bab 5 op-amp

Bab 4 Penguat Kendalian 2008

BAB 5 PENGUAT KENDALIAN

5.0 Pengenalan

Penguat kendalian (Operational amplifier – Op–amp) ialah litar yang mempunyaiamplifier yang bergandaan tinggi. Ia terdiri daripada komponen seperti perintang dantransistor yang digabungkan di atas satu cip silikon yang sama. Ia dapat beroperasi padafrekuensi antara 0 – 1Mhz.

Penguat kendalian mempunyai dua punca masukan iaitu masukan alikan dan masukanbukan alikan. Tetapi mempunyai satu punca keluaran. Litar dalamannya terdiri daripadapenguat kerbedaan gandingan terus yang berbagai peringkat. Litar dalaman ini terdiridaripada transistor, diod, perintang, kapasitor dan komponen yang lain dibina di atas satuchip silikon. Keluasannya ialah 5 mm2 dan ketebalan pula kurang dari 0.5 mm dandilindungi oleh plastik case.

Ciri-ciri sambutannya dikawal secara luaran oleh suatu litar suapbalik negatif yangdisambungkan pada terminal output ke input. Ia digunakan dengan meluas untukmelaksanakan berbagai fungsi linear seperti mencampur, mengkamil dan mengkerbeda.Ia juga digunakan sebagai penguat, pengayun, penapis, penjana gelombang, pembanding,pengatur voltan dan juga penguat kerbedaan.

5.1 Simbol dan Binaan Penguat Kendalian.

Pada umumnya, simbol penguat kendalian boleh digambarkan oleh rajah tiga segi yangmempunyai dua terminal masukan dan satu keluaran seperti yang ditunjukkan dalamrajah 5.1. Manakala rajah 5.2 pula menunjukkan susunan pinnya.

Rajah 5.1 : Simbol Penguat kendalian

Rajah 5.2 : Konfigurasi pin Op-Amp

Pin:1 – Off null2 – Masukan alikan3 – Masukan bukan alikan4 – Vcc (negatif)5 – Offset Null6 – Voltan keluaran7 – Vcc (positif)8 - N/C (non connected)



5.0 Pengenalan











5.0 Pengenalan










5.1.1 Jenis Penguat Kendalian dan kegunaannya.

a. Kegunaan Umum- Mempunyai bidang ruang dari 0Hz – 1Mhz- Contoh: 709, 101, 741, 301

b. Kegunaan DC dan prestasi rendah- Mempunyai galangan masukan yang sangat tinggi- Voltan offset masukan rendah- Contoh: H0052, 108

c. Kegunaan AC dan prestasi tinggi- Mempunyai bidang ruang yang lebar- Contoh: H0063

d. Untuk kuasa dan voltan tinggi- Menggunakan satu talian bekalan kuasa dan boleh memacu beban secara

terus.- Contoh: H0004, H0021, M124

e. Boleh diprogram- Penguat kendalian khas yang boleh diprogram- Contoh: 4250

5.1.2 Kegunaan / Aplikasi Penguat Kendalian

a) Sebagai litar senilai komputer analog yang boleh melaksanakan fungsiPencampur, pendarab, pembahagi, pengkamil dan pengkerbedaan.

b) Penjana gelombang- Diguna pada Wein Bridge Oscillator bagi menjana gelombang sain.- Mengguna litar-litar pengkamil dan pengkerbedaan untuk menghasilkan

gelombang berbentuk segiempat dan segitiga.

c) Penapis aktif RC- Menapis isyarat iaitu membenarkan isyarat pada frekeunsi tertentu saja

melaluinya.

d) Penganda kepada isyarat-isyarat- Menguatkan isyarat audio/video/radio frekeunsi- Menguatkan isyarat digit yang dihantar melalui jarak jauh.

Penguat kendalian µA741 dianggapkan sebagai piawaian industri bagi penguat kendalian.


5.2 Litar penguat pembezaan jenis BJT dan FET.

Peringkat masukan Op-Amp adalah terdiri daripada litar penguat pembezaan (differentialamplifier). Terdapat dua jenis litar penguat pembezaan iaitu jenis BJT dan jenis FET.Litar ini mempunyai dua masukan dan dan dua keluaran. Fungsi litar ini adalah untuk :-

Memberikan galangan tinggi terhadap isyarat masukan yang dikenakandibahagian masukan. Re berfungsi untuk menyediakan galangan tinggi (Re

= ideal)

Untuk masukan yang sama, penguat memberi gandaan yang terlalu kecil= 0.

