Yuningsih Vebhy Selvania: Laporan Akhir HPF 40dB

[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 C1 sebesar 100 nanoFarad dan mengalir menuju C2 sebesar 100 nanoFarad yang paralel dengan R3 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 79,62 Hz pada frekuensi, sehingga db akan dapat dilihat pada tabel grafik frekuensi. Filter orde dua ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan 40 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 40 dB per dekade, atau HPF 40dB, 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 HPF 40dB, mari kita lihat skema rangkaian dasarnya. HPF 40dB 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, HPF 40dB 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.

HPF 40dB 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.

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

Pada saat w = wc maka 0 ACL = 0,707< 90

Berikut tabel besarnya ACL terhadap nilai w pada HPF 40dB:

3. Video Percobaan [Kembali]

4. Analisa [Kembali]

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

Jawab:

Perbedaan antara HPF +20 dan +40 terletak pada Frekuensi cutoff nya dan jumlah komponennya yang mana frekuensi cuttoff nya semakin kecil dan komponennya juga lebih banyak.

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 40dB 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 peningkaan 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 . Dan puncak gelombang channel 2 (Vpp) semakin meningkat apabila frekuensi dinaikkan. Sehingga semakin besar frekuensi inputnya maka puncak gelombang (Vpp) channel 2 akan semakin tinggi.