Home All posts

Non-Inverting Operational Amplifier

Dua Konfigurasi Dasar Untuk menciptakan rangkaian penguat. 
 ➧ Penguat Pembalik - Output kebalikan (180°) keluar dari fase dengan Input
 ➧ Penguat Non-Pembalik - Output yg sama atau se fase dengan Input.

Penguat Non-Pembalik, Tegangan input, (VIN) diterapkan pribadi ke terminal input non-inverting (+) berarti gain output penguat menso "Positif" dalam nilai berbeda dengan rangkaian "Pembalik Inverting" yg Gain outputnya bernilai "Negatif". Output "In-phase" dengan sinyal input.


Kontrol umpan balik dari penguat operasional non-pembalik dicapai dengan menerapkan bab kecil dari sinyal tegangan output kembali ke terminal input inverting (-) melalui jaringan pembagi tegangan Rƒ - R2, lagi-lagi menghasilkan umpan balik negatif.

Konfigurasi Loop Tertutup, menghasilkan rangkaian penguat non-inverting dengan stabilitas yg sangat baik, impesertasi input yg sangat tinggi, Rin mendekati infinity, alasannya tidak ada arus yg mengalir ke terminal input positif, (kondisi ideal) serta impesertasi output yg rendah.


 Dalam Inverting OP-Amp, untuk Op-Amp Ideal
   "Tidak ada arus yg mengalir ke terminal input"
Dari amplifier serta bahwa "V1 selalu sama dengan V2". Karena persimpangan input serta sinyal umpan balik (V1) mempunyai potensi yg sama.

 Persimpangan yaitu titik penjumlahan “Virtual earth”. Node bumi virtual resistor, Rƒ serta R2 membentuk jaringan pembagi potensial di penguat Non-Inverting dengan Gain tegangan yg ditentukan oleh rasio R2 serta Rƒ.

 Closed-Loop Gain

 Menggunakan rumus untuk menghitung tegangan output dari jaringan pembagi potensial, menghitung gain tegangan loop tertutup (AV) dari Non-inverting Amplifier. Gain tegangan loop tertutup dari Penguat Operasional Non-pembalik.
Persamaan di atas, keseluruhan Gain Loop Tertutup dari penguat Non-Pembalik akan selalu lebih besar tetapi tidak pernah kurang dari satu (kesatuan), bersifat Positif serta ditentukan oleh rasio nilai-nilai Rƒ serta R2.

 Resistance

 Gain A dari konfigurasi Positif, disebut non-pembalik. Melihat input, impesertasi penguat loop tertutup idealnya tidak terbatas, alasannya tidak ada arus yg mengalir ke terminal masukan non-pembalik penguat operasional. 

 Ujung yg lain, output diambil di terminal sumber tegangan A (v2 − v1), meninggalkan resistansi keluaran dari konfigurasi Non-Pembalik menso Nol.

 Input Impesertasi

 Untuk sebagian besar aplikasi sirkuit, sanggup sepenuhnya diabaikan. Adalah perbedaan yg signifikan untuk konfigurasi pembalik rangkaian penguat operasional yg hanya menyediakan impesertasi yg relatif rendah tergantung pada nilai resistor input.

 Impesertasi Rangkaian Op-Amp Non-Pembalik sangat tinggi. Impesertasi input dari rangkaian penguat operasional mungkin lebih dari 10^7Ω.

 Untuk sebagian besar aplikasi sirkuit sanggup sepenuhnya diabaikan alasannya mustahil untuk menyajikan pemuatan yg tidak semestinya ke sirkuit sebelumnya kecuali mereka sangat sensitif.
.
Voltage Follower (Unity Gain Buffer)

 Jika menciptakan resistor umpan balik, Rƒ sama dengan nol, (Rƒ = 0), serta resistor R2 sama dengan tak terhingga, (R2 = ∞), maka rangkaian akan mempunyai gain tetap "1" alasannya semua tegangan keluaran akan menso hadir pada terminal input pembalik (umpan balik negatif).

