rangkaian op amp

LaboratoriumLaboratorium DasarDasar TeknikTeknik ElektroElektro SekolahSekolah TeknikTeknik ElektroElektro dandan InformatikaInformatika

PercobaanPercobaan 33RangkaianRangkaian OPAMPOPAMP

EL2193EL2193PraktikumPraktikum RangkaianRangkaian ElektrikElektrik


TujuanTujuan

•• MempelajariMempelajari penggunaanpenggunaan penguatpenguatoperasionaloperasional (OPAMP)(OPAMP)

•• MempelajariMempelajari rangkaianrangkaian dasardasar dengandenganOPAMPOPAMP


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+

-


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


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)


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


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


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 ∞∞))


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



•• PenguatPenguat NoninvertingNoninverting ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))

RB

RA

VinVout+

-



•• PenguatPenguat PenjumlahPenjumlah InvertingInverting ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))

RB

RA3

RA2

RA1Vin1

Vout

Vin2

Vin3

+

-



•• PenguatPenguat DiferensialDiferensial ((digunakandigunakan dalamdalampercobaanpercobaan))

RB

RAVinn

Vout

RB

RAVinp +

-



•• Integrator (Integrator (digunakandigunakan dalamdalam percobaanpercobaan))

+

-

C

RVin

Vout



•• DiferensiatorDiferensiator–– tidaktidak/ / sangatsangat jarangjarang digunakandigunakan untukuntuk pengolahanpengolahan

sinyalsinyal karenakarena sensitifsensitif terhadapterhadap derauderau

C

R

VinVout

+

-



•• RangkaianRangkaian konversikonversi ArusArus keke TeganganTegangan

R

IinVout

+

-



•• RangkaianRangkaian konversikonversi TegangankeTeganganke ArusArus BebanBebanFloatingFloating

RA

Vin

Iout+

-



•• RangkaianRangkaian konversikonversi TeganganTegangan keke ArusArus

RB

Vin

Iout

+

- αRB

αRA

RA



•• RangkaianRangkaian PenyanggaPenyangga ((Buffer)Buffer)

VinVout+

-



•• RangkaianRangkaian JembatanJembatan

RB

RX

VRef

VoutRA

+

-

RS RA

+-



•• RangkaianRangkaian PenguatPenguat InstrumentasiInstrumentasi

RBRA

Vinn

+

-RD

RC

Vout

RD

RC +

-

+

-

Vinp

RB



•• Integrator MillerIntegrator Miller•• Filter AllFilter All--Pass Pass OrdeOrde 11•• dlldll..


RangkaianRangkaian NonlinierNonlinier

•• PenyearahPenyearah PresisiPresisi (inverting)(inverting)

R

Vin

Vout+

-R

D

D


RangkaianRangkaian NonlinierNonlinier

•• DetektorDetektor PuncakPuncak

R

Vin +

-D

D

Vout+

-

C S


Rangkaian NonlinierRangkaian Nonlinier

•• Komparator inverting dengan histeresisKomparator inverting dengan histeresis

RB

RA

VinVout

+

-


Rangkaian NonlinerRangkaian Nonliner

•• Penguat Noniverting dengan histeresisPenguat Noniverting dengan histeresis•• Rangkaian ClipperRangkaian Clipper•• dll.dll.


Isu DesainIsu Desain

•• Harus ada alur DC ke input (+) dan (Harus ada alur DC ke input (+) dan (--))

+

-

C

R

+

-

C

R

DC?



•• 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



•• 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



•• 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


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


PercobaanPercobaan

•• Mengamati Penguat InvertingMengamati Penguat Inverting

RB

RAVin

Vout+

-


PercobaanPercobaan

•• Mengamati Penguat NonMengamati Penguat Non--nvertingnverting

Vin

RB

RA

Vout+

-


PercobaanPercobaan

•• Mengamati Rangkaian PenjumlahMengamati Rangkaian Penjumlah

RB

RA

RA

Vout+

-


PercobaanPercobaan

•• Mengamati Rangkaian IntegratorMengamati Rangkaian Integrator

+

-

C

R

Vout

VS


SELAMAT MELAKUKAN SELAMAT MELAKUKAN PERCOBAANPERCOBAAN

rangkaian op amp

Documents