Penguat Kendalian

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

BAB 5 PENGUAT KENDALIAN 5.0 Pengenalan Penguat kendalian (Operational amplifier – Op–amp) ialah litar yang mempunyai amplifier yang bergandaan tinggi. Ia terdiri daripada komponen seperti perintang dan transistor yang digabungkan di atas satu cip silikon yang sama. Ia dapat beroperasi pada frekuensi antara 0 – 1Mhz. Penguat kendalian mempunyai dua punca masukan iaitu masukan alikan dan masukan bukan alikan. Tetapi mempunyai satu punca keluaran. Litar dalamannya terdiri daripada penguat kerbedaan gandingan terus yang berbagai peringkat. Litar dalaman ini terdiri daripada transistor, diod, perintang, kapasitor dan komponen yang lain dibina di atas satu chip silikon. Keluasannya ialah 5 mm2 dan ketebalan pula kurang dari 0.5 mm dan dilindungi oleh plastik case. Ciri-ciri sambutannya dikawal secara luaran oleh suatu litar suapbalik negatif yang disambungkan pada terminal output ke input. Ia digunakan dengan meluas untuk melaksanakan berbagai fungsi linear seperti mencampur, mengkamil dan mengkerbeda. Ia juga digunakan sebagai penguat, pengayun, penapis, penjana gelombang, pembanding, pengatur voltan dan juga penguat kerbedaan. 5.1

Simbol dan Binaan Penguat Kendalian.

Pada umumnya, simbol penguat kendalian boleh digambarkan oleh rajah tiga segi yang mempunyai dua terminal masukan dan satu keluaran seperti yang ditunjukkan dalam rajah 5.1. Manakala rajah 5.2 pula menunjukkan susunan pinnya.

Rajah 5.1 : Simbol Penguat kendalian Pin:

Rajah 5.2 : Konfigurasi pin Op-Amp

1 – Off null 2 – Masukan alikan 3 – Masukan bukan alikan 4 – Vcc (negatif) 5 – Offset Null 6 – Voltan keluaran 7 – Vcc (positif) 8 - N/C (non connected)

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

5.1.1 Jenis Penguat Kendalian dan kegunaannya. a. Kegunaan Umum - Mempunyai bidang ruang dari 0Hz – 1Mhz - Contoh: 709, 101, 741, 301 b. Kegunaan DC dan prestasi rendah - Mempunyai galangan masukan yang sangat tinggi - Voltan offset masukan rendah - Contoh: H0052, 108 c. Kegunaan AC dan prestasi tinggi - Mempunyai bidang ruang yang lebar - Contoh: H0063 d. Untuk kuasa dan voltan tinggi - Menggunakan satu talian bekalan kuasa dan boleh memacu beban secara terus. - Contoh: H0004, H0021, M124 e. Boleh diprogram - Penguat kendalian khas yang boleh diprogram - Contoh: 4250 5.1.2

Kegunaan / Aplikasi Penguat Kendalian a)

Sebagai litar senilai komputer analog yang boleh melaksanakan fungsi Pencampur, pendarab, pembahagi, pengkamil dan pengkerbedaan.

b) Penjana gelombang - Diguna pada Wein Bridge Oscillator bagi menjana gelombang sain. - Mengguna litar-litar pengkamil dan pengkerbedaan untuk menghasilkan gelombang berbentuk segiempat dan segitiga. c) Penapis aktif RC - Menapis isyarat iaitu membenarkan isyarat pada frekeunsi tertentu saja melaluinya. d) Penganda kepada isyarat-isyarat - Menguatkan isyarat audio/video/radio frekeunsi - Menguatkan isyarat digit yang dihantar melalui jarak jauh. Penguat kendalian µA741 dianggapkan sebagai piawaian industri bagi penguat kendalian.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

5.2 Litar penguat pembezaan jenis BJT dan FET. Peringkat masukan Op-Amp adalah terdiri daripada litar penguat pembezaan (differential amplifier). Terdapat dua jenis litar penguat pembezaan iaitu jenis BJT dan jenis FET. Litar ini mempunyai dua masukan dan dan dua keluaran. Fungsi litar ini adalah untuk :

Memberikan galangan tinggi terhadap isyarat masukan yang dikenakan dibahagian masukan. Re berfungsi untuk menyediakan galangan tinggi (Re = ideal)



Untuk masukan yang sama, penguat memberi gandaan yang terlalu kecil = 0.