Untuk masukan yang berbeza, penguat memberi gandaan yang tinggi.

Keluaran yang dihasilkan adalah perbezaan antara dua masukan.

Penguat Kerbazaan jenis BJT

Rajah 5.3 merupakan litar skimatik bagi penguat pembezaan yang menggunakan BJT(Bipolar Junction Transistor). Perhatikan Re yang disambungkan pada pengeluar kedua-dua transistor Q1 dan Q1 memberikan galangan yang tinggi kepada kedua-dua isyaratmasukan Vin1 dan Vin2.

Rajah 5.3 : Penguat Pembezaan (differential ampilifier) jenis BJT


Penguat Pembezaan (Differential Ampilifier) jenis FET

Rajah 5.4 merupakan litar skematik bagi penguat pembezaan yang menggunakan FET(Field Effect Transistor). Perhatikan Rs yang disambungkan pada parit (drain) kedua-duatransistor Q1 dan Q1 memberikan galangan yang tinggi kepada kedua-dua isyaratmasukan Vin1 dan Vin2.

Rajah 4.4 : Penguat Pembezaan (differential ampilifier) jenis FET

Perbandingan antara FET dengan BJT

Bentuk fizikal tidak banyak perbezaan yang ketara diantara kedua-dua jenis transistor ini.Tanpa merujuk kepada nombor pengenalan dan buku manual agak sukar untukmembezakanya, kedua-duanya mempunyai tiga pin. Dari segi penggunaannya di dalamlitar elektronik, kedua-dua FET dan BJT boleh bertugas sebagai amplifier. Carasambungan dan pendawaiannya juga tidak banyak bezanya. Disambungkan dengan tatarajah punca-sepunya, dimana litar pintu-punca menjadi terminal masukan dan litar parit-punca(drain-source) menjadi terminal keluaran.

Namun begitu, dari segi prinsip dan ciri-ciri, perbezaan di antara FET dan BJT tetap ada,antaranya ialah :

FET tata rajah punca-sepunya mempunyai kerintangan masukan yang sangattinggi, lebih kurang 100M.

FET ialah alat terkawal voltan manakala BJT ialah terkawal arus.

FET melibatkan satu jenis pembawa arus majoriti sahaja manakala BJTmelibatkan kedua-dua jenis pembawa arus.


FET mempunyai kadar kebisingan dalaman yang rendah berbanding dengan BJT.Oleh itu ia kerap digunakan dalam penguat pada sistem HI-FI dan alaterima radioFM.

5.3 Konfigurasi Penguat Pembezaan.

Terdapat empat konfigurasi dalam litar penguat pembezaan iaitu :-

a. Masukan duaan, keluaran seimbangb. Masukan duaan, keluaran tak seimbangc. Masukan tunggal, keluaran seimbangd. Masukan tunggal, keluaran tak seimbang

Setiap konfigurasi dikategorikan berdasarkan kepada beberapa faktor iaitu:

1. Bilangan input signal yang digunakan iaitu jika mempunyai dua masukan maka iadipanggil masukan duaan dan jika mempunyai satu masukan maka ia dipanggilmasukan tunggal.

2. Jika voltan keluaran diukur antara dua pemungut (bagi jenis BJT) atau punca (bagijenis FET) maka ia dipanggil keluaran seimbang, tetapi jika keluaran diukur padasalah satu pemungut (bagi BJT) atau punca (bagi FET) merujuk ke bumi, makamaka ia dipanggil keluaran tak seimbang.

5.4 Rajah blok dalaman penguat kendalian.

Penguat kendalian (Op-Amp) sebenarnya terderi daripada tiga peringkat penguat yangmenggunakan samada transistor BJT atau FET. Tiga peringkat tersebut dikenali sebagai:-

Peringkat I – Peringkat masukan Peringkat II – Peringkat – pertengahan Peringkat III – Peringkat keluaran

Tujuan ianya dibina dalam tiga peringkat penguat adalah untuk mengelakkan masalahapabila isyarat yang lemah mudah dicemari oleh hingar (noise) seperti gangguan statik,gangguan isyarat dari bekalan kuasa. Rajah blok bagi penguat kendalian adalah sepertiRajah 5.5

Rajah 5.5 Gambarajah blok amplifier kendalian


5.4.1 Peringkat masukan – Penguat Pembezaan (Diferential Amplifier)

Merupakan penguat pembezaan jenis masukan duaan, keluaran imbang(mempunyai dua masukan dan dua keluaran).

