14.7 OP-AMP UNIT SPECIFICATIONS

SUB BAB 14.7
OP-AMP UNIT SPECIFICATIONS

1. Tujuan    [kembali]

  • Mengetahui dan Memahami materi tentang Spesifikasi Unit Op-Amp
  • Mengetahui prinsip kerja dari Op-Amp
  • Mengetahui apa saja komponen yang dibutuhkan dalam Rangkaian Op-Amp

2. Alat dan Bahan  [kembali]

Alat:

Instrumen

a. Voltmeter



Voltmeter adalah alat untuk mengukur besar tegangan listrik yang dihasilkan oleh sebuah rangkaian listrik.

Voltmeter adalah alat ukur yang terdiri dari dua jenis, yaitu analog dan digital. Pemasangan voltmeter secara paralel bisa menjadi indikator untuk mengetahui tegangan.

Kutub-kutub yang ada pada voltmeter harus searah dengan arus balik pada kutub positif dan negatif.

Spesifikasi :

  1. Angka rangkuman masukan biasanya di mulai dari ± 1,000000 V hingga s/d ± 1000, 000 V (Metode pemilihan rangkuman dilakukan dengan cara otomatis dan indikasi beban lebih).
  2. Ketelitian mutlak tercatat mencapai ± 0,005 persen dari pembacaan yang sudah dilakukan.
  3. Angka stabilitas untuk jangka pendek sebesar 0,002 persen dari pembacaan (periode 24 jam). Sedangkan untuk jangka panjang sebesar 0,008 persen pembacaan (periode 6 bulan).
  4. Resolusi untuk 1 bagian dalam 106 yaitu 1 μV bisa dibaca pada rangkuman dari masukan 1 V.
  5. Karakteristik masukannya yaitu tahanan masukan khas sebesar 10 MΩ dengan kapasitas masukan 40 pF.
  6. Kalibrasi yang standar (internal) tidak tergantung pada rangkaian ukuran yang mana telah diperoleh dari sumber referensi yang sudah stabil.
  7. Ada beberapa sinyal keluaran seperti perintah mencetak.
Generator daya
1. Generator dc


Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah.

Spesifikasi: 
Non gearbox
Speed : 2750 rpm
Output : DC 12V
Arus : 35A
Built-in regulator
Dimensi body : panjang 11,5 cm x diameter 9,75 cm
Berat : 2,6 kg
Kondisi : second berkualitas

Bahan:

a. Resistor

spesifikasi :



Resistor disebut juga dengan tahanan atau hambatan, berfungsi untuk menghambat arus listrik yang melewatinya. Satuan harga resistor adalah Ohm. ( 1 M: (mega ohm) = 1000 K: (kilo ohm) = 106 :  (ohm)). Kebanyakan rangkaian listrik menggunakan penghantar berupa kawat tembaga, karena tembaga adalah bahan penghantar yang baik. Akan tetapi , sejumlah sambungan pada rangkaian listrik memerlukan tahanan listrik yang lebih besar oleh sebab itu perlu menggunakan tahan atau resistor.

b. Op-Amp


Karakteristik Faktor Penguat atau Gain pada Op-Amp pada umumnya ditentukan oleh Resistor Eksternal yang terhubung di antara Output dan Input pembalik (Inverting Input). Konfigurasi dengan umpan balik negatif (Negative Feedback) ini biasanya disebut dengan Closed-Loop configuration atau Konfigurasi Lingkar Tertutup. Umpan balik negatif ini akan menyebabkan penguatan atau gain menjadi berkurang dan menghasilkan penguatan yang dapat diukur serta dapat dikendalikan. Tujuan pengurangan Gain dari Op-Amp ini adalah untuk menghindari terjadinya Noise yang berlebihan dan juga untuk menghindari respon yang tidak diinginkan. Sedangkan pada Konfigurasi Lingkar Terbuka atau Open-Loop Configuration, besar penguatannya adalah tak terhingga (∞) sehingga besarnya tegangan output hampir atau mendekati tegangan Vcc.

Konfigurasi UA741





3. Dasar Teori  [kembali]

 Op-Amp Spesifikasi

Pada chapter ini kita akan belajar tentang spesifikasi unit bipolar Op-Amp. Contohnya adalah Op-Amp bipolar 741

Tingkatan Maksimum Mutlak

Tingkatan maksimum mutlak memberikan kita informasi berapa tegangan maksimum yang dapat kita gunakan, seberapa besar sinyal ayunan input, dan seberapa besar daya peranglat dapat beroperasi.