Untuk masukan yang berbeza, penguat memberi gandaan yang tinggi.



Keluaran yang dihasilkan adalah perbezaan antara dua masukan.

Penguat Kerbazaan jenis BJT Rajah 5.3 merupakan litar skimatik bagi penguat pembezaan yang menggunakan BJT (Bipolar Junction Transistor). Perhatikan Re yang disambungkan pada pengeluar keduadua transistor Q1 dan Q1 memberikan galangan yang tinggi kepada kedua-dua isyarat masukan Vin1 dan Vin2.

Rajah 5.3 : Penguat Pembezaan (differential ampilifier) jenis BJT

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

Penguat Pembezaan (Differential Ampilifier) jenis FET Rajah 5.4 merupakan litar skematik bagi penguat pembezaan yang menggunakan FET (Field Effect Transistor). Perhatikan Rs yang disambungkan pada parit (drain) kedua-dua transistor Q1 dan Q1 memberikan galangan yang tinggi kepada kedua-dua isyarat masukan Vin1 dan Vin2.

Rajah 4.4 : Penguat Pembezaan (differential ampilifier) jenis FET

Perbandingan antara FET dengan BJT Bentuk fizikal tidak banyak perbezaan yang ketara diantara kedua-dua jenis transistor ini. Tanpa merujuk kepada nombor pengenalan dan buku manual agak sukar untuk membezakanya, kedua-duanya mempunyai tiga pin. Dari segi penggunaannya di dalam litar elektronik, kedua-dua FET dan BJT boleh bertugas sebagai amplifier. Cara sambungan dan pendawaiannya juga tidak banyak bezanya. Disambungkan dengan tata rajah punca-sepunya, dimana litar pintu-punca menjadi terminal masukan dan litar paritpunca(drain-source) menjadi terminal keluaran. Namun begitu, dari segi prinsip dan ciri-ciri, perbezaan di antara FET dan BJT tetap ada, antaranya ialah :  FET tata rajah punca-sepunya mempunyai kerintangan masukan yang sangat tinggi, lebih kurang 100M.  FET ialah alat terkawal voltan manakala BJT ialah terkawal arus.  FET melibatkan satu jenis pembawa arus majoriti sahaja manakala BJT melibatkan kedua-dua jenis pembawa arus.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

 FET mempunyai kadar kebisingan dalaman yang rendah berbanding dengan BJT. Oleh itu ia kerap digunakan dalam penguat pada sistem HI-FI dan alaterima radio FM. 5.3 Konfigurasi Penguat Pembezaan. Terdapat empat konfigurasi dalam litar penguat pembezaan iaitu :a. b. c. d.

Masukan duaan, keluaran seimbang Masukan duaan, keluaran tak seimbang Masukan tunggal, keluaran seimbang Masukan tunggal, keluaran tak seimbang

Setiap konfigurasi dikategorikan berdasarkan kepada beberapa faktor iaitu: 1.

Bilangan input signal yang digunakan iaitu jika mempunyai dua masukan maka ia dipanggil masukan duaan dan jika mempunyai satu masukan maka ia dipanggil masukan tunggal.

2.

Jika voltan keluaran diukur antara dua pemungut (bagi jenis BJT) atau punca (bagi jenis FET) maka ia dipanggil keluaran seimbang, tetapi jika keluaran diukur pada salah satu pemungut (bagi BJT) atau punca (bagi FET) merujuk ke bumi, maka maka ia dipanggil keluaran tak seimbang.

5.4

Rajah blok dalaman penguat kendalian.

