-
Rangkaian Integrator dan Diferensiator
Ahmad Ridwan Sidiq (1127030002)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN GUNUNG DJATI BANDUNG
TAHUN 2014
e-mail : [email protected]
Abstrak:
Rangkaian Operasional Amplifier adalah
suatu blok penguat yang mempunyai dua masukan
dan satu keluaran. Op-Amp biasanya terdapat
dipasaran berupa rangkaian terpadu. Pada Op-
Amp memiliki 2 rangkaian feedback (umpan
balik) yaitu feedback negatif dan feedback positif
dimana Feedback negatif pada opamp memegang
peranan penting. Secara umum, umpanbalik
positif akan menghasilkan osilasi sedangkan
umpanbalik negatif menghasilkan penguatan yang
dapat terukur. Impedasi input op-amp ideal
mestinya adalah tak terhingga, sehingga mestinya
arus input pada tiap masukannya adalah 0.
Sebagai perbandingan praktis, op-amp LM741
memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai
impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga
arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.
Kata kunci : Opamp, masukan, keluaran,
feedback, Impedansi.
1 PENDAHULUAN
1.1 Landasan Teori
Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu
rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat
dan konfigurasi penguat diferensial yang telah
dijelaskan di atas. Penguat operasional memilki
dua masukan dan satu keluaran serta memiliki
penguatan DC yang tinggi. Untuk dapat bekerja
dengan baik, penguat operasional memerlukan
tegangan catu yang simetris yaitu tegangan yang
berharga positif (+V) dan tegangan yang berharga
negatif (-V) terhadap tanah (ground). Penguat
operasional banyak digunakan dalam berbagai
aplikasi karena beberapa keunggulan yang
dimilikinya, seperti penguatan yang tinggi,
impedansi masukan yang tinggi, impedansi
keluaran yang rendah Berikut ini adalah simbol
dari penguat operasional :
:
Berikut ini adalah karakteristik dari Op
Amp ideal:
a) Penguatan tegangan lingkar terbuka (open-
loop voltage gain) Avol = -
b) Tegangan ofset keluaran (output offset
voltage) Voo = 0.
c) Hambatan masukan (input resistance) RI =
.
d) Hambatan keluaran (output resistance) RO
= 0.
e) Lebar pita (band width) BW = .
f) Waktu tanggapan (respon time) = 0 detik.
g) Karakteristik tidak berubah dengan suhu.
Rangkaian Integrator
Opamp bisa juga digunakan untuk
membuat rangkaian-rangkaian denganrespons
frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter).
Salah satu contohnya adalah rangkaian integrator
seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah
ini. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah
-
rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian
umpan baliknya (feedback) bukan resistor
melainkan menggunakan capasitor C.
Penguat Integrator berfungsi
mengintegralkan tagangan input terhadap waktu.
Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai
tapis pelewat-tinggi dan dapat digunakan untuk
rangkaian tapis aktif.
Rangkaian Diferensiator
Kalau komponen C pada rangkaian penguat
inverting di tempatkan didepan, maka akan
diperoleh rangkaian differensiator seperti pada
gambar dibawah ini.
Dengan analisa yang sama seperti rangkaian
integrator, akan diperoleh persamaan
penguatannya :
dt
dVRCV inout
Rumus ini secara matematis menunjukkan bahwa
tegangan keluaran vout pada rangkaian ini adalah
differensiasi dari tegangan input vin. Contoh
praktis dari hubungan matematis ini adalah jika
tegangan input berupa sinyal segitiga, maka
outputnya akan mengahasilkan sinyal kotak.
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.
1.2 Tujuan
Setelah mengikuti eksperimen, diharapkan
dapat :
- Mengerti dan memahami rangkaian integral
dan diferensiator
- Mampu menganalisis cara kerja rangkaian
integral dan diferensiator
1.3 Tinjauan Pustaka
Op-amp dinamakan juga dengan penguat
diferensial (differential amplifier). Sesuai dengan
istilah ini, op-amp dalah komponen IC yang
memiliki 2 input tegangan dan 1 output tegangan,
dimana tegangan output-nya adalah proporsional
terhadap perbedaan tegangan antara kedua
inputnya itu. Penguat Integrator berfungsi
mengintegralkan tagangan input terhadap waktu.
Sebuah integrator dapat juga dipandang sebagai
tapis pelewat-tinggi dan dapat digunakan untuk
rangkaian tapis aktif.
