M. Hariz Abdillah Rizaldi: Voltage Follower

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

1. Pendahuluan [Back]

Voltage follower, juga dikenal sebagai unity gain amplifier, adalah jenis sirkuit elektronik yang memiliki karakteristik unik di mana tegangan outputnya sama dengan tegangan inputnya. Hal ini dicapai dengan menggunakan operational amplifier (op-amp) dengan gain tegangan yang sangat tinggi.

Salah satu kegunaan utama dari voltage follower adalah sebagai buffer antara sumber sinyal dengan beban, karena memiliki impedansi input yang tinggi dan impedansi output yang rendah. Dengan demikian, voltage follower mampu menghasilkan tegangan output yang stabil tanpa mempengaruhi sumber sinyal.

Selain itu, voltage follower juga digunakan dalam aplikasi di mana diperlukan isolasi tegangan antara dua bagian sirkuit, atau untuk mengubah impedansi sinyal. Meskipun sederhana dalam desainnya, voltage follower memiliki peran yang penting dalam menjaga integritas sinyal dalam sistem elektronik.

2. Tujuan [Back]

1. Dapat mengetahui peng-aplikasian voltage follower

2. Dapat memahami rangkaian voltage follower

3. Dapat mensimulasikan rangkaian voltage follower

3. Alat dan Bahan [Back]

Alat :

Osiloskop
- Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang secara umum fungsinya adalah untuk memetakan serta memproyeksi sinyal dan frekuensi pada sebuah komponen elektronika. Dengan begitu nilai tegangan dan frekuensinya dapat dianalisa baik dalam bentuk grafik ataupun digital.
VSine

Tegangan AC (Arus Bolak-Balik) adalah jenis tegangan listrik yang nilainya berubah-ubah secara periodik dan berkesinambungan dari positif ke negatif dalam siklus waktu tertentu. Tegangan AC digunakan dalam distribusi listrik di rumah, industri, dan hampir semua sistem kelistrikan umum karena lebih mudah untuk diubah tegangan dan diangkut melalui jaringan transmisi dibandingkan dengan tegangan DC (Arus Searah).

Bahan :

Op-Amp

Op-amp, berfungsi sebagai pengindra dan penguat sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.
Ground

Grounding listrik adalah suatu sistem instalasi listrik yang bisa meniadakan beda potensial sebagai pelepasan muatan listrik berlebih pada suatu instalasi listrik dengan cara mengalirkannya ke tanah sehingga istilah sehari hari yang sering digunakan yaitu pentanahan atau arde. Cara kerja sensor pir adalah ketika tangan berada di depan sensor maka sensor akan menangkap pancara sinar inframerah pasif yang berada pada tangan dengan suhu yang berbeda dengan suhu lingkungan sekitarnya menyebab material pyroelectric bereaksi menghasilkan arus listrik karena adanya energi.
Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
Fungsi Resistor :
1) Sebagai penghambat arus listrik,
2) Sebagai tahanan arus listrik agar listrik yang melewati resistor di hambat melalui carbon yang berada di dalam tubuh resistor menjadi di perkecil apabila resistansinya besar.

GELANG KE 1 : COKLAT = 1

GELANG KE 2 : HITAM = 0

GELANG KE 3 : HIJAU = 5 NOL DIBELAKANG ANGKA GELANG KE-2; ATAU KALIKAN 105

GELANG KE 4 : PERAK = TOLERANSI 10%

MAKA NILAI RESISTOR TERSEBUT ADALAH 10 * 105 = 1.000.000 OHM ATAU 1 MOHM DENGAN TOLERANSI 10%

spesifikasi:

4. Dasar Teori[Back]

Op-Amp

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional. Karakteristik penguat ideal adalah:

Gain sangat besar (AOL >>). Penguatan open loop adalah sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga, serta pada rentang frekuensi yang luas.

Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Impedansi output sangat kecil (Zo <<).

Konfigurasi PIN 741:

Voltage Follower (juga disebut penguat penguatan kesatuan, penguat buffer, dan penguat isolasi) adalah rangkaian op-amp yang memiliki penguatan tegangan 1.

Ini berarti bahwa op amp tidak memberikan penguatan apa pun pada sinyal. Alasan disebut voltage follower karena tegangan output langsung mengikuti tegangan input, artinya tegangan output sama dengan tegangan input. Jadi, misalnya, jika 10V masuk ke op amp sebagai input, 10V keluar sebagai output.

Voltage Follower bertindak sebagai penyangga, tidak memberikan amplifikasi atau atenuasi pada sinyal.

Voltage follower tidak menambah atau mengurangi amplitudo sinyal input, dan tidak menyaring kebisingan frekuensi tinggi. Jadi, kita mungkin bertanya-tanya mengapa rangkaian seperti ini sangat berguna. Benar bahwa voltage follower tidak dengan sengaja mengubah karakteristik amplitudo atau frekuensi dari sinyal input, tetapi memungkinkan kita untuk meningkatkan hubungan impedansi.

Setiap kali kita mengirim sinyal tegangan dari satu sub-sirkuit ke yang lain, kita harus mempertimbangkan impedansi output dari sub-sirkuit sumber dan impedansi input dari sub-sirkuit beban. Impedansi keluaran sumber dan impedansi masukan beban membentuk pembagi tegangan, dan akibatnya, transfer tegangan bergantung pada rasio impedansi masukan terhadap impedansi keluaran. Transfer tegangan yang efektif memerlukan rangkaian sumber dengan impedansi keluaran rendah dan rangkaian beban dengan impedansi masukan tinggi. Voltage follower memiliki impedansi keluaran yang rendah dan impedansi masukan yang sangat tinggi, dan ini menjadikannya solusi sederhana dan efektif untuk hubungan impedansi yang bermasalah. Jika sub sirkuit impedansi keluaran tinggi harus mentransfer sinyal ke sub sirkuit impedansi masukan rendah, voltage Follower yang ditempatkan di antara dua subsirkuit ini akan memastikan bahwa tegangan penuh disalurkan ke beban.

Salah satu contoh aplikasi pengikut tegangan yang sederhana namun penting adalah rangkaian yang ditunjukkan di bawah ini.

Tegangan referensi (\(V_{REF}\)) dapat dihasilkan menggunakan pembagi tegangan resistif, tetapi impedansi keluaran rangkaian tidak akan rendah, terutama jika resistor bernilai lebih tinggi digunakan sebagai cara untuk mengurangi konsumsi arus. voltage follower tidak terpengaruh secara negatif oleh impedansi keluaran pembagi, dan menghasilkan tegangan referensi impedansi keluaran rendah untuk komponen lain dalam sistem.

Rangkaian voltage follower atau buffer dimana ACL = 1, adalah seperti pada gambar di bawah ini

Bentuk gelombang tegangan input dan gelombang tegangan output adalah sama karena ACL = 1 dan sefasa karena Vi diinputkan ke kaki non inverting seperti pada gambar 1 dan kurva karakteristik I-O seperti gambar 2