analog signal conditioning - share...
TRANSCRIPT
ANALOG SIGNAL ANALOG SIGNAL CONDITIONINGCONDITIONING
ByByMohammad Mohammad KhoirulKhoirul EffendiEffendi
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
Analog signalconditioning
Principles of analog Signal conditioning
Op amp circuitsIn instrumentation
Passive circuits
Design guidelines
Current to voltageconverter
integrator
differentiator
Linearization
Signal level andBias change
Linearization
convertions
Divider circuits
Bridge circuits
Introduction
Operational amplifiers
Op amp characteristic
Op ampspecification
Filtering and Impe-dance matching
Concept of loading
RC Filters
Inverting amp
Non invertingamplifier
Differential Instrument. amp
Voltage to currentconverter
Voltage follower
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
PENDAHULUANPENDAHULUAN
Signal conditioning Signal conditioning didefinisikandidefinisikan sebagaisebagaisuatusuatu operasioperasi untukuntuk mengubahmengubah signalsignal--signal signal hiduphidup keke dalamdalam bentukbentuk lain lain sehinggasehingga signalsignal--signal signal tersebuttersebut sesuaisesuaiketikaketika dihubungkandihubungkan dengandengan elemenelemen lain lain dalamdalam suatusuatu prosesproses kontrolkontrol looploop
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
PENGELOMPOKAN PENGELOMPOKAN SIGNAL CONDITIONINGSIGNAL CONDITIONING
Signal conditioning
Filtering and impedance matching
Signal level and bias change
liniearization
convertions
Concept of loading
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
SIGNAL LEVEL AND BIAS CHANGE
DalamDalam halhal iniini siganalsiganal conditioning conditioning berperanberperan sebagaisebagaia.a. PenyesuaiPenyesuai suatusuatu level/level/hargaharga..b.b. PembuatPembuat nilainilai nolnol (bias/zero value) (bias/zero value) daridari beberapabeberapa tegangantegangan yang yang
menggambarkanmenggambarkan sebuahsebuah variabelvariabel didi dalamdalam prosesproses..
MisMis sebuahsebuah sensor sensor dengandengan output 0.2 Volt output 0.2 Volt -- 0.6 Volt. 0.6 Volt. TetapiTetapi equipment yang equipment yang menerimamenerima output sensor output sensor tersebuttersebut hanyahanya hanyahanya bisabisa menerimamenerima sinyalsinyaltegangantegangan dengandengan range range sebesarsebesar 0 Volt 0 Volt –– 5 Volt. 5 Volt. MakaMaka suatusuatu ASC ASC diperlukandiperlukan untukuntuk menjembatanimenjembatani ketidaksesuaianketidaksesuaian iniini..
Output sensorOutput sensor 0,2 V0,2 V 0,6 V0,6 V zero shiftzero shiftSunstainingSunstaining 0.2 V0.2 V 0.2 V0.2 V
Output sensorOutput sensor 0 V0 V 0.4 V0.4 V amplificationamplificationMultiplyMultiply 12.5 V12.5 V 12.5 V12.5 V
Output sensorOutput sensor 0 V0 V 5 V attenuation 5 V attenuation adalahadalah kebalikankebalikan daridari amplificationamplification
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
LINEARIZATION
SepertiSeperti kitakita ketahuiketahui bahwabahwa adaada hubunganhubunganketergantunganketergantungan antaraantara output output daridari sensor sensor dengandengan keterbatasanketerbatasan peralatanperalatan dalamdalammenerimamenerima output output daridari sensor sensor seperiseperi padapadacontohcontoh diatasdiatas..
ProsesProses linearisasilinearisasi iniini perluperlu dilakukandilakukan karenakarenabeberapabeberapa alasanalasan diantaranyadiantaranya
1.1. KeterbatasanKeterbatasan desaindesain prosesproses control control dalamdalam menggambarkanmenggambarkan hubunganhubungan antaraantaraoutput sensor output sensor dengandengan peralatanperalatan yang yang menerimamenerima sinyalsinyal daridari sensor.sensor.
2.2. MenghasilkanMenghasilkan output yang output yang berubahberubahsecarasecara linier linier dengandengan berubahnyaberubahnyabeberapabeberapa macammacam variabelvariabel, , sekalipunsekalipunoutput yang output yang dihasilkandihasilkan sensor sensor tidaktidak linier.linier.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
CONVERTIONS
convertions
Digital interface
Signal transmission
SeringkaliSeringkali sinyalsinyal elektriselektris yang yang keluarkeluar daridarisensor sensor harusharus diubahdiubah untukuntuk menghindarimenghindarigangguangangguan selamaselama prosesproses transfer. transfer. SepertiSeperti halnyahalnya apabilaapabila output yang output yang keluarkeluar daridari sensor sensor berupaberupa hambatanhambatan, , makamaka akanakan adaada perubahanperubahan nilainilaihambatanhambatan tersebuttersebut ketikaketika adaada pengaruhpengaruhdinamikdinamik variabelvariabel sepertiseperti panaspanas dlldll ((adaadahubunganhubungan antaraantara panaspanas dengandengan besarbesarhambatanhambatan). ). OlehOleh karenakarena ituitu seringkaliseringkalisinyalsinyal output output diubahdiubah keke dalamdalam bentukbentuklain lain sepertiseperti tegangantegangan dandan arusarus yang yang relatifrelatif lebihlebih tahantahan terhadapterhadap gangguangangguandinamikdinamik variabelvariabel
DalamDalam halhal iniini ASC ASC berfungsiberfungsi sebagaisebagaipenghubungpenghubung antaraantara sensor sensor dengandenganperalatanperalatan penerimapenerima sinyalsinyal daridari sensor sensor sehinggasehingga sinyalsinyal yang yang dikeluarkandikeluarkan sensor sensor dapatdapat langsunglangsung diolahdiolah peralatanperalatan tersebuttersebut
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
FILTERING AND IMPEDANCE MATCHING
DalamDalam industriindustri seringsering kali kali terdapatterdapat sinyalsinyal kuatkuat yang yang menyebabkanmenyebabkan terganggunyaterganggunya pentransmianpentransmian sinyalsinyalantarantar elemenelemen dalamdalam prosesproses kontrolkontrol frekuensifrekuensipengganggupengganggu sebesarsebesar 60Hz yang 60Hz yang dihasilkandihasilkan ketikaketikamotor motor didi jalankanjalankan secarasecara transient. transient. filter filter pasifpasif(yang (yang tersusuntersusun atasatas resistor, resistor, kapasitorkapasitor, , dandan induktorinduktor) ) atauatau filter filter aktifaktif (gain (gain dandan feedback)feedback)
Tool to filtering
Andimpedance
matcing
Passive circuit
Aktive sircuitFeed back
Gain
RC filters
bridge circuits
divider circuits
Band pass RC filters
High pass RC filters
Low pass RC filters
Band reject RC filters
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
CONCEPT OF LOADING
SalahSalah satusatu halhal yang yang menjadimenjadi perhatianperhatian dalamdalamanalog signal conditioning analog signal conditioning adalahadalah pembebananpembebanansatusatu sirkuitsirkuit terhadapterhadap sirkuitsirkuit lainyalainya. Hal . Hal iniinimenyebabkanmenyebabkan ketidakketidak tahuantahuan besarbesar teganganteganganketikaketika melewatimelewati prosesproses pengukuranpengukuran. .
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
PASSIVE CIRCUITSPASSIVE CIRCUITSSebuahSebuah sirkuitsirkuit pasifpasif terdiriterdiri atasatas resistor, resistor, induktorinduktor dandancapasitorcapasitor seringsering kali kali digunakandigunakan untukuntuk mengeliminasimengeliminasigangguangangguan frekuensifrekuensi baikbaik yang yang rendahrendah maupunmaupun yang yang tinggitinggitanpatanpa merubahmerubah signal signal informasiinformasi yang yang diharapkandiharapkan
Passive circuits
RC filters
bridge circuits
divider circuits
Band pass RC filters
High pass RC filters
Low pass RC filters
Band reject RC filters
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
DIVIDER CIRCUITS
21
2
RRVR
V SD
Komponen ini bisa digunakan untuk menghasilkan perubahan output tegangan dengan cara merubah besar resistansi yang ada
Beberapa hal yang harus diperhatikan ketika menggu-nakan divider circuitsa. Perubahan besar VD terhadap R1 maupun R2 adalah
tidak linier.b. Output impedansi efektiv dari divider adalah pararel
dengan kombinasi R1 dan R2, maka efek loading harus diperhitungkan
c. Terjadi pembangkitan daya ketika arus melewati ke-2 resistor dan daya masukan dari sensor.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
BRIDGE CIRCUITSKomponen ini bisa digunakan untuk menghasilkan perubahan output tegangan dengan cara merubah besar impedansi yang ada. Komponenini sangat berguna ketika perubahan impedansinya sangat kecil.
Keuntungan menggunakan bridge circuitsa. Dapat disesain sedemikian rupa sehingga
tegangan outputnya bervariasi di sekitarnilai 0 (nol).
b. Mempresisikan pengukuran statis darisebuah impedansi
31
3
RRRV
Va42
4
RRRV
Vb
42
4
31
3
RRRV
RRRV
V4231
4123
RRRRRRRR
VV
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
GALVANOMETER DETECTOR ON GALVANOMETER DETECTOR ON BRIDGE CIRCUITBRIDGE CIRCUIT
AlasanAlasan penggunaanpenggunaan galvanometer galvanometer sbgsbg null detector null detector padapadabridge circuit bridge circuit dikarenakandikarenakan karenakarena perbedaanperbedaan perhitunganperhitungan. . Hal Hal iniini disebabkandisebabkan karenakarena jeleknyajeleknya pendeteksipendeteksi resistansiresistansi, , dandan dandan jugajuga karenakarena perlunyaperlunya menentukanmenentukan offset current offset current padapada bridge circuit bridge circuit tersebuttersebut. . MakaMaka perluperlu suatusuatu modifikasimodifikasiperumusanperumusan apabilaapabila bridge circuit bridge circuit tidaktidak bisabisa dalamdalam keadaankeadaannull.null.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
BRIDGE RESOLUTIONResolusiResolusi daridari bridge circuit bridge circuit adalahadalah kemampuankemampuan daridari bridge circuit bridge circuit ituitusendirisendiri untukuntuk mendeteksimendeteksi adanyaadanya bridge offset. bridge offset.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
BRIDGE CIRCUITS LEAD COMPENSATION
PadaPada banyalbanyal prosesproses kontrolkontrol seringkaliseringkali sensor yang sensor yang mengindikasikanmengindikasikanperubahanperubahan hambatanhambatan jauhjauh terpisahterpisah daridari bridge circuit. Hal bridge circuit. Hal iniinimenyebabkanmenyebabkan terjadinyaterjadinya perbedaanperbedaan sinyalsinyal/ / hambatanhambatan yang yang dihasilkandihasilkanoleholeh sensor sensor karenakarena pengaruhpengaruh frekuensifrekuensi, , temperaturtemperatur, , tegangantegangan, , sertasertauapuap bahanbahan--bahanbahan kimiakimia. . TetapiTetapi apabilaapabila kitakita merancangmerancang sebuahsebuah cirkuitcirkuitsepertiseperti didi atasatas. . ApabilaApabila terjaditerjadi perubahanperubahan padapada kawatkawat (2) (2) makamaka secarasecaraotomatisotomatis akanakan terjaditerjadi jugajuga perubahanperubahan padapada kawatkawat (1) (1) karenakarena kawatkawat (1) (1) dandan kawatkawat (2) (2) ditempatkanditempatkan padapada lingkunganlingkungan yang yang samasama. . SehinggaSehinggapadapada akhirnyaakhirnya efekefek daridari sinyalsinyal pengganggupengganggu dapatdapat teratasiteratasi..
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
AC BRIDGES
Dimana
E = ac offset voltage
E = sine wave excitation voltage
Z1, Z2, Z3, Z4 = bridge impedances
Zero offset voltage E = 0, maka Z3 x Z2 = Z1 x Z4
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
BRIDGE APPLICATIONKegunaan utama dari bridge circuits didalam modern proses kontrol signal conditioning adalah merubah variasihambatan ke dalam variasi tegangan yang kemudian variasi tegangan ini akan diinterface dengan ADC atau sistem lainya.
Jika output sensor linear dengan input, maka output dari bridge circuit adalah non-linear.
Tetapi bila variansi dari hambatan kecildan terpusat pada null value, makaketidak linieran ini akan bernilai kecil pula.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
LOW PASS RC FILTERS
Low pass RC filter adalah suatukomponen yang menghalangisignal dengan frekuensi tinggi, dan membiarkan lewat signal dengan frekuensi rendah
RCf c 2
1
5.02
1
1
c
in
out
ffV
V
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
High pass RC filter adalah suatukomponen yang menghalangi sig-nal dengan frekuensi rendah, danmembiarkan lewat signal denganfrekuensi tinggi
5.02
1c
c
in
out
ff
ff
VV
HIGH PASS RC FILTERSClick t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
BAND FILTERSBAND FILTERS
Band pass filters adalah komponen yang menghalangi frekuensi di bawah dan diatas limit, serta membiarkan lewat freku-ensi signal yang mempunyai harga dian-tara batas atas dan batas bawah.