 Akan menghasilkan tipe khusus dari rangkaian penguat Non-Inverting yg disebut Voltage Follower atau "Gain Buffer". IC digital khusus yg tersedia yaitu 74LS125 Quad 3-state buffer atau 74LS244 Octal buffer.

Karena sinyal input terhubung pribadi ke input non-inverting dari amplifier, Output tidak terbalik sehingga tegangan output sama dengan tegangan input, Vout = Vin. Membuat rangkaian ideal sebagai Buffer Penguatan Persamaan alasannya sifat isolasinya.

 Dari persamaan gain dimungkinkan untuk melihat bahwa gain tegangan dari rangkaian yaitu kesatuan. Av = 1 + R2 / R1. R2 yaitu Nol serta R1 tidak terhingga, sehingga istilah R2 / R1 yaitu nol serta ini berarti bahwa Av = 1.

Coupling AC

 Dimungkinkan untuk menghubungkan rangkaian DC. Untuk memastikan bahwa Non-Pembalik mempunyai jalur DC ke bumi untuk arus masukan yg sangat kecil yg diharapkan untuk membiasakan perangkat Input dalam IC.

Dapat dicapai dengan memasukkan resistor nilai tinggi, R3 dalam diagram, ke Ground. Nilai bisa 100 kohm atau lebih. Jika resistor tidak dimasukkan output penguat operasional akan dipasok ke salah satu rel tegangan.

Ketika memasukkan resistor harus diingat bahwa kombinasi kapasitor-resistor C1 / R3 membentuk High Pass Filter dengan Frekuensi Cut-Off. Titik potong terso pada frekuensi di mana Reaktansi Kapasitif sama dengan tahanan.

Kapasitor Output harus dipilih sehingga bisa melewati frekuensi terendah yg dibutuhkan untuk sistem. Impesertasi keluaran Op-Amp akan rendah serta Impesertasi terbesar.

 Pasokan Tunggal

Sirkuit penguat operasional didesain untuk beroperasi dari pasokan ganda, misal. +9V serta -9V. tidak selalu gampang untuk dicapai. Praktis memakai satu atau beberapa versi suplai dari rangkaian. 
Dapat dicapai dengan Rel pasokan setengah. Mengatur titik operasi pada tegangan, ayunan maksimum sanggup diperoleh pada output tanpa Kliping.

 Hal yg perlu diperhatikan:

 Bias Tegangan: 
Bias tegangan untuk penguat non-pembalik diatur oleh R3 serta R4. Impesertasi masukan akan lebih tinggi dari resistor serta sanggup diabaikan. Tegangan Bias diatur ke setengah tegangan rel untuk memungkinkan output sanggup berayun sama di kedua arah tanpa kliping. R3 serta R4 biasanya akan bernilai sama.

 Input impesertasi: 
Impesertasi masukan dari rangkaian penguat non-inverting, R3 dengan R4 secara paralel dengan impesertasi input op amp. yaitu (R3 x R4) / R3 + R4).

 Kapasitor C3: 
Kebocoran kapasitor C3 harus sangat rendah jikalau arus bocor akan mengganggu sirkuit serta berjalan ke rel. Kapasitor tidak bekerja dalam posisi ini alasannya arus bocornya terlalu tinggi serta sirkuitnya mengalir ke rel pasokan.

 Kapasitor input & output: 
Seperti rangkaian lainnya, kapasitor input serta output harus dipilih untuk melewatkan frekuensi terendah tanpa redaman yg tidak semestinya.





Summing Operation Amplifier

Summing Amplifier, Konfigurasi rangkaian penguat operasional yg dipakai untuk menggabungkan tegangan yg ada pada dua atau lebih input ke dalam satu tegangan output. serta memungkinkan untuk menambahkan banyak sinyal bersama.
Penguat Operasional Pembalik, mempunyai tegangan input tunggal (Vin) diterapkan pada masukan pembalik. Jika menambahkan lebih banyak resistor input ke input, sama nilainya dengan resistor input (Rin) disebut Amplifier Penjumlah, "Penjumlahan Inverter", bahkan rangkaian "Pengali Tegangan".

