Gain Dan OP-AmpNama : Trisni Wulansari / 1410501026Dosen Pengampu : R. Suryoto Edy Raharjo, S.T., M.Eng.

Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tidar

Pengertian Gain/Penguat/AmplifierGain/Penguat /Amplifier yaitu rangkaian komponen elektronika yang dipakai untukmenguatkan sinyal . Rangkaian ini biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal audio.Terdapat tiga macam penguatan sinyal yang dapat dilakukan yaitu penguatan daya(P),Penguatan tegangan(V), dan penguatan arus(I) listrik.Gain/Penguat dilambangkan dengan “A”

(Simbol Gain/Penguat)

A

Bagian-bagian Gain/Penguat/Amplifier

1. Pre Amp yang berfungsi menguatkan serta menyamakan sinyal input dan mengarahkan dari komponen sumber sinyal menuju Amplifier.

2. Tone Control /Pengatur Nada berfungsi melakukan pengaturan karakteriatik nada rendah dan nada yang tinggi, dan mengatur amplitudo sinyal audio, terdapat dua metode tone control yakni tone kontrol pasif dan tone control aktif.

3. Power Amplifier/Penguat Akhir befungsi untuk menguatkan sinyal audio yang akan dikeluarkan melalui gelombang suara pada loudspeaker. Sinyal audio tersebut diorganisasikan terlebih dahulu kemudian diboost sebelum dikirim ke speaker.

Jenis-jenis Gain/Penguat/Amplifier1. OTL (Output Transformer Less = keluaran tanpa trafo)

yaitu rangkaian amplifier yang menggunakan elco sebagai ganti transformer, misalkan nilai 2200uf untuk amplifier yang memiliki watt besar. Umumnya tegangan rangkaianamplifier ini hanya + (positif) dan – (negatif / ground).

2. BTL (Bridge Transformator Less) yaitu rangkaian Amplifier OCL yang digabung dengan metode Bridge (jembatan). Sehingga power outputnya menjadi 2 kali lipat dari power Rangkaian Amplifier OCL.

3. OCL (Output Capacitor Less = keluaran tanpa kapasitor)yaitu rangkaian amplifier yang memiliki skema rangkaian dari transistor/IC penguat final langsung ke speaker output (tanpa pelantara apapun). Umumnya tegangan amplifier ini simetris yaitu + (positif), 0 (nol), – (negatif)

Perhitungan Gain/Penguat/Amplifier• Penguatan Daya (dB) =

• Penguatan Tegangan (dB) =

• Penguatan Arus (dB) =

10 log10 (Pout / Pin)

20 log10 (Vout / Vin)

20 log10 (Iout /Iin)

Contoh Perhitungan Penguatan TeganganSebuah Rangkaian memiliki Input AC sebesar 2 Volt dan Output AC sebesar14Volt,berapakah penguatan dalam Desibel ?PenyelesaianRumus : Penguatan Tegangan (dB) = 20 log10 (Vout / Vin)• Pertama, kita harus menghitung hasil dari rasio Tegangan Output dan Tegangan

Input yaitu : (Vout/Vin) = (14 / 2) = 7• Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 7.

Log10 7 = 0,845098• Ketiga, kalikan dengan 20 seperti pada rumusnya :

Penguatan (dB) = 20 x 0,845098Penguatan (dB) = 16,9019 (atau dibulatkan menjadi 16,9 dB)

Contoh Perhitungan Penguatan DayaSebuah Amplifier diberi Input sebesar 5 Watt, sedangkan OutputDihasilkannya adalah sebesar 150 Watt. Berapakah penguatannya dalamDesibel ?PenyelesaianRumus : Penguatan Daya (dB) = 10 log10 (Pout / Pin)• Pertama, menghitung hasil dari rasio daya Output dan Input yaitu :

(Pout / Pin) = 150 / 5 = 30

• Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 30 Log10 30 = 1,47712

• Terakhir, kalikan dengan 10 seperti pada rumusnya :Penguatan (dB) = 10 x 1,47712Penguatan (dB) = 14,7712 (atau dibulatkan menjadi 14,8 dB)

Contoh Perhitungan Penguatan Arusjika sebuah penguat dengan gain arus AC dari 3,5 diberi sinyal input AC dari 28 mA RMS,output akan 3,5 kali 28 mA, atau 98 mA:Penyelesaian:Rumus:• Ikeluar=(AV)(Vmasuk) • Ikeluar=(3,5)(28mA)

• Ikeluar=98mA

Mengapa harus Terdapat Gain dan Attenuation• Karena Manusia tidak dapat mendengar langsung audio langsung dari head sehingga

harus dikuatkan terlebih dahulu dengan amplifier supaya dapat didengar.• Suatu informasi akan dikirim jauh harus dirubah menjadi sinyal yang berukuran kecil.• Tegangan, Daya maupun arus yang dikuatkan dapat dipancarkan.

