Modul 3





MODUL 3

OPERATIONAL AMPLIFIER DAN FILTER


1. Pendahuluan[Kembali]

Operational Amplifier (Op-Amp) merupakan salah satu komponen aktif paling penting dalam elektronika analog. Op-Amp berfungsi sebagai penguat tegangan dengan karakteristik ideal, yaitu impedansi input sangat tinggi, impedansi output rendah, serta penguatan (gain) yang besar. Karena sifat ini, Op-Amp banyak digunakan dalam berbagai rangkaian, antara lain sebagai penguat, komparator, osilator, integrator, diferensiator, maupun filter aktif.

Salah satu aplikasi Op-Amp yang umum dipelajari adalah adder atau rangkaian penjumlah. Adder terbagi menjadi dua jenis, yaitu inverting adder dan non-inverting adder. Pada konfigurasi inverting, beberapa sinyal input dijumlahkan melalui resistor ke terminal inverting (−) sehingga menghasilkan keluaran dengan polaritas terbalik. Sedangkan pada konfigurasi non-inverting, sinyal input masuk ke terminal non-inverting (+) dan keluaran memiliki fase yang sama dengan input. Kedua konfigurasi ini banyak digunakan dalam pengolahan sinyal, pencampuran audio, dan sistem kontrol.

Selain adder, rangkaian filter juga menjadi topik penting dalam elektronika. Filter berfungsi menyaring sinyal berdasarkan frekuensi tertentu:

  • Low Pass Filter (LPF): melewatkan frekuensi rendah dan menahan frekuensi tinggi.
  • High Pass Filter (HPF): melewatkan frekuensi tinggi dan menahan frekuensi rendah.
  • Band Pass Filter (BPF): melewatkan frekuensi dalam rentang tertentu.
  • Band Stop Filter (BSF): meredam frekuensi dalam rentang tertentu.

Filter dapat dirancang menggunakan komponen pasif (resistor, kapasitor, induktor) maupun dengan tambahan Op-Amp yang disebut filter aktif. Filter aktif memungkinkan penguatan sinyal sekaligus kontrol frekuensi yang lebih fleksibel.

 

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. Mengetahui prinsip kerja High Pass Filter

 

3. Alat dan Bahan[Kembali]

  1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2

Merupakan module percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

         2. Function Generator 

Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang sawtooth, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

         3. Osiloskop

Oscilloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

           4. Jumper 

Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

        5. Multimeter

Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

        6. Module elektronika analog Operational Amplifier 1


     B.Bahan

             1.Resistor

Merupakan komponen yang berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian elektronika.

 

            2.Op-Amp

Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian.

  

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). Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional 


1. Inverting Op-Amp 

Inverting amplifier merupakan salah satu konfigurasi Operational Amplifier (Op-Amp) yang digunakan untuk mengontrol penguatan tegangan (voltage gain). Pada rangkaian ini, sinyal input dihubungkan ke terminal inverting (−), sedangkan terminal non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Output diberikan umpan balik melalui resistor Rf menuju input inverting.

 

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

Dengan demikian, arus yang mengalir ke input adalah nol, sehingga:

 

2. Comparator Amplifier

Comparator atau komparator adalah salah satu jenis rangkaian Operational Amplifier (Op-Amp) yang berfungsi membandingkan dua sinyal tegangan pada inputnya. Hasil perbandingan tersebut ditunjukkan pada output dalam bentuk tegangan tinggi atau rendah (logika digital), tergantung pada kondisi input.

Cara Kerja Comparator

  • Comparator memiliki dua terminal input, yaitu:
    • Input inverting (−)
    • Input non-inverting (+)
  • Prinsip kerja:

1.              Jika tegangan pada input non-inverting (+) lebih besar daripada tegangan pada input inverting (−), maka output akan berada pada kondisi tegangan tinggi (positif saturasi).

V+>V−  ⇒  Vout=+VsaturasiV+​>V−​⇒Vout​=+Vsaturasi​

2.              Sebaliknya, jika tegangan pada input inverting (−) lebih besar daripada tegangan pada input non-inverting (+), maka output akan berada pada kondisi tegangan rendah (negatif saturasi).

V+<V−  ⇒  Vout=−VsaturasiV+​<V−​⇒Vout​=−Vsaturasi​

Dengan demikian, comparator berfungsi sebagai pembanding sederhana yang menghasilkan sinyal logika tinggi (1) atau rendah (0) sesuai perbedaan tegangan pada kedua input.

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 sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.

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.

 


 




Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Materi Sub Bab 15.5

Image
KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Example 6. Problem 7. Pihan Ganda 8. Percobaan 9. Link Download 1. Pendahuluan [Kembali]   Regulasi tegangan adalah komponen vital dalam sistem elektronika untuk menjaga stabilitas tegangan DC meskipun terjadi fluktuasi input atau perubahan beban. Bab 15.5 membahas  Discrete Transistor Voltage Regulation , yang menggunakan transistor diskrit (bukan IC terintegrasi) untuk merancang regulator tegangan seri ( series ) dan shunt. Regulator seri bekerja dengan mengontrol resistansi elemen yang terhubung seri antara input dan output, sementara regulator shunt mengalihkan arus berlebih ke ground. Keduanya dirancang untuk mengatasi masalah seperti: Variasi tegangan input (misalnya, dari rectifier atau baterai). Perubahan arus beban yang tiba-tiba. Ripple pada output akibat ketidaksempurnaan filter. Selain itu, bab ini juga mencakup teknik proteksi sep...
Read more

MODUL 2 OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... Tugas Pendahuluan Laporan Akhir MODUL 2 OSCILLOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Pendahuluan [Kembali]      Di tengah perkembangan teknologi modern, penguasaan konsep dasar elektronika merupakan hal esensial bagi para profesional di bidang teknik. Kegiatan praktikum berperan vital sebagai sarana pembelajaran, memberikan pengalaman langsung dalam mengaplikasikan teori ke situasi nyata. Dengan demikian, mahasiswa tidak hanya memahami aspek teoritis tetapi juga mampu mempraktikkannya.      Praktikum kali ini berfokus pada dua aspek fundamental elektronika: penggunaan osiloskop dan teknik pengukuran daya. Osiloskop, sebagai instrumen utama di laboratorium teknik, memiliki peran penting dalam memantau, menganalisis, dan memecahkan masalah sinyal listrik. Di sisi lain, pengukuran daya menjadi dasar untuk mengevaluas...
Read more

TUGAS PENDAHULUAN MODUL 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] 1.       Jelaskan apa itu jembatan wheatstone dan fungsinya! Jawab: Jembatan Wheatstone adalah rangkaian listrik yang terdiri dari empat resistor (R1, R2, R3, dan Rx) yang disusun membentuk jembatan dengan sumber tegangan dan galvanometer. Rangkaian ini bekerja berdasarkan prinsip keseimbangan, di mana tidak ada arus yang mengalir melalui galvanometer saat rasio hambatan pada kedua lengan memenuhi persamaan R1/R2 = R3/Rx. Dengan mengatur nilai resistor yang diketahui (R1, R2, R3), nilai hambatan yang tidak diketahui (Rx) dapat dihitung secara presisi menggunakan rumus Rx = (R2/R1) × R3. Fungsi Utama: 1.       Mengukur Hambatan Tidak Dikenal : Menentukan nilai resistor yang belum diketahui dengan akurasi tinggi, terutama untuk hambatan kecil (misal: di bawah 1 ohm). 2.       Mendeteksi Perubahan Kecil pada Hambatan : Sensitif terhadap variasi hambatan, sehingga diguna...
Read more