Berikut ini adalah artikel mengenai Op Amp :
Op-amp merupakan rangkaian penguat operasional yang mampu mendeteksi
serta memperkuat sinyal baik DC maupun AC dengan penguatan yang
mendekati ideal. Rangkaian ini dibangun atas elemen-elemen transistor,
resistor, dan kapasitor. Op-amp memerlukan catudaya positive dan
negative.
Penguatan Open-loop
Op-amp idealnya memiliki penguatan open-loop (AOL)
yang tak terhingga. Namun pada prakteknya op-amp semisal LM741 memiliki
penguatan yang terhingga kira-kira 100.000 kali. Sebenarnya dengan
penguatan yang sebesar ini, sistem penguatan op-amp menjadi tidak
stabil. Input diferensial yang amat kecil saja sudah dapat membuat
outputnya menjadi saturasi.
Unity-gain frequency
Op-amp ideal mestinya bisa bekerja pada frekuensi berapa saja mulai dari sinyal dc sampai frekuensi giga Herzt. Parameter unity-gain frequency menjadi penting jika op-amp digunakan untuk aplikasi dengan frekuensi tertentu. Parameter AOL
biasanya adalah penguatan op-amp pada sinyal DC. Response penguatan
op-amp menurun seiring dengan menaiknya frekuenci sinyal input. Op-amp
LM741 misalnya memiliki unity-gain frequency sebesar 1 MHz. Ini
berarti penguatan op-amp akan menjadi 1 kali pada frekuensi 1 MHz. Jika
perlu merancang aplikasi pada frekeunsi tinggi, maka pilihlah op-amp
yang memiliki unity-gain frequency lebih tinggi.
Slew rate
Di dalam op-amp kadang ditambahkan beberapa kapasitor untuk
kompensasi dan mereduksi noise. Namun kapasitor ini menimbulkan kerugian
yang menyebabkan response op-amp terhadap sinyal input menjadi lambat.
Op-amp ideal memiliki parameter slew-rate yang tak terhingga. Sehingga
jika input berupa sinyal kotak, maka outputnya juga kotak. Tetapi karena
ketidak idealan op-amp, maka sinyal output dapat berbentuk ekponensial.
Sebagai contoh praktis, op-amp LM741 memiliki slew-rate sebesar
0.5V/us. Ini berarti perubahan output op-amp LM741 tidak bisa lebih
cepat dari 0.5 volt dalam waktu 1 us.
Parameter CMRR
Ada satu parameter yang dinamakan CMRR (Commom Mode Rejection Ratio).
Parameter ini cukup penting untuk menunjukkan kinerja op-amp tersebut.
Op-amp dasarnya adalah penguat diferensial dan mestinya tegangan input
yang dikuatkan hanyalah selisih tegangan antara input V1 (non-inverting) dengan input V2 (inverting).
Karena ketidak-idealan op-amp, maka tegangan persamaan dari kedua input
ini ikut juga dikuatkan. Parameter CMRR diartikan sebagai kemampuan
op-amp untuk menekan penguatan tegangan ini (common mode) sekecil-kecilnya. CMRR didefenisikan dengan rumus CMRR = ADM/ACM yang dinyatakan dengan satuan dB. Contohnya op-amp dengan CMRR = 90 dB, ini artinya penguatan ADM (differential mode) adalah kira-kira 30.000 kali dibandingkan penguatan ACM (commom mode).
Kalau CMRR-nya 30 dB, maka artinya perbandingannya kira-kira hanya 30
kali. Kalau diaplikasikan secara real, misalkan tegangan input V1 = 5.05 volt dan tegangan V2 = 5 volt, maka dalam hal ini tegangan diferensialnya (differential mode) = 0.05 volt dan tegangan persamaan-nya (common mode)
adalah 5 volt. Pembaca dapat mengerti dengan CMRR yang makin besar maka
op-amp diharapkan akan dapat menekan penguatan sinyal yang tidak
diinginkan (common mode) sekecil-kecilnya. Jika kedua pin input
dihubung singkat dan diberi tegangan, maka output op-amp mestinya nol.
Dengan kata lain, op-amp dengan CMRR yang semakin besar akan semakin
baik.
Op-amp ideal
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. Seperti misalnya op-amp LM741 yang sering
digunakan oleh banyak praktisi elektronika, memiliki karakteristik
tipikal open loop gain sebesar 104 ~ 105. Penguatan yang sebesar ini membuat op-amp menjadi tidak stabil, dan penguatannya menjadi tidak terukur (infinite). Disinilah peran rangkaian negative feedback (umpanbalik negatif) diperlukan, sehingga op-amp dapat dirangkai menjadi aplikasi dengan nilai penguatan yang terukur (finite).
Impedasi input op-amp ideal mestinya adalah tak terhingga, sehingga
mestinya arus input pada tiap masukannya adalah 0. Sebagai perbandingan
praktis, op-amp LM741 memiliki impedansi input Zin = 106 Ohm. Nilai impedansi ini masih relatif sangat besar sehingga arus input op-amp LM741 mestinya sangat kecil.
Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian op-amp
berdasarkan karakteristik op-amp ideal. Aturan ini dalam beberapa
literatur dinamakan golden rule, yaitu :
Aturan 1:
Perbedaan tegangan antara input V+ dan V- adalah nol (V+ - V- = 0 atau V+ = V- )
Aturan 2:
Arus pada input Op-amp adalah nol (i+ = i- = 0)
Inilah dua aturan penting op-amp ideal yang digunakan untuk menganalisa rangkaian op-amp.
No comments:
Post a Comment