BAB I DAN OP AMP
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus
searah yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan
dan satu keluaran. Op-amp IC merupakan kemasan solid-state yang mampu
mengindera dan memperkuat sinyal masukan baik DC maupun AC. Op-amp IC
yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar, yaitu penguat differensial impedansi
masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi dan penguat keluaran
impedansi rendah. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja
dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya.
Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika
sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga
dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator
dengan distorsi rendah serta pengembangan alat komunikasi. Selain itu, aplikasi
pemakaian op-amp juga meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan
DC, tapis aktif, penyearah presisi, pengubah analog digital dan pengubah digital
ke analog, pengolah isyarat seperti cuplik tahan, penguat pengunci, kendali
otomatik, computer analog, elektronika nuklir, dan lain-lain.
Untuk mengetahu bagaimana karakteristik op-amp secara langsung, maka
dalam praktikum kali ini dipelajari op-amp impedansi keluaran.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan pelaksanaan praktikum kali ini adalah:
1. Mengetahui karakteristik masukan op-amp.
2. Mengetahui karakteristik keluaran op-amp.
3. Menunjukkan cara mengkoreksi kesalahan tegangan offset.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)
Operational amplifier atau di singkat Op-Amp merupakan salah satu
komponen analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian
elektronika. Aplikasi op-amp popular yang paling sering dibuat antara lain adalah
rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.
Penguat operasional atau dalam bahasa Inggris disebut operational
amplifier yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu jenis penguat
elektronika dengan sambatan (coupling) arus searah yang memiliki faktor penguat
sangar besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada
umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak
digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat
efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk
operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap
tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti
komparator dan osilator dengan distorsi rendah. (Wikipedia, 2012)
Op-Amp (Operational Amplifier) merupakan sejenis IC (Integrated
Circuit). Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas
beberapa transistor, resistor dan atau dioda. Jika pada IC (Integrated Circuit) jenis
ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukan dan suatu jenis rangkaian umpan
balik, maka IC (Integrated Circuit) ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai
operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali,
mengintegrasi, dan sebagainya. Oleh karena itu IC (Integrated Circuit) jenis ini
dinamakan penguat operasi atau operastional amplifier, disingkat Op-Amp
(Operasional Amplifiers). Namun demikian Op-Amp dapat pula dimanfaatkan
untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai amplifiers, penguat radio, pengatur
nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dan lain-lain. Op-Amp
banyak disukai karena faktor penguatannya mencapai (99.999 kali). (Anwar,
2011)
Op-Amp IC adalah kemasan solid-state yang mampu mengindera dan
memperkuat sinyal masukan baik DC maupun AC. Op-Amp IC yang khas terdiri
atas 3 rangkaian dasar yaitu :
1. Penguat differensial impedansi masukan tinggi.
2. Penguat tegangan penguatan tinggi.
3. Penguat keluaran impedansi rendah.
Amplifier (penguat) adalah komponen yang dapat merubah suatu sinyal
dari suatu level tertentu ke suatu sinyal dengan level yang berbeda, dimana sinyal
tersebut bisa berupa sinyal tegangan atau sinyal arus.
Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan
tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting
dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik
dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan
pada operational amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operational amplifier (OpAmp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.
Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacammcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali
disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp)
merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier
multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :
Gambar 1. Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)
Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu
feedback negatif dan feedback positif. Dimana feedback negatif pada Op-Amp
memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan
menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan
yang dapat terukur. (Elektronika, 2008)
Pengembangan rangkaian terpadu IC (Integrated Circuit) luar telah ada
sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada chip silikon tunggal.
Rangkaian terpadu itu merupakan susunan antara transistor, dioda sebagai penguat
beda dan pasangan Darlington.
Konfigurasi Op-Amp (Operasional Amplifiers) :
1. Inverting
2. Non-Inverting
3. Integrator
4. Differensiator
Gambar 2. Simbol Penguat Operasional pada Gambar Sirkuit Listrik
Simbol penguat operasional pada rangkaian seperti pada gambar di atas,
dimana:
1.
: Masukan non-pembalik
2.
: Masukan pembalik
3.
: Keluaran
4.
: Catu daya positif
5.
: Catu daya negatif
Catu daya pada notasi penguat operasional seringkali tidak dicantumkan untuk
memudahkan penggambaran rangkaian. (Wikipedia, 2012)
Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian Op-Amp
berdasarkan karakteristik Op-Amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur
dinamakan golden rule, yaitu :
1. Aturan 1 : Perbedaan tegangan antara input V+ dan V- adalah nol [(V+) - (V-) =
0 atau (V+) = (V-)]
2. Aturan 2 : Arus pada input Op-Amp adalah nol (i+ = i- = 0)
Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa
rangkaian Op-Amp. (edutelekomunikasi.wordpress.com)
Fungsi dari Op-Amp adalah sebagai pengindra dan penguat sinyal
masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi
masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi dan penguat keluaran
impedansi rendah. Op-Amp banyak dimanfaatkan dalam peralatan-peralatan
elektronik sebagai penguat, sensor dan masih banyak lagi.
