RANGKAIAN PENGUAT OPERASIONAL

Jonathan Chandra*), Jefri SinuratLaboratorium Elektronika, Program Studi Teknik MekatronikaFakultas Teknologi Industri, Universitas Katolik Parahyangan

Jalan Ciumbeluit 94, Bandung 40141*)chandrajonathan5@gmail.com

________________________________________________________________________________________________

Abstrak

Penguat Operasional atau sering disebut dengan Op-Amp memiliki fungsi sebagai Penguat Teganan Input, di Percobaan ini dilakukan untuk mengetahui fungsi Op-Amp pada rangkaian Non-Inverting, Inverting, Summering, dan Intergrator. Dan dilakukan juga percobaan pengukuran frekuensi dari rangkaian Oscillator dengan melakukan perbandingan jika komponen didalam rangkaian diubah dan tidak diubah.

Kata kunci: Op-Amp, Inverting, Non-Inverting, Summering, Integrator, Oscillator.

________________________________________________________________________________________________

Pendahuluan

Pada Percobaan ini, dilakukan 5 Percobaan, yaitu percobaan Rangkaian penguat Invering, Non-Inverting, Summering, Integrator dan pengukuran Frekuensi pada rangkaian Oscillator.

Tujuan dari Percobaan ini adalah agar dapat membuktikan fungsi dari Rangkaian Penguat Inverting, Non-Inverting, Summering,dan Integrator dan membandingkan Frekuensi yang dihasilkan rangkaian Oscillator apabila komponen yang terdapat pada rangkaian tersebut diubah.

-Op-Amp , adalah sebuah IC yang berharga rendah dan tersusun dengan banyak Transistor, Resistor, dan Kapasitor, dan disusun didalam chip silicon, berfungsi sebagai Amplifier, Intergrator, Summers, Comparator, dan Differentiator [1].

Op-Amp yang digunakan pada percobaan kali ini adalah Op-Amp 741, yang memiliki Konfigurasi:

Terdapat 4 Rangkaian Op-Amp yang digunakan pada Praktikum ini:

- Rangkaian Non-Inverting

Merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasat sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input [2]. Besarnya penguatan tegangan output dari rangkaian Non-Inverting dapat dituliskan dengan (1):

Vout=( R 2R 1

+1)∗Vin (1)

Vout = Tegangan OutputVin = Tegangan InputR2 = R FeedbackR1 = R Input

Gambar 2: Op-Amp Non-InvertingSumber: masteringelectronicdesign.com

Gambar 1:Konfigurasi Pin Op-Amp 741Sumber: Reviseomatic.org

- Rangkaian Penguat Inverting

Merupakan penerapan dari Op-Amp sebagai penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output memiliki phase yang berkebalikan dengan phase sinyal input [2]. Besar Tegangan Output dapat dirumuskan sebagai:

Vout=−( RfRin )∗Vin (2)

Vout = Tegangan OutputVin = Tegangan InputRf = R FeedbackRin = R Input

- Rangkaian Penguat Summering

Merupakan Rangkaian yang Menjumlahkan Semua Tegangan Input yang telah di Amplified, dapat dirumuskan dengan :

Vout=−Rf∗(V 1R 1

+ V 2R 2

+…+ VnRn

) (3)

Vout = Tegangan OutputVin = Tegangan InputRf = R FeedbackRn = Resistansi Tiap Node

- Rangkaian Penguat Integrator

Merupakan Op-Amp yang mengintegralkan Tegangan Input terhadap Waktu, dapat dirumuskan dengan:

Vout= −1R .C

∗∫t 0

t 1

Vin d t

Vout = Tegangan OutputVIN = Tegangan InputR = ResistansiC = Nilai Kapasitor

Metodologi

Alat yang digunakan pada Praktikum ini adalah Rangkaian Non-Inverting, Inverting, Summering, dan Integrator yang telah dibuat dirumah, Rangkaian Oscillator, Power Supply± 24 V , Multimeter, Function Generator dan osiloskop.

a) Percobaan Rangkaian Penguat Non-Inverting. Rangkaian Non-Inverting dibuat sesuai dengan Gambar 5, Nilai aktual Resistor di Ukur dengan Multimeter. Kemudian Vp di hubungkan ke Node A/B/C/D, dan nilai Vin dan Vo yang telah diukur dicatat.

Gambar 3: Op-Amp IntegratorSumber: abisabrina.wordpress.com

Gambar 4: Rangkaian Penguat SummeringSumber : elkaanalogitn.wordpress.com

Gambar 3: Op-Amp InvertingSumber: Wikipedia.com

b) Percobaan Rangkaian Penguat Inverting.

Rangkaian Inverting dibuat sesuai dengan Gambar 6. Nilai Aktual Resistor diukur dengan Multimeter, kemudian Vp disambung ke Node A/B, kemudian Vin dan Vout diukur dan dicatat. Dengan Node B masih terhubung, Generator sinyal dipasang sebagai Vin dengan Frekuensi 500Hz dan Generator Fungsi diatur agar output dari Op-Amp menghasilkan 4 Vpp.

c) Percobaan Rangkaian Summer

Rangkaian Summer dibuat sesuai gambar 7 atau memodifikasi rangkaian penguat inverting dengan menambahkan Input dari Generator Fungsi, Nilai Aktual resistor diukur dengan Multimeter. Generator sinyal dipasang sebagai Vin kedua dengan Frekuensi 500Hz, VP disambungkan dengan Node A/B, Amati di osiloskop dan nilai Vin dan Vo dicatat

d) Rangkaian Integrator.

