MODUL M3 : OP-AMP dan FILTER




MODUL 3

OP-AMP dan FILTER


1. Pendahuluan[Kembali]

    Operational Amplifier (Op-Amp) merupakan penguat diferensial berpenguatan tinggi yang memiliki dua input, yaitu inverting dan non-inverting, serta satu output. Komponen ini banyak digunakan karena karakteristik idealnya seperti penguatan tegangan sangat besar, impedansi input tinggi, dan impedansi output rendah. Dengan kemampuan tersebut, Op-Amp dapat diaplikasikan sebagai penguat, pembanding, pengikut tegangan, hingga rangkaian matematis seperti penjumlahan, pengurangan, integrator, dan diferensiator. Fleksibilitas dan kestabilannya menjadikan Op-Amp sebagai elemen penting dalam berbagai sistem elektronika analog, termasuk instrumen pengukuran, pengendalian, dan pengolahan sinyal.

    Filter adalah rangkaian yang berfungsi untuk menyaring sinyal berdasarkan rentang frekuensi tertentu, misalnya melewatkan frekuensi rendah (low-pass), frekuensi tinggi (high-pass), frekuensi menengah (band-pass), atau menolak frekuensi tertentu (band-stop). Filter dapat dibuat dalam bentuk pasif yang hanya menggunakan resistor, kapasitor, dan induktor, maupun aktif yang memanfaatkan komponen tambahan seperti Op-Amp. Penggunaan filter aktif dengan Op-Amp memungkinkan rangkaian tidak hanya menyaring sinyal sesuai kebutuhan tetapi juga memberikan penguatan tanpa memerlukan induktor besar seperti pada filter pasif. Perpaduan ini banyak diterapkan pada perangkat audio, sistem komunikasi, dan pengolahan sinyal analog untuk menghasilkan kualitas sinyal yang lebih baik dan sesuai spesifikasi yang diinginkan.


2. Tujuan[Kembali]

  1. Mengetahui prinsip kerja dari Inverting Amplifier
  2. Mengetahui prinsip kerja dari Comparator Amplifier
  3. Mengetahui prinsip kerja Low Pass Filter
  4. Mengetahu prinsip kerja High Pass Filter 

                                              

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat

1. Electronic Base Station

    Trainer elektronika dasar adalah alat yang dirancang untuk membantu pelajar dan teknisi mempelajari konsep-konsep fundamental dalam elektronika dengan cara yang interaktif dan praktis. Fungsi utama dari trainer ini adalah menyediakan platform yang memungkinkan pengguna untuk merakit, menguji, dan menganalisis berbagai rangkaian elektronik dasar tanpa memerlukan laboratorium yang lengkap. Trainer ini dilengkapi dengan berbagai komponen elektronik seperti resistor, kapasitor, transistor, dan dioda, serta sering kali menyertakan modul pelatihan untuk sirkuit logika, amplifier, dan sistem komunikasi. Dengan adanya trainer ini, pelajar dapat belajar tentang hukum Ohm, analisis rangkaian, dan prinsip kerja komponen elektronik secara langsung, mengembangkan keterampilan praktis dalam merancang dan memecahkan masalah elektronik, serta memperoleh pemahaman yang lebih mendalam mengenai aplikasi teori elektronika dalam praktek. Trainer elektronika dasar juga sering dilengkapi dengan alat pengukur seperti multimeter dan oscilloscope, yang memungkinkan pengguna untuk memantau dan menganalisis sinyal, serta mengukur berbagai parameter listrik secara real-time.


2. Electronic Module Kit Op-Amp


    Electronic Module Kit Op-Amp adalah sebuah perangkat praktikum yang dirancang untuk mempelajari berbagai aplikasi dan karakteristik rangkaian penguat operasional (Op-Amp) secara langsung. Modul ini umumnya dilengkapi dengan papan rangkaian, sumber tegangan ganda, komponen pendukung seperti resistor, kapasitor, potensiometer, serta konektor yang memudahkan penyusunan dan pengujian rangkaian. Melalui kit ini, mahasiswa dapat melakukan percobaan dasar hingga lanjutan, seperti penguat inverting dan non-inverting, pengikut tegangan (voltage follower), penjumlahan dan pengurangan sinyal, hingga penerapan Op-Amp sebagai filter aktif. Dengan desain yang terstruktur, Electronic Module Kit Op-Amp membantu memahami teori sekaligus praktik, sehingga pengguna dapat melihat secara nyata pengaruh parameter komponen, konfigurasi rangkaian, dan karakteristik Op-Amp dalam pengolahan sinyal analog.