2.2 Karakteristik Op-Amp (Operational Amplifier)
Sebagai penguat operasional ideal, operasional amplifier (Op-Amp)
memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Impedansi input (Zi) besar = ∞
2. Impedansi output (Z0) kecil = 0
3. Penguatan tegangan (Av) tinggi = ∞
4. Band width respon frekuensi lebar = ∞
5. V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1
6. Karakteristik
operasional
amplier
(Op-Amp)
tidak
bergantung
pada
temperatur atau suhu. (elektonika-dasar.com)
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa pada dasarnya Op-amp
adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial), yang mana memiliki 2
input masukan yaitu input inverting (V-) dan input non-inverting (V+). Rangkaian
dasar dari penguat diferensial dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini:
Gambar 3. Penguat Diferensial
Pada rangkaian di atas, dapat diketahui tegangan output (Vout) adalah
Vout = A(V1-V2) dengan A adalah penguatan dari penguat diferensial ini. Titik
input V1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan Vout satu phase
dengan V1. Sedangkan sebaliknya titik V2 dikatakan input inverting sebab
berlawanan phasa dengan tengangan Vout. (Elektronika, 2008)
Penguat
operasional
dalam
bentuk
rangkaian
terpadu
memiliki
karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu
memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Karakteristik penguat operasional
ideal adalah:
1. Bati tegangan tidak terbatas.
2. Impedansi masukan tidak terbatas.
3. Impedansi keluaran nol.
4. Lebar pita tidak terbatas.
5. Tegangan ofset nol (keluaran akan nol jika masukan nol).
2.3 Jenis-jenis Op-Amp (Operational Amplifier)
1. Model Loop Terbuka
Pada mode loop terbuka besarnya penguatan tegangan adalah tak berhingga
(∞), sehingga besarnya tegangan output hampir dan bisa dikatakan mendekati
Vcc. Expresi matematika pada penuat operasional mode loop terbuka adalah
Sehingga tegangan output ≈ Vcc.
Gambar 4. Model Loop Terbuka
2. Model Loop Tertutup
Pada mode loop tertutup besarnya penguatan tegangan (Av) adalah besar
tetapi tidak mecapai nilai maksimalnya dan dapat dituliskan sebagai berikut.
Gambar 5. Model Loop Tertutup
3. Model Penguatan Terkendali
Pada mode operasi penguatan terkendali besarnya penguatan dari operasional
amplifier (Op-Amp) dapat ditentukan dari nilai resistansi feedback dan input.
Sehingga nilai penguatan tegangan (Av) pada mode operasi ini dapat
dituliskan sebagai berikut :
Sehingga besarnya tegangan output adalah :
Gambar 6. Model Penguat Pengendali
4. Model Penguatan 1
Mode operasi penguatan 1 pada operational amplifier (Op-Amp) sering
disebut dengan istilah buffer (penyangga). Hal ini karena pada mode ini tidak
terjadi penguatan tegangan (Av) bernilai 1. Konfigurasi ini berfungsi untuk
memperkuat arus sinyal sehingga tidak drop pada saat diberikan beban
terhadap sinyal input. Besarnya tegangan output (Vout) sama dengan tegangan
input (Vin) karena penguatan tegangan (Av) operasional amplifier (Op-Amp)
bernilai 1.
Gambar 7. Model Penguatan 1
2.4 Prinsip Kerja Op-Amp (Operational Amplifier)
Prinsip
kerja
sebuah
operasional
amplifier
(Op-Amp)
adalah
membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting),
apabila kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada (nol) dan
apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-Amp akan
memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari
penguat diferensial dengan 2 input.
Rangkaian dasar operational amplifier (Op-Amp) dibuat dari bipolar
transistor (BJT) seperti terlihat pada gambar berikut:
Gambar 8. Rangkaian Dasar Op-Amp Penguat Diferensial
Pada penguat diferensial di atas terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu
V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (V id = 0), maka
keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 =
IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod =
0. Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini
akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga
IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan
besar penguatan transistor. Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua
tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan
dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar
penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial
pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2). (elektronikadasar.com)
2.5 Aplikasi Op-Amp (Operational Amplifier)
1. Komparator (rangkaian pembanding)
Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan penguatan terbuka (openloop gain) penguat operasional yang sangat besar. Ada jenis penguat
operasional
khusus
yang
memang
difungsikan
semata-mata
untuk
penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum
disebut juga dengan komparator .
Gambar 9. Komparator
Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya
untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi. Dimana Vs adalah
tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + Vs dan
− Vs.
2. Penguat Pembalik (inverting amplifier)
Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik
dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal
keluaran kembali ke masukan, karena keluaran takse fase sebesar 180°, maka
nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini
mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik
negatif, karena adalah virtual ground. Sebuah resistor dengan nilai,
ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak
dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan. Penguatan
dari penguat ditentukan dari rasio antara Rf dan Rin, yaitu: tanda negatif
menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya
jika Rf adalah 10.000 Ω dan Rin adalah 1.000 Ω, maka nilai bati adalah 10.000Ω / 1.000Ω, yaitu -10.
Gambar 10. Penguat Pembalik
3. Penguat Tak Pembalik (non inverting amplifier )
Penguat non inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,
dimana input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output
akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung
dari besarnya Rfeedback dan Rinput. Dengan demikian, penguat non-pembalik
memiliki penguatan minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan
terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka
impedansi masukan bernilai .
Gambar 11. Penguat Non Pembalik
4. Penguat Differensiator
Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang
telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai
resistansi. Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator.
Gambar 12. Penguat Differensiator
5. Rangkaian Penguat Penjumlah (summing amplifier)
Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan. Saat Rf
saling bebas maka keluaran adalah terbalik. Impedansi masukan dari masukan
ke-n adalah dimana virtual ground.
Gambar 13. Penguat Jumlah
6. Penguat Integrator
Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu. Sebuah
integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggi dan dapat
digunakan untuk rangkaian tapis aktif.
