5/17/2018 Laporan Op-Amp - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-op-amp 1/4

Jurusan Fisika

PRAKTIKUM FISIKA LANJUT

BIDANG INSTRUMENTASI DAN ELEKTRONIKA

Jurusan FISIKA

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan AlamInstitut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

Operational Amplifier Sebagai Penguat

Inverting Akbar Sujiwa

1109 100 034

Jurusan Fisika FMIPA, ITS

Informasi Jurnal

Pembuatan Jurnal:

Surabaya, 19 Oktober

2011

Kata Kunci:

Diferensial

Inverter

Noninverter

Op-AmpPenguatan

Abstrak

Praktikum Operational Amplifier sebagai penguat Inverting

bertujuan untuk mengetahui karakteristik dari penguatan op-

amp yang dirangkai dengan beberapa mode kerja diaantaranya

inverting, noninverting, dan penguat diferensial. Dari hasil

percobaan diperoleh data penguatan bagi masing-masing mode

kerja, yang besar nilai penguatan didapat dari hasil pembagian

R2 dengan R1. Penguatan bernilai positif bagi penguat

noninverting dan diferensial serta bernilai negatif bagi penguat

inverting, selain itu terdapat ketidak akuratan hasil penguatanyang diakibatkan dari beberapa parameter dari karakteristik

sebuah op-amp itu sendiri, seperti CMRR, open-loop (AOL),

unity-gain frequency, dan Slew rate dimana kualitas sebuah op-

amp dianggap baik jika nilai parameter idealnya terpenuhi.

1. Latar Belakang

Dalam dunia elektronika kita mengenal

salah satu komponen utama yaitu

transistor, dimana fungsi dari transistor

sebagai penguat arus dan saklar otomatis.

Beberapa transistor yang terangkai dan

terintegerasi dapat dijadikan komponen

elektronik lainnya berupa Op-Amp

(penguat operasional).

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 palingsering dibuat antara lain adalah rangkaian

inverter, non-inverter, integrator dan

differensiator. Pada pokok bahasan

praktikum ini akan dipaparkan aplikasi op-

amp sebagai fliter lolos rendah, dimana

rangkaian feedback (umpan balik) negatif

memegang peranan penting. Secara umum,

umpan balik positif akan menghasilkan

osilasi sedangkan umpanbalik negatif

menghasilkan penguatan yang dapat

terukur.

2. Op-Amp

Penguat operasional (bahasa Inggris:

operational amplifier ) atau yang biasadisebut op-amp merupakan suatu jenis

5/17/2018 Laporan Op-Amp - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-op-amp 2/4

penguat elektronika dengan sambatan

(bahasa Inggris: coupling) arus searah

yang memiliki bati ( faktor penguatan atau

dalam bahasa Inggris: gain) sangat besar

dengan dua masukan dan satu keluaran.

Penguat operasional pada umumnyatersedia dalam bentuk sirkuit terpadu dan

yang paling banyak digunakan adalah seri

741.[3]

Sebuah tapis/filter merupakan sebuah

jaringan yang didesain agar dapat

melewatkan isyarat pada daerah frekuensi

tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat

dapat diloloskan disebut pita lolos ( pass

band ) dan daerah frekuensi dimana isyarat

ditolak disebut pita henti (stop band ).

Filter dengan pita lolos pada frekeunsirendah disebut filter lolos rendah,

sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi

tinggi disebut filter lolos tinggi. Kita dapat

juga mendesain filter dengan pita henti

pada frekuensi rendah dan pada frekuensi

tinggi.[2]

3. Penguat inverting

Sebuah penguat pembalik

menggunakan umpan balik negatif untuk

membalik dan menguatkan sebuah

tegangan. Resistor Rf melewatkan sebagian

sinyal keluaran kembali ke masukan.

Karena keluaran taksefase sebesar 180°,

maka nilai keluaran tersebut secara efektif

mengurangi besar masukan.

Ini

mengurangi bati keseluruhan dari penguat

dan disebut dengan umpan balik negatif.[1]

(1)

Bati dari penguat ditentukan dari rasio

antara Rf dan Rin, yaitu:

(2)

4. Penguat Non-Inverting

Berikut adalah rumus penguat non-

inverting :[2]

(3)

5. Penguat Diferensial

Penguat diferensial digunakan untuk

mencari selisih dari dua tegangan yang

telah dikalikan dengan konstanta tertentuyang ditentukan oleh nilai resistansi.

Penguat jenis ini berbeda dengan

diferensiator. Rumus yang digunakan

adalah sebagai berikut:[3]

( ) (4) Gambar 1. Penguat Inverting

Gambar 2. Penguat non Inverting

Gambar 3. Penguat diferensial

5/17/2018 Laporan Op-Amp - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-op-amp 3/4

6. Prosedur Kerja

Percobaan dibagi berdasarkan tiga jenis

rangkaian, pada rangkaian pertama

menvariasi op-amp sebagai penguat

inverting contoh rangkaian seperti gambar1. Lalu variasi input negatif op-amp

diperoleh dari rangkaian pembagi tegangan

dari tujuh buah resistor, sebaliknya input

positif dihubungkan pada ground. Untuk

nilai penguatan di tetapkan 10 kali dengan

resistor Rf = 1k dan Rin = 100Ω. Data

diambil sebanyak 6 variasi data.

Percobaan kedua menggunakan

rangkaian penguat noninverting seperti

gambar 2 dengan menvariasi input negatif

dengan tegangan hasil rangkaian pembagitegangan resistor. Dan kaki input negatif

op-amp dihubungkan dengan ground.

Diambil data sebanyak 6 variasi.

