Op-Amp Sebagai Penguat Differensial
Op-Amp Sebagai Penguat Differensial
Op-Amp memiliki banyak sekali fungsi, salah satunya sebagai penguat Differensial. Penguat differensial merupakan penguat yang berfungsi untuk menguatkan hasil operasi pengurangan terhadap dua sinyal masukan yang diberikan. Penguat differensial juga sering disebut sebagai penguat substractor. Pada penguat differensial, sinyal tidak diberikan pada salah satu input Op-Amp melainkan pada kedua input Op-Amp. Berikut rangkaian penguat differensial dapat dilihat pada Gambar 1.
Pada penguat differensial, sinyal diberikan pada kedua input Op-Amp, oleh karena itu untuk mempermudah analisis rangkaian penguat differensial perlu diterapkan teori superposisi dengan asumsi setiap sumber bekerja sendiri tanpa pengaruh sumber yang lain. Dengan demikian, untuk analisis rangkaian menggunakan sumber tegangan V2, maka sumber tegangan V1 harus dihubung singkat. Kemudian terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan B serta asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat differensial menjadi seperti Gambar 2.
Op-Amp memiliki banyak sekali fungsi, salah satunya sebagai penguat Differensial. Penguat differensial merupakan penguat yang berfungsi untuk menguatkan hasil operasi pengurangan terhadap dua sinyal masukan yang diberikan. Penguat differensial juga sering disebut sebagai penguat substractor. Pada penguat differensial, sinyal tidak diberikan pada salah satu input Op-Amp melainkan pada kedua input Op-Amp. Berikut rangkaian penguat differensial dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Rangkaian Penguat Differensial
Analisis Rangkaian Penguat Differensial
- ) Analisis Rangkaian Penguat Differensial saat V1 dihubung singkat
Pada penguat differensial, sinyal diberikan pada kedua input Op-Amp, oleh karena itu untuk mempermudah analisis rangkaian penguat differensial perlu diterapkan teori superposisi dengan asumsi setiap sumber bekerja sendiri tanpa pengaruh sumber yang lain. Dengan demikian, untuk analisis rangkaian menggunakan sumber tegangan V2, maka sumber tegangan V1 harus dihubung singkat. Kemudian terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan B serta asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat differensial menjadi seperti Gambar 2.
Gambar 2 Analisis Rangkaian Penguat Differensial dengan V1 dihubung singkat
Dari Gambar 2. didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang
A, sebagai berikut:
Persamaan 1 :
If = Ig
Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat
dijabarkan menjadi:
Persamaan 2 :
Karena V+ = VB dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan
nilai VB = VA. Sehingga persamaan (2) menjadi:
Persamaan 3 :
Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan
tegangan keluaran dari penguat differensial ketika V1 dihubung singkat:
Persamaan 4 :
Karena nilai dari VB belum diketahui, maka nilai VB perlu dicari terlebih dahulu.
Nilai dari VB dapat diperoleh dengan menerapkan rumus pembagi tegangan
pada R2 dan Rg.
Persamaan 5 :
Dengan mensubtitusikan persamaan (5) ke dalam persamaan (4.11).
Didapatkan persamaan tegangan keluaran dari penguat differensial ketika V1
dihubung singkat:
Persamaan 6 :
- ) Analisis Rangkaian Penguat Differensial saat V2 dihubung singkat
Setelah diketahui persamaan tegangan keluaran pada sumber tegangan V2,
sekarang waktunya mencari persamaan tegangan keluaran pada sumber
tegangan V1, dengan cara menghubung singkat sumber tegangan V2.
Kemudian terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan B serta
asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat differensial menjadi
seperti Gambar 3.
Gambar 3 Analisis Rangkaian Penguat Differensial dengan V2 dihubung singkat
Karena V2 dihubung singkat dan asumsi I+ = I- = 0 maka pada titik cabang B
tidak terdapat aliran arus (VB = 0), sehingga analisis rangkaian hanya dilakukan
pada titik cabang A. Dari Gambar 3.6. didapatkan persamaan arus yang
mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:
Persamaan 7 :
I1 = If
Persamaan 8 :
Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (7) dapat
dijabarkan menjadi:
Persamaan 9 :
Karena V+ = VB = 0 dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat
dituliskan nilai VA = 0. Sehingga persamaan (8) menjadi:
Persamaan 10 :
Dengan menyederhanakan persamaan (9), dapat diperoleh persamaan
tegangan keluaran dari penguat differensial ketika V2 dihubung singkat:
- ) Analisis Akhir Rangkaian Penguat Differensial
Setelah diketahui persamaan tegangan keluaran dari sumber V1 dan V2, maka
selanjutnya mencari nilai tegangan keluaran total dari penguat differensial,
dengan cara menjumlahkan persamaan (6) dan (10):
Persamaan 11 :
Jika nilai R1 = R2 dan Rf = Rg, maka persamaan (11) dapat disederhanakan
menjadi:
Persamaan 12 :
Kesimpulan
Penguat differensial merupakan penguat yang berfungsi untuk
menguatkan hasil operasi pengurangan terhadap dua sinyal masukan
yang diberikan.
Dalam menganalisis rangkaian Op-Amp sebagai penguat terdapat dua
aturan penting yaitu: (a) Perbedaan tegangan antara kedua masukan Op-Amp adalah nol.(b) Arus yang mengalir pada kedua masukan Op-Amp adalah nol.
Mohon maaf bila penulisan Math dalam bentuk Gambar, Bila bermanfaat silahkan dibagikan. Terimakasih.
Terimakasih kak samrasid, yang telah membantuku dalam mengerjakan pretest dan postest
BalasHapus