percobaan 3
TRANSCRIPT
Percobaan 3Rangkaian OPAMPEL2193 Praktikum Rangkaian Elektrik
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Tujuan Mempelajari penggunaan penguat operasional (OPAMP) Mempelajari rangkaian dasar dengan OPAMP
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Review OPAMP
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Apakah OPAMP itu? Penguat diferensial multi guna+
input pu
ou pu output
Sifat ideal Penguatan T P t Tegangan, Av= Tegangan, Resistansi Input, Rin=) Resistansi Output Rout=0 Output, Tegangan output Maksimum, Vout max= Maksimum, Bandwidth, BW = , mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Apakah OPAMP itu? Lord Kelvin Konsep rangkaian penguat diferensial mekanik dengan penguatan tinggi tetapi tidak presisi, digunakan dengan feedback menghasilkan penguatan presisi Vanenar Bush Konsep matematis penguat diferensial dengan feedback menghasilkan kontrol presisi HS Black, HW Bode, dan DB Parkinson Menggunakan konsep rangkaian dengan OPAMP tabung elektronika untuk kontrol posisi laras meriam mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
OpAmp Riil Penguatan Tegangan (DC) Ketidakidealan lainnya umum 70-90 dB m m 70 spesial hingga 140 dB GBW Slew rate Offset tegangan dan arus Penguatan Common Mode (metrik CMRR) Pengaruh ripple catu daya (metrik PSRR)
Resistansi Input p bipolar ratusan kM FET puluhan M-G
Resistansi Output Hingga puluhan
Tegangan output g g p maksimum 0.2-1V di atas/ dibawah catu 0.2atas/ daya mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
OpAmp Riil Gain Bandwidth Product (GBW) ( ) Frekuensi kerja OpAmp terbatas Pole pada frekuensi rendah, penguatan flat hanya hingga beberapa p puluh atau ratusan Hertz Di atas frekuensi pole penguatan turun 20dB/dekade Pada frekuensi GBW gain 1 atau 0 dB
OpAmp digunakan dalam rangkaian dengan feedback dengan frekuensi jauh dibawah GBW
Offset tegangan dan arus P Penguat diferensial seharusnya selisih t t dif i l h li ih tegangan i input nol, output nol t l t t l ternyata tidak Idem untuk arus pada bipolar Gunakan rangkaian kompensasi mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Aplikasi Blok pembangun berbagai fungsi rangkaian untuk akuisisi dan pengolahan sinyal analog rangkaian linier rangkaian nonlinier
Catatan: Pada percobaan hanya dilakukan untuk rangkaian linier saja
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Analisis Fungsi Rangkaian Linier dengan OPAMP Resistansi input tak hingga sehingga arus masuk OPAMP nol Feedback stabil bila tegangan diferensial input g g p nol g p penguatan tak Dengan input diferensial nol dan p g hingga tegangan output bebas ( 0 x )
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Penguat Inverting (digunakan dalam percobaan)Iin RA Vin Iinn=0 + RB Iin Vout
Iinn=0
vinp-vinn=0 vinn=0 Iin= vin/RA
vout = 0 Iin RB = vin RB /RA mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Penguat Noninverting (digunakan dalam percobaan)+ RA RB Vin Vout
vinn
RA = vo = vinp RA + RB vo RB = 1+ vin RA
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Penguat Penjumlah Inverting (digunakan dalam percobaan) percobaan)RA1 Vin1 Vin2 Vin3 RA2 RA3 + RB
vin1 0 vin 2 0 vin 3 0 0 vo + + = RA1 RA2 R A3 RB vin1 vin 2 vin 3 vo = RB R + R + R A2 A3 A1Vout
vinn = vinp = 0
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Penguat Selisih (digunakan dalam percobaan) percobaan)RB RA Vinn Vinp RA +
vinn vin vin vout = RA RBVout
vin +
RB = vinp RA + RBvin + = vin
RB
RB RB vinn 1 + R vin = vout RA A vout RB RB = vinp vinn RA RA mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Integrator (digunakan dalam percobaan)C
vin = vin + = 0 vout 1 = vin + iC dt C0t t
R Vin + Voutt
vout
1 vin vin 1 = 0+ dt = vin dt C0 R RC 0 mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Diferensiator jarang digunakan untuk pengolahan sinyal karena sensitif terhadap deraui C
R
vin = vin + = 0 vout = vin + iR
Vin
+
Vout
vout
d (vin vin ) dvin = vin + RC = RC dt dt mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Rangkaian konversi Arus ke TeganganR
vin = vin + = 0Iin + Vout
vout = vin + iR vout = Riin mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Rangkaian konversi Teganganke Arus Beban Floating+ RA Iout
Vin
vin = vin +
vin + = iout RA vin = RA
iout
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Rangkaian konversi Tegangan ke Arus RARA Vin +
RB
Iout
RB
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Linier Rangkaian Penyangga (Buffer) (Buffer)
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
+ -
Vin
Vout
mth 2011
Rangkaian Linier Rangkaian Jembatan
RA
VRef
+ RS RA
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
+ RB
RX
Vout
mth 2011
Rangkaian Linier Rangkaian Penguat InstrumentasiVinn + RC RA RB RB RC + RD Vout RD
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
Vinp
+
Rangkaian Linier Integrator Miller Filter All-Pass Orde 1 All dll dll.
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Nonlinier Penyearah Presisi (inverting)D Vin R R
+
D Vout
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Nonlinier Detektor PuncakD R
D +C S
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
mth 2011
-
Vin
+
Vout
Rangkaian Nonlinier Komparator inverting dengan histeresisVin + Vout
RB RA
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Rangkaian Nonliner Penguat Noniverting dengan histeresis Rangkaian Clipper dll dll.
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Isu Desain Harus ada alur DC ke input (+) dan (-) (C
DC?C
R + R +
mth 2011
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Isu Desain Penguat inverting OPAMP BJT RA < Rin, bila arus bias bermasalah gunakan resitansi pada input lainnya RB
Vin
RA + RA mth 2011
Vout
Laboratorium Dasar Teknik Elektro Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Isu Desain Penguat Noninverting Gain 1 100 RB 2k 100k
Penguat Inverting Gain 0.1 100 RB