Inverting Amplifier

 Rangkaian Penguat Penjumlahan, Tegangan Output (Vout) kini menso proporsional dengan jumlah tegangan input, V1, V2, V3, dll. Memodifikasi persamaan penguat pembalik untuk memperhitungkan masukan.


Jika semua impesertasi masukan, (Rin) sama nilainya, sanggup menyederhanakan persamaan di atas untuk memperlihatkan tegangan output:


Rangkaian akan memperkuat masing-masing tegangan input serta menghasilkan sinyal tegangan output yg sebanding dengan aljabar "SUM" dari tiga tegangan input individual V1, V2 serta V3. 

Menambahkan lebih banyak masukan jikalau diperlukan, setiap masukan individu “Melihat” ketahanannya, Rin sebagai satu-satunya masukan yg masuk.

 Scaling Summing Amplifier

 Dapat dibentuk jikalau resistor input individu "TIDAK" sama. 
Maka persamaannya harus dimodifikasi menso:

Mengatur ulang untuk menciptakan resistor umpan balik Rƒ subjek persamaan yg memperlihatkan tegangan output.

Memungkinkan tegangan keluaran gampang dihitung jikalau lebih banyak resistor input dihubungkan ke terminal masukan penguat pembalik. Impesertasi input masing-masing yaitu nilai resistor yaitu, R1, R2, R3 ... dll.

 Amplifier Summing sangat fleksibel, memungkinkan untuk secara efektif "Tambah" atau "Sum" bersama beberapa sinyal input individu. 

 Jika resistor input, R1, R2, R3 dll, semuanya sama dengan "Unity Gain Inverting Adder" akan dibuat. Jika resistor input mempunyai nilai yg berbeda, maka "Penguat Penjumlahan Skala" yg dihasilkan akan menghasilkan jumlah sinyal input yg tertimbang.



Non-Inverting Amplifier

Summing Amplifier sanggup memakai konfigurasi Non-Inverting. Penguat penjumlahan memperlihatkan V1 serta V2 terhubung ke input non-pembalik (V+). Output dari tegangan diluar fase sehubungan dengan input 180o.


 Dapat menerapkan teori superposisi untuk menghitung V+, memakai persamaan umpan balik non-inverting umpan balik standar untuk mengevaluasi tegangan output (Vout).

 Contoh
Rangkaian memperlihatkan V1 terhubung ke resistor 2kΩ serta V2 terhubung ke resistor 3kΩ, yg terhubung ke V + dari op-amp. 9kΩ feebdack serta resistor 1kΩ diatur dalam konfigurasi pembalik standar.


Teori Superposisi
Pertama-tama biarkan       V1 = 0 (ground),
Kemudian mendapatkan    V+ = (2/5) V2, menurut pembagi tegangan.
   Vo1 = (1 + 9kΩ / 1kΩ)   V+ = 4 (V2)
Kemudian membiarkan      V2 = 0 (ground), mendapatkan V+ = (3/5) V1
   Vo2 = (1 + 9kΩ / 1kΩ)   V+ = 6 (V1)
Maka, Vout = Vo1 + Vo2 = 6 (V1) + 4 (V2)


Untuk             V1    = 3V
serta                V2    = -4V
Mendapatkan  Vout = (6 X 3V) - (4 X 4V) = 2V

Aplikasi Summing Amplifier

Digunakan untuk menggabungkan sinyal. Menambahkan sinyal secara pribadi atau skala semoga sesuai dengan beberapa hukum kombinasi.

Audio Mixer

Penguat Penjumlahan, Jenis rangkaian yg dipakai untuk menambahkan dua atau lebih sinyal perlu digabungkan ibarat Aplikasi Pencampuran Audio. 

