Prinsip kerja op-amp (operational amplifier) adalah memperkuat perbedaan tegangan antara dua masukan utamanya, yaitu inverting (−) dan non-inverting (+). Tegangan output op-amp sebanding dengan selisih kedua masukan dikalikan dengan faktor penguatan open-loop yang sangat besar, sehingga meskipun perbedaan tegangannya kecil, output dapat berubah drastis hingga mendekati tegangan suplai. Agar lebih stabil dan dapat dikendalikan, op-amp umumnya digunakan dengan umpan balik negatif sehingga nilai penguatan bisa diatur sesuai kebutuhan serta menghasilkan berbagai fungsi seperti penguat inverting, non-inverting, penjumlah, pengurang, integrator, diferensiator, maupun filter aktif. Sedangkan jika digunakan dengan umpan balik positif, op-amp dapat berfungsi sebagai komparator, Schmitt trigger, atau osilator.
2. Filter
low-pass filter (LPF), rangkaian bekerja dengan melewatkan sinyal frekuensi rendah dan melemahkan frekuensi tinggi. Tegangan output hampir sama dengan input saat frekuensi jauh di bawah frekuensi potong, pada frekuensi potong dan semakin kecil pada frekuensi di atasnya. Sementara itu, high-pass filter (HPF) bekerja dengan cara sebaliknya, yaitu melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah.
1. Analisa prinsip kerja dari rangkaian Inverting Amplifier berdasarkan nilai yang didapatkan dari percobaan.
Jawab:
Pada percobaan rangkaian inverting amplifier, prinsip kerjanya adalah sinyal input dimasukkan melalui resistor menuju kaki inverting op-amp, sedangkan kaki non-inverting dihubungkan ke ground. Dengan adanya resistor umpan balik, terbentuk kondisi virtual ground sehingga tegangan output berbanding lurus dengan input namun mengalami pembalikan fasa sebesar 180°. Secara teori, penguatan rangkaian ini sama dengan perbandingan resistor umpan balik terhadap resistor input, namun pada praktiknya nilai pengukuran dapat sedikit berbeda akibat toleransi komponen, keterbatasan gain dan bandwidth op-amp, serta faktor pengukuran.
2. Apa yang terjadi jika input komparator mendekati sama dengan tegangan referensi? Apakah output stabil atau terdapat ketidakpastian (chattering)? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan.
Jawab:
Pada pengujian komparator, ketika tegangan input mendekati tegangan referensi, output menjadi sangat sensitif terhadap gangguan kecil atau noise sehingga dapat muncul gejala ketidakstabilan berupa chattering, yaitu kondisi output berfluktuasi cepat. Hal ini terjadi karena pada daerah ambang batas, komparator tidak dapat menentukan keadaan logika tinggi atau rendah.
3. Bagaimana perbandingan antara nilai perhitungan dengan pengukuran dan jika terjadi perbedaan berikan alasannya.
Jawab:
Perbandingan antara hasil perhitungan dan pengukuran menunjukkan adanya sedikit perbdaan, karena disebabkan oleh toleransi resistor dan kapasitor, efekop-amp serta faktor eksternal seperti beban, impedansi alat ukur, dan adanya faktor lain pada modul. Dengan demikian, meskipun hasil praktikum tidak selalu persis sama dengan teori, perbedaan tersebut dapat dijelaskan secara rasional.
4. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.
Jawab:
Pada analisis low-pass filter (LPF), rangkaian bekerja dengan melewatkan sinyal frekuensi rendah dan melemahkan frekuensi tinggi. Tegangan output hampir sama dengan input saat frekuensi jauh di bawah frekuensi potong, pada frekuensi potong dan semakin kecil pada frekuensi di atasnya, bentuk gelombang, terlihat bahwa input persegi menjadi lebih halus atau menyerupai sinus karena frekuensi tinggi teredam.
5. Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut-off, dan gelombang hasil percobaan.
Jawab:
Sementara itu, high-pass filter (HPF) bekerja dengan cara sebaliknya, yaitu melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan meredam frekuensi rendah. Pada frekuensi jauh di bawah frekuensi potong, output hampir hilang, kemudian meningkat di sekitar frekuensi potong, dan akhirnya mendekati input penuh pada frekuensi tinggi. Gelombang yang dihasilkan menunjukkan bahwa HPF menonjolkan perubahan cepat pada sinyal, sehingga input persegi menghasilkan output berupa pulsa singkat pada tepi sinyal.
