ANALISA Non-Inverting Amplifier merupakan penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input. Non-inverting amplifier dapat dibangun menggunakan op-amp, karena op-amp memang didesain untuk penguat sinyal baik inverting (membalik) ataupun noninverting (tak membalik). Rangkain penguat non-inverting ini dapat digunakan untuk memperkuat sinyal AC maupun DC dengan keluaran yang tetap sefase dengan sinyal inputnya. Impedansi masukan dari rangkaian non-inverting amplifier berharga sangat tinggi dengan nilai impedansi sekitar 100 MOhm. Contoh rangkaian dasar penguat non-inverting menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) dapat dilihat pada gambar berikut.
Rangkaian Penguat Non-Inverting Rangkaian diatas merupakan salah satu contoh penguat non-inverting menggunakan operasional amplifier (Op-Amp) tipe 741 dan memnggunakan sumber tegangan DC simetris. Dengan sinyal input yang diberikan pada kaki input noninverting, maka besarnya penguatan tegangan rangkaian penguat tak membalik diatas tergantung pada harga Rin dan Rf
yang dipasang. Besarnya penguatan
tegangan output dari rangkaian penguat non-inverting diatas dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.
Apabila besarnya nilai resistor Rf dan Rin rangkaian penguat tak membalik diatas sama-sama 10KOhm maka besarnya penguatan tegangan dari rangkaian penguat diatas dapat dihitung secara matematis sebagai berikut.
Untuk membuktikan bahwa penguat tak-membalik akan menguatkan sinyal input sebesar 2 kali dengan fasa yang sama dengan sinyal input. Dapat dibuktikan dengan memberikan sinyal input berupa sinyal AC (sinusoidal) dan mengukurnya menggunakan oscilocope, dimana sinyal input diukur melalui chanel 1 osciloscope dan sinyal output diukur dengan chanel 2 osciloscope. Sehingga diperoleh bentuk sinyal output dan sinyal input non-inverting amplifier seperti pada gambar berikut.
Bentuk Sinyal Input Dan Output Non-Inverting Amplifier Pada gambar diatas terlihat rangkaian penguat non-inverting diberikan input sinyal AC dengan tegangan 1 Vpp. Dari gambar sinyal input dan output diatas terbukti bahwa rangkaian penguat non-inverting diatas memiliki output yang tegangannya 2 (dua) kali lebih besar dari sinyal input dan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input yang diberikan ke rangkaian penguat non-inverting tersebut.
Dari tabel hasil percobaan pertama ketika input DC diketahui bahwa tegangan output saturasi bernilai 13.9 V, oleh karena itu ketika output belum mencapai 13.9 V kondisi antara input dan output masih bisa dikatakan linier meskipun pada hasil percobaan tidak semua penguatan sama dengan teori yaitu sebelas kali untuk Rf bernilai 100kΩ dan dua puluh satu kali untuk Rf bernilai 200kΩ. Begitupun pada tabel hasil percobaan ketika input AC untuk nilai Rf 200kΩ
dan frekuensi gelombang input 500 Hz didapatkan nilai tegangan output saturasi pada 24.2 dan sebelum output mencapai nilai tegangan ini dapat juga dikatakan kalau antara input dan output masih memiliki hubugan linier meskipun pada kenyataannya hasil percobaan menunjukkan bahwa tidak semuanya menghasilkan peguatan dua puluh satu kali. Pada percobaan AC respon frekuensi dikaki input non-inverting sebelum gelombang sinyal input masuk ke op-amp dipasang rangkaian R-C yg berfungsi sebagai High Pass Filter dimana dari perhitungan didapatkan bahwa frekuensi cutoffnya berada pada 15.9 kHz. Oleh karena filter melewatkan sinyal dengan frekuensi tinggi maka pada frekuensi rendah penguatan masih kacau (kadang naik kdang turun) karena tidak semua input masuk ke op-amp, maksudnya pada sinyal
berfrekuensi rendah yang melewati rangkaian filter R-C akan dilemahkan oleh high pass filter sehingga amplitudonya turun ketika sinyal input tersebut masuk ke opamp, sehingga bisa saja sebenarnya kondisinya masih linier antara input dan output bila input yang di ukur merupakan input yang berasal dari output high pass filter bukan input high pass filter. PERTANYAAN 1. Apa perbedaan dasar antara penguatan Op-Amp DC dan AC non-inverting? 2. Apa fungsi kapasitor yang dipasang pada input op-amp AC? 3. Bagaimana nilai kapasitor yang dipasang membatasi besarnya frekuensi penguatan dari penguat? 4. Bagaimana harga Rf mempengaruhi besarnya penguatan tegangan? JAWAB 1. Perbedaannya terdapat pada gelombang inputnya, dengan demikian akan mempengaruhi nilai tegangan output saturasinya, apabila input merupakan gelombang DC maka nilainya hanya positif saja atau negative saja maka nilai tegangan output saturasinya tidak akan melebihi dari +V atau –V dari catu daya Op-Amp yang tepasang, sedangkan pada gelombang input AC maka nilai inputnya berubah-ubah dari positif ke negatif dan sebaliknya, oleh karena itu tegangan saturasi gelombang outputnya tidak akan melebihi jumlah dari catudaya positif dan negatif dari op-amp. 2. Kapasitor digabungkan dengan resistor pada input maka akan berfungsi menjadi high pass filter dengan nilai frekuensi output dipengaruhi oleh nilai kapasitor dan resistor yang dipasang. 3. Karena fungsinya sebagai high pass filter yang akan melemahkan sinyal yang frekuensinya lebih kecil dari frekuensi cut-off dari high pass filter itu sendiri maka hanya sinyal-sinyal frekuensi tinggi yang akan dilewatkan (apabila kondisi ideal), dengan begitu sinyal dengan frekuensi lebih dari frekuensi cutoff saja yang akan masuk dan dikuatkan oleh Op-Amp. Dimana cara menghitung frekuensi cut-offnya digunakan rumus sbb: f c =
4. Sesuai dengan rumus penguatan dari rangkaian non-inverting maka nilai Rf mempengaruhi hasil dari penguatan yang ada dalam Op-Amp, rumus penguatan rangkaian non-inverting amplifier yaitu sbb:
