FIG 11.12

1. Pendahuluan[Kembali]

Rangkaian voltage summing op-amp berfungsi untuk menjumlahkan beberapa sinyal input tegangan menjadi satu sinyal output. Umumnya, konfigurasi ini menggunakan op-amp dalam mode inverting atau non-inverting, dengan input-input dihubungkan melalui resistor ke terminal input op-amp. Dalam konfigurasi inverting summing amplifier, output merupakan hasil penjumlahan tegangan input dengan pembalikan tanda (inversi), sedangkan konfigurasi non-inverting menjumlahkan tanpa pembalikan tanda.

Prinsip kerja rangkaian ini bergantung pada hukum Kirchhoff dan karakteristik ideal op-amp, seperti impedansi input yang sangat tinggi dan impedansi output yang sangat rendah. Dalam kondisi ideal, tegangan input pada terminal non-inverting dan inverting diasumsikan sama (virtual short), sehingga memungkinkan perhitungan output yang presisi berdasarkan nilai resistor dan tegangan input yang digunakan.

2. Tujuan[Kembali]

1. Memahami prinsip kerja rangkaian voltage summing amplifier menggunakan op-amp.

2. Mempelajari cara menjumlahkan beberapa sinyal tegangan input menjadi satu output menggunakan konfigurasi op-amp.

3.  Mengamati pengaruh nilai resistor terhadap hasil penjumlahan tegangan di output.

4. Melatih keterampilan dalam merancang dan menganalisis rangkaian op-amp sebagai penjumlah tegangan.

5. Mengaplikasikan hukum Kirchhoff dan karakteristik ideal op-amp dalam analisis rangkaian elektronik

3. Alat dan Bahan[Kembali]

1. Resistor

Resistor adalah sebuah komponen elektronika yang berfungsi sebagai penghambat arus

2. Op-Amp

Op-Amp atau Operational Amplifier adalah suatu komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai penguat tegangan dan banyak digunakan dalam berbagai aplikasi seperti penguat sinyal, filter aktif, pengikut tegangan (buffer), penguat penjumlah, integrator, dan diferensiator. Op-Amp memiliki dua masukan, yaitu input inverting (-) dan non-inverting (+), serta satu keluaran (output).


 

3. Power Supply

Power supply atau catu daya adalah rangkaian atau perangkat yang berfungsi untuk menyediakan energi listrik dengan tegangan dan arus yang sesuai bagi perangkat elektronik lainnya. Dalam aplikasi praktis, power supply sangat penting karena menentukan kinerja dan keandalan sistem elektronik secara keseluruhan. Kesalahan dalam perancangan atau pemilihan komponen power supply dapat menyebabkan kerusakan pada komponen lain atau ketidakstabilan sistem.


4. Ground

Ground atau tanah dalam elektronika adalah titik referensi umum dalam suatu rangkaian listrik yang digunakan sebagai acuan tegangan. Ground tidak selalu berarti terhubung secara fisik ke bumi, tetapi lebih merujuk pada titik nol volt dalam sistem elektronik. Dalam banyak sistem, ground menjadi jalur balik arus yang penting agar arus listrik dapat mengalir dengan benar dari sumber daya ke beban dan kembali lagi.

4. Dasar Teori[Kembali]

11.2 VOLTAGE SUMMING

Penjumlahan tegangan dapat dilakukan dengan rangkaian penjumlah (summing amplifier) yang berbasis op-amp. Rangkaian ini memiliki beberapa input tegangan yang masing-masing dihubungkan melalui resistor ke terminal input inverting (-) dari op-amp. Output dari op-amp kemudian akan memberikan tegangan yang merupakan jumlah dari semua input dengan tanda negatif (karena masuk melalui input inverting.Tegangan output adalah

Rangkaian voltage summing sering digunakan dalam sistem audio, konversi digital ke analog (DAC), serta sistem pengendali otomatis di mana beberapa sinyal kendali digabung untuk menghasilkan satu sinyal aksi. Teknik ini juga berguna dalam pemrosesan sinyal di mana informasi dari beberapa sensor perlu digabungkan menjadi satu representasi siny




VOLTAGE SUBTRACTION

Voltage subtraction atau pengurangan tegangan adalah proses menghitung selisih antara dua tegangan listrik. Dalam dunia kelistrikan, ini sangat penting karena banyak rangkaian elektronik, terutama di bidang pengolahan sinyal, memerlukan informasi tentang perbedaan potensial antara dua titik, bukan hanya nilainya secara individual. Secara matematis, pengurangan tegangan dituliskan sebagai Vout=V1−V2V_{\text{out}} = V_1 - V_2, di mana V1V_1 dan V2V_2adalah dua tegangan input, dan VoutV_{\text{out}} adalah hasil pengurangannya.