Memberikan galangan masukan yang tinggi kepada setiap isyarat masukan

Memberikan gandaan rendah kepada isyarat mod sepunya seperti hummingdan noise / hingar.

Memberikan gandaan tinggi kepada isyarat yang berguna.

Voltan offset masukan dikurangkan.

Mengurangkan hanyut (drift) dalam litar yang menggunakan gandingan terus(direct coupling). Hanyut (drift) adalah perubahan isyarat yang tidak di inginiyang digandakan bersama isyarat yang berguna.

Peringkat ini sangat penting kerana di sinilah galangan masukan bagi penguatditetapkan.

5.4.2 Peringkat Pertengahan

Penguat pada peringkat ini adalah terdiri daripada Penguat Pembezaan Masukan DuaanKeluaran Tak Imbang. Peringkat ini mempunyai dua masukan dan hanya satu keluaran diambil pada salah satu transistor merujuk kepada terminal bumi. Fungsi peringkat iniadalah untuk :-

Memberikan gandaan voltan yang tinggi.

Memberikan gandaan kepada arus pacuan (drive current) yang diperlukanuntuk memacu peringkat keluaran tanpa membebankan litar diperingkatmasukan

4.4.3 Peringkat Keluaran - Penguat Kebezaan Keluaran Galangan Rendah

Merupakan penguat kelas B ‘push- pull emitter follower’

Mempunyai masukan tunggal-keluaran imbang

Bertindak sebagai penimbal (buffer) menghubungkan peringkat kedua dengankeluaran amplifier.

Meninggikan galangan ke peringkat di mana voltan dari penguat pembezaantidak mengalami kesan beban.


Menyediakan arus yang mencukupi untuk memicu beban di bahagiankeluaran.

Menyediakan galangan keluaran yang rendah. Galangan keluaran penguatkendalian ditentukan di sini.

5.5 Litar Dalaman Litar Sepadu Penguat Kendalian

Rajah 5.6 menunjukkan litar dalaman litar sepadu penguat kendalian

Rajah 5.6: Litar dalaman penguat kendalian

Mempunyai 4 peringkat kaskad amplifier.

Penguat pembezaan dengan masukan duaan keluaran seimbang (double endedoutput) yang terdiri dari Q1 dengan Q2 manakala Q3 digunakan sebagai punca arusmalar (constant-current source) untuk membekalkan nisbah tolakan mod sepunya(high common mode rejection ratio). Q3 distabilkan dari kesan suhu oleh duaperintang dan dua diod.

Amplifier pembezaan dengan penguat pembezaan masukan duaan keluaran takimbang (single ended output). Keluaran daripada penguat pembezaan dari Q1

dan Q2 akan memacu pasangan kedua Q4 dan Q5 . Q4 dan Q5 mempunyai `resistoremitter source’.


Single ended output dari second pair (dari Q5) akan memacu peringkat keluaran(output stage) melalui Q6.

Rintangan suapbalik untuk menstabilkan voltan keluaran merujuk kepada bumi.

Q7 dan Q8 beroperasi sebagai pemisah fasa (phase splitter) untuk memberikanayunan voltan maksima (hampir menyamai voltan bekalan untuk meminimakangalangan keluaran.

Transistor Q8 menguatkan isyarat.

5.6 Istilah yang perlu diketahui mengenai Op-Amp

Antara istilah yang perlu diketahui mengenai Op-Amp adalah seperti di bawah :-

a) Gandaan gelung terbukab) Gandaan mod sepunyac) Voltan offsetd) Arus offsete) Bumi maya

5.6.1 Gandaan Gelung Terbuka (Open Loop Gain – AOL)

Gandaan penguat kendalian ketika tanpa suap balik Nilainya infiniti kerana Vo bagi penguat kendalian (Op-Amp) adalah

tersangat besar berbanding dengan Vid. Oleh kerana galangan masukanadalah sangat tinggi, maka Vid adalah menghampiri sifar. Rajah 5.7 dibawah menunjukkan hubungan antara Vo dan Vid.

