NAMA KELOMPOK :ANDI AULIA HAKIM (11414041)GHIFARI NUR ARDIANSYAH (14414517)JENRI NUR ARDI (1D414296)PETRICK KALIMANTO PUTRO P (18414432)

KELOMPOK

Penguat operasional atau op-amp adalah rangkaian elektronik yang dirancang dan dikemas secara khusus sehingga dengan menambahkan komponen luar sedikit saja dapat dipakai untuk berbagai keperluan. Fungsi utamanya adalah untuk melakukan operasi linier matematika (tegangan dan arus), integrasi dan penguatan.

FUNGSI DAN KARAKTERISTIK PENGUAT OPERASIONAL (OP AMP)

Op-amp dapat dijumpai di mana saja, dalam berbagai bidang: Reproduksi suara Sistem komunikasi Sistem pengolahan digital Elektronik komersial dan aneka macam hobyist.

Op-amp IC adalah peranti solid-state yang Mampu mengindera dan memperkuat sinyal masukan baik DC maupun AC. Op-amp IC yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar, yakni: Penguat diferensial impedansi masukan tinggi Penguat tegangan penguatan tinggi Penguat keluaran impedansi rendah (biasanya

pengikut emiter push-pull).

APAKAH OP-AMP ITU?

Penguat diferensial adalah suatu penguat yang bekerja dengan memperkuat sinyal yang merupakan selisih dari kedua masukannya.

PENGUAT DIFERENSIAL SEBAGAI DASAR PENGUAT OPERASIONAL

Pada penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VCI 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 dengan besar penguatan Transistor.

KARAKTERISTIK DARI OP AMP IDEAL

Penguatan tegangan

lingkar terbuka (open-

loop voltage gain) AVOL

= ~

Tegangan ofset keluaran

(output offset voltage)

VOO = 0

Hambatan masukan

(input resistance) RI = ~

Hambatan keluaran

(output resistance) RO =

0

Lebar pita (band width)

BW = ~

Waktu tanggapan

(respon time) = 0 detik

Karakteristik tidak

berubah dengan suhu

Mode loop terbuka Idealnya, penguatan op-amp adalah tak

berhingga, namun kenyataannya penguatan op-amp hanya mencapai kurang lebih 200.000 dalam modus lup terbuka.

FUNGSI OP-AMP

Dengan tipe rangkaian seperti ini op-amp amat tidak stabil, keluaran akan 0 V untuk selisih masukan 0 V juga,tapi bila ada sedikit beda tegangan pada masukannya, maka keluaran akan berada pada salah satu dari kedua level tegangan di atas. 

Mode loop tertutup Keserbagunaan op-amp dibuktikan dalam

penerapannya pada berbagai tipe rangkaian dalam modus lup tertutup, seperti diperlihatkan dalam Gambar dibawah ini.

Mode penguatan terkontrol Penguatan lup tertutup harus dapat

dikendalikan pada satu nilai tertentu dalam rangkaian praktis. Dengan  menambahkan sebuah resistor Rin pada masukan membalik seperti pada dibawah ini, penguatan op-amp dapat diatur. 

Mode penguatan satuBila RF dan Rin sama besar, maka Av sama

dengan 1, atau penguatannya satu. Hubungan langsung dari keluaran menuju masukan juga menghasilkan penguatan satu, seperti terlihat pada Gambar dibawah.

Berbagai tipe penguatan ini akan digunakan dalam rangkaian rangkaian dasar selanjutnya dalam artikel  ini untuk lebih memperjelas Anda akan fungsi-fungsi op-amp. Salah satu fungsi yang penting untuk diingat adalah hubungan polaritas masukan terhadap keluaran. Tegasnya, dikatakan bahwa bila masukan membalik lebih positif dibandingkan dengan masukan tak membalik, maka keluaran akan negatif. Demikian pula, jika masukan membalik lebih negatif dibandingkan dengan masukan tak membalik, maka keluaran akan positif.