Band reject filters adalah komponen yang menghalangi frekuensi signal yang mem-punyai harga diantara batas atas danbatas bawah. Serta membiarkan lewatfrekuensi signal yang mempunyai hargadiatas batas atas dan dibawah batas bawah.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
OPERATIONAL AMPLIFIEROPERATIONAL AMPLIFIER
•• ii(+)(+), i, i((--)) : Currents into the amplifier on the inverting and : Currents into the amplifier on the inverting and noninvertingnoninvertinglines lines respectivelyrespectively
•• vvidid : The input voltage from inverting to non: The input voltage from inverting to non--inverting inputsinverting inputs•• +V+VSS , , --VVSS : DC source voltages, usually +15V and : DC source voltages, usually +15V and ––15V15V•• RRii : The input resistance, ideally infinity: The input resistance, ideally infinity•• A : The gain of the amplifier. Ideally very high, in the 1x10A : The gain of the amplifier. Ideally very high, in the 1x101010 range.range.•• RROO: The output resistance, ideally zero: The output resistance, ideally zero•• vvOO: The output voltage; : The output voltage; vvOO = = AAOLOLvvidid where Awhere AOLOL is the openis the open--loop loop
voltage gainvoltage gain
+V+VSS
--VVSS
vvidid
InvertingInverting
NoninvertingNoninverting
OutputOutput
++
__ii((--))
ii(+)(+)
vvOO = = AAddvvidid
RROOAARRii
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
KARAKTERISTIK OP AMPKARAKTERISTIK OP AMP
Karakteristik op amp dapat dijabarkan sebagai berikutSebuah sirkuit yang tersusun atas beberapa resistor, transistor, dioda, dankapasitor.Mempunyai 2 inputan, yakni inputan inverting dan inputan non-invertingOp-amp ideal memiliki open loop gain yang tak terhingga besarnya, sehingga menyebabkan op-amp tidak stabil dan penguatanya tidak terukur. Oleh karena itu diperlukan negatif feedback.Range tegangan input lebih kecil dari 1 milivolt, sebaliknya tegangansaturasinya mencapai 10 volt.Input impedansinya tinggi / tak terbatas (biasanya melebihi 1 M ) sebaliknya keluaran impedansinya sangat rendah biasanya lebih kecil dari100 )Arus input pada tiap masukkanya adalah 0.Impedance outputnya nol
Fungsi :1. Untuk merubah suatu impedance (signal) ke dalam bentuk lain2. Penguatan3. Atau operasi lainya yang kesemuanya dilakukan oleh IC (integrated circuit)
yang dinamakan op amps (operational amplifiers)
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
KARAKTERISTIK OP AMPSKARAKTERISTIK OP AMPS
Op amps mempunyai 2 supply power, yakni V+ dan V-. Gambar b menunjukkanhubungan antara perbedaan tegangan yang masuk yang dinamakan differential input votage dengan tegangan tegangan output yang terjadi. Jika V2 – V1 > 0 maka V out yang terjadi akan bernilai negatif demilian pula sebaliknya. Inilah alasan mengapa V2dinamakan terminal inverting, sedangkan pada V1 dinamakan terminal non inverting.
