Electrical Engineering: Tugas 1

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

Op-Amp Specifications—Frequency Parameters

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan

a. Menyelesaikan tugas besar elektronika yang diberikan oleh Bapak Dr. Darwison, M.T

b. Mengetahui rangkaian dari OP-AMP SPECIFICATIONS

c. Mengetahui fungsi dari OP-AMP SPECIFICATIONS

2. Alat dan Bahan

ALAT

Osiloskop
Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

Multimeter

Spesifikasi:

Pinout

Generator Daya

1) Power Supply

2) Battery

Baterai merupakan sebuah alat yang mengubah energi kimia yang tersimpan menjadi energi listrik.Padapercobaan kali ini, baterai berfungsi sebagai sumber daya atau.

Spesifikasi dan Pinout Baterai

Input voltage: ac 100~240v / dc 10~30v
Output voltage: dc 1~35v
Max. Input current: dc 14a
Charging current: 0.1~10a
Discharging current: 0.1~1.0a
Balance current: 1.5a/cell max
Max. Discharging power: 15w
Max. Charging power: ac 100w / dc 250w
Jenis batre yg didukung: life, lilon, lipo 1~6s, lihv 1-6s, pb 1-12s, nimh, cd 1-16s
Ukuran: 126x115x49mm
Berat: 460gr

BAHAN

Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika.

Tabel warna

Spesifikasi

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.

Pinout

Spesifikasi:

Op Amp - LM741
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.
Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

3. Dasar Teori

14.6 SPESIFIKASI OP-AMP— PARAMETER FREKUENSI
Sebuah op-amp dirancang untuk menjadi penguat. Operasi ini cenderung tidak stabil (berosilasi) karena umpan balik positif. Untuk memastikan operasi yang stabil, op-amp dibuat dengan sirkuit kompensasi internal, yang juga menyebabkan penguatan loop terbuka yang sangat tinggi berkurang dengan meningkatnya frekuensi. Pengurangan penguatan ini disebut sebagai roll-off. Di kebanyakan op-amp, roll-off terjadi pada kecepatan 20 dB per dekade (20 dB / dekade) atau 6 dB per oktaf (6 dB / oktaf).
Perhatikan bahwa sementara spesifikasi op-amp mencantumkan gain tegangan loop terbuka (AVD), pengguna biasanya menghubungkan op-amp menggunakan resistor umpan balik untuk mengurangi penguatan tegangan rangkaian. ke nilai yang jauh lebih kecil (gain tegangan loop tertutup, ACL). Sejumlah perbaikan sirkuit dihasilkan dari pengurangan penguatan ini. Pertama, penguatan tegangan penguat adalah nilai yang lebih stabil dan presisi yang ditetapkan oleh resistor eksternal; kedua, impedansi masukan rangkaian dinaikkan melebihi impedansi op-amp saja; ketiga, impedansi keluaran rangkaian dikurangi dari yang ada pada op-amp terakhir
Gain-Bandwidth
Karena sirkuit kompensasi internal termasuk dalam op-amp,tegangan penguatan turun seiring dengan peningkatan frekuensi. Spesifikasi op-amp memberikan deskripsi penguatan versus bandwidth. Gambar 14.28 memberikan plot penguatan versus frekuensi untuk op-amp tipikal. Pada frekuensi rendah ke operasi dc, penguatannya adalah nilai yang dicantumkan oleh spesifikasi pabrikan AVD (penguatan diferensial tegangan) dan biasanya merupakan nilai yang sangat besar. Ketika frekuensi sinyal input meningkat, gain loop terbuka turun hingga akhirnya mencapai nilai 1 (kesatuan). Frekuensi pada nilai penguatan ini ditentukan oleh pabrikan sebagai bandwidth gain kesatuan, B1. Meskipun nilai ini adalah frekuensi (lihat Gambar 14.28) di mana penguatan menjadi 1, nilai ini dapat dianggap sebagai bandwidth, karena pita frekuensi dari 0 Hz ke frekuensi gain juga merupakan bandwidth. Oleh karena itu, seseorang dapat merujuk ke titik di mana penguatan berkurang menjadi 1 sebagai frekuensi penguatan-kesatuan (f1) atau bandwidth penguatan-kesatuan (B1).
Frekuensi lain yang menarik adalah yang ditunjukkan pada Gambar 14.28, di mana penguatan turun sebesar 3 dB (atau menjadi 0.707 gain dc, AVD), ini menjadi frekuensi cutoff dari op-amp, fC. Faktanya, frekuensi gain dan frekuensi cutoff terkait dengan
Persamaan (14.22) menunjukkan bahwa frekuensi gain juga dapat disebut produk gain-bandwidth dari op-amp.
Laju, SR
Parameter lain yang mencerminkan kemampuan op-amp untuk menangani sinyal yang berbeda-beda adalah laju perubahan tegangan, yang didefinisikan sebagai
Perubahan Arus Laju perubahan tegangan memberikan parameter yang menetapkan laju perubahan maksimum tegangan keluaran saat digerakkan oleh sinyal masukan langkah besar. * Jika seseorang mencoba untuk menggerakkan output pada tingkat perubahan voltase yang lebih besar daripada laju perubahan tegangan, output tidak akan dapat berubah cukup cepat dan tidak akan bervariasi pada kisaran penuh yang diharapkan, mengakibatkan sinyal terpotong atau distorsi. Bagaimanapun, output tidak akan menjadi duplikat yang diperkuat dari sinyal input jika laju perubahan tegangan op-amp terlampaui.
Frekuensi Sinyal Maksimum
maksimum op-amp dapat beroperasi bergantung pada parameter bandwidth (BW) dan laju perubahan tegangan (SR) op-amp. Untuk sinyal sinusoidal dengan bentuk umum
Selain itu, frekuensi maksimum, f, dalam Persamaan. (14.24), juga dibatasi oleh bandwidth unitygain.

Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V = IR).
Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.
Cara menghitung nilai resistor:
Tabel warna

Contoh :
Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.
Spesifikasi

Op Amp - LM741
Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Kapasitor mempunyai satuan Farad dari nama Michael Faraday.
Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%
Pinout:

Spesifikasi:

3.1 Example

1. Tentukan frekuensi cutoff sebuah op-amp yang memiliki nilai tertentu B1 = 1 MHz dan AVD = 200 V/mV.

Jawab:
Karena f1 = B1 = 1 MHz, dapat menggunakan Persamaan berikut untuk menghitung

2. Untuk op-amp yang memiliki laju perubahan tegangan SR = 2 V/s, berapakah penguatan tegangan loop tertutup maksimum yang dapat digunakan jika sinyal input bervariasi 0,5 V dalam 10 detik?

      Jawab:
      Karena Vo = ACLVi, bisa menggunakan
         darimana kita mendapatkan

Setiap penguatan tegangan loop tertutup yang besarnya lebih besar daru 40 akan mendorong output pada laju yang lebih besar daripada yang dimungkinkan oleh laju perubahan tegangan, sehingga penguatan loop tertutup maksimum adalah 40.

3. Untuk sinyal dan rangkaian, tentukan frekuensi maksimum yang mungkin digunakan. Laju perubahan tegangan op-amp adalah SR = 0,5 V/ns.

         Jawab :
         Untuk keuntungan besar
         Tegangan keluaran menyediakan

3.2 Problems
1. Tentukan frekuensi cutoff dari sebuah op-amp yang memiliki nilai tertentu B1 = 800  kHz dan AVD = 150 V/mV
       Jawab :
       fc = f1/AVD
            = 800 kHz/150 V/mV
            = 5,33 Hz

2. Tentukan frekuensi cutoff dari sebuah op-amp yang memiliki nilai tertentu B1 = 200            kHz dan AVD = 50 V/mv
Jawab :
           fc = f1/AVD
                = 200 kHz/50 V/mv
              = 4 Hz

1.Tentukan frekuensi cutoff dari op-amp yang memiliki nilai B1= 1 MHz dan AVD= 200 V / mV.