3. Electronic Module Kit Filter 1, filter 2


    Electronic Module Kit Filter 1 dan Filter 2 adalah perangkat praktikum yang digunakan untuk mempelajari prinsip kerja serta karakteristik berbagai jenis rangkaian filter analog. Modul ini biasanya dilengkapi dengan papan rangkaian, sumber tegangan, dan komponen seperti resistor, kapasitor, potensiometer, serta konektor yang memudahkan penyusunan dan pengujian. Dengan kit ini, mahasiswa dapat melakukan percobaan untuk memahami respon frekuensi pada filter low-pass, high-pass, band-pass, maupun band-stop, baik dalam bentuk pasif maupun aktif. Filter 1 umumnya berfokus pada pengenalan dan percobaan dasar, sedangkan Filter 2 memungkinkan eksplorasi yang lebih mendalam, seperti pengaturan nilai cutoff, penguatan sinyal, dan pengaruh konfigurasi komponen terhadap karakteristik filter. Melalui praktikum ini, pengguna dapat mengamati secara langsung cara filter menyaring sinyal berdasarkan frekuensi tertentu serta bagaimana desain rangkaian memengaruhi kualitas keluaran, sehingga memperkuat pemahaman teori pengolahan sinyal analog.



4. Jumper




    Di bidang elektronika, jumper digunakan untuk menghubungkan atau memutuskan jalur pada papan sirkuit, memungkinkan konfigurasi dan penyesuaian pengaturan perangkat. Jumper sering dipakai untuk mengatur mode operasi, mengaktifkan atau menonaktifkan fitur, serta dalam proses troubleshooting dan pemeliharaan. Dengan kemudahan dalam pemasangan dan penggantian, jumper mempermudah perubahan konfigurasi tanpa perlu soldering, sehingga meningkatkan fleksibilitas dan efisiensi dalam pengembangan dan perawatan perangkat elektronik.


4. Multimeter
Multimeter

    Multimeter adalah alat yang sangat berguna dalam pengukuran dan diagnostik elektronik, karena mampu mengukur berbagai parameter listrik seperti tegangan, arus, dan resistansi. Dengan kemampuan ini, multimeter memungkinkan teknisi dan insinyur untuk memeriksa dan menganalisis kondisi sirkuit elektronik, menemukan masalah atau kerusakan, dan memastikan komponen berfungsi dengan benar. Selain itu, multimeter sering digunakan dalam pemeliharaan dan perbaikan peralatan elektronik, memberikan data penting untuk perbaikan atau kalibrasi sistem. Fungsionalitas yang luas dan kemudahan penggunaan menjadikan multimeter sebagai alat penting dalam pengembangan, perawatan, dan troubleshooting perangkat elektronik.


B. Bahan

1. Resistor 1K, 10K, 560 ohm

Resistor

    Resistor berfungsi untuk membatasi aliran arus listrik dalam rangkaian elektronik, melindungi komponen sensitif, dan mengatur tegangan. Dengan membagi tegangan dan arus, resistor membantu dalam pengaturan sinyal, filter, dan aplikasi lainnya. Fungsi ini memastikan kestabilan dan keandalan operasi sirkuit elektronik, mendukung berbagai perangkat dan sistem dalam kehidupan sehari-hari.


4. Dasar Teori[Kembali]

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.


    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

Penguatan outputnya berbeda phasa 1800 dengan inputnya, jika input positif maka output negatif.
Penguatan tegangan (voltage gain) inverting amplifier adalah
Acl adalah penguatan tegangan closed-loop.


B. Non Inverting Op-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





Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan 5. Video Penjelasan   6. Download File   1. Tujuan [Kembali] 2. Alat dan Bahan [Kembali] 3. Dasar Teori [Kembali]   4. Percobaan [Kembali] 5. Video Penjelasan [Kembali] 6. Download File [Kembali]
Baca selengkapnya