Afif Falih Yorivanno

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [Kembali]

Adder inverting dan adder non-inverting amplifier merupakan dua konfigurasi khusus dari operational amplifier (op-amp) yang digunakan untuk menjumlahkan beberapa sinyal input secara elektronik. Kedua jenis adder ini memainkan peran penting dalam berbagai aplikasi elektronika, terutama dalam pengolahan sinyal, pencampuran audio, dan berbagai sistem kontrol.

Pada adder inverting, beberapa sinyal input diberikan melalui resistor-resistor yang terhubung ke terminal inverting (-) op-amp. Dalam konfigurasi ini, sinyal-sinyal input dijumlahkan secara linear, namun keluaran yang dihasilkan memiliki polaritas yang berlawanan (fase terbalik) dengan sinyal input, karena output op-amp beroperasi pada mode inverting. Gain dari setiap sinyal input ditentukan oleh rasio resistor input terhadap resistor feedback. Adder inverting ini memungkinkan pengguna untuk melakukan penjumlahan sinyal dengan berbagai bobot melalui pengaturan nilai resistor.

Sebaliknya, pada adder non-inverting, sinyal-sinyal input dijumlahkan dan diberikan ke terminal non-inverting (+) op-amp, seringkali melalui jaringan resistor khusus. Dalam konfigurasi ini, sinyal keluaran memiliki fase yang sama dengan sinyal input dan menghasilkan penjumlahan sinyal-sinyal input dengan nilai gain yang ditentukan oleh rasio resistor pada loop feedback. Meskipun adder non-inverting kurang umum dibandingkan dengan adder inverting, konfigurasi ini tetap berguna dalam aplikasi di mana fase sinyal keluaran harus searah dengan sinyal input.

Kedua konfigurasi adder ini memungkinkan perancangan sistem elektronika yang mampu memproses dan menggabungkan berbagai sinyal input secara efisien, membuatnya sangat berguna dalam aplikasi pengolahan sinyal analog dan digital. Memahami perbedaan dan penerapan dari adder inverting dan non-inverting adalah dasar penting dalam analisis dan perancangan rangkaian menggunakan op-amp

2. Tujuan [Kembali]

Mengetahui prinsip kerja dari Differentiator Amplifier
Mengetahui prinsip kerja dari Integrator Amplifier
Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
Mengetahui prinsip kerja dari Non Inverting Amplifier

3. Alat dan Bahan [Kembali]

A. ALAT

1.Proteus

Proteus adalah software simulasi dan desain rangkaian elektronik yang digunakan untuk membuat, menguji, dan memvisualisasikan rangkaian.

B. BAHAN

1. Voltmeter

Alat ukur untuk mengukur besar Tegangan dalam satuan Volt

2. DC Voltage

Komponen yang menyediakan tegangan tetap antara dua terminal: terminal positif (+) dan terminal negatif (–). Sumber ini digunakan untuk memberikan energi listrik ke rangkaian, dan nilainya bisa berupa tegangan tetap (seperti baterai 5V atau 12V) atau variabel, tergantung konfigurasi rangkaian.

3. Ground

Ground adalah titik kembalinya arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik dalam rangkaian elektronika.

4. Resistor

Fungsi utama dari resistor adalah membatasi aliran arus. Resistor dapat menahan arus dan memperkecil besar arus. Besar resistansi (kemampuan menahan arus) resistor disesuaikan dengan kebutuhan perangkat elektronika.

Cara Menghitung Nilai Resistor

5.Op Amp

Op-amp (operational amplifier) adalah komponen elektronik aktif yang berfungsi untuk memperkuat perbedaan tegangan antara dua inputnya (input inverting dan non-inverting).

4. Dasar Teori [Kembali]

Penguat operasional atau yang disebut Operational Amplifier adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial. Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran, untuk dapat bekerja dengan baik, penguat operasional memerlukan tegangan catu yang simetris, yaitu tegangan yang bernilai positif (v+) dan tegangan yang bernilai negatif (v-) terhadap tanah (ground).

Berikut ini adalah simbol dari penguat operasional :

Gambar 3.1 Simpol Op-Amp

A. Inverting Op-Amp

Inverting amplifier dapat mengontrol penguatan tegangan (voltage gain) menggunakan Op-Amp. Sinyal input terhubung ke terminal negatif dan terminal positif terhubung ke ground. Output diberi umpan balik melalui Rf ke input inverting.