Rangkaian Integrator dibuat sesuai dengan gambar 8, Vs dibuat dengan sinyal kotak pada Generator sinyal di frekuensi 1 kHz dan 0.5 Vpp dan amati saat 0.1 Vpp, Hasil dari kedua pengamatan dibandingkan.

e) Aplikasi Persamaan Differensial dengan Rangkaian Op-Amp

Rangkaian pada gambar 9 dibuat terlebih dahulu, Frekuensi di Node C Dilihat pada Osiloskop dan dicatat, kemudian Resistansi pada R1 dan R2 diubah menjadi 6,8KΩ, dan Frekuensi pada Node C diamati kembali dan dicatat, Nilai R1 dan R2 dikembalikan pada nilai awalnya, tetapi Nilai Cf diubah menjadi 470 pF dan Frekuensi pada Node C diamati, Terakhir Semua Nilai Komponen dikembalikan menjadi nilai standarnya, dan Nilai R4 menjadi 12KΩ, dan kembali amati Frekuensi di Node C

Gambar 5: Rangkaian percobaan penguat Non-Inverting

Sumber: Modul Praktikum DRL

Gambar 6: Rangkaian Percobaan Penguat Inverting Sumber: Modul Praktikum DRL

Gambar 9: Rangkaian Percobaan OscillatorSumber: Modul Praktikum DRL

Gambar 8: Rangkaian Percobaan IntegratorSumber: Modul Praktikum DRL

Gambar 7: Rangkaian Percobaan Summer Sumber: Modul Praktikum DRL

Hasil dan Analisa

Percobaan Rangkaian Non-Inverting

Dari Hasil yang dilakukan pada Percobaan Rangkaian Non Inverting. Pada percobaan pertama terjadi kesalahan di kaki Resistor yang Putus, dan pembacaan Vout tidak tetap, sedangkan pada percobaan keduda , terjadi perbesaran Nilai Vin hampir sebesar 2 kali pada Vout, dapat disimpulkan bahwa Op-Amp 741 mengalami perbesaran 2 kali tanpa adanya perubahan polaritas di Vout. Nilai aktual Resistor juga dapat mempengaruhi hasil pengukuran dari rangkaian

Percobaan Rangkaian Inverting

Nilai Hasil PercobaanNo Node Vin Vout1 A -1.67 3.6882 B 7.2 -17,410

Vin = -2 disaat Vout 4 Vpp

Dari hasil yang didapat terjadi Penguatan Vin hampir sebesar -2, hasil perbesaran yang didapat negative dikarenakan rangkaian ini merupakan rangkaian Inverting atau disebut sebagai rangkaian pembalik.

Percobaan Rangkaian Summer

Dari hasil percobaan terbukti bahwa terjadi penguatan pada setiap Tegangan Input, dan kemudian dijumlahkan sehingga menghasilkan Tegangan output

yang sesuai, isi dari Pendahuluan berarti telah dibuktikan.

Percobaan Rangkaian Integrator

Saat 0,5 Vpp

Saat 0,1 Vpp

Dari hasil percobaan tersebut dapat dilihat terjadi Integrasi dari Sinyal yang berbentuk kotak, menjadi sinyal berbentuk Segitiga.

Percobaan Rangkaian Oscillator

Hasil PercobaanNo Perubahan Frekuensi (kHz)1 Tidak ada 6.62 R1 & R2 (6,8KΩ) 7.33 C1 (470pF) 7.14 R4 (12KΩ) 6.4

Dari hasil percobaan Rangkaian Oscillator, perubahan Komponen tidak mengubah Frekuensi secara Signifikan, perubahan Frekuensi hanya berbeda 0.2 hingga 0.7, dapat disimpulkan bahwa perubahan nilai komponen tidak terlalu mempengaruhi frekuensi.

Hasil Percobaan

No Node Vin

(V)Vout

(1)Vout

(2) Perbesaran

1 A 6.03 11.2 11.2 1.8572 B 2.08 4.11 4.11 1.9763 C -1.99 -3.94 1.984 D -6.03 -11.6 1.92

Nilai Hasil PercobaanNo Node Vin Vin Generator

Fungsi Vout (V)

1 A -1.67 4 4.582 B 7.2 4 -

Kesimpulan

Dari Hasil Percobaan, dapat di simpulkan bahwa Teori Rangkaian Penguat Inverting, Non-Inverting, summer dan Integrator dapat dibuktikan melalui Praktikum secara langsung, akan tetapi akan ada perbedaan dari Op-Amp tidak ideal dan Op-Amp Ideal [1], dan juga dengan berubahnya nilai suatu komponen tidak mempengaruhi Nilai Frekuensi secara Signifikan.

Daftar Pustaka

[1] Alciator, David G. Introduction to Mechatronics, New York, MC Graw Hill,2011

[2] elektronik-dasar.web.id/karakteristik-penguat-membalik-inverting-amplifier/ , 22 November 2015, 20.15