Gambar 14. Integrator
7. Differensiator
Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu. Pada dasarnya
diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti
kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor
yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat
sebagai tapis pelewat-rendah dan dapat digunakan sebagai tapis aktif. (Restya
Novitarini, 2012)
Gambar 15. Differensiator
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Operasional Amplifier (Op-Amp). Sumber: http://elektronika-dasar.com
/teori-elektronika/operasional-amplifier-op-amp/ (Diakses pada Selasa, 25
November 2014 pukul 22.07 WIB).
Anonim. 2012. Penguat Operasional Lanjutan – Episode 3(End). Sumber: http://
edutelekomunikasi.wordpress.com/tag/pengertian-op-amp/ (Diakses pada
Selasa, 25 November 2014 pukul 22.12 WIB).
Anwar. 2011. Definisi Op-Amp (Operational Amplifier). Sumber: http://anwar151
.blogdetik.com/2011/01/21/definisi-op-amp-operasional-amplifiers/
(Diakses Selasa, 25 November 2014 pukul 22.37 WIB).
Elektronika. 2008. Op-Amp (Operational Amplifier). Sumber: http://elektrokita.
blogspot.com/2008/10/op-amp-operational-amplifier.html (Diakses pada
Selasa, Selasa, 25 November 2014 pukul 22.05 WIB).
Novitarini, Resty. 2012. Tugas Op-Amp. Sumber: http://blog.ub.ac.id/restyanovita
rini/2012/09/22/tugas-op-amp/ (Diakses pada Selasa, Selasa, 25 November
2014 pukul 22.36 WIB).
Sanpradipto. 2010. Dasar dan Karakteristik Op-Amp. Sumber: http://jaluntoro22.
wordpress.com/2010/05/16/dasar-dan-karakteristik-op-amp/ (Diakses pada
Selasa, 25 November 2014 pukul 22.01 WIB).
Wikipedia. 2012. Penguat Operasional. Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Pen
guat_operasional (Diakses pada Selasa, 25 November 2014 pukul 22.04
WIB).
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Adapun alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah,
1. Signal generator
2. Osiloskop
3. Power supply
4. Multimeter
3.1.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam paraktikum kali ini adalah,
1. IC 741
2. Resistor
3. Tegangan offset keluaran : Rin = 10 kΩ, Rf = 100 kΩ, Potensio Wire
Wound Rp = 50 kΩ, saklar SPDT (S1)
3.2 Prosedur Praktikum
1. Menyiapkan catu daya simetris + 15 V dan – 15 V.
2. Merakit rangkai seperti gambar 5 pada modul, jangan dihubungkan
terlebih dahulu ke catu daya dan saklar masih dalam keadaan terbuka.
3. Memasang multimeter DC pada kisaran rendah.
4. Menyalakan catu daya.
5. Mencatat nilai tegangan yang dihasilkan.
6. Menutup saklar S1 dan mengatur Rp sampai Vout minimum. ( Ini
merupakan cara penyelesaian offset nol dengan menggunakan hubungan
internal op-amp)
7. Mematikan catu daya.
BAB IV
HASIL PERCOBAAN
4.1 Hasil
Tabel 1. Data Hasil Percobaan Shift 4
f (Hz)
100
1k
100k
Vin (V)
0.11
0.13
0.14
Voutput maks (V)
0.02
0.04
0.05
1/2 Vin (V)
0.055
0.065
0.07
Rp = Zin (kΩ)
1.36
1.36
1.36
4.2 Pembahasan
Pada praktikum elektronika industri kali ini adalah mengenai OP-AMP pada
impedansi masukan. Penguat operasional atau yang biasa disebut op-amp,
merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai
aplikasi rangkaian elektronika. Fungsi OP-AMP adalah sebagai pengindera dan
penguat sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi
impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
Salah satu dari tiga rangkaian dasar OP AMP yaitu penguat diferensial
impedansi masukan tinggi dan salah satu karakteristik ideal dari OP AMP ini
adalah impedansi masukan amat tinggi, sehingga arus masukan praktis diabaikan
(Ri = 0). Semakin besar impedansi masukan semakin baik OP AMP.
Jika dilihat dari hasil praktikum, baik pada frekuensi 100 Hz, 1 kHz dan 100
kHz, nilai tegangan output maksimum dan tegangan inputnya bernilai sangat
berdekatan yaitu 0.11 V, 0.13 V dan 0.14 V. Begitu pula untuk nilai tegangan
output maksimum 002 V, 0.04 V, 0.05 V. Jika dilihat berdasarkan nilai impedansi
masukannya, pada setiap frekuensi juga kita dapat melihat bahwa nilai impedansi
masukannya adalah 1.36 kΩ pada setiap frekuensi.
Menurut literatur, hubungan antara frekuensi dan impedansi adalah bahwa
frekuensi berbanding lurus dengan impedansi, semakin besar frekuensi maka
impedansi yang dihasilkan juga semakin besar.
Semakin besar impedansi keluaran maka menandakan op-amp itu kurang
bekerja dengan baik entah karena memang begitu atau karena op-amp yang
dipakai sudah lama. Namun kita dapat menggunakan op-amp lain yang memiliki
impedansi keluaran yang lebih kecil. Dalam kondisi praktis harga impedansi
keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi
tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan
keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal. Karena pada media
penghantar, meskipun hanya udara pasti mempunyai hambatan. Hal itu membuat
nilai impedansi tidak mungkin nol.
Keuntungan dari penggunaan Op Amp adalah karena komponen ini memiliki
penguatan (A) yang sangat besar, Impedansi input yang besar, (Zin) dan
Impedansi Output yang kecil (Zout). Selain dari itu, kemampuan interval
frekuensi dari komponen ini sangat lebar. Penggunaan dari Op-amp meliputi:
amplifier atau penguat biasa (non-Inverting Amplifier), Inverting Amplifier,
komputer analog (operasi jumlah, kurang, integrasi, dan diferensiasi), dll.
Dalam percobaan ini juga memanfaatkan fungsi dari potensiometer, yakni
apabila potensiometer hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal
tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau
Rheostat. Fungsi potensiometer sebagai resistor variabel dalam rangkaian ini
adalah untuk mengatur tegangan keluaran yang diingikan.
Impedansi masukan (input resistance) RI dari opamp adalah besar hambatan
diantara kedua masukan op-amp. Secara ideal hambatan masukan op-amp adalah
tak berhingga.
Impedansi keluaran (output resistance) RO dari op-amp adalah besarnya
hambatan dalam yang timbul pada saat op-amp bekerja sebagai pembangkit
sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO op-amp adalah =0. Apabila hal
ini tercapai, maka seluruh tegangan keluaran op-amp akan timbul pada beban
keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil
sangat diharapkan.
Output offset-voltage ( tegangan offset keluaran) adalah harga tegangan
keluaran dari op-amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan
Vid=0. secara ideal, harga VOO = 0Volt. Op-amp yang dapat memenuhi harga tsb
disebut sebagai opamp dengan CMR (common mode Rejection) ideal. Umpan
balik Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak
praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~
105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan
penguatannya menjadi tidak terukur. Disinilah peran rangkaian negative
feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai
menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite). Impedasi input opamp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap
masukannya adalah 0.
Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran VO berbeda fasa dengan
tegangan masukan Vid. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga tersebut
sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan. Suatu hal yang
perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran VO jauh lebih besar
daripada tegangan masukan Vid. Dalam kondisi praktis, harga AVOL adalah antara
5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100 dB). Tetapi dalam penerapannya
tegangan keluaran VO tidak lebih dari tegangan catu yang diberikan pada Op
Amp. Karena itu Op Amp baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang
amplitudonya sangat kecil.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah,
1. Catu daya adalah suatu sistem filter penyearah (rectifier-filter) yang
mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC murni.
2. Dalam praktisnya sangat sulit untuk mendapatkan suatu op-amp yang ideal.
3. IC 714 termasuk jenis op-amp yang sering digunakan dan banyak dijumpai
dipasaran.
4. Aplikasi op-amp popular yang paling sering dibuat antara lain adalah
rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.
5. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak
terhingga besarnya.
6. Besarnya impedansi masukkan tidak dipengaruhi oleh frekuensi.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan untuk praktikum ini yaitu,
1. Sebaiknya modul dibagikan sehari sebelum pelaksanaan praktikum agar materi
yang akan dilakukan praktikkan dapat memahami sebelumnya.
2. Sebaiknya penggunaan osiloskop lebih diperhatikan lagi, dikarenakan alat yang
terbatas.
3. Sebelum melaksanakan praktikum, praktikkan diharapkan sudah mahir untuk
menentukan bentuk rangkaian yang dibutuhkan.
4. Pastikan setiap komponen termasuk jumper masuk kedalam prototype board,
sehingga tegangan dan arus dapat masuk dengan baik.
LAMPIRAN
Gambar 1. IC 714
Gambar 2. Potensio Meter
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
Gambar 4. Rangkaian OP-AMP
Gambar 4. Multimeter
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Penguat operasional (operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp
merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan hambatan (coupling) arus
searah yang memiliki bati (faktor penguatan) sangat besar dengan dua masukan
dan satu keluaran. Op-amp IC merupakan kemasan solid-state yang mampu
mengindera dan memperkuat sinyal masukan baik DC maupun AC. Op-amp IC
yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar, yaitu penguat differensial impedansi
masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi dan penguat keluaran
impedansi rendah. Penguat diferensial merupakan suatu penguat yang bekerja
dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya.
Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk operasi matematika
sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap tegangan listrik hingga
dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti komparator dan osilator
dengan distorsi rendah serta pengembangan alat komunikasi. Selain itu, aplikasi
pemakaian op-amp juga meliputi bidang elektronika audio, pengatur tegangan
DC, tapis aktif, penyearah presisi, pengubah analog digital dan pengubah digital
ke analog, pengolah isyarat seperti cuplik tahan, penguat pengunci, kendali
otomatik, computer analog, elektronika nuklir, dan lain-lain.
Untuk mengetahu bagaimana karakteristik op-amp secara langsung, maka
dalam praktikum kali ini dipelajari op-amp impedansi keluaran.
1.2 Tujuan Praktikum
Adapun tujuan pelaksanaan praktikum kali ini adalah:
1. Mengetahui karakteristik masukan op-amp.
2. Mengetahui karakteristik keluaran op-amp.
3. Menunjukkan cara mengkoreksi kesalahan tegangan offset.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Op-Amp (Operational Amplifier)
Operational amplifier atau di singkat Op-Amp merupakan salah satu
komponen analog yang popular digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian
elektronika. Aplikasi op-amp popular yang paling sering dibuat antara lain adalah
rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.
Penguat operasional atau dalam bahasa Inggris disebut operational
amplifier yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu jenis penguat
elektronika dengan sambatan (coupling) arus searah yang memiliki faktor penguat
sangar besar dengan dua masukan dan satu keluaran. Penguat operasional pada
umumnya tersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan yang paling banyak
digunakan adalah seri 741. Penguat operasional adalah perangkat yang sangat
efisien dan serba guna. Contoh penggunaan penguat operasional adalah untuk
operasi matematika sederhana seperti penjumlahan dan pengurangan terhadap
tegangan listrik hingga dikembangkan kepada penggunaan aplikatif seperti
komparator dan osilator dengan distorsi rendah. (Wikipedia, 2012)
Op-Amp (Operational Amplifier) merupakan sejenis IC (Integrated
Circuit). Di dalamnya terdapat suatu rangkaian elektronik yang terdiri atas
beberapa transistor, resistor dan atau dioda. Jika pada IC (Integrated Circuit) jenis
ini ditambahkan suatu jenis rangkaian, masukan dan suatu jenis rangkaian umpan
balik, maka IC (Integrated Circuit) ini dapat dipakai untuk mengerjakan berbagai
operasi matematika, seperti menjumlah, mengurangi, membagi, mengali,
mengintegrasi, dan sebagainya. Oleh karena itu IC (Integrated Circuit) jenis ini
dinamakan penguat operasi atau operastional amplifier, disingkat Op-Amp
(Operasional Amplifiers). Namun demikian Op-Amp dapat pula dimanfaatkan
untuk berbagai keperluan, misalnya sebagai amplifiers, penguat radio, pengatur
nada, osilator atau pembangkit gelombang, sensor circuit, dan lain-lain. Op-Amp
banyak disukai karena faktor penguatannya mencapai (99.999 kali). (Anwar,
2011)
Op-Amp IC adalah kemasan solid-state yang mampu mengindera dan
memperkuat sinyal masukan baik DC maupun AC. Op-Amp IC yang khas terdiri
atas 3 rangkaian dasar yaitu :
1. Penguat differensial impedansi masukan tinggi.
2. Penguat tegangan penguatan tinggi.
3. Penguat keluaran impedansi rendah.
Amplifier (penguat) adalah komponen yang dapat merubah suatu sinyal
dari suatu level tertentu ke suatu sinyal dengan level yang berbeda, dimana sinyal
tersebut bisa berupa sinyal tegangan atau sinyal arus.
Operational amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan
tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting
dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik
dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan
pada operational amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operational amplifier (OpAmp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output.
Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacammcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali
disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp)
merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier
multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :
Gambar 1. Simbol Operasional Amplifier (Op-Amp)
Pada Op-Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan balik) yaitu
feedback negatif dan feedback positif. Dimana feedback negatif pada Op-Amp
memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan
menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan
yang dapat terukur. (Elektronika, 2008)
Pengembangan rangkaian terpadu IC (Integrated Circuit) luar telah ada
sejak tahun 1960, pertama telah dikembangkan pada chip silikon tunggal.
Rangkaian terpadu itu merupakan susunan antara transistor, dioda sebagai penguat
beda dan pasangan Darlington.
Konfigurasi Op-Amp (Operasional Amplifiers) :
1. Inverting
2. Non-Inverting
3. Integrator
4. Differensiator
Gambar 2. Simbol Penguat Operasional pada Gambar Sirkuit Listrik
Simbol penguat operasional pada rangkaian seperti pada gambar di atas,
dimana:
1.
: Masukan non-pembalik
2.
: Masukan pembalik
3.
: Keluaran
4.
: Catu daya positif
5.
: Catu daya negatif
Catu daya pada notasi penguat operasional seringkali tidak dicantumkan untuk
memudahkan penggambaran rangkaian. (Wikipedia, 2012)
Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian Op-Amp
berdasarkan karakteristik Op-Amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur
dinamakan golden rule, yaitu :
1. Aturan 1 : Perbedaan tegangan antara input V+ dan V- adalah nol [(V+) - (V-) =
0 atau (V+) = (V-)]
2. Aturan 2 : Arus pada input Op-Amp adalah nol (i+ = i- = 0)
Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa
rangkaian Op-Amp. (edutelekomunikasi.wordpress.com)
Fungsi dari Op-Amp adalah sebagai pengindra dan penguat sinyal
masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi
masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi dan penguat keluaran
impedansi rendah. Op-Amp banyak dimanfaatkan dalam peralatan-peralatan
elektronik sebagai penguat, sensor dan masih banyak lagi.
2.2 Karakteristik Op-Amp (Operational Amplifier)
Sebagai penguat operasional ideal, operasional amplifier (Op-Amp)
memiliki karakteristik sebagai berikut:
1. Impedansi input (Zi) besar = ∞
2. Impedansi output (Z0) kecil = 0
3. Penguatan tegangan (Av) tinggi = ∞
4. Band width respon frekuensi lebar = ∞
5. V0 = 0 apabila V1 = V2 dan tidak tergantung pada besarnya V1
6. Karakteristik
operasional
amplier
(Op-Amp)
tidak
bergantung
pada
temperatur atau suhu. (elektonika-dasar.com)
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa pada dasarnya Op-amp
adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial), yang mana memiliki 2
input masukan yaitu input inverting (V-) dan input non-inverting (V+). Rangkaian
dasar dari penguat diferensial dapat dilihat pada gambar 1 dibawah ini:
Gambar 3. Penguat Diferensial
Pada rangkaian di atas, dapat diketahui tegangan output (Vout) adalah
Vout = A(V1-V2) dengan A adalah penguatan dari penguat diferensial ini. Titik
input V1 dikatakan sebagai input non-iverting, sebab tegangan Vout satu phase
dengan V1. Sedangkan sebaliknya titik V2 dikatakan input inverting sebab
berlawanan phasa dengan tengangan Vout. (Elektronika, 2008)
Penguat
operasional
dalam
bentuk
rangkaian
terpadu
memiliki
karakteristik yang mendekati karakteristik penguat operasional ideal tanpa perlu
memperhatikan apa yang terdapat di dalamnya. Karakteristik penguat operasional
ideal adalah:
