Tujuan Mempelajari penggunaan penguat operasional (OPAMP) Mempelajari rangkaian dasar dengan OPAMP

Transkripsi

1 Percobaan 3 angkaian OPAMP EL2193 Praktikum angkaian Elektrik

2 Tujuan Mempelajari penggunaan penguat operasional (OPAMP) Mempelajari rangkaian dasar dengan OPAMP

3 eiew OPAMP

4 Apakah OPAMP itu? Penguat diferensial multi guna Sifat ideal input Penguatan Tegangan, A = output esistansi Input, in = ) esistansi Output, out =0 Tegangan output Maksimum, V out max= Bandwidth, BW =

5 Apakah OPAMP itu? Lord Kelin Konsep rangkaian penguat diferensial mekanik dengan penguatan tinggi tetapi tidak presisi, digunakan dengan feedback menghasilkan penguatan presisi Vanenar Bush Konsep matematis penguat diferensial dengan feedback menghasilkan kontrol presisi HS Black, HW Bode, dan DB Parkinson Menggunakan konsep rangkaian dengan OPAMP tabung elektronika untuk kontrol posisi laras meriam

6 OpAmp iil Penguatan Tegangan (DC) umum m 7090 db spesial hingga 140 db esistansi Input bipolar ratusan kω MΩ FET puluhan MΩGΩ esistansi Output Hingga puluhan Ω Tegangan g output maksimum 0.21V di atas/ dibawah catu daya Ketidakidealan lainnya GBW Slew rate Offset tegangan dan arus Penguatan Common Mode (metrik CM) Pengaruh ripple catu daya (metrik PS)

7 OpAmp iil Gain Bandwidth Product (GBW) Frekuensi kerja OpAmp terbatas Pole pada frekuensi rendah, penguatan flat hanya hingga beberapa puluh atau ratusan Hertz Di atas frekuensi pole penguatan turun 20dB/dekade Pada frekuensi GBW gain 1 atau 0 db OpAmp digunakan dalam rangkaian dengan feedback dengan frekuensi jauh dibawah GBW Offset tegangan dan arus Penguat diferensial i seharusnya selisih ih tegangan input nol, output t nol ternyata tidak Idem untuk arus pada bipolar Gunakan rangkaian kompensasi

8 Aplikasi Blok pembangun berbagai fungsi rangkaian untuk akuisisi dan pengolahan sinyal analog rangkaian linier rangkaian nonlinier Catatan: Pada percobaan hanya dilakukan untuk rangkaian linier saja

9 Analisis Fungsi angkaian Linier dengan OPAMP esistansi input tak hingga sehingga arus masuk OPAMP nol Feedback stabil bila tegangan g diferensial input nol Dengan input diferensial nol dan penguatan tak hingga tegangan output bebas ( 0 x )

10 angkaian Linier Penguat Inerting (digunakan dalam percobaan) V in I in B I inn =0 A I inn =0 I in V out inp inn =0 inn =0 I in = in / A out = 0 I in B = in B / A

11 angkaian Linier Penguat Noninerting (digunakan dalam percobaan) V in V out A inn = o = A B inp B o in =1 B A A

12 angkaian Linier Penguat Penjumlah Inerting (digunakan dalam percobaan) A1 V in1 in 1 0 in2 0 in3 0 0 = A 1 A 2 A 3 B o V in2 V in3 A2 A3 B o in 2 3 = 1 in in B A1 A2 A3 inn = inp = 0 V out

13 angkaian Linier Penguat Selisih (digunakan dalam percobaan) A B inn A in = in B out in = V inn A V inp B A B = in in inp B V out B A out = inn 1 B A inp B A B A in inn = out

14 angkaian Linier Integrator (digunakan dalam percobaan) C in = 0 = in V in V out out = in 1 C t C 0 i C dt out t 1 = 0 C in in 1 dt = C 0 t 0 in dt