Percobaan ketiga mengunakan

rangkaian penguat diferensial seperti

gambar 3. Pada rangkaian ini tidak ada

kaki input baik positif atau negatif yang

terhubung dengan ground, namun input

negatif dijaga agar memiliki nilai tegangan

yang lebih besar dibanding input positif.

Data yang diambil juga sebanyak 6 data.

7. Hasil Percobaan dan Pembahasan

Setelah dilakukan percobaan diperoleh

data hasil penguatan untuk masing-masing

rangkaian, dapat dilihat pada tabel

dibawah :

Tabel 1 hasil uji penguat inverting

NO Vinput VOUTPUT

1 1,559 -2,945

2 2,173 -3,757

3 2,492 -4,25

4 3,117 -6,25

5 3,736 -7,77

6 4,37 -7,86

Tabel 2 hasil uji penguat noninverting

no V INPUT V OUTPUT penguatan

1 0,101 1,022 10,12

2 0,141 1,478 10,48

3 0,162 1,713 10,57

4 0,202 2,15 10,64

5 0,217 2,43 11,20

6 0,258 2,79 10,81

rata-rata 10,64

Tabel 3 hasil uji penguat diferensial

No Vin+ Vin- Vout Vop

1 0,258 0,217 1,013 0,41

2 0,217 0,203 0,493 0,14

3 0,203 0,162 0,873 0,414 0,162 0,141 0,506 0,21

5 0,141 0,101 0,707 0,4

6 0,258 0,101 2,256 1,57

Tabel 1 menunjukkan hasil output atau

penguatan pada rangkaian pertama, dapat

diamati ketika input sebesar 1,559 volt

dimasukkan pada keluaran op-amp

menghasilkan -2,945 volt. Jika digunakan

persamaan 2. diketahui nilai penguatansebesar -2 kali dari tegangan semula.

Sedangkan hasil perhitungan

menggunakan persamaan 1. dengan

Rf =100Ω dan R in=50Ω memiliki hasil

yang sama dengan output op-amp.

Pada data tabel kedua dapat dilihat hasil

keluaran dan input tidak terjadi

pembalikan artinya setelah nilai inputan

dikuatkan dari tegangan positif

menghasilkan tegangan positif pula

sehingga percobaan kedua merupakanpenguat noninverting. Jika ditinjau hasil

penguatannya rata-rata tiap inputan

dikuatakan sebesar 10,64 kali dari

tegangan awal, dimana dari seting penguat

dalam praktikum kami gunakan resistor R1

dan R2 sebesar 1k dan 100Ω. Dari rumus

penguatan noninverting op-amp persamaan

3. hasil perhitungan tidak berbeda jauh

dengan hasil output. Eror yang terjadi bisa

berasal dari tegangan sumber atau catu

daya yang kurang terregulasi dengan baik sehingga masih terdapat noise dan

5/17/2018 Laporan Op-Amp - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/laporan-op-amp 4/4

tegangannya naik turun tidak konstan.

Penyebab kedua jenis op-amp yang

digunakan memiliki kualitas yang kurang

baik dan juga pengaruh CMRR(Commom

Mode Rejection Ratio) yang dapat

diartikan dengan CMRR yang makin besarmaka op-amp diharapkan akan dapat

menekan penguatan sinyal yang tidak

diinginkan (common mode) sekecil-

kecilnya. Dengan kata lain, op-amp

dengan CMRR yang semakin besar akan

semakin baik.

Tabel ketiga menampilkan hasil

penguatan (Vout) oleh rangkaian penguat

diferensial, penghitungan nilai penguatan

diperoleh pada persamaan 4. dan hasilnya

terdapat pada tabel Vop namun ketikakedua hasil dibandingkan didapat ketidak

cocokan, selisihnya sekitar 0,3-0,6 volt.

Ketidak cocokan ini selain diakibatkan

oleh parameter CMRR yang disinggung

pada tabel 2. terdapat pula parameter lain

seperti open-loop (AOL) dimana untuk op-

amp ideal seharusnya memiliki penguat

takterhingga, unity-gain frequency op-amp

ideal mestinya bisa bekerja pada frekuensi

berapa saja mulai dari sinyal dc sampai

frekuensi giga Herzt namun pada

kenyataannya tidak , dan Slew rate

merupakan parameter yang memperlambat

kinerja op-amp diakibatkan oleh

penggunaan kapasitor untuk menfilter

noise. Itulah beberapa parameter yang

dapat mempengaruhi kinerja suatu op-amp

dan membedakan karakteristik op-amp

yang satu dan lainnya.

8. Kesimpulan

Dari data yang didapat dapat di

simpulan bahwa op-amp dapat digunakan

sebagai penguat inverting, noninverting,

dan penguat diferensial. Dengan

karakteristik nilai penguatan berbanding

lurus dengan pembagian resistor Rf atau

R1 dengan Rin atau R2 untuk penguat

inverting dan noninverting. Sedangkan

besar nilai output untuk penguat

diferensial dipengaruhi oleh pembagianresistor Rf dengan Rin dikali dengan selisih

V1 dan V2. Serta parameter CMRR, open-

loop (AOL), unity-gain frequency,dan Slew

rate.

9. Daftar Pustaka

[1] Horn, Delton, (1994), Basic

Electronics Theory (edisi ke-4).

McGraw-Hill Professional.

[2] Lab Instrumentasi dan Elektronika

Jurusan Fisika, (2011), Operational

Amplifier Sebagai Filter Tapis Lolos

Rendah, Jurusan Fisika.

[3] http://id.wikipedia.org/wiki/Penguat

_operasional (diakses tanggal 25

september 2011)