1. Bati tegangan tidak terbatas.
2. Impedansi masukan tidak terbatas.
3. Impedansi keluaran nol.
4. Lebar pita tidak terbatas.
5. Tegangan ofset nol (keluaran akan nol jika masukan nol).
2.3 Jenis-jenis Op-Amp (Operational Amplifier)
1. Model Loop Terbuka
Pada mode loop terbuka besarnya penguatan tegangan adalah tak berhingga
(∞), sehingga besarnya tegangan output hampir dan bisa dikatakan mendekati
Vcc. Expresi matematika pada penuat operasional mode loop terbuka adalah
Sehingga tegangan output ≈ Vcc.
Gambar 4. Model Loop Terbuka
2. Model Loop Tertutup
Pada mode loop tertutup besarnya penguatan tegangan (Av) adalah besar
tetapi tidak mecapai nilai maksimalnya dan dapat dituliskan sebagai berikut.
Gambar 5. Model Loop Tertutup
3. Model Penguatan Terkendali
Pada mode operasi penguatan terkendali besarnya penguatan dari operasional
amplifier (Op-Amp) dapat ditentukan dari nilai resistansi feedback dan input.
Sehingga nilai penguatan tegangan (Av) pada mode operasi ini dapat
dituliskan sebagai berikut :
Sehingga besarnya tegangan output adalah :
Gambar 6. Model Penguat Pengendali
4. Model Penguatan 1
Mode operasi penguatan 1 pada operational amplifier (Op-Amp) sering
disebut dengan istilah buffer (penyangga). Hal ini karena pada mode ini tidak
terjadi penguatan tegangan (Av) bernilai 1. Konfigurasi ini berfungsi untuk
memperkuat arus sinyal sehingga tidak drop pada saat diberikan beban
terhadap sinyal input. Besarnya tegangan output (Vout) sama dengan tegangan
input (Vin) karena penguatan tegangan (Av) operasional amplifier (Op-Amp)
bernilai 1.
Gambar 7. Model Penguatan 1
2.4 Prinsip Kerja Op-Amp (Operational Amplifier)
Prinsip
kerja
sebuah
operasional
amplifier
(Op-Amp)
adalah
membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting),
apabila kedua input bernilai sama maka output Op-Amp tidak ada (nol) dan
apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-Amp akan
memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari
penguat diferensial dengan 2 input.
Rangkaian dasar operational amplifier (Op-Amp) dibuat dari bipolar
transistor (BJT) seperti terlihat pada gambar berikut:
Gambar 8. Rangkaian Dasar Op-Amp Penguat Diferensial
Pada penguat diferensial di atas terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu
V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (V id = 0), maka
keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 =
IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod =
0. Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini
akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga
IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan
besar penguatan transistor. Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua
tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan
dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar
penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial
pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2). (elektronikadasar.com)
2.5 Aplikasi Op-Amp (Operational Amplifier)
1. Komparator (rangkaian pembanding)
Merupakan salah satu aplikasi yang memanfaatkan penguatan terbuka (openloop gain) penguat operasional yang sangat besar. Ada jenis penguat
operasional
khusus
yang
memang
difungsikan
semata-mata
untuk
penggunaan ini dan agak berbeda dari penguat operasional lainnya dan umum
disebut juga dengan komparator .
Gambar 9. Komparator
Komparator membandingkan dua tegangan listrik dan mengubah keluarannya
untuk menunjukkan tegangan mana yang lebih tinggi. Dimana Vs adalah
tegangan catu daya dan penguat operasional beroperasi di antara + Vs dan
− Vs.
2. Penguat Pembalik (inverting amplifier)
Sebuah penguat pembalik menggunakan umpan balik negatif untuk membalik
dan menguatkan sebuah tegangan. Resistor Rf melewatkan sebagian sinyal
keluaran kembali ke masukan, karena keluaran takse fase sebesar 180°, maka
nilai keluaran tersebut secara efektif mengurangi besar masukan. Ini
mengurangi bati keseluruhan dari penguat dan disebut dengan umpan balik
negatif, karena adalah virtual ground. Sebuah resistor dengan nilai,
ditempatkan di antara masukan non-pembalik dan bumi. Walaupun tidak
dibutuhkan, hal ini mengurangi galat karena arus bias masukan. Penguatan
dari penguat ditentukan dari rasio antara Rf dan Rin, yaitu: tanda negatif
menunjukkan bahwa keluaran adalah pembalikan dari masukan. Contohnya
jika Rf adalah 10.000 Ω dan Rin adalah 1.000 Ω, maka nilai bati adalah 10.000Ω / 1.000Ω, yaitu -10.
Gambar 10. Penguat Pembalik
3. Penguat Tak Pembalik (non inverting amplifier )
Penguat non inverting amplifier merupakan kebalikan dari penguat inverting,
dimana input dimasukkan pada input non inverting sehingga polaritas output
akan sama dengan polaritas input tapi memiliki penguatan yang tergantung
dari besarnya Rfeedback dan Rinput. Dengan demikian, penguat non-pembalik
memiliki penguatan minimum bernilai 1. Karena tegangan sinyal masukan
terhubung langsung dengan masukan pada penguat operasional maka
impedansi masukan bernilai .
Gambar 11. Penguat Non Pembalik
4. Penguat Differensiator
Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang
telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai
resistansi. Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator.