2. Untuk op-amp yang memiliki laju perubahan tegangan SR = 2 V / μs, berapakah kenaikan tegangan loop tertutup maksimum yang dapat digunakan ketika sinyal input bervariasi 0,5 V dalam 10 μs?
          Solusi

Karena Vo= ACLVi, kita dapat menggunakan dari mana kita mendapatkan Setiap kenaikan tegangan loop tertutup yang besarnya lebih besar dari 40 akan mendorong output pada laju yang lebih besar daripada laju perubahan tegangan yang dimungkinkan, sehingga gain loop tertutup maksimum adalah 40.

3.3 Pilihan ganda
1. Rangkaian op-amp memiliki besar tegangan input sama dengan output, namun gelombang sinyal input berbeda fasa dengan gelombang sinyal output. Op-amp jenis ini disebut.....
a. Op-amp inverting
b. Op-amp non inverting
c. Op-amp differensial
d. Op-amp integrator
e. Op-amp penjumlahan

2. Pada Rangkaian Dasar Op-Amp, Jika besar tegangan input sama dengan tegangan output yang gelombang sinyal input dengan gelombang sinyal outputnya memiliki fase yang sama atau sefase. Op-amp ini sering disebut…
a.Op-amp sebagai penjumlah
b.Op-amp Inverting
c.Op-amp Integrator
d.Op-amp Non Inverting
e.Op-amp Differensial

4. Percobaan

A. Prosedur Percobaan

Prinsip kerja sebuah operasional Amplifier (Op-Amp) adalah membandingkan nilai kedua input (input inverting dan input non-inverting), apabila kedua input bernilai sama maka output Op-amp tidak ada (nol) dan apabila terdapat perbedaan nilai input keduanya maka output Op-amp akan memberikan tegangan output. Operasional amplifier (Op-Amp) dibuat dari penguat diferensial dengan 2 input

Read more at: http://elektronika-dasar.web.id/operasional-amplifier-op-amp/
Copyright © Elektronika Dasar

Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan dalam membuat rangkaian tersebut.
Diantara alat dan bahan yang digunakan adalah Gsine, Op-Amp, Osiloskop serta Ground.
Rangkailah alat dan bahan tersebut seperti gambar di bawah ini.
Simulasikan pada software proteus. Gambar Simulasi

B. Gambar Rangkaian

C. Prinsip kerja

Rangkaian diatas adalah salah satu contoh pengaplikasian op-amp sebagai penguat dimana disini menggunakan prinsip inverting amplifier. Tegangan sumber (Vinput) berasal dari Baterai 0,02V lalu diumpankan ke Resistor R1 (10k Ohm) lalu menuju ke kaki inverting dari Op Amp LM741 dan ada Rreferensi (240k Ohm), sedangkan pada kaki non inverting langsung di groundkan. Vout nya dapat dicari dengan menggunakan rumus Vo = (-RF/R1) x Vinput. Pada rangkaian diatas Voutnya didapatkan sebesar 47,9 mV dengan Tengangan inputan sebesar 0,02 V dan nilai R2 adalah 240kOhm, R1 sebesar 10 kOhm.

D. Video

E. Link Download

1. Download File HTML

2. Download Rangkaian

3. Download Video

4. Download Datasheet Multimeter

5. Download Datasheet Resistor

5. Download Datasheet Osiloskop

3. Download Datasheet Op Amp

Electrical Engineering

Tugas 1

3.2 Problems

3.3 Pilihan ganda

Tidak ada komentar:

Posting Komentar

Unggulan

Aplikasi Encoder Decoder