Suara dari banyak sekali perangkat musik sanggup diubah ke tingkat tegangan yg sempurna dengan memakai transduser, serta dihubungkan sebagai I/P ke amplifier penjumlahan.  Sinyal suplemen diarahkan ke Amplifier Audio.


Prinsip kerja penguat penjumlahan ibarat mixer audio multi-kanal untuk beberapa saluran audio. Tidak ada gangguan akan terso alasannya yaitu setiap sinyal diberikan melalui resistor, dengan ujung lainnya terhubung ke terminal GND.

Digital to Analog Conversion (DAC)

Berbagai Resistor yg dipakai pada input dari penguat penjumlahan untuk memperlihatkan penjumlahan tertimbang. Digunakan untuk mengubah bilangan biner menso tegangan dalam AC (Konverter Digital ke Analog).

DAC mengkonversi data biner yg diterapkan ke inputnya ke nilai tegangan analog. Konversi digital ke analog terutama dipakai dalam aplikasi kontrol industri real-time ibarat Mikrokomputer. 

Diagram Rangkaian Digital 4-bit ke Analog


Output Mikrokomputer yaitu Data Digital perlu diubah ke Tegangan Analog untuk menggerakkan Relay, Aktuator, Motor, dll. DAC yg paling sederhana termasuk penguat penjumlahan serta Rsistor Tertimbang N/W. 





Differential Operational Amplifier

Penguat Diferensial mempunyai fitur yg unik, memperkuat perbedaan tegangan antara dua sinyal input tidak mirip Single-Ended yg memperkuat Sinyal Input Tunggal. Prinsipnya  menghilangkan Noise (Common-Mode Fluctuating Voltage). Dikonfigurasi untuk beroperasi sebagai penguat Single-Ended dengan membumikan salah satu input.


Penguat Diferensial Terintegrasi, Arsitektur ibarat Penguat Operasional Tegangan-Umpan Balik Standar. Kedua-duanya mempunyai Input Diferensial, standar keluaran yaitu Single-Ended serta Diferensial. 


 Fakta, Penguat Diferensial Output tegangan mode-umum sanggup dikontrol secara independen dari Tegangan Diferensial serta dalam satu standar sinyal serta output tegangan mode-umum. Disebutkan bahwa penguat diferensial mempunyai beberapa jalur umpan balik.


Keuntungan penguat didefinisikan sebagai Vout / Vin. 
Untuk perkara khusus penguat diferensial, OUTPUT Vout yaitu PROPORTIONAL ATAS perbedaan antara dua terminal inputnya, yg sama dengan (V1-V2).

Dimana
Vout   = Output voltage
V+in  = Input voltage pada NON-INVERTING input
V-in   = Input voltage pada INVERTING Negative input
Ad     = Differential Gain

Diferensial Amplifier

 Memperkuat perbedaan antara dua tegangan yg menciptakan Rangkaian Penguat Operasional Subtractor tidak mirip penguat penjumlahan yg menambah atau merangkum voltase input. Dikenal Konfigurasi Penguat Diferensial.

Menghubungkan setiap Input secara bergiliran ke 0v, sanggup memakai Superposisi untuk menuntaskan tegangan output Vout. Kemudian Fungsi Transfer untuk rangkaian Amplifier Diferensial diberikan sebagai:

Ketika Resistor, R1 = R2 serta R3 = R4, Fungsi Transfer di atas untuk Penguat Diferensial sanggup disederhanakan ke ekspresi.

Jika semua resistor mempunyai nilai ohmik yg sama, yaitu: R1 = R2 = R3 = R4 maka rangkaian akan menso Penguat Diferensial Penguatan Persatuan serta penguatan tegangan penguat akan sempurna satu atau satu. Maka verbal output.

