Differensiator dan Integrator

DIFFERENSIATOR

Capasitor C pada rangkaian penguat inverting di tempatkan di depan, maka akan diperoleh rangkaian differensiator seperti pada gambar dibawah. Dengan analisa yang sama seperti rangkaian integrator, akan diperoleh persamaan penguatannya.

Rumus ini secara matematis menunjukkan bahwa tegangan keluaran vout pada rangkaian ini adalah differensiasi dari tegangan input vin. Contoh praktis dari hubungan matematis ini adalah jika tegangan input berupa sinyal segitiga, maka outputnya akan mengahasilkan sinyal kotak.

Gambar rangkaian Differensiator

Bentuk rangkain differensiator adalah mirip dengan rangkaian inverting. Sehingga jika berangkat dari rumus penguat inverting

G = -R2/R1

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.

INTEGRATOR

Integrator pada dasarnya merupakan filter lulus-bawah yang terdiri dari resistor deret dan kondensator jajar. Karena reaktansi kondensator jatuh kalau frekuensinya naik, rangkaian ini menghilangkan komponen frekuensi tinggi dari suatu masukan. Bila ada masukan tingkat yang dikenakan pada integrator, tegangan yang membentangi kondensator tidak dapat berubah seketika. Tegangan ini meningkat secara eksponensial sesuai dengan rumus CR adalah konstanta waktu, yaitu hasil lari kapasitas dengan resistansi. Dalam satu konstanta waktu, tegangan yang membentangi kondensator sekitar 63%. Diperlukan waktu hampir 5 konstanta waktu untuk membuat tegangan kondensator menyamai tegangan masukan.

Rangkaian Integrator, dapat dibangun dengan menggunakan dua buahkomponen pasif, yaitu resistor dan kapasitor yang dihubungkan secaraseri. Fungsi dari rangkaian integrator adalah sebagai pengubah tegangankotak menjadi tegangan segitiga, atau dapat juga digunakan sebagairangkaian filter lulus bawah- LPF -low pass filter . Gambar 2.18memperlihatkan jaringan R-C yang membentuk sebuah rangkaianintegrator.

Bila digunakan sebagai pengubah gelombang kotak menjadi segitiga,dimensi konstanta waktu = 10 x T (periode), dan apabila rangkaianintegrator dioperasikan sebagai filter lulus bawah, maka pemilihankonstanta waktu = 0,01 x T. Gambar 2.19 memperlihatkan tegangankeluaran rangkaian integrator untuk berbagai macam konstanta waktu ()yang berbeda.