Ringkasan Dasar Rangkaian Operasi Penguat Op-Amp

Kita dapat menyimpulkan  tentang Penguat Operasional dengan ringkasan berikut dari berbagai jenis Rangkaian Operasional Amplifier dan konfigurasinya dibahas di seluruh bagian artikel  ini.

Kondisi Op Amp Secara Umum

• • Operasional Amplifier , atau Op-amp seperti yang paling sering disebut, adalah penguat yang ideal dengan Gain Bandwidth tak terbatas dan bila digunakan dalam modus Open-loop dengan sumber arus dan tegangan DC dengan keuntungan khas lebih dari 100.000, atau 100dB.
• • Pembentukan Op-amp dasarnya adalah perangkat 3-terminal, 2-masukan dan 1-output, (tidak termasuk sambungan catu daya listrik).
• • Sebuah Amplifier Operasional beroperasi dari dua masukan / input baik positif / non inverting  (  + V  ) dan negatif / inverting (  -V  ), atau mereka dapat beroperasi dari DC suplai tegangan tunggal, yang hanya masuk pada salah satu masukannya.
• • Dua hukum utama yang terkait dengan penguat operasional adalah bahwa memiliki impedansi tak terbatas masukan, (  Z ∞ ) maka akan menghasilkan " Tidak ada arus yang mengalir ke salah satu dari dua input "dan nol tegangan offset masukan" V1 = V2 ".
• • Sebuah penguat operasional juga memiliki impedansi keluaran nol, (  Z = 0  ).
• • Op-amp dapat membaca perbedaan tegangan antara sinyal tegangan yang diberikan ke dua terminal masukan mereka dan kemudian kalikan dengan beberapa faktor penguatan / Gain yang telah ditentukan, (  Ao  ).
• • Gain ini, (  Ao  ) sering disebut sebagai amplifier "Open loop Gain".
• • Menutup loop terbuka dengan menghubungkan resistif atau komponen reaktif antara output dan satu terminal input dari op-amp sangat mengurangi dan mengontrol ini gain loop terbuka.
• • Op-amp dapat dihubungkan ke dalam dua konfigurasi dasar, Pembalik dan Non-pembalik.

Rangkaian Dasar Op Amp

• Pada rangkaian penguat inverting, umpan balik negatif , adalah tegangan akan kembali dalam "anti-fase" (membalik) ke input gain keseluruhan amplifier berkurang.
• Pada rangkaian penguat non inverting, umpan balik positif , adalah tegangan akan kembali dalam "Phase" (tak membalik) dengan input gain keseluruhan penguat meningkat.
• Dengan menghubungkan output langsung kembali ke terminal input negatif tanpa menggunakan resistor, 100% umpan balik dicapai menghasilkan Voltage Follower (buffer) rangkaian dengan gain konstan 1 (Unity).
• Mengubah resistor umpan balik tetap (  Rƒ  ) dengan sebuah Potentiometer, akan memiliki Adjustable Gain, yakni besarnya penguatan dapat di kontrol. 

Operasional Amplifier Gain

• Keuntungan Open-loop yang disebut Gain Bandwidth Product, atau (GBP) bisa sangat tinggi dan merupakan ukuran seberapa baik sebuah penguat.
• Sangat tinggi GBP membuat rangkaian penguat operasional yang tidak stabil sebagai sinyal input volt mikro menyebabkan tegangan output untuk berayun menjadi jenuh (saturasi,  mendekati nilai tegangan catu daya).
• Dengan menggunakan resistor umpan balik yang sesuai, (  Rƒ  ) keuntungan keseluruhan penguat dapat dikendalikan secara akurat.

Penguat Diferensial dan Summing 

• Dengan menambahkan lebih banyak resistor masukan baik pembalik atau non-pembalik input dari rangkaian penguat penjumlah (Adders Amplifier) atau Summers dapat dibuat.
• Pengikut tegangan op-amp dapat ditambahkan ke input dari Differential amplifier untuk menghasilkan impedansi tinggi amplifier Instrumentasi.
• Penguat deferensial Differential Amplifier menghasilkan output yang sebanding dengan perbedaan antara 2 masukan tegangan.

Diferensiator dan Integrator Amplifier 

• Integrator Amplifier menghasilkan output yang merupakan operasi matematika integrasi.
• Diferensiator Amplifier menghasilkan output yang merupakan operasi matematika diferensiasi.
• Baik Integrator dan Diferensiator Amplifier memiliki resistor dan kapasitor terhubung di op-amp dan dipengaruhi oleh nya RC waktu yang konstan.
• Dalam bentuk dasar mereka, Diferensiator Amplifier menderita ketidakstabilan dan kebisingan tapi komponen tambahan dapat ditambahkan untuk mengurangi gain loop tertutup secara keseluruhan.

Demikian sedikit ringkasan mengenai macam macam rangkaian pada operasi Op Amp. 

Aplikasi Op Amp ke 5 : Adder Amplifier

Adder Amplifier atau Penguat penjumlah Tegangan  adalah sirkuit yang sangat fleksibel berdasarkan standar Rangkaian Penguat Membalik / Inverting Ampllifier. Seperti namanya, yang "penguat penjumlah tegangan" dapat digunakan untuk menggabungkan atau menjumlahkan tegangan yang masuk  pada beberapa input Masukan menjadi tegangan output tunggal.

Kita melihat sebelumnya Rangkaian  penguat pembalik bahwa penguat pembalik memiliki tegangan input tunggal, (Vin) diterapkan pada terminal masukan pembalik (inverting). Jika kita menambahkan resistor masukan ke input dengan masing-masing sama nilainya dengan input resistor asli (Rin) kita akan mendapatkan rangkaian penguat operasional lain yang disebut "menjumlahkan inverter" atau "penjumlah tegangan" seperti yang ditunjukkan di bawah ini.

