Op Amp (Pembangkit Sinyal)

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Ramp Generator

2. Triangle Generator

3. Sawtooth Generator

4. Sinus Generator

5. Astable Multivibrator

6. One Shot Multibrator

7. Link Download

1. Ramp Generator
Berdasarkan respon outputnya, rangkaian ramp generator terbagi menjadi 2, seperti pada gambar di bawah ini :

Gambar 1.  (a) Rangkaian Ramp Up dan (b) Rangkaian Ramp Down

Untuk membuat respon seperti gambar di atas maka rangkaian memakai kapasitor dengan menerapkan prinsip kerja kapasitor seperti pada gambar 2.

dimana,

Keterangan :
Q = Muatan dalam kapasitor (Coulomb)
C = Kapasitansi (Farad)
V = Tegangan (Volt)
I  = Arus (Ampere)
t  = Waktu (Sekon)

Bentuk gelombang tegangan output (Vo) :

Gambar 4. Bentuk gelombang dan rangkaian tegangan output (Vo) dengan tegangan input (Vi)

2. Triangle Generator

Rangkaian triangel generator dapat dibentuk dengan susunan seri antara rangkaian ramp generator dengan rangkaian comparator. Output comparator di-feedback-kan ke input ramp generator.

Gambar 5. Rangkaian triangle generator

Gambar 6. Bentuk gelombang tegangan output (Vo)

3. Sawtooth Generator

Ciri - ciri rangkaian sawtooth generator jika tegangan inputnya negatif (-Vi) maka tegangan outputnya positif (+Vo).

Gambar 7. (a) Rangkaian sawtooth generator (b) Gelombang tegangan output (Vo)

4. Sinus Generator

Salah satu rangkaian pembangkit gelombang sinus adalah memanfaatkan osilator jembatan Wein seperti gambar 8. Dioda Zener berfungsi untuk membuat output tidak saturasi karena akan ada satu dioda zener yang aktif dan menguragi penguatan bila tegangan keluaran melampaui tegangan saturasi seperti gambar 9.

Gambar 8. Rangkaian sinus generator

Gambar 9. Rangkaian simulasi dan bentuk gelombang

5. Astable Multivibrator

Rangkaian Astable Multivibrator merupakan rangkaian pembangkit gelombang persegi tanpa sumber input. Prinsip kerjanya hampir sama seperti rangkaian pembangkit gelombang segitiga (sawtooth)dengan memakai rangkaian ramp dan komparator. Rangkaian ini gabungan dua rangkaian dalam satu op-amp yaitu rangkaian penguat yang menggunakan sebuah kapasitor sebagai pengganti R_i dan rangkaian komparator seperti gambar 10.

Gambar 10. Rangkaian astable multivibrator

Gambar 11. Bentuk gelombang Vc dan Vo

Adapun prinsip pengisian (Charge) dan pengosongan (Discharge) pada kapasitor adalah :

1. Pengisian kapasitor

Gambar 12. Kurva pengisian kapasitor

2. Pengosongan kapasitor

Gambar 13. Kurva pengosongan kapasitor

Gambar 14. Rangkaian simulasi dan bentuk gelombang input dan output untuk D = 50%

Gambar 15. Rangkaian simulasi dan bentuk gelombang input dan output untuk D tidak sama 50%

6. One Shot Multivibrator

Rangkaian One shot Multivibrator merupakan rangkaian  astable multivibrator dengan ditambahkan rangkaian triger yang terhubung ke kaki non inverting seperti gambar 16. Untuk membuat kondisi output V_O menjadi tidak stabil dapat diberikan sinyal input trigger positif maupun negatif sesuai rancangan seperti gambar 17.

Gambar 16. Rangkaian one shot multivibrator

Dari gambar 16 dapat dijelaskan bahwa pada saat keadaan steady state V_i = 0, V_O = +V_sat sehingga,

maka kapasitor C mengisi (charge) dari V_O melalui R₃, D₂, dan C ke ground. Tegangan kapasitor V_C < V_LT karena Vc_max = V_D = 0,7 Volt.

Gambar 17. Gelombang Vi trigger, Vc, dan Vo comparator

Ketika diberi trigger V_i yang besarnya V_ip =2 (–V_LT) (supaya bekerja baik) maka V_O berubah dari +Vsat menjadi –Vsat sehingga C discharge atau arus discharge dari kapasitor C melalui D₁ dan R₄ ke output op-amp V_O = -V_sat, sehingga

Pada input non inverting akan berharga minus dari penjumlahan tegangan Vip = 2 (–V_LT) dengan V_UT maka dihasilkan harga sama dengan V_LT sehingga bila dibandingkan dengan input inverting sebesar V_d akan membuat output V_O berubah dari +V_sat menjadi –V_sat dan V_ref berubah menjadi sebesar V_LT.

Kapasitor C mengalami discharge sampai V_C £ V_LT maka tegangan output V_O berubah dari -V_sat menjadi +Vsat dan V_ref berubah menjadi sebesar V_UT  seperti gambar 90. Untuk membuat waktu kapasitor C saat charge (t_C) lebih kecil adalah dengan memasang R yang lebih kecil. Misalkan R₃=0,1 R₄ maka t_r (recovery time) = 0,1 t.

Gambar 18. Rangkaian simulasi dan bentuk gelombang input dan output

7. Link Download

7.1 Report dalam format html (Matlab File)
7.2 Rangkaian multisim
7.3 Video simulasi rangkaian
7.4 Panduan rangkaian

8. Daftar Pustaka

1. Boylestad, Robert L and Nashelsky, Louis. 2013. Electronic Devices and Circuit Theory. Pearson.

1. Darwison. 2010. Teori, Simulasi, dan Aplikasi Elektronika. Jilid 1. ISBN : 978-602-9081-10-7. Padang : CV Ferila.