Download - Makalah Operasional Amplifier
Tugas : Instumentasi Dalam Geofisika
OPERASIONAL AMPLIFIER (OP – AMP)
RAZZAK RAFFIU LANATA
F1H1 14 011
KEMENTRIAN RISET TEKNOLOGI DAN PERGURUAN TINGGI
UNIVERSITAS HALU OLEO
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
2016
Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang
terintegra memiliki 2 input dan 1 output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan
untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp).
Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau
dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian
terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog
yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai
berikut :
Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai
kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka
output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output
Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari
penguat diferensial dengan 2 input. Sebagai penguat operasional ideal , operasional amplifier
(Op-Amp) memiliki karakteristik sebagai berikut :
Impedansi Input (Zi) besar = ∞
Impedansi Output (Z0) kecil= 0
Penguatan Tegangan (Av) tinggi = ∞
Band Width respon frekuensi lebar = ∞ V0 = 0
apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1.
Karakteristik operasional amplifier (Op-Amp) tidak tergantung temperatur / suhu.
Beberapa aplikasi yang menggunakan operasional amplifier (Op- Amp) adalah sebagai berikut.
1. Inverting
Inverting 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 :
V 0=−R fRiV i
Gambar 2
Rangkaian inverting Amplifier
2. Non-Inverting
Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannya
adalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting.
Rumusnya seperti berikut :
V 0=R f+RiR i
V i
sehingga persamaan menjadi
V 0=( RfR i +1)V i
Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif. Rangkaian
nya adalah seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 3
Noninverting Amplifier
3. Buffer
Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalam hal
ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Rangkaiannya seperti pada
gambar berikut ini
Gambar 4
Rangkaian Buffer
Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya
tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus dimaksimalkan
sesuai dengan kemampuan operasional amplifiernya.
4. Adder/ Penjumlah
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 :
V 0a=−R fRaV a;V 0b=
−R fRbV b;V 0 c=
−R fRcV c
V 0 t=−Rf ( 1RaV a+
1RbV b+
1RcV c )
Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi :
V 0=−(V a+V b+V c)
Tahanan Rom gunanya adalah untuk meletak titik nol supaya tepat, terkadang tanpa Rom
sudah cukup stabil. Maka rangkaian ada yang tanpa Rom juga baik hasilnya. Rangkaian
penjumlah dengan menggunakan noninverting sangat suah dilakukan karena tegangan yang
diparalel akan menjadi tegangan terkecil yang ada., sehingga susah terjadi proses penjumlahan.
Gambar 5
Rangkaian penjumlah dengan hasil negative
5. Subtractor/ Pengurang
Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan masukan
non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan. Rangkaian ini bisa terdiri
3 macam yaitu :
a. Rangkaian dengan 1 op-amp
b. Rangkaian dengan 2 op-amp
c. Rangkaian dengan 3 op-amp
Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki
noninverting. Supaya benar benar terjadi pengurangan maka nilai dibuat seragam seperti gambar.
Rumusnya adalah:
V 0=( RfR i +1)( RR+R )V b− RR V a
Sehingga :
V o=(V b−V a )
Gambar 6
Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp
Rangkaian pengurang dengan 2 op-amp tidak jauh berbeda dengan satu opamp, yaitu
salah satu input dikuatkan dulu kemudian dimasukkan ke rangkaian pengurang, seperti gambar
dibawah ini. Perhitungan rumus yang terjadi pada titik Vz adalah :
V z=(R fRi +1)V y
sehingga Vo menjadi :
Bila Rf=Ri maka persamaannyaakan menjadi :
V o=2V x−V y
Gambar 7 Rangkaian pengurang dengan 2 op-amp.
Rangkaian pengurang dengan 3 op-amp sangat lah beda dengan yang lainnya. Ada 3
macam proses yang terjadi disini seperti pada gambar dibawah ini.
Gambar 8
Gambar Rangkaian pengurang dengan 3 op-amp.
Rangkaian penguat dengan 3 op-amp seperti pada gambar dibawah ini sangat persis
seperti rangkaian penguat dengan 1 op-amp. Hal ini karena sebelum masuk dilewatkan buffer
saja. Perhitungannya pun sama dengan rangkaian pengurang 1 op-amp.
Gambar 9
Rangkaian pengurang 3 op-amp dengan buffer
6. Comparator/ Pembanding
Rangkaian pembanding ini ada 3 macam yaitu :
a. Rangkaian pembanding 1 op-amp tanpa jendela input
b. Rangkaian pembanding 1 op-amp dengan jendela input
c. Rangkaian pembanding 2 op-amp dengan jendela input proses output luar
d. Rangkaian pembanding 2 op-amp dengan jendela input proses output dalam
Rangkaian pembanding dengan 1 op-amp tanpa jenjela input, artinya rangkaian
komparator/pembanding yang langsung dibandingkan. Seperti pada gambar berikut ini adalah
komparator biasa dan hasilnya langsung dibandingkan dengan referensinya.
Rangkaian komparator dengan jendela input rangkaiannya hampir sama dengan
rangkaian noninverting hanya saja parameternya terbalik. Seperti pada gambar berikut ini dan
contoh hasil dari input dan outputnya dan perhitungannya.
Gambar 10
Rangkaian komparator /pembanding dengan referensi o volt
Gambar 11
Rangkaian komparator dengan jendela
Perhitungan menentukan jendela Volt reference Up (Vru) dan Volt reference low (Vrl) adalah
sebagai berikut :
V ru=R1
R1+R2(+V sat )
Sedangkan untuk komparator dengan 2 op-amp ada 3 macam variasi seperti gambar berikut:
Gambar 12
Rangkaian komparator 2 opamp dengan output negatif
Gambar 13
Rangkaian komparator 2 op-amp dengan output campuran
Gambar 14
Rangkaian komparator 2 opamp dengan output negatif
Aplikasi untuk komparator semacam ini bisa dilihat dari hasil outputnya. Misal
menginginkan hanya didalam window saja yang di proses atau hanya diluar window saja yang
diproses dan sebagainya.