Gambar 3.2 Rangkaian Inverting Op-Amp

Impedansi masukan yang tak terbatas mencegah arus mengalir melalui input inverting. Hal ini berarti bahwa tidak ada penurunan tegangan antara input inverting dan input non-inverting, dan tegangan pada input (-) inverting adalah 0 karena input non- inverting (+) terhubung ke ground. Karena arus yang mengalir menuju terminal input adalah 0, maka arus yang melalui Rin sama dengan arus yang melalui

Rf . Iin = If

Iin=Vin /Rin If = - Vout / Rf

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.

Vout = - (Rf / Rin) Vin

Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah

Acl = Vout / Vin = - Rf / Rin Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.

B. Non Inverting Op-Amp

Gambar 3.3 Rangkaian Non Inverting 0p-Amp

Pada non-inverting amplifier input sinyal dihubungkan ke input (+) non-inverting dan sebagian output kembali melalui jaringan feedback dan dihubungkan ke input pembalik (-). Penguatan yang outputnya sama dengan input, tidak membalikkan fasa. Dikarenakan feedback yang negatif, maka tegangan diferensial (Vdiff = Vin – Vf) antara terminal input sangat kecil dan penguatan open loop tinggi (Aol).

Vout = Vin (1 + Rf / Rin) Penguatan tegangan (voltage gain) non-inverting amplifier adalah

Acl = (Rf / Rin) + 1

C. Adder

Op-Amp adder merupakan jenis lain dari konfigurasi rangkaian op-amp. Op-Amp sebagai adder digunakan untuk menjumlahkan beberapa input masukan secara bersama sama menjadi satu keluaran.

Gambar 3.4 Rangkaian inverting adder

Untuk mendapatkan output rangkaian inverting adder, digunakan rumus:

Gambar 3.5 Rangkaian non inverting adder

Untuk mendapatkan output rangkaian non inverting adder, digunakan rumus:

- Contoh soal

2.Sebuah rangkaian inverting amplifier voltage summing ditunjukkan pada Gambar 11.9. Jika tegangan input $V 1 = + 3 V$ dan $V 2 = + 5 V$ , dengan nilai resistor $R 1 = 33 k Ω$ , $R 2 = 10 k Ω$ , dan $RF = 330 k Ω$ , tentukan tegangan output ( $V o u t$ )

3.Rangkaian pada Gambar 11.10 digunakan untuk melakukan pengurangan tegangan. Asumsikan operational amplifier ideal. Jika $V 1$ adalah sinyal AC dengan puncak 1V dan $V 2$ adalah sinyal AC dengan puncak 0.3V pada frekuensi 50kHz. Gambarkan perkiraan bentuk gelombang pada output U1:B (pin 7) dan output U2:A (pin 1).

Pembahasan Problem 2:

Output U1:B (Inverting Amplifier): Operational amplifier U1:B adalah konfigurasi inverting amplifier. Tegangan pada input non-inverting (+ pin 5) terhubung ke ground, sehingga merupakan virtual ground bagi input inverting (- pin 6). Tegangan pada pin 6 adalah hasil pembagian tegangan antara $V 1$ dan $RF$ , dengan penguatan sebesar $- RF / R 1 = - 664Ω/332Ω = - 2$ . Jadi, output U1:B akan menjadi $- 2 \times V 1$ . Jika $V 1$ adalah sinyal sinus dengan puncak 1V, maka output U1:B akan menjadi sinyal sinus terbalik dengan puncak 2V.
Output U2:A (Non-Inverting Amplifier): Operational amplifier U2:A adalah konfigurasi non-inverting amplifier. Tegangan pada input non-inverting (+ pin 3) berasal dari output U1:B melalui resistor $R 3$ dan dari $V 2$ melalui $R 2$ . Analisis yang lebih mendalam diperlukan untuk menghitung tegangan pada pin 3. Namun, jika kita melihat bahwa U2:A dikonfigurasi dengan umpan balik negatif melalui $RF$ , dan input non-invertingnya dipengaruhi oleh $V 2$ , output U2:A akan menjadi hasil amplifikasi (atau atenuasi) dari kombinasi sinyal yang masuk ke inputnya. Untuk pengurangan yang efektif, konfigurasi nilai resistor perlu diperhatikan. Tanpa perhitungan detail tegangan pada pin 3, kita hanya bisa mengatakan bahwa output U2:A akan menjadi sinyal AC dengan frekuensi 50kHz, dan amplitudonya bergantung pada nilai $V 1$ , $V 2$ , $R 2$ , $R 3$ , dan $RF$ pada U2:A. Rangkaian ini bertujuan untuk menghasilkan output yang proporsional terhadap $V 2 - V 1$ (atau sebaliknya, tergantung nilai resistor).