Vout = V2 - V1
Perhatikan
 ➤  Jika Input V1 lebih tinggi dari Input V2
      Jumlah tegangan output akan menso Negatif
 ➤  Jika V2 lebih tinggi dari V1
      Jumlah tegangan output akan menso Positif
APPLIKASI

 Rangkaian Op-Amp berkhasiat serta dengan menambahkan lebih banyak resistor secara paralel dengan resistor input R1 serta R3, rangkaian yg dihasilkan menso “Tambah” atau “Kurangi” tegangan yg diterapkan ke input.

 Cara untuk melaksanakan dengan menghubungkan "Jembatan Resistif" yg disebut Jembatan Wheatstone ke Input Penguat seperti.

Amplifier Diferensial standar menso pembanding tegangan diferensial dengan "Membandingkan" satu Tegangan Input ke yg lain. 

 Kontrol Light Dependent Resistor

Menghubungkan satu Input ke Referensi Tegangan tetap yg diatur pada satu kaki dari jaringan Jembatan Resistif serta yg lain, ke "Thermistor" atau "Light Dependent Resistor" rangkaian penguat sanggup dipakai untuk mendeteksi rendah atau tinggi. 

 Tingkat Suhu atau Cahaya sebagai tegangan output menso Fungsi Linear dari perubahan Jembatan Resistif.

Rangkaian sebagai Sakelar yg diaktifkan oleh cahaya yg mengubah relai output baik "ON" atau "OFF" alasannya tingkat cahaya yg dideteksi oleh resistor LDR melebihi atau turun dibawah nilai sebagai Tegangan Referensi.

 Referensi Tegangan Tetap diterapkan ke terminal Input Non-Pembalik op-amp melalui jaringan pembagi tegangan R1-R2. Nilai tegangan pada V1 menetapkan titik perjalanan op-amp dengan potensiometer umpan balik, VR2 dipakai untuk meyesuaikan Histeresis Switching. Perbedaan antara tingkat cahaya untuk "ON" serta untuk "OFF".

 Penguat Instrumentasi

 Instrumentasi Amplifier (In-Amps), Amplifier Diferensial Gain sangat tinggi, mempunyai Impesertasi Input tinggi serta Output Single-Ended. Digunakan untuk memperkuat sinyal diferensial yg sangat kecil dari Pengukur Regangan, Termokopel atau Perangkat Penginderaan dalam Sistem Kontrol Motor.

Gain Loop Tertutup ditentukan oleh umpan balik resistif eksternal yg terhubung antara terminal output serta satu terminal input, baik Positif atau Negatif, "Amplifier Instrumentasi" mempunyai resistor umpan balik internal yg secara efektif diisolasi dari terminal inputnya. sebagai sinyal input diterapkan di dua input diferensial, V1 serta V2.


Penguat Instrumentasi mempunyai rasio penolakan mode umum yg sangat baik, CMRR (output nol dikala V1 = V2) lebih dari 100dB di DC. Tipikal dari tiga penguat instrumentasi op-amp dengan impesertasi masukan yg tinggi (Zin).


 Dua Penguat Non-Pembalik membentuk tahap masukan diferensial yg bertindak sebagai Penguat Buffer dengan penguatan 1 + 2R2 / R1 untuk sinyal Input Diferensial serta Penguatan Unity untuk Sinyal Input mode umum. 

 Op-Amp tidak mengambil arus Input (Bumi virtual), arus yg sama mengalir melalui tiga Resistor R2, R1 serta R2 yg terhubung Output Op-Amp.

 Amplifier A1 serta A2, Penguat umpan balik Loop Tertutup.
 ➽  Tegangan Va sama dengan Tegangan Input V1
 ➽  Tegangan Vb sama dengan Tegangan Input V2

 Menghasilkan penurunan tegangan R1 sama dengan perbedaan tegangan Input V1 serta V2, alasannya tegangan pada sambungan penjumlahan setiap amplifier, Va serta Vb sama dengan tegangan yg diterapkan ke Input Positifnya.
Amplifier Operasional (Op-Amp)
Elemen Dasar Sirkuit Elektronik Analog.
 ➽  Sinyal AMPLIFYING
 ➽  Pengkondisian
 ➽  Penyaringan
 ➽  Operasi Matematika
      ➥  Menambahkan
      ➥  Mengurangi
      ➥  Mengintegrasikan
      ➥  Membedakan.