Salah satu cara paling umum untuk melakukan pengurangan tegangan dalam praktik adalah menggunakan differential amplifier yang berbasis operational amplifier (op-amp). Rangkaian ini dirancang khusus untuk menghasilkan tegangan keluaran yang merupakan selisih dari dua tegangan input. Jika resistor-resistor dalam rangkaian diatur dengan nilai yang sama (misalnya R1=R2R_1 = R_2), maka keluaran dari differential amplifier akan mengikuti persamaan Vout=V2−V1V_{\text{out}} = V_2 - V_1. Rangkaian ini sering digunakan dalam berbagai aplikasi seperti sensor analog, alat ukur biomedis.




5. Example[Kembali]

1.


2. 


3. 



6. Problem[Kembali]

1. Tentukan tegangan output


        Jawab: 

            Vo = (10kΩ/(10kΩ+10kΩ)) ((150kΩ+300kΩ)/150kΩ) (1) - (300Ω/150kΩ)2

            Vo = (1/2) 3 - 2 (2)

            Vo = -2.5V

2. Hitunglah tegangan output untuk rangkaian tersebut dengan masukan V1 = 40 mV rms dan V2 = 20 mV rms.

        Jawab:

            Vo = - ((470kΩ/47kΩ) (0.04) + (470kΩ/10kΩ) (0.02))

            Vo = - (10 (0.04) + 47 (0.02))

            Vo = - (0.4 + 0.94)

            Vo = -1.34V

3. Hitunglah tegangan output


          Jawab:  

            Vo = - (470k(0.018)/47k - (330k/47k)(330k/33k) (0.012)

            Vo = - (10(0.018) - (330k/47k)(10)(0.012)

            Vo = - (0.18 - 0.84)

            Vo = 0.66 V

7. Soal Latihan[Kembali]

1. Sebuah rangkaian op-amp penjumlah tegangan (inverting summing amplifier) memiliki tiga input:

  • V1=1 VV_1 = 1\,V

  • V2=2 VV_2 = 2\,V

  • V3=3 VV_3 = 3\,V
    dan ketiganya terhubung ke input inverting melalui resistor R=10 kΩR = 10\,k\Omega. Resistor feedback Rf=10 kΩR_f = 10\,k\Omega. Berapakah tegangan output VoutV_{out} dari rangkaian ini?

A. −6 V-6\,V
B. 6 V6\,V
C. −2 V-2\,V
D. 2 V2\,V

Jawaban: A. −6 V-6\,V
Penjelasan: Output dari inverting summing op-amp:

Vout=−RfR(V1+V2+V3)=−1(1+2+3)=−6 V

2. Fungsi utama dari rangkaian inverting summing amplifier adalah...

A. Menjumlahkan tegangan input tanpa membalik fasa
B. Menjumlahkan tegangan input dengan membalik fasa output
C. Mengalikan tegangan input dengan penguatan
D. Mengubah tegangan menjadi arus

Jawaban: B. Menjumlahkan tegangan input dengan membalik fasa output

3. Jika semua resistor dalam rangkaian differential amplifier memiliki nilai yang sama (R1=R2=R3=R4)(R_1 = R_2 = R_3 = R_4), maka rumus output-nya adalah:

A. Vout=V1+V2V_{out} = V_1 + V_2
B. Vout=V1−V2V_{out} = V_1 - V_2
C. Vout=2(V1−V2)V_{out} = 2(V_1 - V_2)
D. Vout=V1+V22V_{out} = \frac{V_1 + V_2}{2}

Jawaban: B. Vout=V1−V2V_{out} = V_1 - V_2

8. Percobaan[Kembali]


Prosedur:
1. Siapkan segala komponen yang di butuhkan
2. Susun rangkaian sesuai panduan
3. Sambungkan rangkaian dengan Power Supply
4. Hidupkan rangkaian
5. Apabila tidak terjadi eror, maka rangkaian selesai dibuat

Prinsip Kerja:

Voltage summing op-amp bekerja berdasarkan prinsip superposisi tegangan dalam konfigurasi op-amp, biasanya menggunakan mode inverting. Dalam konfigurasi ini, beberapa sinyal input tegangan diberikan ke input inverting (-) melalui masing-masing resistor, sementara input non-inverting (+) dihubungkan ke ground. Feedback negatif diberikan dari output ke input inverting melalui resistor umpan balik (feedback resistor).