Penguat kendalian (Op-Amp) sebenarnya terderi daripada tiga peringkat penguat yang menggunakan samada transistor BJT atau FET. Tiga peringkat tersebut dikenali sebagai: Peringkat I  Peringkat II  Peringkat III

– – –

Peringkat masukan Peringkat – pertengahan Peringkat keluaran

Tujuan ianya dibina dalam tiga peringkat penguat adalah untuk mengelakkan masalah apabila isyarat yang lemah mudah dicemari oleh hingar (noise) seperti gangguan statik, gangguan isyarat dari bekalan kuasa. Rajah blok bagi penguat kendalian adalah seperti Rajah 5.5

Rajah 5.5

Gambarajah blok amplifier kendalian

Bab 4 Penguat Kendalian

5.4.1

2008

Peringkat masukan – Penguat Pembezaan (Diferential Amplifier)  Merupakan penguat pembezaan jenis masukan duaan, keluaran imbang (mempunyai dua masukan dan dua keluaran).  Memberikan galangan masukan yang tinggi kepada setiap isyarat masukan  Memberikan gandaan rendah kepada isyarat mod sepunya seperti humming dan noise / hingar.  Memberikan gandaan tinggi kepada isyarat yang berguna.  Voltan offset masukan dikurangkan.  Mengurangkan hanyut (drift) dalam litar yang menggunakan gandingan terus (direct coupling). Hanyut (drift) adalah perubahan isyarat yang tidak di ingini yang digandakan bersama isyarat yang berguna.  Peringkat ini sangat penting kerana di sinilah galangan masukan bagi penguat ditetapkan.

5.4.2

Peringkat Pertengahan

Penguat pada peringkat ini adalah terdiri daripada Penguat Pembezaan Masukan Duaan Keluaran Tak Imbang. Peringkat ini mempunyai dua masukan dan hanya satu keluaran di ambil pada salah satu transistor merujuk kepada terminal bumi. Fungsi peringkat ini adalah untuk :

Memberikan gandaan voltan yang tinggi.



Memberikan gandaan kepada arus pacuan (drive current) yang diperlukan untuk memacu peringkat keluaran tanpa membebankan litar diperingkat masukan

4.4.3 Peringkat Keluaran - Penguat Kebezaan Keluaran Galangan Rendah  Merupakan penguat kelas B ‘push- pull emitter follower’  Mempunyai masukan tunggal-keluaran imbang  Bertindak sebagai penimbal (buffer) menghubungkan peringkat kedua dengan keluaran amplifier.  Meninggikan galangan ke peringkat di mana voltan dari penguat pembezaan tidak mengalami kesan beban.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

 Menyediakan arus yang mencukupi untuk memicu beban di bahagian keluaran.  Menyediakan galangan keluaran yang rendah. Galangan keluaran penguat kendalian ditentukan di sini. 5.5

Litar Dalaman Litar Sepadu Penguat Kendalian

Rajah 5.6 menunjukkan litar dalaman litar sepadu penguat kendalian

Rajah 5.6: Litar dalaman penguat kendalian Mempunyai 4 peringkat kaskad amplifier.  Penguat pembezaan dengan masukan duaan keluaran seimbang (double ended output) yang terdiri dari Q1 dengan Q2 manakala Q3 digunakan sebagai punca arus malar (constant-current source) untuk membekalkan nisbah tolakan mod sepunya (high common mode rejection ratio). Q3 distabilkan dari kesan suhu oleh dua perintang dan dua diod.  Amplifier pembezaan dengan penguat pembezaan masukan duaan keluaran tak imbang (single ended output). Keluaran daripada penguat pembezaan dari Q1 dan Q2 akan memacu pasangan kedua Q4 dan Q5 . Q4 dan Q5 mempunyai `resistor emitter source’.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

 Single ended output dari second pair (dari Q5) akan memacu peringkat keluaran (output stage) melalui Q6.  Rintangan suapbalik untuk menstabilkan voltan keluaran merujuk kepada bumi.  Q7 dan Q8 beroperasi sebagai pemisah fasa (phase splitter) untuk memberikan ayunan voltan maksima (hampir menyamai voltan bekalan untuk meminimakan galangan keluaran.  Transistor Q8 menguatkan isyarat. 5.6 Istilah yang perlu diketahui mengenai Op-Amp Antara istilah yang perlu diketahui mengenai Op-Amp adalah seperti di bawah :a) b) c) d) e) 5.6.1

Gandaan gelung terbuka Gandaan mod sepunya Voltan offset Arus offset Bumi maya

Gandaan Gelung Terbuka (Open Loop Gain – AOL)  

Gandaan penguat kendalian ketika tanpa suap balik Nilainya infiniti kerana Vo bagi penguat kendalian (Op-Amp) adalah tersangat besar berbanding dengan Vid. Oleh kerana galangan masukan adalah sangat tinggi, maka Vid adalah menghampiri sifar. Rajah 5.7 di bawah menunjukkan hubungan antara Vo dan Vid.