15 angkaian Linier Diferensiator jarang digunakan untuk pengolahan sinyal karena sensitif terhadap derau i in = 0 = in V in C i V out C d out = in ( ) in in out = in = dt C d dt in

16 angkaian Linier angkaian konersi Arus ke Tegangan in = in 0 I in V out i = out = in out = i in

17 angkaian Linier angkaian konersi Teganganke Arus Beban Floating V in in = in Iout = i in out A A i = out in A

18 angkaian Linier angkaian konersi Tegangan ke Arus α A A α B V in Iout B

19 angkaian Linier angkaian Penyangga (Buffer) V in V out

20 angkaian Linier angkaian Jembatan V ef X A V out S A B

21 angkaian Linier angkaian Penguat Instrumentasi V inn D C A B B C V out D V inp

22 angkaian Linier Integrator Miller Filter AllPass Orde 1 dll.

23 angkaian Nonlinier Penyearah Presisi (inerting) D V in D V out

24 angkaian Nonlinier Detektor Puncak D V in D C S V out

25 angkaian Nonlinier Komparator inerting dengan histeresis V in V out B A

26 angkaian Nonliner Penguat Nonierting dengan histeresis angkaian Clipper dll.

27 Isu Desain Harus ada alur DC ke input () dan () C DC? C

28 Isu Desain Penguat inerting OPAMP BJT A < in, bila arus bias bermasalah gunakan resitansi pada input lainnya B V in A V out A

29 Isu Desain Penguat Noninerting Gain B 2k 100kΩ B Penguat Inerting Gain B <100kΩ Penjumlah dan penguat diferensial mengikuti pola di atas

30 Isu Desain Integrator C polypropilene atau polystyrene untuk menekan kebocoran, ariasi temperatur, dan histeresis Untuk rangkaian pengosongan kapasitor perhitungkan on C V C V out 1.5MΩ 1MΩ

31 Osilator dengan Integrator Persamaan differensial 2 d y 2 dt = A y( t) memberikan solusi sinyal sinusoidal dengan A fungsi frekuensi 2 d sin ( ωtω t ) 2 = ω sin( ωt) 2 dt Umpan balik negatif dua buah integrator akan memberikan solusi sinyal sinusoid

32 Osilator dengan Integrator C C d y 2 dt 2 C 2 dy dt y(t) 1 C t in dt 1 C t in dt B Integrator 1 Integrator 2 y(t) A B in A Penguat Inerting 2 2 d y B d y 1C 12C2B 1C 12C2 = y( t) = y( t) 2 2 dt dt A A

33 Osilator dengan Integrator 1 C1 2 V S C2 V out B A d 2 2 y 2 dt 2 2 = ω y( t) ω = 1C 12C A B

34 Percobaan

35 Percobaan Mengamati rangkaian dasar dengan opamp Penguat inerting Penguat noninerting Penjumlah Integrator Menyusun rangkaian dengan fungsi tertentu = k k out 1 in1 2 in2 in2 dt Mengamati contoh rangkaian aplikasi opamp Osilator dari persamaan diferensial orde 2

36 Percobaan Mengamati Penguat Inerting B V in A V out

37 Percobaan Mengamati Penguat Nonnerting nerting V in V out B A

38 Percobaan Mengamati angkaian Penjumlah A B A V out

39 Percobaan Mengamati angkaian Integrator C V S V out

40 Percobaan Merancang fungsi matematis out = k 1 in1 k 2 in2 dt memanfatkan rangkaian penguat, penjumlah dan integrator berbasis opamp. Konstanta pada fungsi ditentukan menurut kelompok masingmasing (baca petunjuk praktikum)

41 Percobaan Mengamati rangkaian differensial orde 2, frekuensi terhadap nilai resistansi dan kapasitansi C1 C2 1 2 V out V S B A ω 2 = 1 2 C12C A B

42 SELAMAT MELAKUKAN PECOBAAN