 Perangkat tiga terminal terdiri dari dua Input Impesertasi Tinggi.
 ➽  Pembalik Input (-)
 ➽  Input Non-pembalik (+)
 ➽  Output yg karam atau Sumber tegangan serta Arus. 

 Empat Klasifikasi penguatan Penguat 0perasional.
 ➽  Voltage –Voltage “In” and Voltage “Out”
 ➽  Current – Current “In” and Current “Out”
 ➽  Transconductance – Voltage “In” and Current “Out”
 ➽  Transresistance – Current “In” and Voltage “Out”



Subtractor Operational Amplifier

Penguat Operasional, yakni “Differential Amplifiers” alasannya yakni konfigurasi input. Menghubungkan sinyal tegangan ke terminal Input serta sinyal tegangan lain ke terminal input lainnya, tegangan output yg dihasilkan akan sebanding dengan "Selisih" antara dua Sinyal Tegangan Input V1 serta V2.

Amplifier Diferensial memperkuat perbedaan dua tegangan menciptakan rangkaian penguat operasional ini Subtractor, tidak menyerupai penguat penjumlahan yg menambah atau merangkum Voltase Input. 

Voltage Subtractor

 Subtractor disebut Penguat Diferensial, memakai Input Inverting serta Non-Inverting untuk menghasilkan Output, merupakan perbedaan antara dua tegangan input V1 serta V2, memungkinkan satu sinyal dikurangi dari yg lain. Lebih banyak masukan sanggup dipadukan untuk dikurangi bila diperlukan.


 ➤ Jika Resistansi Masukan sama (R = R3 serta RA = R4)
    Maka tegangan output diberikan serta gain tegangannya yakni +1. 
➤ Jika Resistansi Masukan tidak sama
    Menso penguat diferensial yg menghasilkan
    Output Negatif - Ketika V1 lebih tinggi dari V2
    Output Positif - Ketika V1 lebih rendah dari V2.

 Menggunakan Superposisi menentukan Input serta korelasi Output.
➤ Aktifkan satu sumber serta matikan yg lain.
➤ Tentukan keluaran dari sumber yg ada.
➤ Ulangi untuk setiap masukan, mengambil sumber satu per satu.
    Secara aljabar menambahkan semua donasi output
    Untuk setiap Input, mendapat Total Output.

Rangkaian Sampel

 Sinyal Input diterapkan V1 serta V2. Non-Pembalik pada potensial 'V1'. 
Karena konsep Ground Virtual, Pembalik berada pada potensial ‘V2’ yg sama.
Arus mengalir melalui resistansi R1 serta R2 masing-masing I1 serta I2. Karena arus masukan ke Op-Amp yakni Nol, dua arus mengalir melalui Resistansi Rf. 

I2 ketika ini diberikan sebagai
Dari persamaan tegangan
'V' sanggup dihitung
I1 ketika ini diberikan
Sederhanakan Persamaannya
Jika R1 = R2
Jika R1 = R2 = Rf
Jika R1 = R2 = Rf
Pada Output, mendapat pengurangan dari dua Tegangan Input. Sirkuit Subtractor dipakai untuk memecahkan banyak sekali Persamaan Matematika.

Adder Dan Subtractor Circuit

 Diperoleh memakai mode non-inverting atau penguat diferensial. Mode pembalik digunakan. Makara input diterapkan melalui resistor ke terminal pembalik serta terminal non-pembalik di-Ground. 

Disebut "Tanah Virtual", yaitu tegangan di terminal itu Nol. Gain dari amplifier penjumlahan ini yakni 1, setiap faktor skala sanggup dipakai untuk input dengan menentukan resistor eksternal yg tepat.

Adder Circuit
Subtractor Circuit





Langganan: Postingan (Atom)