rangkaian diferensial dan integrator

RANGKAIAN DIFERENSIATOR OP-AMP

Fungsi rangkaian untuk menghasilkan tegangan yang merupakan fungsi dari tegangan input diferensial waktu. Diferensiator sirkuit pada dasarnya 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.

Penguat diferensial digunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar  R_f/R₁ untuk R₁ = R₂ dan R_f = R_g. Penguat jenis ini berbeda dengan diferensiator. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

Sedangkan untuk R₁ = R₂ dan R_f = R_g maka bati diferensial adalah:

.

                                                                Rangkaian diferensiator

Penguat diferensial tersebut menggunakan komponen BJT (Bipolar Junction Transistor) yang identik / sama persis sebagai penguat. Pada penguat diferensial terdapat dua sinyal masukan (input) yaitu V1 dan V2. Dalam kondisi ideal, apabila kedua masukan identik (Vid = 0), maka keluaran Vod = 0. Hal ini disebabkan karena IB1 = IB2 sehingga IC1 = IC2 dan IE1 = IE2. Karena itu tegangan keluaran (VC1 dan VC2) harganya sama sehingga Vod = 0.

Apabila terdapat perbedaan antara sinyal V1 dan V2, maka Vid = V1 – V2. Hal ini akan menyebabkan terjadinya perbedaan antara IB1 dan IB2. Dengan begitu harga IC1 berbeda dengan IC2, sehingga harga Vod meningkat sesuai sesuai dengan besar penguatan Transistor.

Untuk memperbesar penguatan dapat digunakan dua tingkat penguat diferensial (cascade). Keluaran penguat diferensial dihubungkan dengan masukan penguat diferensial tingkatan berikutnya. Dengan begitu besar penguatan total (Ad) adalah hasil kali antara penguatan penguat diferensial pertama (Vd1) dan penguatan penguat diferensial kedua (Vd2).

Dalam penerapannya, penguat diferensial lebih disukai apabila hanya memiliki satu keluaran. Jadi yang diguankan adalah tegangan antara satu keluaran dan bumi (ground). Untuk dapat menghasilkan satu keluaran yang tegangannya terhadap bumi (ground) sama dengan tegangan antara dua keluaran (Vod), maka salah satu keluaran dari penguat diferensial tingkat kedua di hubungkan dengan suatu pengikut emitor (emitter follower).

Untuk memperoleh kinerja yang lebih baik, maka keluaran dari pengikut emiter dihubungkan dengan suatu konfigurasi yang disebut dengan totem-pole. Dengan menggunakan konfigurasi ini, maka tegangan keluaran X dapat berayun secara positif hingga mendekati harga VCC dan dapat berayun secara negatif hingga mendekati harga VEE.

Apabila seluruh rangkaian telah dihubungkan, maka rengkaian tersebut sudah dapat dikatakan sebagai penguat operasional (Operational Amplifier (Op Amp)). Penjelasan lebih lanjut mengenai hal ini akan dilakukan pada sub bab berikut.

RANGKAIAN INTEGRATOR OP-AMP 741

Op-amp bisa juga digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi, misalnya rangkaian penapis (filter). Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpanbaliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor C.
                                                                        

Rangkaian integrator banyak digunakan dalam “computer analog” sebagai alat untuk memecahkan persamaan integral. Sirkuit ini dapat di buat dengan menempatkan kapasitor pada input dan output terbalik dan tidak ada reverse input dibumikan.

Rumus mencari Vout:

Rumus mencari omega:

Rumus mencari G(omega):

Rumus mencari penguatan integrator: