Bab 4 - Diktat Instrumentasi Industri

BAB 4

Integrator dan Defrensiator

I.     Topik    : Integrator dan defrensistor sebagai pengkondisi sinyal

II. Tujuan  : Setelah melakukan  kegiatan pembelajaran diharapkan mahasiswa dapat :

2.1.  Membuat rangkaian integrator untuk pengkondisi sinyal

2.2. Menghitung nilai penguatan  rangkaian integrator

2.3. Membuat rangkaian defrensiator untuk pengkondisi sinyal

2.4. Menghitung nilai penguatan  rangkaian defrensiator

III. Pendahuluan

Pada pokok bahasan ini akan dijelaskan aplikasi op-amp sebagai penguat tidak linier. Pada penguat non linear bentuk sinyal keluarannya tidak sama dengan bentuk sinyal masukannya diantaranya adalah integrator, diferensiator dan komparator. Kegiatan pembelajaran untuk topik integrator dan defrensistor sebagai pengkondisi sinyal membahas tentang: membuat rangkaian integrator untuk pengkondisi sinyal, menghitung nilai penguatan  rangkaian integrator, membuat rangkaian defrensiator untuk pengkondisi sinyal dan menghitung nilai penguatan  rangkaian defrensiator

IV. Materi

4.1.   Rangkaian integrator untuk pengkondisi sinyal

Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, perbedaan-nya hanya pada rangkaian umpan baliknya (feedback) yang digunakan bukan resistor melainkan menggunakan capasitor , seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.1.

Gambar 4.1. Rangkaian integrator

4.2. Menghitung nilai penguatan rangkaian integrator

Untuk menghitung nilai penguatan  penguat inverting dapat dilakukan sebagai berikut:

v_- = v₊ = 0

i_in = (v_in – v_-)/R = v_in/R

i_out =  -C d(v_out – v_-)/dt = -C dv_out/dt

i_in + i_out = i_- = 0 arus masukan op-amp adalah 0.

i_in = i_out

i_in = i_out = v_in/R = -C dv_out/dt, atau dengan kata lain

Karena

f = 1/t  dan   

 , maka penguatan integrator dapat disederhanakan menjadi :

Untuk menghitung nilai penguatan  penguat integrator dapat dilakukan dengan menggunakan rumus penguatan op-amp inverting sebagai berikut:

G =  - R₂/R₁.

Pada rangkaian integrator gambar 4.1.

R = R_1,  dan Z_C=R2= 1/

Sehingga  nilai penguatan integrator

Atau dapat dinyatakan dalam bentuk frekuensi sebagai berikut:

 4.3. Rangkaian defrensiator untuk pengkondisi sinyal

Rangkaian dasar sebuah defrensiator adalah rangkaian op-amp inverting, perbedaan-nya hanya pada  tahanan inputnya yang digunakan bukan resistor melainkan menggunakan capasitor , seperti yang ditunjukkan pada gambar 4.2.

Gambar 4.2. Rangkaian defrensiator

4.4. Menghitung nilai penguatan rangkaian defrensiator

Untuk menghitung nilai penguatan  penguat defrensiator dapat dilakukan dengan menggunakan rumus penguatan op-amp inverting sebagai berikut:

G =  - R₂/R₁.

Pada rangkaian defrensiator  gambar 4.2.

Z_C=R₁= 1/ _,  dan R = R₂

Sehingga  nilai penguatan defrensiator

V. Pendalaman materi 

1. Tentukan besarnya penguatan tegangan rangkaian defrensitor gambar 4.3 pada frekuensi 1KHz , jika besarnya R1 = 4,7KΩ,  R2 = 10KΩ,  C1 = 0,01μF  

Gambar 4.3. Rangkaian defrensiataor gambar soal no1

2. Tentukan besarnya penguatan tegangan rangkaian integrator gambar 4.4 pada frekuensi 1KHz , jika besarnya R1 = 4,7KΩ,  R2 = 10KΩ,  C1 = 0,01μF 

Gambar 4.4. Rangkaian integrator gambar soal no2