Dokumen tersebut merangkum pengertian gain/penguat/amplifier dan operational amplifier (OP-Amp). Gain/penguat digunakan untuk menguatkan sinyal audio, dengan penguatan daya, tegangan, dan arus. OP-Amp mampu mendeteksi dan memperkuat sinyal masukan, dan dapat diimplementasikan dalam berbagai rangkaian seperti inverting, non-inverting, buffer, adder, subtractor, comparator, differensiator, dan integrator.

1. Gain Dan OP-Amp
Nama : Trisni Wulansari / 1410501026
Dosen Pengampu : R. Suryoto Edy Raharjo, S.T., M.Eng.
Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Tidar

2. Pengertian Gain/Penguat/Amplifier
Gain/Penguat /Amplifier yaitu rangkaian komponen elektronika yang dipakai untuk
menguatkan sinyal . Rangkaian ini biasanya digunakan untuk menguatkan sinyal audio.
Terdapat tiga macam penguatan sinyal yang dapat dilakukan yaitu penguatan daya(P),
Penguatan tegangan(V), dan penguatan arus(I) listrik.
Gain/Penguat dilambangkan dengan “A”
(Simbol Gain/Penguat)
A

3. Bagian-bagian Gain/Penguat/Amplifier
1. Pre Amp yang berfungsi menguatkan serta menyamakan sinyal input dan
mengarahkan dari komponen sumber sinyal menuju Amplifier.
2. Tone Control /Pengatur Nada berfungsi melakukan pengaturan karakteriatik nada
rendah dan nada yang tinggi, dan mengatur amplitudo sinyal audio, terdapat dua
metode tone control yakni tone kontrol pasif dan tone control aktif.
3. Power Amplifier/Penguat Akhir befungsi untuk menguatkan sinyal audio yang akan
dikeluarkan melalui gelombang suara pada loudspeaker. Sinyal audio tersebut
diorganisasikan terlebih dahulu kemudian diboost sebelum dikirim ke speaker.

4. Jenis-jenis Gain/Penguat/Amplifier
1. OTL (Output Transformer Less = keluaran tanpa trafo)
yaitu rangkaian amplifier yang menggunakan elco sebagai ganti transformer,
misalkan nilai 2200uf untuk amplifier yang memiliki watt besar. Umumnya tegangan
rangkaianamplifier ini hanya + (positif) dan – (negatif / ground).
2. BTL (Bridge Transformator Less)
yaitu rangkaian Amplifier OCL yang digabung dengan metode Bridge (jembatan).
Sehingga power outputnya menjadi 2 kali lipat dari power Rangkaian Amplifier OCL.
3. OCL (Output Capacitor Less = keluaran tanpa kapasitor)
yaitu rangkaian amplifier yang memiliki skema rangkaian dari transistor/IC penguat
final langsung ke speaker output (tanpa pelantara apapun). Umumnya tegangan
amplifier ini simetris yaitu + (positif), 0 (nol), – (negatif)

5. Perhitungan Gain/Penguat/Amplifier
• Penguatan Daya (dB) =
• Penguatan Tegangan (dB) =
• Penguatan Arus (dB) =
10 log10 (Pout / Pin)
20 log10 (Vout / Vin)
20 log10 (Iout /Iin)

6. Contoh Perhitungan Penguatan Tegangan
Sebuah Rangkaian memiliki Input AC sebesar 2 Volt dan Output AC sebesar14Volt,
berapakah penguatan dalam Desibel ?
Penyelesaian
Rumus :
Penguatan Tegangan (dB) = 20 log10 (Vout / Vin)
• Pertama, kita harus menghitung hasil dari rasio Tegangan Output dan Tegangan
Input yaitu : (Vout/Vin) = (14 / 2) = 7
• Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 7.
Log10 7 = 0,845098
• Ketiga, kalikan dengan 20 seperti pada rumusnya :
Penguatan (dB) = 20 x 0,845098
Penguatan (dB) = 16,9019 (atau dibulatkan menjadi 16,9 dB)

7. Contoh Perhitungan Penguatan Daya
Sebuah Amplifier diberi Input sebesar 5 Watt, sedangkan Output
Dihasilkannya adalah sebesar 150 Watt. Berapakah penguatannya dalam
Desibel ?
Penyelesaian
Rumus :
Penguatan Daya (dB) = 10 log10 (Pout / Pin)
• Pertama, menghitung hasil dari rasio daya Output dan Input yaitu :
(Pout / Pin) = 150 / 5 = 30
• Kedua, gunakan kalkulator untuk mendapatkan hasil logaritma dari 30 Log10 30 =
1,47712
• Terakhir, kalikan dengan 10 seperti pada rumusnya :
Penguatan (dB) = 10 x 1,47712
Penguatan (dB) = 14,7712 (atau dibulatkan menjadi 14,8 dB)

8. Contoh Perhitungan Penguatan Arus
jika sebuah penguat dengan gain arus AC dari 3,5 diberi sinyal input AC dari 28 mA RMS,
output akan 3,5 kali 28 mA, atau 98 mA:
Penyelesaian:
Rumus:
• Ikeluar=(AV)(Vmasuk)
• Ikeluar=(3,5)(28mA)
• Ikeluar=98mA

9. Mengapa harus Terdapat Gain dan Attenuation
• Karena Manusia tidak dapat mendengar langsung audio langsung dari head sehingga
harus dikuatkan terlebih dahulu dengan amplifier supaya dapat didengar.
• Suatu informasi akan dikirim jauh harus dirubah menjadi sinyal yang berukuran kecil.
• Tegangan, Daya maupun arus yang dikuatkan dapat dipancarkan.
Selain Penguatan juga terdapat Pengurangan/Redaman/Attenuation yaitu
melemahnya sinyal yang diakibatkan oleh adanya jarak yang semakin jauh yang harus
ditempuh oleh suatu sinyal.
Attenuation sebanding dengan panjang dari medium. Melipat gandakan panjang
medium maka akan melipatgandakan juga total Attenuation yang terjadi.

10. Pengertian OP-Amp
• Op-Amp yaitu IC yang mengahasilkan tegangan keluaran Vo yang merupakan hasil
penguatan terhadap selisih tegangan pada kedua input V1 dan V2.
• Op-amp IC adalah piranti solid-state yang mampu mendeteksi dan memperkuat
sinyal
masukan baik DC maupun AC.
• Op-amp IC yang khas terdiri atas tiga rangkaian dasar, yakni penguat diferensial
impedansi masukan tinggi, penguat tegangan penguatan tinggi, dan penguat keluaran
impedansi rendah (biasanya pengikut emiter push-pull).
• Berfungsi untuk penguat antara driver dari sensor ke perangkat berikutnya.

11. Kelemahan OP-Amp
• Harus menggunakan catu daya simetris.
• Memiliki gain yang tinggi yang terjadi pada operasi open loop circuit mencapai
10.000.000 kali, idealnya Op-Amp mempunyai gain yang tak terhingga.
• Impedansi input yang tinggi yang tak terhingga akan tahan terhadap gangguan noise.
• Impedansi output yang rendah sama dengan 0 supaya tidak membebani rangkaian
berikutnya.

12. Implementasi OP-Amp
1. Inverting
Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan polaritas. Jadi ada tanda
minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil
nilai besaran dari 1, misalnya -0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus nya :
(Rangkaian Inverting Amplifier)

13. Implementasi OP-Amp
2. Non-Inverting
Hampir sama dengan inverting, hanya berbeda pada tegangan inputnya.
Hasil tegangan output noninverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif.
(Rangkaian Non-Inverting Amplifier)

14. Implementasi OP-Amp
3. Buffer
Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan hasil outputnya. Dalam
hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1.
(Rangkaian Buffer)
Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya
tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus
dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.

15. Implementasi OP-Amp
4. Adder/Penjumlah
Rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan
hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting.
Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan masing masing dari
Inverting.
(Rangkaian Adder)

16. Implementasi OP-Amp
5. Subtractor/Pengurang
Rangkaian pengurang ini berasal dari rangkaian inverting dengan memanfaatkan
masukan non-inverting, sehingga persamaannya menjadi sedikit ada perubahan.
Rangkaian pengurang dengan 1 op-amp ini memanfaatkan kaki inverting dan kaki
noninverting. Supaya benar benar terjadi pengurangan maka nilai dibuat seragam seperti
gambar. Rumusnya adalah:
(Rangkaian Pengurang dengan 1 Op-Amp)

17. Implementasi OP-Amp
6. Comparator
Rangkaian komparator dengan jendela input rangkaiannya hampir sama dengan
rangkaian noninverting hanya saja parameternya terbalik. Seperti pada gambar berikut
ini dan contoh hasil dari input dan outputnya dan perhitungannya.
Perhitungan menentukan jendela Volt reference Up (Vru) dan Volt reference low (Vrl)
adalah sebagai berikut :
(Rangkaian Comparator)

18. Implementasi OP-Amp
7. Differensiator
Rangkaian differensiator adalah rangkaian aplikasi dari rumusan matematika yang dapat
dimainkan (dipengaruhi) dari kerja kapasitor.
(Rangkaian Differensiator)

19. Implementasi OP-Amp
8. Integrator
Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian inverting dengan tahanan
umpan baliknya diganti dengan kapasitor. Dan perhitungannya :
(Rangkaian Integrator)

20. Daftar Pustaka
http://www.ilmu.8k.com/pengetahuan/opamp.html
https://id.wikipedia.org/wiki/Penguat
http://akungene.blogspot.co.id/2015/08/pengertian-gain-attenuation-dan-noise.html
http://teknikelektronika.com/pengertian-desibel-dan-cara-menghitungnya/
http://abi-blog.com/perhitungan-gain-amplifier-penguat/
http://elektronika-dasar.web.id/operasional-amplifier-op-amp/
http://palleko.blogspot.co.id/2012/06/pengertian-amplifier.html
http://elektronikdot.blogspot.co.id/2014/08/pengertian-amplifier.html
Materi kuliah elektronika Analog (Op-Amp)

21. Terima Kasih