Gambar 12. Penguat Differensiator
5. Rangkaian Penguat Penjumlah (summing amplifier)
Penguat penjumlah menjumlahkan beberapa tegangan masukan. Saat Rf
saling bebas maka keluaran adalah terbalik. Impedansi masukan dari masukan
ke-n adalah dimana virtual ground.
Gambar 13. Penguat Jumlah
6. Penguat Integrator
Penguat ini mengintegrasikan tegangan masukan terhadap waktu. Sebuah
integrator dapat juga dipandang sebagai tapis pelewat-tinggi dan dapat
digunakan untuk rangkaian tapis aktif.
Gambar 14. Integrator
7. Differensiator
Mendiferensiasikan sinyal hasil pembalikan terhadap waktu. Pada dasarnya
diferensiator dapat juga dibangun dari integrator dengan cara mengganti
kapasitor dengan induktor, namun tidak dilakukan karena harga induktor
yang mahal dan bentuknya yang besar. Diferensiator dapat juga dilihat
sebagai tapis pelewat-rendah dan dapat digunakan sebagai tapis aktif. (Restya
Novitarini, 2012)
Gambar 15. Differensiator
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. Operasional Amplifier (Op-Amp). Sumber: http://elektronika-dasar.com
/teori-elektronika/operasional-amplifier-op-amp/ (Diakses pada Selasa, 25
November 2014 pukul 22.07 WIB).
Anonim. 2012. Penguat Operasional Lanjutan – Episode 3(End). Sumber: http://
edutelekomunikasi.wordpress.com/tag/pengertian-op-amp/ (Diakses pada
Selasa, 25 November 2014 pukul 22.12 WIB).
Anwar. 2011. Definisi Op-Amp (Operational Amplifier). Sumber: http://anwar151
.blogdetik.com/2011/01/21/definisi-op-amp-operasional-amplifiers/
(Diakses Selasa, 25 November 2014 pukul 22.37 WIB).
Elektronika. 2008. Op-Amp (Operational Amplifier). Sumber: http://elektrokita.
blogspot.com/2008/10/op-amp-operational-amplifier.html (Diakses pada
Selasa, Selasa, 25 November 2014 pukul 22.05 WIB).
Novitarini, Resty. 2012. Tugas Op-Amp. Sumber: http://blog.ub.ac.id/restyanovita
rini/2012/09/22/tugas-op-amp/ (Diakses pada Selasa, Selasa, 25 November
2014 pukul 22.36 WIB).
Sanpradipto. 2010. Dasar dan Karakteristik Op-Amp. Sumber: http://jaluntoro22.
wordpress.com/2010/05/16/dasar-dan-karakteristik-op-amp/ (Diakses pada
Selasa, 25 November 2014 pukul 22.01 WIB).
Wikipedia. 2012. Penguat Operasional. Sumber: http://id.wikipedia.org/wiki/Pen
guat_operasional (Diakses pada Selasa, 25 November 2014 pukul 22.04
WIB).
BAB III
METODOLOGI
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
Adapun alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah,
1. Signal generator
2. Osiloskop
3. Power supply
4. Multimeter
3.1.2 Bahan
Adapun bahan yang digunakan dalam paraktikum kali ini adalah,
1. IC 741
2. Resistor
3. Tegangan offset keluaran : Rin = 10 kΩ, Rf = 100 kΩ, Potensio Wire
Wound Rp = 50 kΩ, saklar SPDT (S1)
3.2 Prosedur Praktikum
1. Menyiapkan catu daya simetris + 15 V dan – 15 V.
2. Merakit rangkai seperti gambar 5 pada modul, jangan dihubungkan
terlebih dahulu ke catu daya dan saklar masih dalam keadaan terbuka.
3. Memasang multimeter DC pada kisaran rendah.
4. Menyalakan catu daya.
5. Mencatat nilai tegangan yang dihasilkan.
6. Menutup saklar S1 dan mengatur Rp sampai Vout minimum. ( Ini
merupakan cara penyelesaian offset nol dengan menggunakan hubungan
internal op-amp)
7. Mematikan catu daya.
BAB IV
HASIL PERCOBAAN
4.1 Hasil
Tabel 1. Data Hasil Percobaan Shift 4
f (Hz)
100
1k
100k
Vin (V)
0.11
0.13
0.14
Voutput maks (V)
0.02
0.04
0.05
1/2 Vin (V)
0.055
0.065
0.07
Rp = Zin (kΩ)
1.36
1.36
1.36
4.2 Pembahasan
Pada praktikum elektronika industri kali ini adalah mengenai OP-AMP pada
impedansi masukan. Penguat operasional atau yang biasa disebut op-amp,
merupakan salah satu komponen analog yang sering digunakan dalam berbagai
aplikasi rangkaian elektronika. Fungsi OP-AMP adalah sebagai pengindera dan
penguat sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi
impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
Salah satu dari tiga rangkaian dasar OP AMP yaitu penguat diferensial
impedansi masukan tinggi dan salah satu karakteristik ideal dari OP AMP ini
adalah impedansi masukan amat tinggi, sehingga arus masukan praktis diabaikan
(Ri = 0). Semakin besar impedansi masukan semakin baik OP AMP.
Jika dilihat dari hasil praktikum, baik pada frekuensi 100 Hz, 1 kHz dan 100
kHz, nilai tegangan output maksimum dan tegangan inputnya bernilai sangat
berdekatan yaitu 0.11 V, 0.13 V dan 0.14 V. Begitu pula untuk nilai tegangan
output maksimum 002 V, 0.04 V, 0.05 V. Jika dilihat berdasarkan nilai impedansi
masukannya, pada setiap frekuensi juga kita dapat melihat bahwa nilai impedansi
masukannya adalah 1.36 kΩ pada setiap frekuensi.