Rajah 5.7 Hubungan antara Vo dan Vid.

Vid biasanya terlalu kecil dan praktikal boleh diandaikan tiada bezaupayadi antara input alikan dan bukan alikan.


5.6.2 Gandaan Mod Sepunya (Common Mode Gain)

Gandaan yang terdapat bila kedua-dua terminal masukan mempunyaiisyarat yang sama.

Sepatutnya, bila Vid = 0, Vo = 0 juga. Secara praktikal , ada nilai Vo dan Acm yang bernilai kecil. Gandaan mod sepunya selalunya dinyatakan dalam nisbah tolakan mod

sepunya ( Commoan Mode Rejection Radio - CMRR)

CMRR =Gandaan gelung tertutup, A

Gandaan seounya, Av

cm

Selalunya Acm << 1 Bagi penguat kendalian, Nilai CMRR lebih besar adalah lebih baik CMRR dinyatakan dalam unit dB Av CMRR (dB) = 20 log Acm

= 20 log CMRR Bagi Op Amp 741 , CMRR = 90dB

5.6.3 Voltan Offset (Offset Voltage)

Adalah isyarat kecil yang tidak diingini Dijana oleh amplifier dan terdapat di antara terminal-terminal masukan

menyebabkan voltan terhasil sungguhpun kedua-dua terminal masukandisambungkan ke 0 Volt.

Ini disebabkan oleh penjodohan yang sempuran antara transistor –transistor asas dalam litar amplifier kendalian.

Vos selalunya bernilai beberapa milivolt sahaja.

5.6.4 Arus Offset (offset current)

Perbezaan antara arus-arus pincang yang diperlukan oleh kedua-duatransistor masukan (pada penguat pembezaan masukan duaan keluaranseimbang) dalam amplifier kendalian.

Disebabkan oleh penjodohan yang tidak sempurna diantara Beta transistor– transistor masukan. β1tidak sama dengan β2

Ios = IB1-IB2

5.6.5 Bumi Maya (virtual earth)

Kedua-dua terminal masukan Op-Amp selalunya dirujuk sebagai titikcampur atau bumi maya (virtual ground)

Ini berlaku kerana :- Arus yang masuk pada kedua-dua terminal adalah sangat rendah


Voltan di antara terminal masukan sangat rendah dibandingkandengan voltan di bahagian lain apabila Op-Amp apabila ianyadigunakan dalam keadaan tanpa suapbalik. Voltan yang sangatrendah ini dilihat seperti terminal-terminal masukan telahdisambungkan ke bumi,

Bumi Maya juga difahamkan sebagai titik di mana arus yang mengalir danvoltan pada titik tersebut adalah sifar.

5.7 Kadaran Maksimum Untuk Penguat Kendalian.

Penguat kendalian akan rosak sekiranya kadaran maksima yang berikut dilepasi(exceeded)

a) Kuasa pelepasan maksima 310mWb) Julat suhu kendalian 0 C hingga 70Cc) Bekalan Voltan maksima ±18 voltd) Voltan masukan pembezaan maksima iaitu antara terminal ± 30V.e) Voltan masukan mod sepunya maksima 12V, pada bekalan kuasa 15V.f) Julat suhu simpanan –55C hingga 125C

5.7 Perbandingan ciri unggul dan ciri-ciri sebenar bagi penguat kendalian

CIRI-CIRI UNGGUL CIRI-CIRI SEBENARGandaan voltan tidak terbatas (infiniti) Gandaan yang tinggi = 200000-500000Galangan masukan infiniti Zi = infiniti Galangan masukan tinggi Zi = 2M -

5MGalangan keluaran sifar Rout = 0 Galangan keluaran rendah Rout =

75ohmImbangan sifar sempurna βQ1 = βQ2 Imbangan tak sempurna, βQ1 ≠ βQ2

Voltan offset masukan sifar Voltan offset minima = 2mVArus offset sifar Arus offset minima = 100 nACiri yang tidak hanyut dengan suhu Beta transistor berubah dengan suhu.Bidang ruang infiniti Bidang ruang yang lebar = 1 Mhz

