Rangkaian op-amp inverting adalah rangkaian elektronik yang memanfaatkan amplifier operasional (op-amp) untuk membalikkan fasa sinyal input. Rangkaian ini banyak digunakan dalam aplikasi elektronika karena kesederhanaan desain dan karakteristik penguatan yang dapat diprediksi.
Dalam rangkaian op-amp inverting, op-amp dikonfigurasi dengan umpan balik negatif melalui dua resistor, menciptakan penguat tegangan dengan penguatan yang dapat dikontrol. Prinsip kerja dan karakteristik rangkaian ini sangat penting untuk dipahami dalam aplikasi elektronika yang luas.
Pengertian Rangkaian Op-Amp Inverting
Rangkaian op-amp inverting adalah konfigurasi rangkaian op-amp yang menghasilkan keluaran terbalik dari masukannya. Prinsip kerjanya didasarkan pada umpan balik negatif, di mana keluaran diumpankan kembali ke input pembalik, menyebabkan penguatan negatif.
Rangkaian op-amp inverting terdiri dari op-amp, dua resistor (R1 dan R2), dan sumber tegangan masukan (Vin).
Komponen Rangkaian Op-Amp Inverting
- Op-Amp (Penguat Operasional): IC yang memberikan penguatan tinggi untuk sinyal masukan.
- Resistor R1: Resistor yang menghubungkan input pembalik op-amp ke ground.
- Resistor R2: Resistor yang menghubungkan input non-pembalik op-amp ke sumber tegangan masukan.
- Sumber Tegangan Masukan (Vin): Tegangan masukan yang diterapkan ke input non-pembalik op-amp.
Karakteristik Rangkaian Op-Amp Inverting
Rangkaian op-amp inverting adalah rangkaian penguat yang membalikkan fasa sinyal input. Ini berarti bahwa output dari rangkaian akan memiliki fasa yang berlawanan dengan input. Rangkaian ini memiliki beberapa karakteristik penting yang memengaruhi kinerjanya.
Penguatan Tegangan
Penguatan tegangan dari rangkaian op-amp inverting adalah rasio tegangan output terhadap tegangan input. Persamaan penguatan tegangan adalah:“`Av =
Rf / Ri
“`di mana:* Av adalah penguatan tegangan
- Rf adalah nilai resistor umpan balik
- Ri adalah nilai resistor input
Persamaan ini menunjukkan bahwa penguatan tegangan rangkaian berbanding terbalik dengan nilai resistor input dan berbanding lurus dengan nilai resistor umpan balik.
Pengaruh Nilai Resistor pada Penguatan Tegangan
Nilai resistor input dan umpan balik sangat memengaruhi penguatan tegangan rangkaian. Semakin besar nilai resistor input, semakin kecil penguatan tegangan. Sebaliknya, semakin besar nilai resistor umpan balik, semakin besar penguatan tegangan. Dengan memilih nilai resistor yang sesuai, dimungkinkan untuk mengatur penguatan tegangan rangkaian sesuai dengan kebutuhan aplikasi.
Aplikasi Rangkaian Op-Amp Inverting
Rangkaian op-amp inverting memiliki banyak aplikasi dalam dunia elektronika karena kemampuannya membalikkan polaritas sinyal input.
Penguat Tegangan
Salah satu aplikasi umum dari rangkaian op-amp inverting adalah sebagai penguat tegangan. Dengan memilih nilai resistor yang tepat, rangkaian ini dapat memperkuat sinyal input dengan faktor penguatan yang diinginkan. Faktor penguatan ditentukan oleh rasio nilai resistor umpan balik (Rf) dan resistor input (Ri).
Pembalik Fasa
Aplikasi lain dari rangkaian op-amp inverting adalah sebagai pembalik fasa. Rangkaian ini membalikkan fasa sinyal input, menghasilkan sinyal keluaran yang memiliki fasa berlawanan dengan sinyal input. Pembalik fasa banyak digunakan dalam aplikasi pemrosesan sinyal, seperti pembatalan derau dan pencocokan impedansi.
Prosedur Rancang Rangkaian Op-Amp Inverting
Rangkaian op-amp inverting adalah rangkaian penguat yang membalikkan polaritas sinyal inputnya. Merancang rangkaian op-amp inverting melibatkan perhitungan nilai resistor untuk mencapai penguatan tegangan yang diinginkan.
Langkah-Langkah Merancang Rangkaian Op-Amp Inverting
- Tentukan penguatan tegangan yang diinginkan (Av).
- Pilih nilai resistor umpan balik (Rf).
- Hitung nilai resistor input (Ri) menggunakan rumus Ri = Rf / (Av
1).
Contoh Perhitungan
Misalkan kita ingin merancang rangkaian op-amp inverting dengan penguatan tegangan Av = – 5. Jika kita memilih Rf = 10 kΩ, maka nilai Ri dapat dihitung sebagai berikut:
Ri = Rf / (Av
- 1) = 10 kΩ / (-5
- 1) = 1,67 kΩ
Jadi, kita dapat menggunakan resistor input 1,67 kΩ dan resistor umpan balik 10 kΩ untuk mencapai penguatan tegangan -5.
Ilustrasi Rangkaian Op-Amp Inverting
Rangkaian op-amp inverting adalah jenis rangkaian penguat yang membalikkan polaritas sinyal input. Ini digunakan dalam berbagai aplikasi, termasuk pemrosesan sinyal dan pembuatan gelombang.
Simulasi Rangkaian
- Buat simulasi rangkaian op-amp inverting menggunakan perangkat lunak simulasi seperti LTSpice atau Multisim.
- Atur nilai resistor sesuai dengan spesifikasi desain.
- Lakukan analisis transien untuk mengamati bentuk gelombang input dan output.
Bentuk Gelombang
- Bentuk gelombang input biasanya berupa sinyal sinusoidal atau persegi.
- Bentuk gelombang output akan dibalik 180 derajat dari bentuk gelombang input.
- Amplitudo bentuk gelombang output akan diperkuat dengan faktor yang ditentukan oleh nilai resistor.
Kesimpulan
Rangkaian op-amp inverting menawarkan kesederhanaan desain, penguatan yang dapat diprediksi, dan kemampuan membalik fasa. Rangkaian ini sangat serbaguna dan dapat digunakan dalam berbagai aplikasi, mulai dari penguatan tegangan hingga pembalikan fasa. Pemahaman yang baik tentang prinsip kerja dan karakteristik rangkaian op-amp inverting sangat penting bagi para insinyur dan desainer elektronik.
Pertanyaan Umum (FAQ)
Apa fungsi utama dari rangkaian op-amp inverting?
Fungsi utama rangkaian op-amp inverting adalah membalik fasa sinyal input dan memberikan penguatan yang dapat dikontrol.
Bagaimana cara menentukan penguatan tegangan rangkaian op-amp inverting?
Penguatan tegangan rangkaian op-amp inverting ditentukan oleh rasio nilai resistor umpan balik, dengan persamaan Av = -Rf/Ri.
Apa saja aplikasi umum dari rangkaian op-amp inverting?
Aplikasi umum rangkaian op-amp inverting meliputi penguatan tegangan, pembalikan fasa, dan penjumlahan sinyal.