Abdul Hadi Aldoreza: OP-AMP

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

HPF +40DB/DEC

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Kembali]

a. Mengetahui prinsip kerja dan melakukan simulasi dari rangkaian HPF +40 dB/dec

b. Mengetahui rangkaian dari OP-AMbP SPECIFICATIONS

c. Mengetahui fungsi dari OP-AMP SPECIFICATIONS

2. Alat dan Bahan [Kembali]

a. Alat

1.Power Suplay

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian.
Spesifikasi:
Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power: 15W
conversion efficiency: 96%

2. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

3. Voltmeter

Merupakan alat untuk mengukur tegangan pada suatu circuit. Dalam menggunakannya kita memparalelkan voltmeter dengan rangkaian yang ingin diukur besar tegangannya. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian
Spesifikasi:

Pinout

4. BODE PLOTTER

Bode diagram merupakan salah satu teknik dalam respon analisis untuk mendeteksi magnitude dan phasa dari sistem jika diberi input sinusoidal. Teknik ini dapat memprediksi Transfer Function dari sistem yang diberi input sinusoidal melalui proses analisa gambar diagram Bode.

5. SIGNAL GENERATOR

Generator sinyal adalah perangkat apa pun yang menghasilkan sinyal elektronik. Generator sinyal vektor berspesialisasi dalam membuat sinyal RF dengan skema modulasi analog dan digital dalam format seperti QAM, QPSK, FSK, BPSK, dan OFDM. Generator sinyal vektor umumnya digunakan untuk pengujian sensitivitas penerima.

b. Bahan

1. KAPASITOR

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

2. RESISTOR

Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.

3. GROUND

Grounding atau Pentanahan adalah sistem pentanahan yang terpasang pada suatu instalasi listrik yang bekerja untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus dari sambaran petir ke bumi.

4. OP AMP 77BRC/883

OP- AMP biasanya digunakan pada sistem analog komputer sebagai penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja.

5. Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

3. Dasar Teori [Kembali]

Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan

frekuensinya; ada frekuensi yang diterima atau diteruskan, dan ada pula frekuensi

yang ditolak atau dilemahkan (diredam).

Besarnya nilai respon (hubungan keluaran-masukan suatu filter) dinyatakan

dalam volt ataupun dalam dB dengan bentuk respon yang berbeda pada setiap jenis

filter. Besar nilai respon dapat diperoleh dari perhitungan fungsialih (transfer

function) T :

Keterangan

Hs = Fungsi alih

Vout = tegangan keluaran

Vin = tegangan masukan

Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|, dengan

satuan dalam desibel (dB).

Sebuah op-amp dirancang untuk menjadi penguat. Operasi ini cenderung tidak stabil (berosilasi) karena umpan balik positif. Untuk memastikan operasi yang stabil, op-amp dibuat dengan sirkuit kompensasi internal, yang juga menyebabkan penguatan loop terbuka yang sangat tinggi berkurang dengan meningkatnya frekuensi. Pengurangan penguatan ini disebut sebagai roll-off. Di kebanyakan op-amp, roll-off terjadi pada kecepatan 20 dB per dekade (20 dB / dekade) atau 6 dB per oktaf (6 dB / oktaf).

Perhatikan bahwa sementara spesifikasi op-amp mencantumkan gain tegangan loop terbuka (AVD), pengguna biasanya menghubungkan op-amp menggunakan resistor umpan balik untuk mengurangi penguatan tegangan rangkaian. ke nilai yang jauh lebih kecil (gain tegangan loop tertutup, ACL). Sejumlah perbaikan sirkuit dihasilkan dari pengurangan penguatan ini. Pertama, penguatan tegangan penguat adalah nilai yang lebih stabil dan presisi yang ditetapkan oleh resistor eksternal; kedua, impedansi masukan rangkaian dinaikkan melebihi impedansi op-amp saja; ketiga, impedansi keluaran rangkaian dikurangi dari yang ada pada op-amp terakhir

