BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Pada awal abad ini pemakaian listrik dalam berbagai bidang kehidupan mulai berkembang dengan pesat, apalagi setelah transistor ditemukan. Dengan ditemukannya transistor, jalan untuk pengembangan elektronika semakin terbuka dan sampai sekarang teknik semikonduktor yang dipakai dalam transistor masih terus berkembang sehingga menghasilkan elektronika yang semakin canggih, semakin kecil, dan semakin murah. Inti dari semua alat elektronik masih tetap, yaitu transistor-transistor, walaupun sekarang sudah ada IC yang merupakan rangkaian dan banyak transistor dalam IC, selain rangkaian IC terdapat pula rangkaian sejenis yaitu rangkaian RC. Rangkaian RC adalah rangkaian yang terdiri dari resistor dan kapasitor. Rangkaian yang satu ini sering kita jumpai dalam suatu rangkaian elektronika. Rangkaian RC juga sering disebut rangkaian sederhana karena hanya terdapat satu resistor dan satu kapasitor. Salah satu sifat rankaian RC yaitu bias meloloskan frekuensi rendah dan tinggi dan juga sebagai alat pengubah (converter) gelombang persegi ke segitiga dan persegi ke pulsa. Pada rangkaian RC ini terdiri dari dua macam rangkaian yaitu Rangkaian Penapis Rendah (Integrator ) dan Rangkaian Penapis Tinggi (Diferensiator). Untuk Rangkaian Integrator frekuensi rendah tegangan output sama dengan tegangan input, akan tetapi pada frekuensi tinggi sinyal output diperkecil atau dengan kata lain rangkaian integrator meloloskan frekuensi rendah tetapi menahan frekuensi tinggi sedangkan Diferensiator sebaliknya yaitu meloloskan frekuensi tinggi tetapi menahan frekuensi rendah. Pemahaman tentang jenis-jenis rangkaian listrik sangatlah penting dalam beberapa aspek. Namun pada praktikum kali ini akan dibahas mengenai pemahaman terhadap rangkaian diferensiator, dikarenakan ingin mengetahui untuk hasil tegangan yang merupakan fungsi dari tegangan input diferensial waktu. Hal inilah yang melatarbelakangi praktikum ini dilakukan.
1.2 Tujuan Praktikum ISI SENDIRI CIIIIIN
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Operational Amplifer (OP-AMP) Operational Amplifier atau disingkat op-amp merupakan salah satu komponen analog yang populer digunakan dalam berbagai aplikasi rangkaian elektronika. Aplikasi op-amp populer yang paling sering dibuat antara lain adalah rangkaian inverter, non-inverter, integrator dan differensiator. Pada pokok bahasan kali ini akan dijelaskan aplikasi op-amp yang paling dasar, yaitu sebagai pembanding tegangan (komparator). Komparator digunakan sebagai pembanding dua buah tegangan. Pada perancangan ini, tegangan yang dibandingkan adalah tegangan dari sensor dengan tegangan referensi. Tegangan referensinya dilakukan dengan mengatur variabel resistor sebagai pembanding. Op-amp pada dasarnya adalah sebuah differential amplifier (penguat diferensial) yang memiliki dua masukan. Input (masukan) op-amp seperti yang telah dimaklumi ada yang dinamakan input inverting dan non-inverting. Op-amp ideal memiliki open loop gain (penguatan loop terbuka) yang tak terhingga besarnya. Kita akan mengenal terlebih dahulu macam-macam penguat dalam OpAmp, berikut pembahasannya dan tentunya rangkaian diferensiator yang akan lebih banyak dibahas :
2.1.1 Inverting Rangkaian amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus nya :
Gambar 1. Rangkaian Inverting 2.2.1 Non-Inverting Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian inverting hanya perbedaannyaadalah terletak pada tegangan inputnya dari masukan noninverting. Rumusnya seperti berikut :
atau Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif. Rangkaian nya adalah seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 2. Rangkaian Noninverting 2.2.3
Summing ( Penjumlahan) Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah
yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada
dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari inverting, seperti :
Bila Rf = Ra = Rb = Rc, maka persamaan menjadi : Vo = −(Va +Vb +Vc)
Gambar 3. Rangkaian penjumlah dengan hasil Negatif
2.1.4
Unity Follower/Voltage Follower Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil
outputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 4. Rangkaian Op-Amp Unity Followe 2.1.5
Integrator Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting
dengan tahanan umpan baliknya diganti dengan kapasitor.