Selain Penguatan juga terdapat Pengurangan/Redaman/Attenuation yaitu melemahnya sinyal yang diakibatkan oleh adanya jarak yang semakin jauh yang harus ditempuh oleh suatu sinyal. Attenuation sebanding dengan panjang dari medium. Melipat gandakan panjang medium maka akan melipatgandakan juga total Attenuation yang terjadi.

Pengertian OP-Amp

• Op-Amp yaitu IC yang mengahasilkan tegangan keluaran Vo yang merupakan hasilpenguatan terhadap selisih tegangan pada kedua input V1 dan V2.• Op-amp IC adalah piranti solid-state yang mampu mendeteksi dan memperkuat

sinyalmasukan baik DC maupun AC.• Op-amp IC yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar, yakni penguat diferensialimpedansi masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi, dan penguat keluaranimpedansi rendah (biasanya pengikut emiter push-pull).• Berfungsi untuk penguat antara driver dari sensor ke perangkat berikutnya.

Kelemahan OP-Amp• Harus menggunakan catu daya simetris.• Memiliki gain yang tinggi yang terjadi pada operasi open loop circuit mencapai

10.000.000 kali, idealnya Op-Amp mempunyai gain yang tak terhingga.• Impedansi input yang tinggi yang tak terhingga akan tahan terhadap gangguan noise.• Impedansi output yang rendah sama dengan 0 supaya tidak membebani rangkaian

berikutnya.

Implementasi OP-Amp1. Inverting Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tandaminus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecilnilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus nya :

(Rangkaian Inverting Amplifier)

Implementasi OP-Amp2. Non-InvertingHampir sama dengan inverting, hanya berbeda pada tegangan inputnya.

Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.

(Rangkaian Non-Inverting Amplifier)

Implementasi OP-Amp3. BufferRangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalamhal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1.

(Rangkaian Buffer)Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainyatergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arusdimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.

Implementasi OP-Amp4. Adder/PenjumlahRangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier danhasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dariInverting.

(Rangkaian Adder)

Implementasi OP-Amp5. Subtractor/PengurangRangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkanmasukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kakinoninverting. Supaya benar benar terjadi pengurangan maka nilai dibuat seragam sepertigambar. Rumusnya adalah:

(Rangkaian Pengurang dengan 1 Op-Amp)

Implementasi OP-Amp6. ComparatorRangkaian komparator dengan jendela input rangkaiannya hampir sama denganrangkaian noninverting hanya saja parameternya terbalik. Seperti pada gambar berikutini dan contoh hasil dari input dan outputnya dan perhitungannya.Perhitungan menentukan jendela Volt reference Up (Vru) dan Volt reference low (Vrl)adalah sebagai berikut :

(Rangkaian Comparator)

(Rangkaian comparator dengan Jendela)

Implementasi OP-Amp7. DifferensiatorRangkaian differensiator adalah rangkaian aplikasi dari rumusan matematika yang dapatdimainkan (dipengaruhi) dari kerja kapasitor.

(Rangkaian Differensiator)

Implementasi OP-Amp8. IntegratorRangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting dengan tahananumpan baliknya diganti dengan kapasitor. Dan perhitungannya :

(Rangkaian Integrator)

Daftar Pustakahttp://www.ilmu.8k.com/pengetahuan/opamp.htmlhttps://id.wikipedia.org/wiki/Penguathttp://akungene.blogspot.co.id/2015/08/pengertian-gain-attenuation-dan-noise.htmlhttp://teknikelektronika.com/pengertian-desibel-dan-cara-menghitungnya/http://abi-blog.com/perhitungan-gain-amplifier-penguat/http://elektronika-dasar.web.id/operasional-amplifier-op-amp/http://palleko.blogspot.co.id/2012/06/pengertian-amplifier.htmlhttp://elektronikdot.blogspot.co.id/2014/08/pengertian-amplifier.htmlMateri kuliah elektronika Analog (Op-Amp)

Terima Kasih