Tegangan output, (Vout) sekarang menjadi sebanding dengan jumlah tegangan input, V1 , V2 , V3 dst...  Kemudian kita dapat memodifikasi persamaan asli untuk penguat pembalik untuk memperhitungkan ini masukan baru adalah :

Namun, jika semua impedansi masukan, (Rin) adalah sama nilainya, kita dapat menyederhanakan persamaan di atas untuk memberikan tegangan output:

Penjumlahan Amplifier Persamaan

Kita sekarang memiliki rangkaian penguat operasional yang akan memperkuat masing-masing tegangan input individu dan menghasilkan sinyal tegangan output yang sebanding dengan aljabar "SUM" dari tiga masukan individual tegangan V 1 , V 2 dan V 3 . Kita juga dapat menambahkan lebih banyak masukan jika diperlukan sebagai resistance masing-masing masing-masing input individual "lihat ini", Rin sebagai satu-satunya impedansi masukan.

Hal ini karena sinyal masukan secara efektif terisolasi satu sama lain dengan "bumi virtual" simpul pada masukan pembalik op-amp. Sebuah tambahan tegangan langsung juga dapat diperoleh ketika semua hambatan yang timbul dari nilai yang sama dan Rƒ sama dengan Rin .

Scaling menjumlahkan Amplifier dapat dibuat jika resistor masukan individu "TIDAK" sama. Kemudian persamaan harus dimodifikasi untuk:

Untuk membuat matematika itu sedikit lebih mudah, kita dapat mengatur ulang rumus di atas untuk membuat resistor umpan balik RF subjek persamaan memberikan tegangan output sebagai:

Hal ini memungkinkan tegangan output untuk dapat dengan mudah dihitung jika lebih resistor masukan yang terhubung ke amplifier masukan terminal pembalik. Impedansi input dari masing-masing saluran individu adalah nilai resistor masukan masing-masing, yaitu, R 1 , R 2 , R 3 ... dst. 

Adder Amplifier adalah sirkuit yang sangat fleksibel memang, memungkinkan kita untuk membuat secara efektif dengan menambahkan  bersama beberapa sinyal masukan individual. Jika resistor input, R 1 , R 2 , R 3 dst, semua sama, dengan gain yang membalik. Namun, jika resistor input memiliki nilai yang berbeda dengan "skala menjumlahkan amplifier" maka akan memberikan jumlah tertimbang dari sinyal input.

Penjumlahan Amplifier Contoh No1

Cari tegangan output pada rangkaian berikut ini

Dengan menggunakan rumus yang sebelumnya dapat diketahui besar penguatan  (gain) dari rangkaian :

kita sekarang dapat menggantikan nilai-nilai resistor dalam rangkaian sebagai berikut,

kita tahu bahwa tegangan output adalah jumlah dari dua sinyal masukan diperkuat dan dihitung sebagai:

maka tegangan output dari rangkaian di atas diberikan sebagai -45 mV dan negatif sebagai yang penguat pembalik.

Aplikasi Rangkaian Penguat Penjumlah 

Jadi apa yang bisa kita gunakan untuk rangkaian penguat penjumlah ?. 

Jika resistensi masukan dari rangkaian  penguat penjumlah terhubung ke potensiometer sinyal input individu dapat dicampur bersama-sama dengan jumlah yang bervariasi. Misalnya, mengukur suhu, Anda bisa menambahkan tegangan offset negatif untuk membuat tegangan output atau menampilkan membaca "0" pada titik beku atau menghasilkan mixer audio untuk menambahkan atau mencampur bentuk gelombang bersama-sama individual (suara) dari saluran sumber yang berbeda (vokal, instrumen, dll) sebelum mengirim mereka dikombinasikan untuk penguat audio.

Penjumlahan Amplifier Audio Mixer

Aplikasi lain yang berguna dari Penguat penjumlah  adalah sebagai tertimbang jumlah digital-to-analog converter. Jika resistor input, Rin dari penjumlahan penguat ganda nilai untuk setiap masukan, misalnya, 1kΩ, 2kΩ, 4kΩ, 8kΩ, 16kΩ, dll, maka tegangan logis digital, baik tingkat logika "0" atau tingkat logika " 1 "pada input ini akan menghasilkan output yang merupakan jumlah tertimbang dari input digital. Perhatikan rangkaian di bawah ini.

Digital to Analog Converter

Tentu saja ini adalah contoh sederhana. Dalam DAC penjumlahan ini rangkaian penguat, jumlah bit individu yang membentuk kata input data, dan dalam contoh ini 4-bit, pada akhirnya akan menentukan langkah tegangan output sebagai persentase dari tegangan output analog skala penuh. Juga, akurasi output analog skala penuh ini tergantung pada tingkat tegangan dari input bit yang konsisten 0V untuk "0" dan konsisten 5V untuk "1" serta akurasi dari nilai resistansi yang digunakan untuk resistor input, Rin .

Untungnya untuk mengatasi kesalahan ini, setidaknya pada bagian kami, tersedia secara komersial Digital-Analog dan Analog ke-perangkat digital sudah tersedia dengan jaringan tangga resistor yang sangat akurat yang sudah built-in.

Dalam artikel berikutnya tentang Penguat Operasional, kita akan memeriksa efek dari tegangan output, Vout ketika tegangan sinyal terhubung ke input pembalik dan input non-pembalik pada saat yang sama untuk menghasilkan jenis umum lain dari rangkaian penguat operasional disebut Amplifier Diferensial yang dapat digunakan untuk "mengurangi" tegangan hadir pada inputnya.

Sumber : 

http://www.electronics-tutorials.ws/opamp/opamp_4.html