Menurut literatur, hubungan antara frekuensi dan impedansi adalah bahwa
frekuensi berbanding lurus dengan impedansi, semakin besar frekuensi maka
impedansi yang dihasilkan juga semakin besar.
Semakin besar impedansi keluaran maka menandakan op-amp itu kurang
bekerja dengan baik entah karena memang begitu atau karena op-amp yang
dipakai sudah lama. Namun kita dapat menggunakan op-amp lain yang memiliki
impedansi keluaran yang lebih kecil. Dalam kondisi praktis harga impedansi
keluaran Op Amp adalah antara beberapa ohm hingga ratusan ohm pada kondisi
tanpa umpan balik. Dengan diterapkannya umpan balik, maka harga hambatan
keluaran akan menurun hingga mendekati kondisi ideal. Karena pada media
penghantar, meskipun hanya udara pasti mempunyai hambatan. Hal itu membuat
nilai impedansi tidak mungkin nol.
Keuntungan dari penggunaan Op Amp adalah karena komponen ini memiliki
penguatan (A) yang sangat besar, Impedansi input yang besar, (Zin) dan
Impedansi Output yang kecil (Zout). Selain dari itu, kemampuan interval
frekuensi dari komponen ini sangat lebar. Penggunaan dari Op-amp meliputi:
amplifier atau penguat biasa (non-Inverting Amplifier), Inverting Amplifier,
komputer analog (operasi jumlah, kurang, integrasi, dan diferensiasi), dll.
Dalam percobaan ini juga memanfaatkan fungsi dari potensiometer, yakni
apabila potensiometer hanya dua terminal yang digunakan (salah satu terminal
tetap dan terminal geser), potensiometer berperan sebagai resistor variabel atau
Rheostat. Fungsi potensiometer sebagai resistor variabel dalam rangkaian ini
adalah untuk mengatur tegangan keluaran yang diingikan.
Impedansi masukan (input resistance) RI dari opamp adalah besar hambatan
diantara kedua masukan op-amp. Secara ideal hambatan masukan op-amp adalah
tak berhingga.
Impedansi keluaran (output resistance) RO dari op-amp adalah besarnya
hambatan dalam yang timbul pada saat op-amp bekerja sebagai pembangkit
sinyal. Secara ideal harga hambatan keluaran RO op-amp adalah =0. Apabila hal
ini tercapai, maka seluruh tegangan keluaran op-amp akan timbul pada beban
keluaran (RL), sehingga dalam suatu penguat, hambatan keluaran yang kecil
sangat diharapkan.
Output offset-voltage ( tegangan offset keluaran) adalah harga tegangan
keluaran dari op-amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan
Vid=0. secara ideal, harga VOO = 0Volt. Op-amp yang dapat memenuhi harga tsb
disebut sebagai opamp dengan CMR (common mode Rejection) ideal. Umpan
balik Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering digunakan oleh banyak
praktisi elektronika, memiliki karakteristik tipikal open loop gain sebesar 104 ~
105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan
penguatannya menjadi tidak terukur. Disinilah peran rangkaian negative
feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai
menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite). Impedasi input opamp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya arus input pada tiap
masukannya adalah 0.
Tanda negatif menandakan bahwa tegangan keluaran VO berbeda fasa dengan
tegangan masukan Vid. Konsep tentang penguatan tegangan tak berhingga tersebut
sukar untuk divisualisasikan dan tidak mungkin untuk diwujudkan. Suatu hal yang
perlu untuk dimengerti adalah bahwa tegangan keluaran VO jauh lebih besar
daripada tegangan masukan Vid. Dalam kondisi praktis, harga AVOL adalah antara
5000 (sekitar 74 dB) hingga 100000 (sekitar 100 dB). Tetapi dalam penerapannya
tegangan keluaran VO tidak lebih dari tegangan catu yang diberikan pada Op
Amp. Karena itu Op Amp baik digunakan untuk menguatkan sinyal yang
amplitudonya sangat kecil.
BAB V
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari praktikum kali ini adalah,
1. Catu daya adalah suatu sistem filter penyearah (rectifier-filter) yang
mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC murni.
2. Dalam praktisnya sangat sulit untuk mendapatkan suatu op-amp yang ideal.
3. IC 714 termasuk jenis op-amp yang sering digunakan dan banyak dijumpai
dipasaran.
4. Aplikasi op-amp popular yang paling sering dibuat antara lain adalah
rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator.
5. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak
terhingga besarnya.
6. Besarnya impedansi masukkan tidak dipengaruhi oleh frekuensi.
5.2 Saran
Adapun saran yang dapat diberikan untuk praktikum ini yaitu,
1. Sebaiknya modul dibagikan sehari sebelum pelaksanaan praktikum agar materi
yang akan dilakukan praktikkan dapat memahami sebelumnya.
2. Sebaiknya penggunaan osiloskop lebih diperhatikan lagi, dikarenakan alat yang
terbatas.
3. Sebelum melaksanakan praktikum, praktikkan diharapkan sudah mahir untuk
menentukan bentuk rangkaian yang dibutuhkan.
4. Pastikan setiap komponen termasuk jumper masuk kedalam prototype board,
sehingga tegangan dan arus dapat masuk dengan baik.
LAMPIRAN
Gambar 1. IC 714
Gambar 2. Potensio Meter
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
Gambar 4. Rangkaian OP-AMP
Gambar 4. Multimeter
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)
(Sumber: Dokumentasi Pribadi, 2014)