Gain-Bandwidth

Karena sirkuit kompensasi internal termasuk dalam op-amp,tegangan penguatan turun seiring dengan peningkatan frekuensi. Spesifikasi op-amp memberikan deskripsi penguatan versus bandwidth. Gambar 14.28 memberikan plot penguatan versus frekuensi untuk op-amp tipikal. Pada frekuensi rendah ke operasi dc, penguatannya adalah nilai yang dicantumkan oleh spesifikasi pabrikan AVD (penguatan diferensial tegangan) dan biasanya merupakan nilai yang sangat besar. Ketika frekuensi sinyal input meningkat, gain loop terbuka turun hingga akhirnya mencapai nilai 1 (kesatuan). Frekuensi pada nilai penguatan ini ditentukan oleh pabrikan sebagai bandwidth gain kesatuan, B1. Meskipun nilai ini adalah frekuensi (lihat Gambar 14.28) di mana penguatan menjadi 1, nilai ini dapat dianggap sebagai bandwidth, karena pita frekuensi dari 0 Hz ke frekuensi gain juga merupakan bandwidth. Oleh karena itu, seseorang dapat merujuk ke titik di mana penguatan berkurang menjadi 1 sebagai frekuensi penguatan-kesatuan (f1) atau bandwidth penguatan-kesatuan (B1).

Frekuensi lain yang menarik adalah yang ditunjukkan pada Gambar 14.28, di mana penguatan turun sebesar 3 dB (atau menjadi 0.707 gain dc, AVD), ini menjadi frekuensi cutoff dari op-amp, fC. Faktanya, frekuensi gain dan frekuensi cutoff terkait dengan

Persamaan (14.22) menunjukkan bahwa frekuensi gain juga dapat disebut produk gain-bandwidth dari op-amp.

Laju, SR
Parameter lain yang mencerminkan kemampuan op-amp untuk menangani sinyal yang berbeda-beda adalah laju perubahan tegangan, yang didefinisikan sebagai
Perubahan Arus Laju perubahan tegangan memberikan parameter yang menetapkan laju perubahan maksimum tegangan keluaran saat digerakkan oleh sinyal masukan langkah besar. * Jika seseorang mencoba untuk menggerakkan output pada tingkat perubahan voltase yang lebih besar daripada laju perubahan tegangan, output tidak akan dapat berubah cukup cepat dan tidak akan bervariasi pada kisaran penuh yang diharapkan, mengakibatkan sinyal terpotong atau distorsi. Bagaimanapun, output tidak akan menjadi duplikat yang diperkuat dari sinyal input jika laju perubahan tegangan op-amp terlampaui.
Frekuensi Sinyal Maksimum
maksimum op-amp dapat beroperasi bergantung pada parameter bandwidth (BW) dan laju perubahan tegangan (SR) op-amp. Untuk sinyal sinusoidal dengan bentuk umum
Selain itu, frekuensi maksimum, f, dalam Persamaan. (14.24), juga dibatasi oleh bandwidth unitygain.

Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

Op Amp - LM741

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.
Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

4. Percobaan [Kembali]

Langkah Percobaan -->>

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
Diantara alat dan bahan yang digunakan adalah Gsine, Op-Amp, Osiloskop serta Ground.
Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
Simulasikan pada software proteus. Gambar Simulasi

Prinsip kerja pembagi tegangan operasional amplifier (OP AMP) adalah membandingkan kedua nilai input ( input inverting dan non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka OP AMP tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output OP AMP akan memberikan tegangan output.

Rangkaian High Pass Filter (HPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off (wc).

7.3.2 HPF +40 dB/dec

Gambar 228 Rangkaian HPF +40dB/dec

Untuk menurunkan rumus ACL –nya maka tentukan dahulu tegangan di titik A dan tegangan di titik B.

Dimana ACL dibuat menjadi :

Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:

Sehingga :

lalu substitusikan :

Sehingga didapatlan persamaan :

Pada saat w = wc maka ACL = 0,707<90 derjat

Sehingga, bagian real dari ACL bernilai 0.

Prinsip Kerja --> High Pass Filter ini dapat dibuat dengan menggunakan komponen pasif seperti Resistor dengan Kapasitor atau Induktor. High Pass Filter yang dibuat dari Resistor dan Kapasitor disebut dengan High Pass RC Filter sedangkan High Pass Filter atau HPF yang terbuat dari Resistor dan Induktor disebut dnegan High Pass RL Filter. Filter Pasif yaitu filter yang menggunakan komponen pasif ini tidak memiliki elemen penguat seperti Transistor dan Op-Amp sehingga tidak memiliki perolehan penguatan sinyal, oleh karena itu tingkat OUTPUT-nya selalu kurang dari tingkat INPUT-nya.

Abdul Hadi Aldoreza

OP-AMP

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

ELEKTRONIKA

Laporkan Penyalahgunaan