Impedansi masukkanIdealnya impedansi masukkan op amp adalah tak terhingga,

namun dalam kenyataannya hanya mencapai 1 M( atau lebih,

berberapa op amp khusus ada yang memiliki impedansi masukkan

100 M (semakin tinggi impendansi masukkan semaikin baik

penampilan op amp tersebut, pada frekuensi tinggi kapasitansi

masukkan op amp banyak berpengaruh lazimnya kapasitansi ini

kurang dari 2 pF, bila sebuah terminal masukkan op amp

dibumikan.

KARAKTERISTIK DAN PARAMETER OP-AMP

Impedansi Keluaran

Idealnya, impedansi keluaran adalah nol. Kenyataannya, berbeda beda untuk setiap op-amp. Impedansi keluaran bervariasi antara 25 sampai ribuan ohm. Untuk kebanyakan pemakaian, impedansi keluaran dianggap nol, sehingga op-amp akan dianggap berfungsi sebagai sumber tegangan yang mampu memberikan arus dari berbagai macam beban.

Arus Bias MasukanSecara teoritis impedansi masukan tak berhingga.

besarnya, sehingga seharusnya tak ada arus masukan. Namun, akan ada sedikit arus masukan, pada khususnya dalam ordo pikoampere sampai mikroampere.

Tegangan Offset KeluaranTegangan offset keluaran (tegangan kesalahan)

disebabkan oleh arus bias masukan. Bila tegangan kedua masukan sama besar, keluaran op-amp akan nol volt.

Arus Offset MasukanKedua arus masukan seharusnya sama besar

sehingga tegangan keluarn nol. Tapi ini tidak mungkin, karena itu harus ditambahkan arus offset masukan untuk menjaga supaya keluaran tetap nol volt.

Tegangan Offset MasukanIdealnya, tegangan keluaran op-amp nol manakala

tegangan kedua masukan nol. Namun, berkenaan dengan penguatan op-amp yang tinggi, adanya sedikit ketakseimbangan dalam rangkaian akan mengakibatkan munculnya tegangan keluaran.

Penolan Offset

Ada bermacam-macam cara pemberian tegangan offset masukan untuk menolkan kembali tegangan keluaran.

Pengaruh TemperaturPerubahan temperatur mempengaruhi semua

peranti solid state, tak terkecuali op-amp. Drift yang disebabkan oleh temperatur akan mengganggu setiap ketakseimbangan op-amp yang telah diatur sebelumnya, akibatnya pada keluaran akan terjadi kesalahan.

Kompensasi FrekuensiKarena penguatan op-amp yang tinggi dan adanya

pergeseran fasa antar rangkaian internal, maka pada frekuensi tinggi tertentu sebagian sinyal keluaran akan diumpankan kembali ke dalam masukan, sehingga terjadi osilasi.

Laju LantinganLaju lantingan atau slew rate adalah laju

perubahan maksimum tegangan keluaran op-amp. Laju ini dinyatakan sebagai:

Pada frekuensi-frekuensi tinggi atau pada laju perubahan sinyal yang tinggi, pembatasan-laju lantingan lebih sering terjadi. Laju lantingan adalah parameter penampilan -sinyal besar.

Menunjukkan kurva penguatan tegangan terhadap tanggapan frekuensi. Dalam modus lup terbuka, penguatan turun amat cepat sejalan dengan peningkatan frekuensi. Bila frekuensi naik 10 kali maka penguatan turun menjadi 1/10 kalinya. Titik breakover terjadi pada 70,7% penguatan maksimum. Lazimnya lebar-jalur dinyatakan pada titik di mana penguatan turun 70,7% dari skala maksimumnya. Karena itu, lebar-jalur lup terbuka sekitar 10 Hz untuk contoh ini.

TANGGAPAN FREKUENSI PENGUATAN OP-AMP TURUN TERHADAP KENAIKAN

FREKUENSI.

Penguatan lup tertutup sebesar 100, lebar-jalur meningkat sampai kira-kira 100 kHz. Bila penguatan diturunkan menjadi l0, lebar-jalur akan melebar menjadi 100 kHz, Titik penguatan satu terjadi pada 1 MHz, titik ini disebut frekuensi penguatan satu.

