Diferensiator Dan Integrator
Sirkuit elektronik yang melakukan operasi matematika seperti diferensiasi dan integrasi masing-masing disebut sebagai diferensiator dan integrator.
Bab ini membahas secara detail tentang berbasis op-amp differentiatordan integrator. Harap dicatat bahwa ini juga berada di bawah aplikasi linier op-amp.
Pembeda
SEBUAH differentiatoradalah rangkaian elektronik yang menghasilkan keluaran sama dengan turunan pertama masukannya. Bagian ini membahas tentang pembeda berbasis op-amp secara detail.
Diferensiator berbasis op-amp menghasilkan keluaran, yang sama dengan diferensial tegangan masukan yang diterapkan ke terminal pembalik. Itucircuit diagram dari pembeda berbasis op-amp ditunjukkan pada gambar berikut -
Pada rangkaian di atas, terminal input non-pembalik op-amp dihubungkan ke ground. Itu berarti nol volt diterapkan ke terminal input non-pembalik.
Menurut virtual short concept, tegangan pada terminal masukan pembalik opamp akan sama dengan tegangan yang ada pada terminal masukan non-pembalik. Jadi, tegangan pada terminal input pembalik op-amp akan menjadi nol volt.
Persamaan nodal pada node terminal input pembalik adalah -
$$ C \ frac {\ text {d} (0-V_ {i})} {\ text {d} t} + \ frac {0-V_0} {R} = 0 $$
$$ => - C \ frac {\ text {d} V_ {i}} {\ text {d} t} = \ frac {V_0} {R} $$
$$ => V_ {0} = - RC \ frac {\ text {d} V_ {i}} {\ text {d} t} $$
Jika $ RC = 1 \ detik $, maka tegangan keluaran $ V_ {0} $ akan -
$$ V_ {0} = - \ frac {\ text {d} V_ {i}} {\ text {d} t} $$
Dengan demikian, rangkaian diferensiator berbasis op-amp yang ditunjukkan di atas akan menghasilkan keluaran, yaitu diferensial tegangan masukan $ V_ {i} $, bila besaran impedansi resistor dan kapasitor saling bertolak belakang.
Perhatikan bahwa tegangan keluaran $ V_ {0} $ bertegangan negative sign, yang menunjukkan bahwa terdapat perbedaan fasa 180 0 antara masukan dan keluaran.
Integrator
Sebuah integratoradalah rangkaian elektronik yang menghasilkan keluaran yang merupakan integrasi dari masukan yang diterapkan. Bagian ini membahas tentang integrator berbasis op-amp.
Integrator berbasis op-amp menghasilkan keluaran, yang merupakan bagian integral dari tegangan masukan yang diterapkan ke terminal pembalik. Itucircuit diagram integrator berbasis op-amp ditunjukkan pada gambar berikut -
Pada rangkaian yang ditunjukkan di atas, terminal input non-pembalik dari op-amp dihubungkan ke ground. Itu berarti nol volt diterapkan ke terminal input non-pembalik.
Berdasarkan virtual short concept, tegangan pada terminal masukan pembalik op-amp akan sama dengan tegangan yang ada pada terminal masukan non-pembalik. Jadi, tegangan pada terminal input pembalik op-amp akan menjadi nol volt.
Itu nodal equation di terminal input pembalik adalah -
$$ \ frac {0-V_i} {R} + C \ frac {\ text {d} (0-V_ {0})} {\ text {d} t} = 0 $$
$$ => \ frac {-V_i} {R} = C \ frac {\ text {d} V_ {0}} {\ text {d} t} $$
$$ => \ frac {\ text {d} V_ {0}} {\ text {d} t} = - \ frac {V_i} {RC} $$
$$ => {d} V_ {0} = \ kiri (- \ frac {V_i} {RC} \ kanan) {\ text {d} t} $$
Mengintegrasikan kedua sisi persamaan yang ditunjukkan di atas, kita dapatkan -
$$ \ int {d} V_ {0} = \ int \ left (- \ frac {V_i} {RC} \ kanan) {\ text {d} t} $$
$$ => V_ {0} = - \ frac {1} {RC} \ int V_ {t} {\ text {d} t} $$
Jika $ RC = 1 \ sec $, maka tegangan keluaran, $ V_ {0} $ akan -
$$ V_ {0} = - \ int V_ {i} {\ text {d} t} $$
Jadi rangkaian integrator berbasis op-amp yang dibahas di atas akan menghasilkan keluaran, yang merupakan integral dari tegangan masukan $ V_ {i} $, bila besaran impedansi resistor dan kapasitor saling bertolak belakang.
Note - Tegangan keluaran, $ V_ {0} $ mengalami a negative sign, yang menunjukkan bahwa terdapat perbedaan fasa 180 0 antara input dan output.