Di daerah sempit pada gambar yang diberi label V, dimana terjadi tegangan saturasiyang bernilai negatif sampai positif. Umumnya pada daerah tersebut tegangan saturasiyang terjadi bernilai 10 Volt sedangkan differential output voltage yang terjadi dalamskala mikrovolt. Maka terjadi slope /peningkatan tegangan yang sangat curam yakni100.000 Volt V / V outyang tejadi
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
IDEAL OP AMPSIDEAL OP AMPS
Pada gambar di atas dimana kaki tegangan positif di ground, maka taganganoutput yang keluar bernilai negatif. Pada summing point jika tidak ada feed back dan terminal + di ground, maka jika Vin > 0, maka output saturasinya bernilainegatif, sedangkan apabila Vin < 0, maka output saturasinya bernilai positif.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
GOLDEN RULE OF OPGOLDEN RULE OF OP--AMPSAMPS
Ada dua aturan penting dalam melakukan Ada dua aturan penting dalam melakukan analisa rangkaian opanalisa rangkaian op--amp berdasarkan amp berdasarkan karakteristik opkarakteristik op--amp ideal. Aturan ini dalam amp ideal. Aturan ini dalam beberapa literatur dinamakan beberapa literatur dinamakan golden rulegolden rule, yaitu :, yaitu :
1.1. tegangan antara input v+ dan vtegangan antara input v+ dan v-- adalah nol (v+ adalah nol (v+ --vv-- = 0 atau v+ = v= 0 atau v+ = v-- ) )
2.2. ArusArus padapada input Opinput Op--amp amp adalahadalah nolnol (i+ = i(i+ = i-- = 0)= 0)
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
NON IDEAL OP AMPSNON IDEAL OP AMPS
Parameter yang digunakan dalam menganalisa op-amps non ideal adalah sbb:1. Open loop gain yang terbatas. Gain didefinisikan sebagai slope dari transfer
fungsi tegangan.
2. Input impedansi yang terbatas. Sehingga ketika tegangan masuk melalui ke2 terminalnya, maka akan ada arus yang terjadi.
3. Output impedansinya tidak bernilai nol. Realnya pada output op amps mempunyai hambatan walaupun hanya beberapa ohm saja.
VV
VVVA satout 2
)( 12
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
OP AMP SPECIFICATIONSOP AMP SPECIFICATIONS
1.1. Input offset voltageInput offset voltage2.2. Input offset currentInput offset current3.3. Input bias currentInput bias current4.4. Slew rateSlew rate5.5. Unity gain frequency bandwidthUnity gain frequency bandwidth
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
KOMPENSASI DARI ARUS OFFSETKOMPENSASI DARI ARUS OFFSET
Untuk mengatasi input offset maka dipasang hambatan yang besarnya samaantara terminal positif dan negatif. Dimana pemasangan antara ke duahambatan tersebut pararel satu sama lain
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
KOMPENSASI DARI TEGANGAN KOMPENSASI DARI TEGANGAN OFFSETOFFSET
Untuk mengatasi tegangan offset ini maka ada 2 cara yang bisa dilakukan1. Memasang variabel resisitor pada ke dua terminal op amps dan variabel
resistor tersebut di set sehingga offset voltage tidak terjadi.2. Memasang tegangan bias yang dapat mengkompensasi tegangan offset
yang terjadi
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
CONTOH PRODUK OP AMPSCONTOH PRODUK OP AMPSSaat ini banyak terdapat tipe-tipe op-amp dengan karakterisktik yang spesifik.
Op-amp standard type 741 dalam kemasan IC DIP 8 pin sudah dibuat sejak tahun1960-an. Untuk tipe yang sama, tiap pabrikan mengeluarkan seri IC dengan insial atau nama yang berbeda. Misalnya dikenal MC1741 dari motorola, LM741 buatanNational Semiconductor, SN741 dari Texas Instrument dan lain sebagainya. Ter-gantung dari teknologi pembuatan dan desain IC-nya, karakteristik satu op-amp dapat berbeda dengan op-amp lain. Tabel-1 menunjukkan beberapa parameter op-amp yang penting beserta nilai idealnya dan juga contoh real dari parameter LM714.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
SIKUIT OP AMP DALAM SIKUIT OP AMP DALAM PERALATANPERALATAN
Op amp circuits
Voltage follower
Inverting amplifiers
Voltage to current converter
Current to voltage converters
integrator
differentiator
Non inverting amplifiers
Differential instrumentation amplifiers
Linearization
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
VOLTAGE FOLLOWER
Pada dasarnya sirkuit ini merubah tegangan masuk dengan impedansiyang tinggi, menjadi tegangan output dengan impedansi yang rendah . Input impedansi yang masuk pada dasarnya adalah impedansi dari op amp itu sendiri, yang nilainya lebih besar dari 100 M . Arus keluaranyadibatasi oleh sirkuit pendek dalam op amp itu sendiri, sehingga impedansikeluarannya lebih kecil dari 100 .