Derau Sebagaimana rangkaian elektronika lainnya,

op-amp juga peka terhadap derau. Derau luar dijangkitkan oleh peranti listrik atau berasal dari derau bawaan komponen-komponen elektronik (resistor, kapasitor, dan sebagainya) yang beroperasi dalam daerah frekuensi dari 0,01 Hz sampai beberapa MHz. 

CMRR adalah suatu sifat yang bertalian dengan penguat diferensial. Bila tegangan-tegangan yang sama fasanya diumpankan ke dalam masukan-masukan penguat, keluaran akan nol. Hanya perbedaan tegangan pada masukan yang akan menghasilkan keluaran.

PERBANDINGAN PENOLAKAN MODUS SEKUTU (CMRR = COMMON MODE

REJECTION RATIO)

Perlindungan Hubung SingkatOp-amp dapat menjangkitkan arus yang

membahayakan bila keluarannya terhubung singkat ke bumi, +Vc atau -Vc, dari catu, kecuali bila dilengkapi perlindungan hubung singkat.

Pembatasan ListrikSeperti juga peranti-peranti solid state yang lain,

op-amp memiliki kendala-kendala listrik yang tak boleh dilanggar, agar mereka bekerja dengan benar dan tidak terjadi perusakan. Kendala ini biasanya disebut dengan tarif maksimum absolut.

Rangkaian sequentialAdalah suatu rangkaian yang outputnya tidak

hanya tergantung pada kombinasi inputnya tetapi juga tergantung pada output sebelumnya.

FLIP -FLOP Adalah suatu rangkaian yang dapat menyimpan

state biner (sepanjang masih terdapat power pada rangkaian) sampai terjadi perubahan pada sinyal inputnya.

Flip-flop dapat dibuat dari dua buah gerbang NAND atau NOR berikut ini:

RANGKAIAN DASAR FLIP -FLOP

Dengan menambah beberapa gerbang pada bagian input rangkaian dasar, flip-flop tersebut hanya dapat merespon input selama terdapat clock  pulsa. Output dari flip-flop tidak akan berubah selama clock pulsanya 0 meskipun terjadi perubahan inputnya.

RS FLIP-FLOP DENGAN CLOCK

D flip-flop merupakan modifikasi dari RS flip-flop memakai clock. Input D disalurkan secara langsung ke S.

D FLIP -FLOP

State-state yang tidak didefinisikan pada RS flip-flop, pada JK flip-flop ini state tersebut didefinisikan. Jika para RS flip-flop sama dengan 1, maka kondisi seperti ini tidak didefinisikan, maka pada JK flip-flop jika kondisi J dan K sama dengan 1 maka  output  JK  flip -flop  tersebut  adalah  komplemen  dari output sebelumnya.

JK FLIP-FLOP

Adalah versi JK flip-flop dengan single input. T flip-flop mempunyai kemampuan yaitu membuat toggle seperti pada tabel dibawah ini.

T FLIP -FLOP

Dibawah  ini  adalah  karakteristik  tabel  dari  berbagai  type  flip-flop.  Nilai  X menandakan bahwa nilainya dapat diisi kedua-duanya yaitu 0 dan 1.

TABEL EKSITASI FLIP-FLOP

Apabila kita akan membuat suatu rangkaian dengan clock biasa dimulai dari kumpulan spesifikasi rangkaian dalam bentuk diagram state, sehingga nantinya didapat daftar fungsi boolean. Berbeda dengan rangkaian kombinasional yang sepenuhnya dapat dibuat dari representasi tabel kebenaran, rangkaian sequential ini harus dibuat dahulu diagram statenya agar dapat diketahui tahap-tahap state yang seharusnya diproses, sehingga kita dapat menentukan rangkaian kombinasionalnya, state diagram mepunyai bentuk:

PROCEDURE DESAIN

TERIMAKASIH