Yuningsih Vebhy Selvania: Laporan Akhir HPF 20dB

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Video Penjelasan

6. Download File

1. Jurnal [Kembali]

2. Prinsip Kerja [Kembali]

Prinsip kerja:

Arus akan mengalir menuju C4 sebesar 100 nanoFarad yang paralel dengan R6 sebesar 10k dan menuju ke kaki non inverting op amp. Untuk mencari frekuensi, f= 1/2phiRC. sebelumnya kita mencari WC = 1/RC dan didapatkan hasil sekitar 159,24 Hz pada frekuensi, sehingga db akan dapat dilihat pada tabel grafik frekuensi. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan 20 dB/dekade atau 6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R1C1). Hasil dari rumus ini mendapatkan frekuensi dan dapat dilihat dB pada tabel grafik frekuensi respon, gelombang high pass filter dapat dilihat pada osiloskop.

High Pass Filter (HPF) dengan tingkat redaman 20 dB per dekade adalah jenis filter elektronik yang berfungsi untuk mengizinkan sinyal dengan frekuensi tinggi melewati filter, sementara menghambat sinyal dengan frekuensi rendah. Prinsip kerja HPF 20dB didasarkan pada karakteristik pemadaman sinyal frekuensi rendah secara proporsional dengan peningkatan frekuensi di bawah frekuensi cutoff (fc) yang telah ditentukan.

Skema rangkaian HPF20dB melibatkan komponen dasar, yaitu resistor (R) dan kapasitor (C), yang digunakan untuk mengimplementasikan filter ini. Rangkaian ini disusun sedemikian rupa sehingga sinyal input (Vin) dihubungkan ke resistor dan kapasitor secara seri, dan sinyal output (Vout) diambil dari simpul antara kedua komponen ini. Ketika frekuensi input lebih rendah daripada fc, kapasitor berperan sebagai hambatan yang signifikan dan menyebabkan tegangan output (Vout) mendekati nol.

Namun, saat frekuensi input melebihi fc, kapasitor mulai berperilaku sebagai konduktor yang lebih baik, memungkinkan sinyal frekuensi tinggi melewati dan menciptakan peningkatan amplitudo pada Vout. Dengan kata lain, HPF20dB mengizinkan komponen frekuensi tinggi dari sinyal melewati filter tanpa banyak perubahan, sedangkan menghambat komponen frekuensi rendah dengan tingkat redaman sebesar 20 dB per dekade. Prinsip ini penting dalam berbagai aplikasi, seperti pemrosesan audio dan pemfilteran sinyal sensor, di mana perlu menghilangkan komponen frekuensi rendah yang tidak diinginkan dari sinyal input untuk memperoleh sinyal bersih dengan komponen frekuensi tinggi yang relevan. Dengan skema rangkaian yang tepat, HPF20dB dapat disesuaikan dengan berbagai frekuensi cutoff untuk memenuhi kebutuhan aplikasi khusus.

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:

Berikut tabel besarnya ACL terhadap w pada HPF 20dB:

3. Video Percobaan [Kembali]

4. Analisa [Kembali]

Analisa prinsip kerja dari HPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut off, dan gelombang hasil percobaan.

Jawab:

Dari data gambar gelombang osiloskop yang kita ambil, jika frekuensi sinyal mendekati frekuensi cut-off maka gambar sinyalnya akan curam (landai). Sebaiknya jika frekuensi sinyal menjauhi frekuensi cut-off maka gambar sinyalnya akan hamoir mirip (menyerupai)

Berikut adalah analisis prinsip kerja HPF 20dB berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cutoff, dan gelombang hasil percobaan:

1. Tegangan Input (Vin)

Tegangan Input berasal dari Signal Generator yang memiliki frekuensi yang bervariasi sesuai dengan kebutuhan pengguna . Sinyal Frekuensi ini nanti nya yang akan diproses oleh rangkaian HPF yang apabila frekuensi nya kecil nya maka besar hambatan kapasitor akan lebih besar sehingga arus akan diredam oleh kapasitor sehingga tidak sampai ke output (Vout) . Apabila frekuensi nya besar dari frekuensi cut-off nya maka besar hambatan kapasitor akan lebih kecil sehingga arus akan mengalir arus akan mengalir ke op-amp dan diproses sampai ke output (Vout).

2. Tegangan output (Vout)

Tegangan Output merupakan sinyal keluaran yang telah melalui proses filtrasi frekuensi sehingga frekuensi sumber yang lebih kecil dari frekuensi cutoff telah diredam . Hasilnya Vout memiliki frekuensi yang tinggi

3. Frekuensi Cut off (fc)

Frekuensi cutoff merupakan frekuensi batas yang dimana apabila frekuensi sinyal input berada dibawah cutoff akan diredam sedangkan yang diatas cutoff dilewatkan . Pada titik cutoff tersebutlah sinyal akan mengalami peningkatan amplitudo sinyal secara perlahan .
Rumus = fc = 1/2πRC

4. Gelombang Hasil

Dari praktikum yang telah dilaksanakan didapatkan gelombang dari channel 1(Vin) dan channel 2(Vout) mengalami perubahan bentuk yang signifikan . Hal ini diakibatkan oleh HPF memotong frekuensi sinyal yang berada dibawah cutoffnya, akibatnya puncak gelombang channel 2 (Vpp) semakin meningkat. Sehingga semakin besar frekuensi inputnya maka puncak gelombang channel 2 akan semakin tinggi.
Frekuensi Input < frekuensi cutoff: Pada frekuensi ini, HPF akan memblokir sebagian besar sinyal, sehingga Vout akan mendekati nol atau memiliki amplitudo yang sangat rendah.
Frekuensi Input > frekuensi cutoff: Pada frekuensi ini, HPF akan melewatkan sebagian besar sinyal, dan Vout akan hampir sama dengan Vin, terutama pada frekuensi yang jauh di atas frekuensi cutoff.