Op-Amp Sebagai Penguat Inverting
Penguat Inverting adalah suatu rangkaian penguat yang berfungsi untuk menguatkaan sinyal dengan output berbanding terbalik 180 derajat dengan sinyal inputnya. Bentuk sinyal input output rangkaian inverting dapat dilihat pada gambar 5.32. Pada dasarnya penguat inverting digunakan sebagai pengkondisi sinyal dengan amplitudo yang sangat kecil dari sensor sehingga dibutuhkan penguatan agar bisa digunakan pada proses selanjutnya.
Gambar 5.31 Rangkaian Penguat Inverting
Keterangan Gambar:
Vin : Tegangan masukan/ sinyal masuk
R1 : resintansi input
Rf : resistansi feedback
Vout : tegangan keluaran /sinyal keluaran
Gambar 5.32 Sinyal Input dan Output Penguat Inverting
Salah satu fungsi pamasangan resistor umpan balik (feedback) atau pada gambar Rf dan resistor input R1 adalah untuk mengatur faktor penguatan inverting amplifier (penguat pembalik) tersebut. Dengan dipasangnya resistor feedback (Rf) dan resistor input (R1) maka faktor penguatan dapat diatur dari 1 sampai 100.000 kali.
Fungsi Penguat Inverting
Keluaran sensor dan tranduser pada umumnya mempunyai tegangan dengan amplitudo yang sangat kecil hingga mikro volt, sehingga diperlukan penguat dengan impedansi masukan rendah. Rangkaian penguat inverting merupakan rangkaian penguat pembalik dengan impedansi masukan sangat rendah. Rangkaian penguat inverting akan menerima arus atau tegangan yang sangat kecil dari tranduser dan akan menghasilkan arus atau tegangan yang lebih besar.
Analisis Penguatan Op-Amp Inverting
Untuk memulai analisis rangkaian penguat inverting, terapkan hukum Kirchoff arus pada titik cabang A dan asumsi I+ = I- = 0, sehingga gambar rangkaian penguat inverting menjadi seperti Gambar 5.33.
Gambar 5.33 Analisis Rangkaian Penguat Inverting
Dari Gambar 3 didapatkan persamaan arus yang mengalir pada titik cabang A, sebagai berikut:
Persamaan 1 :
𝐼1 = 𝐼f
Dengan menggunakan teori tegangan titik simpul, persamaan (1) dapat dijabarkan menjadi:
Persamaan 2 :
Karena V+ = 0 dan V- = VA , serta asumsi nilai V+ = V- maka dapat dituliskan nilai VA = 0. Sehingga persamaan (2) menjadi:
Persamaan 3 :
Dengan menyederhanakan persamaan (3), dapat diperoleh persamaan tegangan keluaran dari penguat inverting:
Persamaan 4 :
Jika penguatan merupakan perbandingan antara tegangan keluaran dan tegangan masukan, maka dari persamaan (4) dapat diperoleh penguatan sbb:
Persamaan 5 :
Keterangan:
AV = Penguatan tegangan
Vin = Tegangan masukan
Vout = Tegangan keluaran
Contoh Soal
Diketahui tegangan input dari sensor suhu LM35 = 30 mV, besarnya nilai Rf = 1k, R1 =100 ohm, berapakah nilai Vout dan gainnya?
Percobaan
Gambar 5.34 Rangkaian Percobaan Penguat Inverting
.
Video:
Referensi:
https://www.samrasyid.com/2019/08/op-amp-sebagai-penguat-inverting.html