Rangkaian PENGUAT KERJA ( OPERASIONAL AMPLIFIER )

5.1 Dasar teori

Op-amp adalah rangkaian elektronik serbaguna yang dirancang dan dikemas khusus, sehingga dengan menambahkan komponen luar sedikit saja, sudah dapat dipakai untuk berbagai keperluan.

Karakteristik terpenting dari sebuah op-amp yang ideal adalah:
* Penguatan loop terbuka amat tinggi
* Impedansi masukan yang sangat tinggi sehingga arus masukan dapat diabaikan
* Impedansi keluaran sangat rendah sehingga keluaran penguat tidak terpengaruh oleh pembeban.

Pada op-amp terdapat satu terminal keluaran, dan dua terminal masukan. Terminal masukan yang diberi tanda (-) dinamakan terminal masukan pembalik (inverting), sedangkan terminal masukan yang diberi (+) dinamakan terminal masukan bukan pembalik (noninverting).

5.2 Percobaan op-amp

Pada percobaan op-amp dilakukan percobaan-percobaan sebagai berikut:

* Op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub inverting dan masukan pada kutub noninverting.
* Op-amp sebagai pengali tegangan dan pengali terbalik. Op-amp sebagai diferensiator dan integrator.

Tujuan dari percobaan tersebut adalah:

* Mengetahui rangkaian-rangkaian dasar op-amp.
* Membandingkan perilaku op-amp antara praktek dengan teori.
* Mengetahui pengaruh catu daya dan frekuensi pada op-amp.
* Melatih mahasiswa merancang rangkaian dengan menggunakan op-amp dan analisanya.

5.2.1 Percobaan Op-amp dan op-amp sebagai komparator

Op-amp sebagai komparator membandingkan antara tegangan masukan dengan tegangan referensinya. Prosedur percobaannya adalah sebagai berikut:

* Rangkailah alat - alat dan komponen sesuai dengan gambar dibawah ini.



Gambar 5.1 Rangkaian op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub inverting.



Gambar 5.2 Rangkaian op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub noninverting

* Setelah itu nyalakan catu daya.
* Gambar sinyal masukan dan sinyal keluaran yang keluar pada oscilloscope.

Pada percobaan op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub inverting akan diperoleh hasil pada oscilloscope sebagai berikut:



Gambar 5.3 Op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub inverting.

Bila tegangan masukan berada diatas tegangan referensi, maka tegangan keluaran akan menyamai tegangan saturasinya (negatif).
Bila tegangan masukan berada dibawah tegangan referensinya, maka tegangan keluaran akan menyamai tegangan saturasinya (positif).

Pada percobaan op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub noninverting akan diperoleh hasil pada oscilloscope seperti pada gambar dibawah ini:



Gambar 5.4 Op-amp sebagai komparator dengan masukan pada kutub noninverting.



Bila tegangan masukan berada diatas tegangan referensinya, maka tegangan keluarannya akan menyamai tegangan saturasinya (positif). Bila tegangan masukan berada dibawah tegangan referensinya, maka tegangan keluarannya akan menyamai tegangan saturasinya (negatif).
5.2.2 Op-amp sebagai pengali tegangan dan pengali terbalik

Prosedur percobaannya adalah sebagai berikut:

* Rangkailah alat - alat dan komponen sesuai dengan gambar dibawah ini:



Gambar 5.5 Rangkaian op-amp sebagai pengali terbalik.



Gambar 5.6 Rangkaian op-amp sebagai pengali tegangan.

* Setelah itu nyalakan catu daya.
* Gambar sinyal masukan dan sinyal keluaran yang keluar pada oscilloscope.

Pada percobaan op-amp sebagai pengali tegangan akan diperoleh hasil pada oscilloscope seperti gambar dibawah ini:



Gambar 5.7 Op-amp sebagai pengali tegangan.

Tegangan keluaran pada op-amp sebagai pengali tegangan sefasa dengan tegangan masukannya. Besarnya tegangan keluaran dapat ditentukan dengan pengaturan besarnya resistansi-resistansi yang dipakai.

Pada percobaan op-amp sebagai pengali terbalik akan diperoleh hasil pada oscilloscope seperti pada gambar dibawah ini:



Gambar 5.8 Op-amp sebagai pengali terbalik.

Tegangan keluaran pada op-amp pengali terbalik berbeda fasa dengan tegangan masukannya.

5.2.3 Op-amp sebagai diferensiator dan integrator.

Rangkaian diferensiator menghasilkan tegangan keluaran yang merupakan fungsi diferensial waktu dari tegangan masukannya.
Rangkaian integrator menghasilkan tegangan keluaran yang merupakan fungsi integral waktu dari tegangan masukannya.

Prosedur percobaannya adalah sebagai berikut:

* Rangkailah alat - alat dan komponen sesuai dengan gambar dibawah ini



Gambar 5.9 Rangkaian op-amp sebagai diferensiator.



Gambar 5.10 Rangkaian op-amp sebagai integrator.

* Untuk rangkaian integrator hubungkan masukan dengan gelombang kotak dari function generator.
* Untuk rangkaian differensiator hubungkan masukan dengan gelombang segitiga dari function generator.
* Setel frekuensi pada harga 400 Hz
* Hubungkan masukan dan keluaran rangkaian pada oscilloscope
* Gambar sinyal masukan dan sinyal keluaran yang keluar pada oscilloscope
* Setel kembali frekuensi menjadi 40 Hz pada rangkaian integrator dan 40 kHz pada rangkaian diferensiator.
* Gambar sinyal masukan dan sinyal keluaran yang keluar pada oscilloscope

Untuk rangkaian diferensiator pada oscilloscope akan diperoleh hasil sebagai berikut:



Gambar 5.11 Op-amp sebagai diferensiator pada frekuensi 400 Hz.

Sinyal masukan yang berupa sinyal segitiga berubah menjadi sinyal kotak.
Untuk rangkaian diferensiator pada oscilloscope akan diperoleh hasil sebagai berikut:



Gambar 5.12 Op-amp sebagai rangkaian integrator pada frekuensi 40 Hz.

Sinyal masukan yang berupa sinyal kotak berubah menjadi sinyal segitiga.