SEKOLAH TINGGI MANAJEMEN INFORMATIKA & TEKNIK KOMPUTER SURABAYA
Konfigurasi open-loop pada Op Amp dapat difungsikan sebagai komparator. Jika kedua input pada Op Amp pada kondisi open-loop, maka Op Amp akan membandingkan kedua saluran input tersebut. Hasil komparasi dua tegangan pada saluran masukan akan menghasilkan tegangan saturasi positif (+Vsat) atau saturasi negatif (-Vsat). Sebuah rangkaian komparator akan membandingkan isyarat tegangan yang masuk pada satu saluran input dengan tegangan pada saluran input lain, yang disebut tegangan referensi. Tegangan output berupa isyarat tegangan high atau low sesuai dengan besar isyarat tegangan masukan yang lebih tinggi. Besar isyarat tegangan keluaran dari komparator tidak bersifat linier secara proporsional terhadap besar tegangan input. Terdapat dua macam komparator, antara lain : 1. Komparator Tak-Membalik (Non-Inverting Comparator) 2. Komparator Membalik (Inverting Comparator)
I. Komparator Tak-Membalik (Non-Inverting Comparator) Pada jenis komparator ini, isyarat tegangan input dipasang pada saluran input tak-membalik (saluran +) dan tegangan nol pada saluran input membalik (saluran -). Sehingga saluran input membalik di-groundkan. Isyarat tegangan masukan disimbolkan dengan Vin dan isyarat tegangan referensi disimbolkan dengan Vref. Gambar 1. Menunjukkan rangkaian komparator Tak-Membalik.
Gambar 1. Rangkaian Komparator Tak-Membalik
Pada rangkaian komparator Tak-Membalik, jika Vin lebih besar dari Vref, maka tegangan output adalah +Vsat (mendekati tegangan
+VCC). Jika Vin lebih kecil dari Vref, maka tegangan output adalah -Vsat (mendekati tegangan -VEE) Pada grafik Gambar 2. dijelaskan, saat Vref=0 dan Vin bernilai positif, maka Vout (Vo) = +Vsat ≈ +VCC. Sedangkan saat Vin bernilai negatif, maka Vo= -Vsat ≈ -VEE. Hal ini dikarenakan, saat Op Amp dalam kondisi open-loop, penguatan tegangan (AOL) yang dihasilkan sangat besar bahkan untuk input Vin yang sangat kecil, Op Amp dapat menghasilkan output saturasi. Berdasarkan model kerjanya, tingkat saturasi yang dihasilkan berupa +Vsat dan –Vsat tanpa adanya feed-back pada Op Amp dan diopersaikan dalam konsisi open-loop. Sehingga Op Amp bekerja dalam kondisi saturasi. Gambar 2. Menunjukkan Vin dalam gelombang sinusoidal. Dengan AOL yang besar, maka saat input inverting di-groundkan, tegangan input Vin dalam nilai mikrovolt pun sudah cukup untuk membuat Op Amp dalam kondisi saturasi. Besar ±Vsat ditunjukkan pada datasheet. Persamaan untuk mendapatkan tegangan input pada tingkat minimal saat saturasi adalah
Vin(min)=
saat saturasi ……….. (1)
Gambar 2. Grafik isyarat Vin dan Vout Komparator Tak-Membalik
Gambar
3.
menunjukkan
grafik
karakteristik
perpindahan
tegangan saturasi yang dihasilkan.
(a) Ideal
(b) Secara Praktis
Gambar 3. Grafik Karakteristik Perpindahan Tegangan Saturasi
II. Komparator Membalik (Inverting Comparator) Gambar 4. Menunjukkan komparator membalik yang menggunakan tegangan referensi (Vref) pada saluran non-inverting (+) dan tegangan input (Vin) pada saluran inverting (-). Tegangan referensi dapat menggunakan sumber catu daya tegangan konstan atau rangkaian pembagi tegangan.
Gambar 4. Rangkaian Dasar Komparator Inverting
Pada saat Vin kurang dari Vref, tegangan output Vo adalah +Vsat (≈ +VCC). Hal ini dikarenakan tegangan pada saluran input inverting lebih kecil dari saluran input non-inverting.
Gambar 5. Gelombang Input dan Output pada Komparator Inverting
Gambar 6. Menunjukkan grafik karakteristik tegangan output yang dihasilkan komparator inverting terhadap tegangan inverting.
Gambar 6. Karakteristik perubahan tegangan output terhadap tegangan input pada komparator inverting
Schmitt Trigger Schmitt trigger adalah jenis komparator dengan dua tegangan pembanding yang berbeda (Threshold voltage). Saat tegangan input melebihi tegangan batas atas (high threshold) maka tegangan komparator akan bernilai high pada model non-inverting input atau low pada model inverting input. Tegangan output akan bernilai tetap sampai tegangan input berada di bawah tegangan batas bawah (low threshold). Saat tegangan input berada di bawah tegangan batas bawah, maka tegangan ouptut akan berubah dari keadaan sebelumnya. Kondisi tegangan output high atau low bernilai mendekati tegangan positif atau negatif dari catu daya yang digunakan pada komparator. Gambar 7. Menunjukkan grafik perubahan tegangan output terhadap tegangan input pada rangkaian Schmitt Trigger
Gambar 7. Grafik perubahan tegangan output terhadap tegangan input pada rangkaian Schmitt Trigger
Rangkaian Dasar Schmitt Trigger
Gambar 8. (a) Schmitt Trigger Non-Inverting
(b) Schmitt Trigger Inverting
Dimana +Vth adalah tegangan batas atas dan –Vth adalah tegangan batas bawah. RI adalah hambatan input dan RFB adalah hambatan umpan-balik. Rangkaian Non-Symetrical Schmitt Trigger
Gambar 9. Non-Symetrical Schmitt Trigger
Rangkaian Non-Symetrical Schmitt Trigger dengan Single-Supply
Gambar 10. Non-Symetrical Schmitt Trigger dengan Single Supply