5.8 Kebaikan Penguat Kendalian

Saiz yang kecil Keboleharapan yang tinggi Harga yang murah Boleh bekerja pada julat suhu yang rendah Voltan dan arus offset yang rendah. Mengganda dan menguatkan isyarat Sebagai litar senilai untuk komputer analog contoh : pencampur , pembahagi,

pengkamil, pengkerbeda. Penjana gelombang isyarat


Sebagai penapis aktif Pembanding (comparator)

5.10 Pemasa 555

Pemasa 555 adalah satu litar integrasi yang sangat stabil. Pemasa digunakan sebagaiMonostabil Multivibrator. Astable Multivibrator decouvenie digital logik probe, penjanaisyarat gelombang segiempat, frekuensi meter analog, Tachometer dan lain – lain. Padaasasnya pemasa 555 beroperasi dalam dua mod iaitu : -

1. Monostabil

2. Astabil Multivibrator

Rajah 5.8 Susunan pin bagi pemasa 555

Rajah 5.9 Gambar foto Pemasa 555

5.11 Fungsi Setiap Pin Pemasa Merujuk Kepada Kendalian MonostabilMultivibrator

PIN FUNGSI

PIN 1 Pin bumi dimana semua voltan yang diukur mestilah dirujuk pada pin ini

PIN 2 Pin picu , keluaran pemasa adalah bergantung kepada amplitud denyut picuyang dibeklakan kepada pin ini . Keluaran adalah LOW jika voltan pada



5.10 Pemasa 555


1. Monostabil





PIN FUNGSI





5.10 Pemasa 555


1. Monostabil





PIN FUNGSI




pin ini >2

3 CCV .Walau bagaimanapun bila denyut picu negatif mempunyai

1

3 CCV keluaran pembanding 2 akan menyebabkan keluaran pemasa akan

HIGH .

PIN 3 Pin keluaran , beban boleh disambungkan pada dua keluaran iaitu antarapin 3 dan pin 1 atau pin 3 dan pin 8 . Sambungan antara pin 8 dan pin 3dipanggil Sink Current. Arus akan melalui beban bila pin 3 dalam keadaanLOW. Arus ini dikenali sebagai Sink Current. Manakala sambungan antarapin 3 dan pin 1 pula dipanggil current source. Dalam keadaan ini, arusakan melalui beban bila pin 3 dalam keadaan HIGH. Arus ini dikenalisebagai Source Current . Nilai maxima bagi Source current dan SinkCurrent ialah 200 mA

PIN 4 Pin reset . Pemasa 555 boleh direset dengan mengenakan denyut negatifpada pin ini . Bila reset ini tidak digunakan, pin ini disambungkan kepadapin 6 untuk mengelakkan picuan palsu .

PIN 5 Pin Kawalan voltan . Biasanya disambungkan kebumi melalui kapasitor0.01µF. Jika voltan keluaran disambungkan pada pin ini, lebar denyutgelombang keluaran boleh diubah . Kapasitor 0.01µF juga bolehmenghindar masalah hingar.

PIN 6 Pin voltan ambang (threshold voltage) . Merupakan masukan bukan alikan

pembanding 1. Bila voltan pada pin ini ≥ 2

3 CCV keluaran pembanding 1

akan HIGH, keluaran pemasa akan LOW.

PIN 7 Pin nyahcas (discharge) . Pin ini disambungkan secara dalaman kepadapemungut transisitor Q1 .Bila keluaran HIGH Q1 OFF , ia akanmenyebabkan litar terbuka dengan C . Ketika keluaran LOW, Q1 adalahtepu , kapasiotr C akan menyahcas melalui Q1.

PIN 8 Pin bekalan + Vcc ( +5V hingga 18V)

5.12 Litar Dalaman Pemasa 555

Untuk menerangkan prinsip kendalian pemasa 555 dengan lebih mudah dan jelas, litardalamannya boleh digambarkan dengan rajah blok. Pada rajah blok dalaman ini terdapatbeberapa bahagian yang penting iaitu pembanding atas dan bawah (upper and lower


comparators), flip-flop R-S, transistor nyahcas, perintang pembahagi voltan dan jugatransistor keluaran, Rajah 5.10 di bawah menunjukkan blok dalaman bagi pemasa 555

Rajah 5.10 : Blok Dalaman Pemasa 555

5.13 Pemasa 555 Disambung Sebagai Pemberbilang getar monostabil (Monostabil

Multivibrator)

Monostable multivibator ini juga dikenali sebagai one shoot multivibrator. Ia merupakansatu litar penjana denyut dimana lebar dikira dari rangkaian RC yang disambung padabahagian luar pemasa. Monostabil Multivibrator ini adalah sentiasa dalam keadaan stabildan keadaan keluarannya berada pada logik LOW (logik 0). Bila denyut picuan pinggirnegatif diikenakan pada pin 2, keluaran pemasa akan berubah kepada keadaan HIGH(+Vcc), tempoh HIGH ini bergantung kepada nilai rangkaian RC dan akan berubah kepadakeadaan LOW iaitu keadaan stabil semula. Keadaan ini akan kekal pada keadaan LOWsehingga denyut picuan dikenakan seterusnya.

5.13.1 Kendalian Monostabil Multivibrator

Merujuk kepada rajah 5.11, anggapkan keluaran pin 3 berada dalam keadaan LOW padaawalnya. Litar adalah pada keadaan stabil, pada masa ini transisitor Q1 ON. Kapasitor Cakan dipintas kebumi. Bila denyut pinggir negatif dikenakan pada pin 2 , transistor Q1

akan OFF ( Q1 akan litar buka ) Kapasitor C akan mula mengecas menuju nilai +Vcc

melalui perintang RA , pada masa ini keluaran pemasa adalah HIGH . Apabila voltan pada


kapasitor C mencapai nilai2

3 CCV , keluaran akan di set kepada keadaan LOW melalui

flip-flop. Pada masa yang sama, keluaran flip –flop akan menyebabkan Q1 akan ON.Kapasitor C akan menyahcas melalui transistor Q1 . Keluaran monostabil akan kekal padakeadaan LOW sehingga denyut picuan (trigger pulse) dikenakan pada pin 2. Kitaran iniakan diulangi.

Rajah 5.11 Litar monostabil multivibrator


2

3 CCV

1

3 CCV

CCV

Rajah 5.12 Bentuk gelombang picuan, kapasitor dan keluaran

5.14 Pemberbilang Getar Tak Stabil (Astable Multivibrator) menggunakanpemasa 555

Rajah 5.13 di bawah menunjukkan litar pemberbilang getar tak stabil yang menggunakanIC pemasa 555 sebagai komponen utamanya.

Rajah 5.13 : Astabil multivibrator menggunakan IC pemasa 555

Astable Multivibrator juga dikenali sebagai Free Running Multivibrator di manakeluaranya tidak mempunyai keadaan yang stabil. Keadaannya sentiasa berubah. Litar ini


tidak memerlukan denyut picuan dari luar untuk mengubah keadaan keluaran. Masauntuk keluaran berada pada keadaan HIGH atau LOW boleh dikira berdasarkan kepadanilai perintang dan kapasitor yang disambung pada luar IC pemasa 555.

5.14.1 Kendalian Astable Multivibrator

Merujuk kepada rajah 5.14, anggapkan keluaran berada pada keadaan HIGH padaawalnya. Pada masa ini transistor Q1 adalah keadaan OFF. Kapasitor C akan mulamengecas menuju nilai positif melalui perintang RA dan RB. Bila voltan kapasitor C

memcapai nilai2

3 CCV , pembanding 1 akan memicu Flip-Flop dan keluaran akan berubah

dari keadaan HIGH kepada LOW. Pada keadaan ini transistor Q1 akan ON. Kapasitor Cakan membuang cas melalui perintang RB dan transistor Q1. Apabila voltan pada

kapasitor C mencapai nilai1

3 CCV keluaran comparator 2 akan memicu Flip-Flop supaya

keluaran pemasa menjadi HIGH. Kiraan ini akan diulangi. Keadaan ini dapatdiperhatikan pada rajah keluaran yang ditunjukkan dibawah. Dari bentuk keluaran

didapati kapasitor C akan mengecas diantara2

3 CCV dan1

3 CCV masa ini adalah sama

dengan masa keluaran pemasa berada pada keadaan HIGH. Rajah 5.15 di bawahmenunjukkan gelombang yang terhasil pada kapasitor C dan juga keluaran pada pin 3.


