Analisis dan perancangan perangkat keras - bet 2

Tabel 2.1. Sifat ideal dan data dari IC LF 353
Rangkaian feedback (umpan balik) negatif memegang peranan penting. Secara umum, umpan balik positif akan menghasilkan osilasi sedangkan umpan balik negatif menghasilkan penguatan yang dapat diukur. Op-Amp digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respon frekuensi.
Dual Op-Amp yang terdapat pada IC LF 353 yaitu integrator Op-Amp sebagai pembangkit gelombang segitiga dan schimitt trigger sebagai pembangkit gelombang kotak.
Gb 2.4. Rangkaian dasar penguat operasional (Op-Amp)
Integrator
Rangkaian integrator seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.5. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian Op-Amp inverting, rangkaian umpan baliknya (feedback) menggunakan capasitor C.
Gb 2.5. Rangkaian Integrator
Pada prinsipnya sama dengan rangkaian op-amp inverting. Rangkaian integrator digunakan sebagai rangkaian pembangkit sinyal segitiga dari inputnya yang berupa sinyal kotak.
Rangakaian ini menyelenggarakan operasi integrasi secara matematik karena dapat mengahasilkan tegangan keluaran yang sebanding dengan integral masukan. Pemakaian yang umum ialah mengguanakan tegangan masukan yang tetap untuk mengahasilkan tegangan keluaran berbentuk lereng (ramp). Sebuah lereng adalah tegangan yang mendaki atau menurun secara linier.
Pada keadaan awal, arus input yang mengalir melalui resistor sama dengan I1 = Vi / R. Tegangan output (Vo) sama dengan nol sehingga arus yang mengalir melalui resistor juga mengalir melalui kapasitor C ( I2 = C. dv/dt) yaitu dengan menganggap resistansi input Op-Amp adalah tak terhingga ( keadaan ideal ). Dari hal ini maka didapat persamaan :
Sehingga :
Dengan mengintegralkan kedua ruas persamaan diatas, suatu persamaan tegangan output integrator (Vo) akan diperoleh sebagai berikut :
Schmitt Trigger
Schmitt trigger merupakan komparator regeneratif yang berfungsi sebagai pembanding dengan umpan balik positif. Untuk mengubah tegangan masuk yang perubahannya sangat lambat kedalam keluaran yang berubah tajam bentuk gelombangnya (hampir tidak kontinyu) dan timbul tepat pada harga tertentu dari tegangan masuk diperlukan rangkaian pemicu schmitt dimana sinyal masuk dapat diambil sembarang selama bentuk gelombangnya periodik dengan amplitudo cukup besar untuk melewati titik perpindahan atau batas jangkauan histerissis (VH) sehingga menghasilkan keluaran gelombang persegi. Pada dasarnya rangkaian pemicu schmitt Op-Amp seperti terlihat pada Gambar 2.6, dimana adanya pembagian tegangan sehingga diperoleh umpan balik positif. Bila tegangan keluaran mengalami kejenuhan positif, maka tegangan positif diumpankan kembali ke masukan tak membalik, masukan positif ini menjaga keluaran pada keadaan tinggi.
Gb 2.6. Schmit trigger
Sebaliknya, bila tegangan masuk mengalami kejenuhan negatif diumpankan kembali ke masukan tak membalik dan keluaran pada keadaan rendah. Dalam hal ini umpan balik positif memperkuat keadaan keluaran yang ada, jadi faktor umpan balik adalah :
Bila keluaran mengalami kejenuhan positif, tegangan acuan yang diterapkan pada masukan tak membalik adalah :
Bila keluarannya mengalami kejenuhan negatif, tegangan acuan adalah :
Seperti yang ditunjukkan diatas, tegangan-tegangan acuan ini sama dengan titik perpindahan atas (Uper Trip Point, UTP) atau + Bvjen dan titik perpindahan bawah (Lower Trip Point, LTP) atau - Bvjen.
Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.7 sebagai rangkaian dasar pemicu schmit.
Gb 2.7. Histerisis
|