Gambar 5. Rangkaian Op-Amp integrator
2.1.6 Diferensiator Differensiator adalah rangkaian yang melakukan operasi differensiasi secara matematika. Rangakaian ini menghasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan kemiringan tegangan masukan. Penggunaan rangkaian differensiator yang umum adalah untuk mendeteksi tepi mendahului dan tepi ketinggalan dari sebuah pulsa persegi atau untuk menghasilkan keluaran persegi dari masukan sinyal segitiga. Fungsi rangkaian Diferensiator ialah untuk menghasilkan tegangan yang merupakan fungsi dari tegangan input diferensial waktu. Diferensiator sirkuit
pada dasarnya adalah sebuah pass-filter untuk kondensor yang terdiri dari baris dan resistor baris. Karena reaktansi kondensor meningkat jika frekuensi jatuh, sirkuit ini menghilangkan komponen frekuensi rendah dari input. Jika ada masukan tingkat diterapkan untuk diferensiator, tegangan pada kondensor berubah dalam sekejap sehingga ada tegangan pada resistor berkurang secara eksponensial sesuai dengan rumus
Pada rangkaian aplikasi rangkaian differensiator op-amp ini ada sedikit perubahan yaitu penambahan tahanan dan kapasitor yang fungsinya untuk menfilter sinyal masukan. Seperti tampak pada gambar di bawah ini adalah rangkaian differensiator yang dimaksud.
Gambar 6. Rangkaian Op-Amp Diferensiator Bentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian inverting. Sehingga jika berangkat dari rumus penguat inverting G = -R2/R1 dan pada rangkaian differensiator diketahui : R2 = R R1= Zc = 1/ ωC maka jika besaran ini disubtitusikan akan didapat rumus penguat differensiator
G(ω) = - ωRC Dari hubungan ini terlihat sistem akan meloloskan frekuensi tinggi (high pass filter), dimana besar penguatan berbanding lurus dengan frekuensi. Namun demikian, sistem seperti ini akan menguatkan noise yang umumnya berfrekuensi tinggi. Untuk praktisnya, rangkain ini dibuat dengan penguatan dc sebesar 1 (unity gain). Biasanya kapasitor diseri dengan sebuah resistor yang nilainya sama dengan R. Dengan cara ini akan diperoleh penguatan 1 (unity gain) pada nilai frekuensi cutoff tertentu. Aplikasi untuk ini, selain mewakili kalkulus turunan fungsi dalam komputer analog, termasuk tingkat-of-perubahan indikator untuk instrumentasi proses. Salah satu seperti rate-of-mengubah aplikasi sinyal mungkin untuk pemantauan (atau mengontrol) tingkat perubahan suhu dalam tungku, dimana terlalu tinggi atau terlalu rendah dari tingkat kenaikan suhu bisa merugikan. Tegangan DC yang dihasilkan oleh sirkuit diferensiator dapat digunakan untuk drive komparator, yang akan sinyal alarm atau mengaktifkan kontrol jika tingkat perubahan melebihi tingkat yang telah ditetapkan.
Sumber : http://skemarangkaian.blogspot.com/2010/10/rangkaian-differensiator-opamp.html http://pradityabudi.blogspot.com/2011/05/rangkaian-diferensiator-op-amp.html http://elkakom.blogspot.com/2010/07/rangkaian-differensiator.html