MIII





MODUL III

Penguat Operasional dan Filter

1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier atau sering disebut sebagai Op-amp adalah komponen elektronika linier yang berfungsi memperkuat tegangan besarnya yang hampir ideal sehingga sangat luas digunakan untuk filter, pengkondisian sinyal seperti integrator, diferensiator, dan sebagainya.

Penguat operasional Op Amp merupakan komponen elektronik yang memiliki kemampuan untuk memperkuat sinyal, dengan penguatan yang dapat diatur, menjadi komponen kunci dalam berbagai aplikasi elektronik. Op Amp bekerja dengan menerima sinyal input dan menghasilkan sinyal output yang diperkuat, dengan kemampuan untuk memanipulasi sinyal tersebut berdasarkan konfigurasi rangkaian yang digunakan.

Rangkaian filter adalah suatu rangkaian listrik yang berfungsi untuk melewatkan sinyal listrik dengan rentang frekuensi tertentu. Apabila terdapat sinyal listrik yang tidak sesuai dengan frekuensi yang diinginkan maka sinyal listrik tersebut tidak akan diteruskan. Rangkaian filter dapat diterapkan secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu. Rangkaian filter dapat terkirim menjadi filter pasif dan filter aktif, tergantung dari komponen yang digunakan. Apabila menggunakan komponen aktif, seperti transistor dan dioda maka disebut filter aktif. Sementara jika menggunakan komponen pasif seperti induktor, resistor, dan kapasitor maka dinamakan filter pasif.

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) Pelompat

 

    c) Catu Daya DC


      d) Osiloskop

       (e) Generator fungsi

 

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 mempunyai dua masukan dan satu keluaran, agar 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 (tanah).

Penguat Operasional

1. Op-Amp Pembalik

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

Rangkaian Inverting Op-Amp


Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti 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

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.

Penguatan tegangan (gain tegangan) inverting amplifier adalah

dengan Acl adalah penguatan tegangan loop tertutup.

 

2. Penguat Komparator

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

• Komparator 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 pada kondisi tegangan tinggi ( 𝑉 + >  𝑉 − = + 𝑉  𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 )

• Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada pada tegangan rendah  𝑉 + <  𝑉 − = − 𝑉  𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖 )

 

3.  Filter Lolos Rendah

Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada di bawah 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 besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

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 yang terlihat pada rangkaian diatas dapat terwujud dalam persamaan matematis sebagai berikut.

 

4. Filter Lolos Tinggi

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas cut-off frekuensi sedangkan yang berada di bawah cut-off frekuensi 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.

Menyiapkan HPF dan grafik respon frekuensi HPF

 

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





Komentar

Posting Komentar