Rajah 5.14. Litar pemberbilang getar tak stabil yang menunjukkan blok dalaman pemasa555.

Rajah 5.15 keluaran pemasa sebagai Astable

Masa yang diambil oleh kapasitor C mambuang cas dari2

3 CCV dan1

3 CCV adalah sama

dengan masa pemasa berada pada keadaan LOW.

TH boleh dikira dari formula

TH = 0.69 (RA+RB)C

di mana RA dan RB adalah rangkaian kapasitor masa mengecas.

TL boleh dikira dari formula

TL=0.69 (RB)C

di mana perintang RB merupakan rangkaian kapasitor Cmembuang cas.

Daripada bentuk gelombamg keluaran kita boleh mengira tempoh, frekuensi dan kitarkerja bagi astable

DimanaTempoh = TH + TL + 0.69 (RA + 2RB ) C





3 CCV dan1

3 CCV adalah sama



TH = 0.69 (RA+RB)C



TL=0.69 (RB)C








3 CCV dan1

3 CCV adalah sama



TH = 0.69 (RA+RB)C



TL=0.69 (RB)C





Frekuensi =1 1.44

( 2 )H L A BT T R R C

Kitar kerja (Duty Cycle) bagi Astable Multivibrator adalah nisbah masa TH dengan T(tempoh) selalunya dikira sebagai peratus.

% Kitar Kerja = 100H

H L

T

T T

%

1002

A B

A B

R R

R R

%

Contoh 1

Satu pemasa 555disambungkan sebagai Astable jika diberi RA =2.2KΩ, RB= 3.9KΩ danC=0.1µF dan C1=0.01µF. Lukiskan bentuk gelombang pada pin no 6 atau pin no 2danpin no 3. kirakan TH,TL,Frekuensi gelombang segiempat dan % kitar kerja.


LATIHAN

1. Apakah itu penguat kendalian ?

2. Lukiskan simbol penguat kendalian.

3. Nyatakan fungsi setiap pin penguat kendalian

4. Nyatakan ciri-ciri asas sebuah penguat kendalian

5. Nyatakan ciri-ciri penguat kendalian untuk kegunaan DC dan AC.

6. Senaraikan 3 kegunaan penguat kendalian dan huraikan.

7. Nyatakan perbezaan antara FET dan BJT dari segi prinsip dan cirinya.

8. Senaraikan empat konfigurasi dalam satu litar penguat kendalian.

9. Bagaimana cara output diukur?

10. Sebuah litar mempunyai dua bilangan input dan semasa mengukurkeluarannya salah satu kaki pemungut telah dibumikan, apakah nama konfigurasitersebut?

11. Apakah yang dimaksudkan dengan Bumi Maya?

a) Berikan nilai voltan yang sesuai ?.b) Berikan nilai arus yang sesuai?.

12. Berikan kedudukan terminal masukan penguat kendalian (Op-Amp)?Kenapakah ini berlaku?.

13. Nyatakan secara ringkas setiap pin dalam pemasa 555.

14. Apakah yang dimaksudkan dengan kitaran kerja pemasa.

15. Bandingkan ciri-ciri unggul dengan ciri sebenar penguat kendalian.

16. Huraikan dengan lengkap apakah yang di maksudkan dengan Bumi Maya?.

17. Lukiskan rajah blok penjanaan masa tunda pemasa 555.

18. Nyatakan 5 ciri-ciri unggul dan ciri-ciri sebenar penguat kendalian?

19. Nyatakan 4 kegunaan penguat kendalian ?

20. Takrifkan yang berikut:


a. Gandaan mod sepunyab. Arus “offset”

21. Berikan keadaan maksima mutlak beserta dengan contohnya?

22. Tunjukkan voltan kapasitor dan voltan keluaran dalam kendalian astabil.

23. Pemasa 555 dibawah disambungkan dalam mod astabil dan beserta nilai yangdiberi, kirakan :

a) Tempoh tinggib) Tempoh rendahc) Frekuensid) Kitaran kerja .

Diberi Ra=6.8K, Rb=3.3KCi=C2=0.1uF

bab 5 op-amp

Documents