Operasional 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
operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya
operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu
penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1
output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk
fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam 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.
2. METODE PERCOBAAN
2.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada hari Selasa,
tanggal 04 Maret 2014, pukul 15.30-18.00 WIB.
Bertempat di Laboratorium Elektronika Dasar
UIN Sunan Gunung Djati Bandung.
-
2.2 Alat dan Bahan
Praktikum ini menggunakan alat dan bahan
yaitu :
- kit elektronika dasar untuk rangkaian
integrator dan diferensiator
- Osiloskop
- Sinyal Generator
- Banana conector
- Multimeter
2.3 Prosedur Percobaan
Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
Perikasalah semua alat dan bahan sebelum
digunakan dan pastikan semua alat dan bahan
dalam keadaan baik
Isi tabel pengamatan sesuai dengan hasil
eksperimen
3. HASIL DAN PENGAMATAN
3.1 Tabel pengamatan
Tabel 1. Pengamatan Rangkaian integrator
10 k ohm
No Vmula V input R1 () C1 V out
1 2 2.468 10 k 47 nf 8
2 2 2.472 10 k 47 nf 8
Gb.1 Rangkaian Integrator Off
Gb.2 Rangkaian Integrator On
Tabel 2. Pengamatan Rangkaian Integrator
100 k ohm
No Vmula V input R2 () C1 V out
1 2 2.474 100 k 47 nf 8
2 2 2.469 100 k 47 nf 8
Gb.3 Rangkaian Integrator off
Gb.4 Rangkaian Integrator On
Tabel 3. pengamatan rangkaian diferensiator 10 k
ohm
No V input R1 () C1 V out
1 2.462 10 k 47 nf 9
2 2.468 10 k 47 nf 7
Gb.5 rangkaian diferensiator Off
Gb.6 rangkaian diferensiator On
-
Tabel 4. pengamatan rangkaian Diferensiator 100
k ohm
No V input R2 () C1 V out
1 2.472 100 k 47 nf 8
2 2.474 100 k 47 nf 7
Gb.3 Rangkaian Diferensiator Off
Gb.4 Rangkaian Diferensiator On
3.2 Pembahasan
Prinsip kerja dari rangkaian integral
Prinsipnya sama dengan menganalisa rangkaian
op-amp inverting. Pada prakteknya, rangkaian
feedback integrator mesti diparalel dengan sebuah
resistor dengan nilai misalnya 10 kali nilai R atau
satu besaran tertentu yang diinginkan. Ketika
inputnya berupa sinyal dc (frekuensi = 0),
kapasitor akan berupa saklar terbuka. Jika tanpa
resistor feedback seketika itu juga outputnya akan
saturasi sebab rangkaian umpanbalik op-amp
menjadi open loop (penguatan open loop opamp
ideal tidak berhingga atau sangat besar). Nilai
resistor feedback sebesar 10R akan selalu
menjamin output offset voltage (offset tegangan
keluaran) sebesar 10x sampai pada suatu frekuensi
cutoff tertentu.
Pada rangkaian Diferensiator bahwa
tegangan keluaran vout pada rangkaian ini adalah
differensiasi dari tegangan input vin. Bentuk
rangkain differensiator adalah mirip dengan
rangkaian inverting. Bentuk rangkaian
differensiator adalah mirip dengan rangkaian
inverting. Diferensiator dapat juga dilihat sebagai
tapis pelewat-rendah dan dapat digunakan sebagai
tapis aktif.
4. PENUTUP
4.1 Kesimpulan
Penguat operasional atau yang biasa disebut
op-amp merupakan suatu jenis penguat
elektronika dengan hambatan (coupling) arus
searah yang memiliki bati/faktor penguatan
(gain) sangat besar dengan dua masukan dan
satu keluaran.
Penguat Integrator berfungsi mengintegralkan
tagangan input 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.
4.2 Saran
Dalam praktikum ini, walaupun
percobaannya sederhana, tapi harus tetap teliti
dalam pengambilan data.
DAFTAR PUSTAKA
http://elektronika-dasar.web.id/teori
elektronika/operasional-amplifier-op-amp/pada
tanggal 07 Maret 2014
http://elektronika-dasar.web.id/
percobaan/penguat-tak-membalik-non-
inverting-amplifier/ di akses pada tanggal 07
Maret 2014.
Priana.2008. Dasar Elektronika. Jakarta :
Erlangga
Rhamdani, M. Rangkaian listrik. STT
TELKOM, Bandung, 2005