Rajah 5.7 Hubungan antara Vo dan Vid. 

Vid biasanya terlalu kecil dan praktikal boleh diandaikan tiada bezaupaya di antara input alikan dan bukan alikan.

Bab 4 Penguat Kendalian

5.6.2

2008

Gandaan Mod Sepunya (Common Mode Gain)    

Gandaan yang terdapat bila kedua-dua terminal masukan mempunyai isyarat yang sama. Sepatutnya, bila Vid = 0, Vo = 0 juga. Secara praktikal , ada nilai Vo dan Acm yang bernilai kecil. Gandaan mod sepunya selalunya dinyatakan dalam nisbah tolakan mod sepunya ( Commoan Mode Rejection Radio - CMRR) Gandaan gelung tertutup, A v Gandaan seounya, A cm



CMRR =

   

Selalunya Acm << 1 Bagi penguat kendalian, Nilai CMRR lebih besar adalah lebih baik CMRR dinyatakan dalam unit dB Av CMRR (dB) = 20 log Acm = 20 log CMRR Bagi Op Amp 741 , CMRR = 90dB



5.6.3 Voltan Offset (Offset Voltage)     5.6.4

Adalah isyarat kecil yang tidak diingini Dijana oleh amplifier dan terdapat di antara terminal-terminal masukan menyebabkan voltan terhasil sungguhpun kedua-dua terminal masukan disambungkan ke 0 Volt. Ini disebabkan oleh penjodohan yang sempuran antara transistor – transistor asas dalam litar amplifier kendalian. Vos selalunya bernilai beberapa milivolt sahaja.

Arus Offset (offset current)  

Perbezaan antara arus-arus pincang yang diperlukan oleh kedua-dua transistor masukan (pada penguat pembezaan masukan duaan keluaran seimbang) dalam amplifier kendalian. Disebabkan oleh penjodohan yang tidak sempurna diantara Beta transistor – transistor masukan. β1tidak sama dengan β2 Ios = IB1-IB2

5.6.5 Bumi Maya (virtual earth)  

Kedua-dua terminal masukan Op-Amp selalunya dirujuk sebagai titik campur atau bumi maya (virtual ground) Ini berlaku kerana : Arus yang masuk pada kedua-dua terminal adalah sangat rendah

Bab 4 Penguat Kendalian

2008





5.7

Voltan di antara terminal masukan sangat rendah dibandingkan dengan voltan di bahagian lain apabila Op-Amp apabila ianya digunakan dalam keadaan tanpa suapbalik. Voltan yang sangat rendah ini dilihat seperti terminal-terminal masukan telah disambungkan ke bumi, Bumi Maya juga difahamkan sebagai titik di mana arus yang mengalir dan voltan pada titik tersebut adalah sifar.

Kadaran Maksimum Untuk Penguat Kendalian.

Penguat kendalian akan rosak sekiranya kadaran maksima yang berikut dilepasi (exceeded) a) Kuasa pelepasan maksima 310mW b) Julat suhu kendalian 0 C hingga 70C c) Bekalan Voltan maksima ±18 volt d) Voltan masukan pembezaan maksima iaitu antara terminal ± 30V. e) Voltan masukan mod sepunya maksima 12V, pada bekalan kuasa 15V. f) Julat suhu simpanan –55C hingga 125C 5.7

Perbandingan ciri unggul dan ciri-ciri sebenar bagi penguat kendalian CIRI-CIRI UNGGUL CIRI-CIRI SEBENAR Gandaan voltan tidak terbatas (infiniti) Gandaan yang tinggi = 200000-500000 Galangan masukan infiniti Zi = infiniti Galangan masukan tinggi Zi = 2M 5M Galangan keluaran sifar Rout = 0 Galangan keluaran rendah Rout = 75ohm Imbangan sifar sempurna βQ1 = βQ2 Imbangan tak sempurna, βQ1 ≠ βQ2 Voltan offset masukan sifar Voltan offset minima = 2mV Arus offset sifar Arus offset minima = 100 nA Ciri yang tidak hanyut dengan suhu Beta transistor berubah dengan suhu. Bidang ruang infiniti Bidang ruang yang lebar = 1 Mhz

5.8

Kebaikan Penguat Kendalian       

Saiz yang kecil Keboleharapan yang tinggi Harga yang murah Boleh bekerja pada julat suhu yang rendah Voltan dan arus offset yang rendah. Mengganda dan menguatkan isyarat Sebagai litar senilai untuk komputer analog contoh : pencampur , pembahagi, pengkamil, pengkerbeda.  Penjana gelombang isyarat

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

 Sebagai penapis aktif  Pembanding (comparator)

5.10

Pemasa 555

Pemasa 555 adalah satu litar integrasi yang sangat stabil. Pemasa digunakan sebagai Monostabil Multivibrator. Astable Multivibrator decouvenie digital logik probe, penjana isyarat gelombang segiempat, frekuensi meter analog, Tachometer dan lain – lain. Pada asasnya pemasa 555 beroperasi dalam dua mod iaitu : 1.

Monostabil

2.

Astabil Multivibrator

Rajah 5.8 Susunan pin bagi pemasa 555

Rajah 5.9 Gambar foto Pemasa 555 5.11

Fungsi Setiap Pin Pemasa Merujuk Kepada Kendalian Monostabil Multivibrator

PIN

FUNGSI

PIN 1

Pin bumi dimana semua voltan yang diukur mestilah dirujuk pada pin ini

PIN 2

Pin picu , keluaran pemasa adalah bergantung kepada amplitud denyut picu yang dibeklakan kepada pin ini . Keluaran adalah LOW jika voltan pada

Bab 4 Penguat Kendalian

pin ini >

2008

2 VCC .Walau bagaimanapun bila denyut picu negatif mempunyai 3

1 VCC keluaran pembanding 2 akan menyebabkan keluaran pemasa akan 3 HIGH .

PIN 3

Pin keluaran , beban boleh disambungkan pada dua keluaran iaitu antara pin 3 dan pin 1 atau pin 3 dan pin 8 . Sambungan antara pin 8 dan pin 3 dipanggil Sink Current. Arus akan melalui beban bila pin 3 dalam keadaan LOW. Arus ini dikenali sebagai Sink Current. Manakala sambungan antara pin 3 dan pin 1 pula dipanggil current source. Dalam keadaan ini, arus akan melalui beban bila pin 3 dalam keadaan HIGH. Arus ini dikenali sebagai Source Current . Nilai maxima bagi Source current dan Sink Current ialah 200 mA

PIN 4

Pin reset . Pemasa 555 boleh direset dengan mengenakan denyut negatif pada pin ini . Bila reset ini tidak digunakan, pin ini disambungkan kepada pin 6 untuk mengelakkan picuan palsu .

PIN 5

Pin Kawalan voltan . Biasanya disambungkan kebumi melalui kapasitor 0.01µF. Jika voltan keluaran disambungkan pada pin ini, lebar denyut gelombang keluaran boleh diubah . Kapasitor 0.01µF juga boleh menghindar masalah hingar.

PIN 6

Pin voltan ambang (threshold voltage) . Merupakan masukan bukan alikan 2 pembanding 1. Bila voltan pada pin ini ≥ VCC keluaran pembanding 1 3 akan HIGH, keluaran pemasa akan LOW.

PIN 7

Pin nyahcas (discharge) . Pin ini disambungkan secara dalaman kepada pemungut transisitor Q1 .Bila keluaran HIGH Q1 OFF , ia akan menyebabkan litar terbuka dengan C . Ketika keluaran LOW, Q1 adalah tepu , kapasiotr C akan menyahcas melalui Q1.

PIN 8

Pin bekalan + Vcc ( +5V hingga 18V)

5.12

Litar Dalaman Pemasa 555

Untuk menerangkan prinsip kendalian pemasa 555 dengan lebih mudah dan jelas, litar dalamannya boleh digambarkan dengan rajah blok. Pada rajah blok dalaman ini terdapat beberapa bahagian yang penting iaitu pembanding atas dan bawah (upper and lower

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

comparators), flip-flop R-S, transistor nyahcas, perintang pembahagi voltan dan juga transistor keluaran, Rajah 5.10 di bawah menunjukkan blok dalaman bagi pemasa 555

Rajah 5.10 : Blok Dalaman Pemasa 555 5.13

Pemasa 555 Disambung Sebagai Pemberbilang getar monostabil (Monostabil Multivibrator)

Monostable multivibator ini juga dikenali sebagai one shoot multivibrator. Ia merupakan satu litar penjana denyut dimana lebar dikira dari rangkaian RC yang disambung pada bahagian luar pemasa. Monostabil Multivibrator ini adalah sentiasa dalam keadaan stabil dan keadaan keluarannya berada pada logik LOW (logik 0). Bila denyut picuan pinggir negatif diikenakan pada pin 2, keluaran pemasa akan berubah kepada keadaan HIGH (+Vcc), tempoh HIGH ini bergantung kepada nilai rangkaian RC dan akan berubah kepada keadaan LOW iaitu keadaan stabil semula. Keadaan ini akan kekal pada keadaan LOW sehingga denyut picuan dikenakan seterusnya. 5.13.1 Kendalian Monostabil Multivibrator Merujuk kepada rajah 5.11, anggapkan keluaran pin 3 berada dalam keadaan LOW pada awalnya. Litar adalah pada keadaan stabil, pada masa ini transisitor Q1 ON. Kapasitor C akan dipintas kebumi. Bila denyut pinggir negatif dikenakan pada pin 2 , transistor Q1 akan OFF ( Q1 akan litar buka ) Kapasitor C akan mula mengecas menuju nilai +Vcc melalui perintang RA , pada masa ini keluaran pemasa adalah HIGH . Apabila voltan pada

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

2 VCC , keluaran akan di set kepada keadaan LOW melalui 3 flip-flop. Pada masa yang sama, keluaran flip –flop akan menyebabkan Q1 akan ON. Kapasitor C akan menyahcas melalui transistor Q1 . Keluaran monostabil akan kekal pada keadaan LOW sehingga denyut picuan (trigger pulse) dikenakan pada pin 2. Kitaran ini akan diulangi.

kapasitor C mencapai nilai

Rajah 5.11 Litar monostabil multivibrator

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

1 VCC 3 2 VCC 3

VCC

Rajah 5.12 Bentuk gelombang picuan, kapasitor dan keluaran

5.14

Pemberbilang Getar Tak Stabil (Astable Multivibrator) menggunakan pemasa 555

Rajah 5.13 di bawah menunjukkan litar pemberbilang getar tak stabil yang menggunakan IC pemasa 555 sebagai komponen utamanya.

Rajah 5.13 : Astabil multivibrator menggunakan IC pemasa 555 Astable Multivibrator juga dikenali sebagai Free Running Multivibrator di mana keluaranya tidak mempunyai keadaan yang stabil. Keadaannya sentiasa berubah. Litar ini

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

tidak memerlukan denyut picuan dari luar untuk mengubah keadaan keluaran. Masa untuk keluaran berada pada keadaan HIGH atau LOW boleh dikira berdasarkan kepada nilai perintang dan kapasitor yang disambung pada luar IC pemasa 555. 5.14.1 Kendalian Astable Multivibrator Merujuk kepada rajah 5.14, anggapkan keluaran berada pada keadaan HIGH pada awalnya. Pada masa ini transistor Q1 adalah keadaan OFF. Kapasitor C akan mula mengecas menuju nilai positif melalui perintang RA dan RB. Bila voltan kapasitor C 2 memcapai nilai VCC , pembanding 1 akan memicu Flip-Flop dan keluaran akan berubah 3 dari keadaan HIGH kepada LOW. Pada keadaan ini transistor Q1 akan ON. Kapasitor C akan membuang cas melalui perintang RB dan transistor Q1. Apabila voltan pada 1 kapasitor C mencapai nilai VCC keluaran comparator 2 akan memicu Flip-Flop supaya 3 keluaran pemasa menjadi HIGH. Kiraan ini akan diulangi. Keadaan ini dapat diperhatikan pada rajah keluaran yang ditunjukkan dibawah. Dari bentuk keluaran 2 1 didapati kapasitor C akan mengecas diantara VCC dan VCC masa ini adalah sama 3 3 dengan masa keluaran pemasa berada pada keadaan HIGH. Rajah 5.15 di bawah menunjukkan gelombang yang terhasil pada kapasitor C dan juga keluaran pada pin 3.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

Rajah 5.14. Litar pemberbilang getar tak stabil yang menunjukkan blok dalaman pemasa 555.

