Dasar-dasar Penguat Operasional
Penguat Operasional, juga disebut sebagai Op-Amp, adalah rangkaian terintegrasi, yang dapat digunakan untuk melakukan berbagai operasi linier, non-linier, dan matematika. Op-amp adalah adirect coupled high gain amplifier. Anda dapat mengoperasikan op-amp dengan sinyal AC dan DC. Bab ini membahas tentang karakteristik dan jenis op-amp.
Pembangunan Penguat Operasional
Op-amp terdiri dari penguat diferensial, penerjemah level, dan tingkat keluaran. Penguat diferensial hadir pada tahap masukan dari sebuah op-amp dan karenanya op-amp terdiri daritwo input terminals. Salah satu terminal tersebut disebut sebagaiinverting terminal dan yang lainnya disebut sebagai non-inverting terminal. Terminal diberi nama berdasarkan hubungan fase antara input dan output masing-masing.
Karakteristik Penguat Operasional
Karakteristik atau parameter penting dari penguat operasional adalah sebagai berikut -
- Penguatan tegangan loop terbuka
- Tegangan offset keluaran
- Rasio Penolakan Mode Umum
- Laju perubahan tegangan
Bagian ini membahas karakteristik tersebut secara rinci seperti yang diberikan di bawah ini -
Penguatan tegangan loop terbuka
Gain tegangan loop terbuka op-amp adalah gain differensial tanpa jalur umpan balik.
Secara matematis, penguatan tegangan loop terbuka op-amp direpresentasikan sebagai -
$$ A_ {v} = \ frac {v_0} {v_1-v_2} $$
Tegangan offset keluaran
Tegangan yang ada pada keluaran op-amp ketika tegangan masukan diferensial adalah nol disebut sebagai output offset voltage.
Rasio Penolakan Mode Umum
Rasio Penolakan Mode Umum (CMRR) dari sebuah op-amp didefinisikan sebagai rasio gain diferensial loop tertutup, $ A_ {d} $ dan gain mode umum, $ A_ {c} $.
Secara matematis, CMRR dapat direpresentasikan sebagai -
$$ CMRR = \ frac {A_ {d}} {A_ {c}} $$
Perhatikan bahwa penguatan mode umum, $ A_ {c} $ dari op-amp adalah rasio tegangan keluaran mode umum dan tegangan masukan mode umum.
Laju perubahan tegangan
Laju perubahan tegangan op-amp didefinisikan sebagai laju perubahan maksimum tegangan keluaran karena tegangan masukan bertahap.
Secara matematis, laju perubahan tegangan (SR) dapat direpresentasikan sebagai -
$$ SR = Maksimum \: dari \: \ frac {\ text {d} V_ {0}} {\ text {d} t} $$
Di mana, $ V_ {0} $ adalah tegangan keluaran. Secara umum, laju perubahan tegangan diukur dalam $ V / \ mu \: Sec $ atau $ V / m \: Sec $.
Jenis Penguat Operasional
Sebuah op-amp direpresentasikan dengan simbol segitiga yang memiliki dua masukan dan satu keluaran.
Op-amp terdiri dari dua jenis: Ideal Op-Amp dan Practical Op-Amp.
Mereka dibahas secara rinci seperti yang diberikan di bawah ini -
Op-Amp yang Ideal
Op-amp yang ideal hanya ada dalam teori, dan tidak ada secara praktis. Ituequivalent circuit Op-amp yang ideal ditunjukkan pada gambar di bawah ini -
Sebuah ideal op-amp menunjukkan karakteristik berikut -
Impedansi masukan $ Z_ {i} = \ infty \ Omega $
Impedansi keluaran $ Z_ {0} = 0 \ Omega $
Tegangan loop terbuka mendapatkan $ A_ {v} = \ infty $
Jika (diferensial) tegangan masukan $ V_ {i} = 0V $, maka tegangan keluaran akan menjadi $ V_ {0} = 0V $
Bandwidth adalah infinity. Artinya, op-amp yang ideal akan memperkuat sinyal frekuensi apa pun tanpa redaman apa pun.
Rasio Penolakan Mode Umum (CMRR) adalah infinity.
Laju perubahan tegangan (SR) adalah infinity. Artinya, op-amp yang ideal akan menghasilkan perubahan output secara instan sebagai respons terhadap tegangan step input.
Op-Amp Praktis
Praktisnya, op-amp tidak ideal dan menyimpang dari karakteristik idealnya karena beberapa ketidaksempurnaan selama proses produksi. Ituequivalent circuit Op-amp praktis ditunjukkan pada gambar berikut -
SEBUAH practical op-amp menunjukkan karakteristik berikut -
Impedansi masukan, $ Z_ {i} $ di urutan Mega ohms.
Impedansi keluaran, $ Z_ {0} $ di urutan few ohms..
Keuntungan tegangan loop terbuka, $ A_ {v} $ akan high.
Ketika Anda memilih op-amp praktis, Anda harus memeriksa apakah ia memenuhi kondisi berikut -
Impedansi masukan, $ Z_ {i} $ harus setinggi mungkin.
Impedansi keluaran, $ Z_ {0} $ harus serendah mungkin.
Penguatan tegangan loop terbuka, $ A_ {v} $ harus setinggi mungkin.
Tegangan offset keluaran harus serendah mungkin.
Bandwidth operasi harus setinggi mungkin.
CMRR harus setinggi mungkin.
Tingkat perubahan tegangan harus setinggi mungkin.
Note - Op-amp IC 741 merupakan op-amp terpopuler dan praktis.