Tabel 14.1

Electrical Characteristic

  • Tegangan offset masukan: Tegangan offset masukan biasanya terlihat 1 mV, tetapi bisa setinggi 6mV
  • IIO Arus offset masukan: Arus offset masukan biasanya terdaftar 20 nA, sedangkan nilai terbesar yang diharapkan adalah 200 nA
  • IIB Arus prategangan masukan: Arus prategangan masukan biasanya 80 nA dan mungkin saja sebesar 500 nA
  • VICR Rentang tegangan input mode umum: Parameter ini mencantumkan rentang itu tegangan input dapat bervariasi (menggunakan suplai 15 V), sekitar 12 hingga 13 V
  • VOM Ayunan tegangan output puncak maksimum: Parameter ini mencantumkan yang terbesar nilai output dapat bervariasi (menggunakan suplai 15-V)
  • Amplifikasi tegangan diferensial sinyal besar AVD: Ini adalah loop terbuka penguatan tegangan Op-Amp
  • Ri Resistansi input: Resistansi input Op-Amp saat diukur dalam loop terbuka biasanya 2 M tetapi bisa sekecil 0,3 M atau 300 k
  • Ro Resistansi keluaran: Resistansi keluaran Op-Amp biasanya terdaftar sebagai 75
  • Ci Kapasitansi input: Untuk pertimbangan frekuensi tinggi, akan sangat membantu jika diketahui bahwa input ke Op-Amp biasanya memiliki kapasitansi 1,4 pF, yang umumnya kecil nilai dibandingkan bahkan dengan kabel yang tersesat.
  • CMRR Rasio penolakan mode umum: Parameter Op-Amp terlihat biasanya 90 dB tetapi bisa serendah 70 dB. Karena 90 dB setara dengan 31622,78, Op-Amp memperkuat kebisingan (input umum) lebih dari 30.000 kali lebih sedikit daripada input perbedaan.
  • Arus Suplai ICC: Op-Amp menarik total 2,8 mA, biasanya dari suplai tegangan ganda, tetapi arus yang ditarik bisa sesedikit 1,7 mA
  • PD Total daya disipasi: Total daya yang dihamburkan oleh Op-Amp biasanya 50 mW tetapi bisa mencapai 85 mW

Problem, Example dan Pilihan Ganda:

Figure 14.31

Problem

1. Untuk karakteristik Op-Amp 741 R0 = 75Ω  A=200, hitunglah nilai Acl
Jawab:
Vo/Vi = - Rf/R1
= - 360 kΩ / 12 kΩ
= -30 Ω

2. Untuk karakteristik Op-Amp 741 R0 = 75Ω  A=200, hitunglah nilai Zi
Jawab
Zi = Ri = 12 kΩ

Example

1. Hitunglah frekuensi maksimum dari rangkaian 14.31 pada sinyal input dengan tegangan input Vi= 25mV
Jawab:
K= Acl . K
= 30 . 25mV
= 750 mV

2. Hitunglah Frekuensi Op-Amp seperti table 14.3
Jawab:
Fc = F1 / Avd = B1/Avd
= 1MHz / 20.000
= 50 Hz

Pilihan Ganda

1. Rangkaian Op-Amp memiliki besar tegangan input sama dengan output, namun gelombang sinyal input berbeda fasa dengan output, Op-Amp ini disebut...
a. Op-Amp Inverting
b. Op-Amp Non Inverting
c. Op-Amp Differensial
d. Op-Amp Integrator
e. Op-Amp Penjumlahan

2. Suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat differensial, memiliki satu masukan dan dua keluaran disebut...
a. Penguat DC
b. Penguat Video
c. Penguat Operasional
d. Penguat Frekuensi Audio
e. Penguat Peyangga



a. Resistor


Resistor

Simbol-simbol Resistor

Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika. Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=I R).

Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang ketiga
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10(10^n)

Resistor di pasaran



b. Op-Amp

Penguat operasional atau yang dikenal sebagai Op-Amp merupakan suatu rangkaian terintegrasi atau IC yang memiliki fungsi sebagai penguat sinyal, dengan beberapa konfigurasi. Secara ideal Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang tak berhingga serta impedansi keluaran sama dengan nol. Dalam prakteknya, Op-Amp memiliki impedansi masukan dan penguatan yang besar serta impedansi keluaran yang kecil.

Op-Amp memiliki beberapa karakteristik, di antaranya:
a. Penguat tegangan tak berhingga (AV = ∼)
b. Impedansi input tak berhingga (rin = ∼)
c. Impedansi output nol (ro = 0) d. Bandwidth tak berhingga (BW = ∼)
d. Tegangan offset nol pada tegangan input (Eo = 0 untuk Ein = 0)

Rangkaian dasar Op-Amp






a. Prosedur percobaan
  • Untuk membuat rangkaian ini, pertama, siapkan semua alat dan bahan yang bersangkutan, di ambil dari library proteus
  • Letakkan semua alat dan bahan sesuai dengan posisi di mana alat dan bahan terletak
  • Tepatkan posisi letaknya dengan gambar rangkaian
  • Selanjutnya, hubungkan semua alat dan bahan menjadi suatu rangkaian yang utuh 
  • Simulasikan pada software proteus
b. Rangkaian Simulasi


Prinsip Kerja:

Pada rangkaian ini kita akan menghitung tegangan output offset dari Op-Amp IC 741. Caranya yaitu dengan merangkai Op-Amp menjadi inverting amplifier dan menambahkan resistor pada kaki input positifnya. Tegangan inputnya diatur menjadi 25mV , Rin = R kaki positif = 12kΩ, dan RF =  360kΩ. Selanjutnya multimeter dipasang pada output untuk mengukur besar tegangan output offsetnya. Untuk menghitung tegangan output offsetnya secara teori dapat dicari dengan rumus pada hasil perhitungan.


Hasil Perhitungan:

Vo(offset)1 = Vio(R1 + Rf)/R1 = 1,0 (12k + 360k)/12k = 31 mV

Vo(offset)2 = Iio.Rf = 20nA(360k ohm ) = 7,2 mV

Vo(offset) = Vo(offset)1 + Vo(offset)2 = 31 mV + 7,2 mV = 38,2 mV


C. Video





 
      

RANGKAIAN SIMULASI KLIK DI SINI


DATASHEET OP-AMP LM741 KLIK DI SINI

DATASHEET RESISTOR KLIK DI SINI

DATASHEET VOLTMETER KLIK DI SINI




Komentar

Posting Komentar