OP-AMP (Amplifier Operational)

Penguat operasional adalah suatu rangkaian elektronika yang dikemas dalambentuk rangkaian terpadu (IC). Perangkat ini sering digunakan sebagai penguat sinyal-sinyal, baik yang linier maupun yang non linier terutama dalam sistem-sistem pengaturan dan pengendalian, instrumentasi, dan komputasi analog. Keuntungan dari pemakaian penguat operasional ini adalah karakteristiknya yang mendekati ideal sehingga dalam merancang rangkaian yang menggunakan penguat ini lebih mudah dan juga kareana penguat ini bekerja pada tingkatan yang cukup dekat dengan karakteristik kerjanya secara teoritis. Dari sudut sinyal sebuah penguat operasional mempunyai tiga terminal, yaitu dua terminal masukan dan satu terminal keluaran. Gambar 2.5 menunjukkan simbol dari sebuah penguat operasional. Teminal 1 dan 2 adalah terminal masukan dan terminal 3 adalah terminal keluaran. Kebanyakan penguat operasional membutuhkan catu daya DC dengan dua polaritas untuk dapat beroperasi. Terminal 4 disambungkan ke tegangan positif ( + V) dan terminal 5 disambungkan ke tegangan negatif (-V).

Karakteristik utama sebuah penguat operasional yang ideal adalah :
1. Impedansi masukan tak terhingga. Penguat yang ideal diharapkan tidak menarik arus masukan, artinya tidak ada arus yang masuk kedalam terminal 1 maupun 2 ( I1 =I2 = 0)

2. Impedansi keluaran sama dengan nol Terminal 3 merupakan keluaran penguat operasional, idealnya diharapkan bertindak sebagai terminal keluaran sebuah sumber sumber tegangan ideal. Tegangan antara terminal3 dengan ground akan selalu sama dengan A (V2 . V1 ), dimana A adalah faktor penguatan sebuah penguat operasional.

3. Penguatan loop terbuka tak terhingga. Apabila dioperasikan pada loop terbuka ( tidak ada umpan balik dari keluaran ke masukan ), maka sebuah penguat opersaional ideal mempnyai gain (penguatan) yang besarnya tak terhingga.

Penguat pembalik ( imverting amplifier)

Penguat pembalik adalah rangakaian penguat dimana outputnya mempunyai perbedaan fasa 180(derajat) dengan sinyal input. Rangakian penguat pembalik iniditunjukkan pada gambar 2.6.
Pada rangkaian ini terminal masukan penguat tak membalik ( non inverting ) ditanahkan, sedangkan tegangan keluaran dihubungakan dengan terminal masukan pembaliknya.

Integrator op-amp

Sebuah integrator adalah rangakaian yang menyelenggarakan operasi integrasi secara matematik karena dapat mengahasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan integral masukan. Pemakaian yang umum ialah mengguanakan tegangan masukan yang tetap untuk mengahasilkan tegangan keluaran berbentuk lereng (ramp). Sebuah lereng adalah tegangan yang mendaki atau menurun secara linier. Gambar 2.7 dibawah ini adalah gambar sebuah rangakaian integrator

Pada keadaan awal, arus input yang mengalir melalui resistor sama dengan i1 = Vi / R. Tegangan output (V0) sama dengan nol sehingga arus yang mengalir melalui resistor juga mengalir melalui kapasitor C ( i2 = C. dv/dt) yaitu dengan menganggap resistansi input op-amp adalah tak terhingga ( keadaan ideal ).

Diffrensiator Op-amp

Diffrensiator adalah rangklaian yang melakukan operasi diferensiasi secara matematika. Rangakaian ini menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan kemiringan tegangan masukan. Pemakaian yang umum dari sebuah differensiator adalah mendeteksi tepi mendahului dan tepi ketinggalan dari sebuah pulsa persegi atau untuk menghasilkan keluaran persegi dari masukan lereng. Dalam alat ukur kapasitansi meter ini kapasitor (Cx) yang akan diukur merupakan bagian dari differensiator itu sendiri. Untuk lebih jelasnya perhatikan
gambar 2.8 berikut ini :


Gambar 2.8 memperlihatkan sebuah differensiator op-amp. Rangakaian differensiator ini hampir mirip dengan rangakaian integrator hanya saja posisi tahanan dan kapasitornya yang berbeda. Bila tegangan masukan berubah, kapasitor diisi atau dikosongkan. Karena adanya tanah semu, arus kapasitor mengalir melalui tahanan umpan balik, mengahasilkan tegangan. Tegangan ini setara dengan kemiringan dari tegangan masuk.

Masukan yang sering digunakan pada rangkaian differensiator op-amp ialah bentuk lereng seperti pada gambar 2.8 (b). karena tanah semu, semua tegangan lereng masuk melintas melalui kapasitor. Suatu lereng tegangan mengandung arti bahwa arus kapasitor tetap. Karena semua arus tetap ini mengalir melalui tahanan umpan balik, maka didapatlah pulsa membalik pada keluaran, seperti yang terlihat pada gambar 2.8 (b).