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
INVERTING AMPLIFIERSInput non-inverting pada rangkaian ini dihubungkan ke ground, atau v+ = 0. Dengan mengingat dan menimbang aturan 1 (lihat aturan 1), maka akandipenuhi v- = v+ = 0. Karena nilainya = 0 namun tidak terhubung langsungke ground, input op-amp v- pada rangkaian ini dinamakan virtual ground. Dengan fakta ini, dapat dihitung tegangan jepit pada R1 adalah vin – v- = vindan tegangan jepit pada reistor R2 adalah vout – v- = vout. Kemudian denganmenggunakan aturan 2, di ketahui bahwa :iin + iout = i- = 0, karena menurutaturan 2, arus masukan op-amp adalah 0.iin + iout = vin/R1 + vout/R2 = 0
Selanjutnyavout/R2 = - vin/R1 .... atauvout/vin = - R2/R1Jika penguatan G didefenisikan sebagai perbandingan tegangan keluaranterhadap tegangan masukan, maka dapat ditulis …(1)Impedansi rangkaian inverting didefenisikan sebagai impedansi input dari sinyalmasukan terhadap ground. Karena input inverting (-) pada rangkaian ini diketahuiadalah 0 (virtual ground) maka impendasi rangkaian ini tentu saja adalah Zin = R1.
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
inout VRRV
1
2
23
21
1
2 VRRV
RRVout
INVERTING AMPLIFIERSINVERTING AMPLIFIER SUMMING AMPLIFIER
V1
V2
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
Dengan menggunakan aturan 1 dan aturan 2, kita uraikan dulu beberapa faktayang ada, antara lain :vin = v+v+ = v- = vin ..... lihat aturan 1.
Dari sini ketahui tegangan jepit pada R2 adalah vout – v- = vout – vin, atau iout = (vout-vin)/R2. Lalu tegangan jepit pada R1 adalah v- = vin, yang berarti arusiR1 = vin/R1.
Hukum kirchkof pada titik input inverting merupakan fakta yang mengatakan bahwa : iout + i(-) = iR1Aturan 2 mengatakan bahwa i(-) = 0 dan jika disubsitusi ke rumus yang sebelum-nya, maka diperoleh iout = iR1 dan Jika ditulis dengan tegangan jepit masing-masing maka diperoleh (vout – vin)/R2 = vin/R1 yang kemudian dapat disederha-nakan menjadi :vout = vin (1 + R2/R1)Jika penguatan G adalah perbandingan tegangan keluaran terhadap tegangan masukan, maka didapat penguatan op-amp non-inverting :
NON INVERTING AMPLIFIERSClick t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
121
2 VVRRVout
DIFFERENTIAL INSTRUMENTATION AMPLIFIERS
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
inout VRR
RI31
2
42531 )( RRRRR
VOLTAGE TO CURRENT CONVERTER
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
CURRENT TO VOLTAGE CONVERTER
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
dtVRC
V inout1
INTEGRATORClick t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
DifferentiatorBentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian inverting. Sehinggajika berangkat dari rumus penguat inverting G = -R2/R1dan pada rangkaian differensiator diketahui :
maka jika besaran ini disubtitusikan akan didapat rumus penguat differensiator
Dari hubungan ini terlihat sistem akan meloloskan frekuensi tinggi (high pass filter), dimana besar penguatan berbanding lurus dengan frekuensi. Namun demikian, sistem seperti ini akan menguatkan noise yang umumnya berfrekuensi tinggi. Untuk praktisnya, rangkain ini dibuat dengan penguatan dc sebesar 1 (unity gain). Biasanya kapasitor diseri dengan sebuah resistor yang nilainya sama dengan R. Dengan cara ini akan diperoleh penguatan 1 (unity gain) pada nilai frekuensi cutoff tertentu.
dtdVRCV in
out
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
LINEARIZATION
)]I(V fungsi darikebalikan merupakan akenyataany [padainput tegangan dari
liniernon fungsiadalah R
VG dimana,R
VGV
out
ininin
R)(Ilog1)(Vlog1V oeincout
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
Mendefinisikan sasaranpengukuran
Memilih sensor
Mendesain ASC
Catatan dalam ASC
parameter
range
akurasi
linierarisasi
parameter
Transfer fungsi
Time response
range
parameter
range
Input impedance
Output impedance
Penggunaandivider/bridge
Persamaan output Terhadap input
Efek loadingOp amp circuits
START
noisepower
ALUR DALAM MERANCANG ASC ALUR DALAM MERANCANG ASC (ANALOG SIGNAL CONDITIONING)(ANALOG SIGNAL CONDITIONING)
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
CONTOH SOAL 1Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com
Click t
o buy NOW!
PDF-XChange
www.docu-track.com Clic
k to buy N
OW!PDF-XChange
www.docu-track.com