MODUL 3 OP AMP DAN FILTER





MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER


1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier (Op-Amp) adalah komponen elektronika berupa penguat diferensial dengan penguatan tegangan yang sangat besar. Op-Amp memiliki dua masukan, yaitu masukan inverting (–) dan non-inverting (+), serta satu keluaran. Prinsip kerjanya adalah memperkuat selisih tegangan antara kedua masukan tersebut. Dalam aplikasinya, Op-Amp dapat digunakan pada berbagai konfigurasi, seperti penguat inverting, non-inverting, penjumlah (summing amplifier), pengurang, integrator, maupun diferensiator.

Filter adalah rangkaian elektronika yang digunakan untuk memilih sinyal berdasarkan frekuensinya, dengan cara melewatkan sinyal pada rentang frekuensi tertentu dan meredam frekuensi lainnya. Filter dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, antara lain:

  • Low Pass Filter (LPF): melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi.
  • High Pass Filter (HPF): melewatkan frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah.
  • Band Pass Filter (BPF): melewatkan frekuensi pada suatu pita tertentu.
  • Band Stop Filter (BSF): meredam frekuensi pada pita tertentu.

Dalam implementasinya, filter dapat dibuat secara pasif (menggunakan resistor, kapasitor, dan induktor) maupun aktif (menggunakan Op-Amp). Filter aktif dengan Op-Amp memiliki kelebihan berupa penguatan sinyal, kestabilan, serta desain yang lebih fleksibel dibanding filter pasif.

 

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier

2. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier

3. Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter

4. Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter     

          

3. Alat dan Bahan[Kembali]

 A. Alat

 a).  Multimeter

 

 

 

 

    b). Jumper

 

 

 

    c). DC Power Supply

 

 

 

      d) Osiloskop

 

       (e) Function generator

 

 

 

B. Bahan

 

a) Dioda 1N4001

 

 

b) Resistor

 

4. Dasar Teori[Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground).

Operational Amplifier

1. Inverting Op-Amp

Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.

Rangkaian Inverting Op-Amp

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non- inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.

Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah

dengan Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

 

2. Comparator Amplifier

Comparator atau komparator adalah jenis rangkaian amplifier operasional (op-amp) yang berfungsi untuk membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya dan menghasilkan output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada perbandingan tegangan tersebut. Cara Kerja Comparator:

• Comparator memiliki dua input: input inverting (-) dan input non-inverting (+).

• Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting (-), maka output akan berada di kondisi tegangan tinggi (𝑉+ > 𝑉− = +𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)

• Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (-) lebih besar daripada input non-inverting (+), maka output akan berada di tegangan rendah 𝑉+ < 𝑉− = −𝑉 𝑠𝑎𝑡𝑢𝑟𝑎𝑠𝑖)

 

3. Low Pass Filter

Low Pass Filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut-off) maka sinyal akan diredam. Low Pass Filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Rangkaian Low Pass Filter

Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan

matematik sebagai berikut.

Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam

persamaan matematis sebagai berikut.

 

4. High Pass Filter

High Pass Filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut-off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut-off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

Rangkaian HPF dan grafik respon frekuensi HPF

 

Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter Adalah

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog