Filter

Modul 4




MODUL 4

FILTER


1. Pendahuluan[Kembali]

Rangkaian filter adalah komponen penting dalam teknik elektronika yang berfungsi untuk memproses sinyal dengan memilih atau memblokir frekuensi tertentu. Filter digunakan untuk memisahkan, memperhalus, atau memodifikasi sinyal berdasarkan frekuensi, sehingga sinyal yang diinginkan dapat diteruskan, sementara sinyal yang tidak diinginkan dihilangkan atau dikurangi.

Terdapat berbagai jenis filter yang umum digunakan, seperti Low Pass Filter (LPF) yang memungkinkan frekuensi rendah untuk lolos dan menahan frekuensi tinggi, High Pass Filter (HPF) yang melakukan hal sebaliknya, Band Pass Filter (BPF) yang hanya meneruskan frekuensi dalam rentang tertentu, serta Band Stop Filter (BSF) yang memblokir frekuensi dalam rentang tertentu.

Filter dapat dirancang dalam bentuk analog atau digital, tergantung pada aplikasinya. Dalam sistem analog, filter biasanya dibuat menggunakan komponen pasif seperti resistor, kapasitor, dan induktor, atau komponen aktif seperti op-amp. Dalam sistem digital, filter dibangun menggunakan algoritma pemrosesan sinyal digital (DSP).

2. Tujuan[Kembali]

1. Mengetahui prinsip kerja LPF (Low Pass Filter)
2. Mengetahui prinsip kerja HPF (High Pass Filter)
3. Mengetahui prinsip kerja Mutual Inductance

3. Alat dan Bahan[Kembali]

A. Alat


        1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2


Merupakan module percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

         2. Function Generator 

Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang sawtooth, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

         3. Osiloskop

Oscilloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

 
           4. Jumper 

Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

        5. Multimeter

Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

     B.Bahan

             1.Resistor


Merupakan komponen yang berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian elektronika.  


            2.Op-Amp

Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian. 


4. Dasar Teori[Kembali]

Rangkaian filter adalah suatu rangkaian listrik yang berfumgsi untuk melewatkan sinyal listrik dengan rentang frekuensi tertentu. Apabila terdapat sinyal listrik yang tidak sesuai dengan frekuensi yang diinginkan maka sinyal listrik tersebut tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu. Rangkaian filter dapat dikelompokkan menjadi filter pasif dan filter aktif, tergantung dari komponen yang digunakan. Apabila menggunakan komponen aktif, seperti transistor dan dioda maka dinamakan filter aktif. Sementara jika menggunakan komponen pasif seperti induktor, resistor, dan kapasitor maka dinamakan filter pasif. 

Berdasarkan respon frekuensi, rangkaian filter dapat dikelompokkan menjadi: 

1. LPF (Low Pass Filter)

Low pass filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatasfrekuensi tersebut (frekuensi cut off) maka sinyal akan diredam. Low pass filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan,sedangkan frekuensi di atasfrekuensi cut-off akan mendapatkanredaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.


              Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam 
     persamaan matematik sebagai berikut.




                        Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat                        diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.



              2. HPF (High Pass Filter) 
                      High pass filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut off                            sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut off diredam. Jenis filter ini memberikan                            redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan                frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih                      sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini. 

              Frekuensi cut-off (fc) rangkaian high pass filter adalah:


5. Video Simulasi[Kembali]
 







di Tidak ada komentar:

HPF 40dB



1. Foto Hardware [Kembali]

  • A. Alat


            1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2


    Merupakan module percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

             2. Function Generator 

    Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang sawtooth, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

             3. Osiloskop

    Oscilloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

     
               4. Jumper 

    Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

            5. Multimeter

    Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

         B.Bahan

                 1.Resistor


    Merupakan komponen yang berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian elektronika.  


                2.Op-Amp

    Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian. 





2. Prosedur Percobaan[Kembali]

a. Carilah rangkaian HPF 40dB di dalam module RS-A04 Operational Amplifier 2.
b. Hubungkan catu daya modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
c. Hubungkan function generator ke modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
d. Hubungkan probe pertama osiloskop ke V1 dan probe kedua pada Vo.
e. Atur frekuensi sesuai dengan jurnal 100Hz-1kHz.
f. Perhatikan gambar sinyal pada osiloskop.
g. Ukur tegangan input dan output menggunakan multimeter.
h. Catat hasil praktikum ke jurnal yang telah disediakan.

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]


 


High Pass Filter (HPF) dengan tingkat redaman 40 dB per dekade, atau HPF40dB, adalah sebuah komponen kunci dalam dunia elektronika dan pengolahan sinyal. Prinsip kerjanya didasarkan pada penghambatan sinyal dengan frekuensi rendah, memungkinkan hanya komponen frekuensi tinggi dari sinyal input untuk melewati filter dengan sedikit atau tanpa perubahan yang signifikan. HPF40dB memiliki frekuensi cutoff (fc) yang menentukan batas antara sinyal yang diizinkan dan yang diblokir. Di atas fc, tegangan output (Vout) hampir identik dengan sinyal input (Vin), sementara di bawah fc, Vout akan mengalami penurunan tajam seiring dengan penurunan frekuensi.




 Untuk lebih memahami prinsip kerja HPF40dB, mari kita lihat skema rangkaian dasarnya. HPF40dB dapat direalisasikan dengan menggabungkan resistor (R) dan kapasitor (C) dalam suatu rangkaian. Rangkaian ini memiliki sumber tegangan Vin sebagai input dan Vout sebagai output. Ketika frekuensi input (Vin) lebih tinggi daripada fc, kapasitor pada rangkaian akan mengizinkan aliran arus yang lebih besar, sehingga hampir semua tegangan input akan muncul di Vout, menghasilkan sedikit atau tanpa perubahan. Ini karena impedansi kapasitor menurun dengan peningkatan frekuensi.





 Namun, ketika frekuensi input (Vin) lebih rendah daripada fc, impedansi kapasitor akan meningkat, dan sebagian besar tegangan akan jatuh pada resistor. Ini mengakibatkan penurunan tajam dalam tegangan output (Vout). Dengan adanya resistor, HPF40dB memberikan redaman sebanyak 40 dB per dekade di bawah fc, yang berarti sinyal input dengan frekuensi yang lebih rendah akan dihambat dengan kuat. Inilah mengapa filter ini disebut sebagai High Pass Filter, karena mengizinkan komponen frekuensi tinggi untuk melewati dan menghambat komponen frekuensi rendah.



 HPF40dB memiliki berbagai aplikasi dalam pemrosesan sinyal, seperti pemfilteran sinyal audio untuk menghilangkan komponen frekuensi rendah yang tidak diinginkan atau dalam pengolahan data sensor untuk fokus pada perubahan cepat dalam sinyal. Filter ini memainkan peran penting dalam menjaga kejernihan dan integritas sinyal dalam berbagai sistem elektronik dan komunikasi modern.

berikut tabel besarnya acl terhadap nilai w pada hpf 40db




 

4. Kondisi[Kembali]

Pada Dioda Zener untuk Mencari Tegangan Dioda dan Arus dioda pada Hambatan 4,8,12 ohm

5. Video Demo[Kembali]





 


6. Download File[Kembali]




di Tidak ada komentar:

HPF 20dB



1. Foto Hardware [Kembali]

  • A. Alat


            1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2


    Merupakan module percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

             2. Function Generator 

    Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang sawtooth, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

             3. Osiloskop

    Oscilloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

     
               4. Jumper 

    Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

            5. Multimeter

    Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

         B.Bahan

                 1.Resistor


    Merupakan komponen yang berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian elektronika.  


                2.Op-Amp

    Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian. 




2. Prosedur Percobaan[Kembali]

a. Carilah rangkaian HPF 20dB di dalam module RS-A04 Operational Amplifier 2.
b. Hubungkan catu daya modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
c. Hubungkan function generator ke modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
d. Hubungkan probe pertama osiloskop ke V1 dan probe kedua pada Vo.
e. Atur frekuensi sesuai dengan jurnal 200Hz-1kHz.
f. Perhatikan gambar sinyal pada osiloskop.
g. Ukur tegangan input dan output menggunakan multimeter.
h. Catat hasil praktikum ke jurnal yang telah disediakan.

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]


 


Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diserikan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi diatas frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya dibawah frekuensi cut-off akan diredam atau dilemahkan. Pelemahan terjadi karena reaktansi XC akan semakin besar apabila frekuensi semakin kecil seperti hubungan berikut.




Apabila sinyal input semakin diperbesar frekuensi-nya maka tegangan di titik A dari gambar rangkaian HPF +20 dB/dec akan semakin besar atau mendekati besarnya Vi (ACL ≈ 1).Pada rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL –nya sama dengan satu ( ACL » 1, butterworth filter). Dengan tegangan input Vi maka tegangan di titik A adalah:




 



4. Kondisi[Kembali]

Pada Dioda Zener untuk Mencari Tegangan Dioda dan Arus dioda pada Hambatan 4,8,12 ohm

5. Video Demo[Kembali]





 


6. Download File[Kembali]



  •  



di Tidak ada komentar:

LPF -40dB



1. Foto Hardware [Kembali]

  • A. Alat


            1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2


    Merupakan module percobaan yang terdiri atas jenis-jenis rangkaian elektronika yang akan dicoba dalam praktikum.

             2. Function Generator 

    Function generator adalah alat elektronik yang digunakan untuk menghasilkan berbagai bentuk sinyal output, seperti gelombang sinus, gelombang persegi, gelombang segitiga, gelombang sawtooth, dan berbagai bentuk gelombang lainnya. Perangkat ini memungkinkan pengguna untuk mengontrol berbagai parameter sinyal, seperti frekuensi, amplitudo, fase, dan bentuk gelombangnya. 

             3. Osiloskop

    Oscilloskop adalah alat pengukur yang digunakan untuk mengukur, merekam, dan menampilkan sinyal listrik dalam bentuk grafik yang disebut osilogram atau osiloskopogram. Grafik ini menggambarkan bagaimana tegangan berubah seiring waktu. Osiloskop memungkinkan pengguna untuk memahami karakteristik sinyal, seperti amplitudo, frekuensi, periode, dan bentuk gelombang

     
               4. Jumper 

    Kabel jumper berfungsi untuk menghubungkan satu komponen dengan komponen lainnya dalam rangkaian elektronika. 

            5. Multimeter

    Multimeter berfungsi untuk mengukur besaran listrik, seperti kuar arus litsrik, tegangan dan juga hambatan listrik. Pada percobaan ini, multimeter digunakan untuk mengukur tegangan pada rangkaian elektronika.

         B.Bahan

                 1.Resistor


    Merupakan komponen yang berfungsi sebagai hambatan dalam rangkaian elektronika.  


                2.Op-Amp

    Berfungsi sebagai penguat tegangan input yang diberikan pada suatu rangkaian. 





2. Prosedur Percobaan[Kembali]

a. Carilah rangkaian LPF -40dB di dalam module RS-A04 Operational Amplifier 2.
b. Hubungkan catu daya modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
c. Hubungkan function generator ke modul RS-A04 Operational Amplifier 2.
d. Hubungkan probe pertama osiloskop ke V1 dan probe kedua pada Vo.
e. Atur frekuensi sesuai dengan jurnal 200Hz-1kHz.
f. Perhatikan gambar sinyal pada osiloskop.
g. Ukur tegangan input dan output menggunakan multimeter.
h. Catat hasil praktikum ke jurnal yang telah disediakan.

3. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja[Kembali]


 



    Untuk menurunkan rumus ACL –nya maka tentukan dahulu tegangan di titik

A dan tegangan di titik B.
Dimana ACL dibuat menjadi
dan nilai a dibuat menjadi sama dengan satu.
Langkah pertama, misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga
    Vo = VB.
Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:

    I3 = I4




Jadi, untuk membuat grafik ACL vs w, lakukan substitusi rumus wc pada
rumus ACL menjadi seperti berikut;

Variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 4.
Adapun sket hasil tabel 2 adalah hampir menyamai hasil bode plot simulasi
gambar 222.
Adapun langkah-langkah perancangan LPF -40dB/dec adalah seperti
berikut :

 


4. Kondisi[Kembali]

Pada Dioda Zener untuk Mencari Tegangan Dioda dan Arus dioda pada Hambatan 4,8,12 ohm

5. Video Demo[Kembali]





 


6. Download File[Kembali]




  •  



di Tidak ada komentar:
Langganan: Komentar (Atom)

Rangkaian Simulasi & Prinsip Kerja

  Rangkaian Simulasi & Prinsip Kerja 1. Sensor Suhu (LM35) LM35 menghasilkan tegangan keluaran sebanding dengan suhu (10 mV per °C)....

  • Parkir Otomatis
    [menuju akhir] [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Per...
  • Gerbang Logika
    Modul 1 [KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Tujuan 2. Alat dan Bahan 3. Dasar Teori 4. Percobaan Percobaan ... ...