Karena op-amp ideal memiliki penguatan sangat besar, ia akan bekerja sedemikian rupa hingga tegangan pada input inverting (-) mendekati nol (dikenal sebagai virtual ground). Hal ini membuat arus yang mengalir dari masing-masing sumber tegangan input hanya melalui resistor input menuju titik virtual ground, lalu ke resistor umpan balik menuju output.

Pada rangakaian FIG 11.12:

- Input V1  masuk ke non-inverting input (+) melalui pembagi tegangan dua resistor 20 kΩ ke ground (sehingga tegangan di + adalah V1/2 ).

- Input V2  masuk ke inverting input (–) melalui resistor 100 kΩ.

- Feedback dari output Vo ke inverting input juga melalui resistor 100 kΩ.




Video Simulasi :





9. Download File[Kembali]

Download File Proteus Rangkaian 11.12 (disini)

Download Video Simulasi (disini)

Download Datasheet Resistor (disini)

Download Datasheet Op-Amp 741 (disini)



Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... 1. Tugas Pendahuluan 2. Laporan Akhir MODUL 2 OSCILOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Pendahuluan [Kembali] Pengukuran merupakan aspek penting dalam fisika. Pengukuran dilakukan dengan alat yang sederhana maupun alat yang modern. Salah satu cabang fisika yaitu listrik, pengukuran pada listrik ini dilakukan dengan alat-alat yang lebih kompleks dibandingkan dengan alat ukur pada umumnya. Beberapa diantaranya adalah, voltmeter, amperemeter, osciloscope, wattmeter, dan masih banyak alat -alat lainnya. Osciloscope merupakan salah satu alat ukur yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang sinyal listrik dalam domain waktu. Alat ini mampu menampilkan perubahan tegangan sinyal terhadap waktu secara visual, sehingga sangat penting dalam analisis rangkaian elektronik, pengujian sinyal, dan troubleshooting perangkat elekt...
Read more
Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Download File   1. Jurnal  [Kembali] 2. Prinsip Kerja [Kembali] OSCILOSCOPE  1. Kalibrasi Osciloscope      a. Hidupkan oscilloscope dan tunggu beberapa saat sampai pada layar akan muncul  berkas elektron      b. Atur posisi sinyal pada layar sehingga terletak di tengah-tengah      c. Hubungkan input kanal A dengan terminal kalibrasi yang ada pada  oscilloscope      d. Amati bentuk gelombang dan tinggi amplitudonya. 2. Mengukur dan Mengamati Tegangan Searah dan Tegangan Bolak-Balik      Susun rangkaian seperti gambar berikut      Tegangan Searah           a. Atur output p ower supply sebesar 4 Volt           b. Hubungkan input kanal B oscilloscope dengan output power supply      ...
Read more
Image
 TUGAS PENDAHULUAN MODUL II: OSCILOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Jelaskan pengertian dan fungsi osciloscope! Jawab: Osciloscope adalah alat ukur elektronik yang  mampu menampilkan bentuk gelombang atau sinyal tegangan, baik yang berbentuk sinusoidal maupun non-sinusoidal. Osciloscope berfungsi untuk mengetahui besarnya sinyal serta frekuensi pada suatu perangkat elektronik. 2. Jelaskan prinsip kerja dari osciloscope! Jawab: Prinsip kerja dari osciloscope dengan cara menangkap sinyal-sinyal listrik dari rangkaian elektonik atau rangkaian listrik yang ingin diamati. Setelah sinyal ditangkap atau diukur, sinyal akan diolah melalui rangkaian penguat atau amplifier. Sinyal yang diperkuat akan dipantulkan pada layar osciloscope yang membentuk pola gelombang sesuai dengan perubahan tegangan terhadap waktu.  3. Jelaskan apa itu daya! Jawab: Daya merupakan besaran yang menunjukan usaha atau energi yang digunakan atau diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya dalam suatu sistem. Dal...
Read more