Rajah 5.15 keluaran pemasa sebagai Astable Masa yang diambil oleh kapasitor C mambuang cas dari

2 1 VCC dan VCC adalah sama 3 3

dengan masa pemasa berada pada keadaan LOW. TH boleh dikira dari formula TH = 0.69 (RA+RB)C di mana RA dan RB adalah rangkaian kapasitor masa mengecas. TL boleh dikira dari formula TL=0.69 (RB)C di mana perintang RB merupakan rangkaian kapasitor Cmembuang cas. Daripada bentuk gelombamg keluaran kita boleh mengira tempoh, frekuensi dan kitar kerja bagi astable Dimana Tempoh = TH + TL + 0.69 (RA + 2RB ) C

Bab 4 Penguat Kendalian

Frekuensi =

2008

1 1.44  TH  TL ( RA  2 RB )C

Kitar kerja (Duty Cycle) bagi Astable Multivibrator adalah nisbah masa TH dengan T (tempoh) selalunya dikira sebagai peratus.

TH  100 % TH  TL R  RB  A  100 % RA  2 RB

% Kitar Kerja =

Contoh 1 Satu pemasa 555disambungkan sebagai Astable jika diberi R A =2.2KΩ, RB= 3.9KΩ dan C=0.1µF dan C1=0.01µF. Lukiskan bentuk gelombang pada pin no 6 atau pin no 2dan pin no 3. kirakan TH,TL,Frekuensi gelombang segiempat dan % kitar kerja.

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

LATIHAN 1.

Apakah itu penguat kendalian ?

2.

Lukiskan simbol penguat kendalian.

3.

Nyatakan fungsi setiap pin penguat kendalian

4.

Nyatakan ciri-ciri asas sebuah penguat kendalian

5.

Nyatakan ciri-ciri penguat kendalian untuk kegunaan DC dan AC.

6.

Senaraikan 3 kegunaan penguat kendalian dan huraikan.

7.

Nyatakan perbezaan antara FET dan BJT dari segi prinsip dan cirinya.

8.

Senaraikan empat konfigurasi dalam satu litar penguat kendalian.

9.

Bagaimana cara output diukur?

10.

Sebuah litar mempunyai dua bilangan input dan semasa mengukur keluarannya salah satu kaki pemungut telah dibumikan, apakah nama konfigurasi tersebut?

11.

Apakah yang dimaksudkan dengan Bumi Maya? a) b)

Berikan nilai voltan yang sesuai ?. Berikan nilai arus yang sesuai?.

12.

Berikan kedudukan terminal masukan penguat kendalian (Op-Amp)? Kenapakah ini berlaku?.

13.

Nyatakan secara ringkas setiap pin dalam pemasa 555.

14.

Apakah yang dimaksudkan dengan kitaran kerja pemasa.

15.

Bandingkan ciri-ciri unggul dengan ciri sebenar penguat kendalian.

16.

Huraikan dengan lengkap apakah yang di maksudkan dengan Bumi Maya?.

17.

Lukiskan rajah blok penjanaan masa tunda pemasa 555.

18.

Nyatakan 5 ciri-ciri unggul dan ciri-ciri sebenar penguat kendalian?

19.

Nyatakan 4 kegunaan penguat kendalian ?

20.

Takrifkan yang berikut:

Bab 4 Penguat Kendalian

2008

a. Gandaan mod sepunya b. Arus “offset” 21.

Berikan keadaan maksima mutlak beserta dengan contohnya?

22.

Tunjukkan voltan kapasitor dan voltan keluaran dalam kendalian astabil.

23.

Pemasa 555 dibawah disambungkan dalam mod astabil dan beserta nilai yang diberi, kirakan : a) Tempoh tinggi b) Tempoh rendah c) Frekuensi d) Kitaran kerja . Diberi Ra=6.8K, Rb=3.3K Ci=C2=0.1uF