor 4,7 KΩ : 1 buah

5. Resistor 10 KΩ : 1 buah

6. Resistor 15 KΩ : 1 buah

7. Potensiometer 50 KΩ : 1 buah

8. OP-AMP 741 : 1 buah

IV. Rangkaian Percobaan

Gambar 4.1. Rangkaian Percobaan Komparator

Gambar 4.2. Rangkaian Percobaan Inverting

Gambar 4.3. Rangkaian Percobaan Non-Inverting

Gambar 4.4. Rangkaian Percobaan Summing

Gambar 4.5. Rangkaian Percobaan Buffer

Gambar 4.6. Rangkaian Percobaan Integrator

Gambar 4.7. Rangkaian Percobaan Differensiator

V. Langkah Percobaan

1. Buatlah rangkaian percobaan seperti diatas satu per satu.

2. Ukur Vi dan Vo dari masing-masing rangkaian menggunakan osiloskop.

3. Cata hasil pengamatan.

VI. Hasil Percobaan

1. Rangkaian Komparator

Vref(+) = 2V

Vi = 2,5 Vo = -14,118V

Vi = 1,5 Vo = 14,118V

2. Rangkaian Penguat Inverting

Vi = 1 V Vo = -4,694V

3. Rangkaian penguat Non-Inverting

Vi = 1V Vo = 5,991V

4. Rangkaian Percobaan Summing

Vi = 1V Vo = -4,684V

5. Rangkaian Percobaan Buffer

Vi = 1V Vo = 1V

6. Rangkaian Percobaan Integrator

Vi = 2 Vpp

7. Rangkaian Percobaan Differensiator

Vi = 2Vpp

VII. Analisis

1. Pada rangkaian komparator jika tegangan di input(-) lebih tinggi daripada Vref maka

Vo akan bernilai negatif sesuai Vs Op-Amp. Jika tegangan di input(-) lebih rendah

daripada Vref maka Vo akan bernilai positif sesuai Vs Op-Amp.

2. Pada penguatan inverting, penguatan akan di pengaruhi oleh perbandingan Rfeedback

dengan Rinput di input(-). Hasil penguatan (Vo) akan berkebalikan polaritas dengan

Vi.

3. Pada penguatan non-inverting, penguatan akan di pengaruhi oleh perbandingan

Rfeedback dengan Rinput di input(-). Hasil penguatan (Vo) akan sama polaritas

dengan Vi. Hasil penguatan non-inverting lebih besar dari penguatan inverting karena

penguatan non-inverting mendapat tambahan 1.

4. Pada rangkaian summing, hasil penguatan (Vo) sama dengan penguatan antara

penjumlahan Vo1 dengan Vo2.

5. Pada rangkaian buffer hasil Vi sama dengan Vo.

6. Pada rangkaian integrator tersebut penguatan terjadi ≈1 kali atau tidak terjadi

penguatan. Polaritas Vo berbanding terbalik dengan Vi. Bentuk gelombang Vo

dipengaruhi kapasitor karena terjadi pengisian dan pengosongan kapasitor terhadap

fungsi waktu.

7. Pada rangkaian differensiator akan menghilangkan komponen frekuensi rendah.

VIII. Simpulan

Penguat operasional atau Op-amp adalah suatu penguat diferensial dengan dua masukan

dan satu keluaran yang mempunyai penguat tegangan yang amat tinggi.

Kestabilan komponen dalam rangkaian sangat berpengaruh terhadap suatu hasil

pengamatan.