Yuningsih Vebhy Selvania: Laporan Akhir LPF -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 input masuk ke R1 sebesar 10k yang paralel dengan kapasitor sebesar 100 nanoFarad. Untuk mencari frekuensi, f= 1/2phiRC. Sebelumnya kita mencari WC = 1/RC sehingga didapatkan fc (frekuensi cut-off)nya sebesar 159,24 Hz. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R2C1). Hasil dari rumus ini mendapatkan frekuensi dan dapat dilihat dB pada tabel grafik frekuensi respon, gelombang low pass filter dapat dilihat pada osiloskop.

Low Pass RC Filter dibuat menggunakan dua jenis komponen pasif, yaitu resistor dan kapasitor. Kedua komponen ini menghalangi sinyal frekuensi tinggi, sehingga tak bisa melewati filter. Sedangkan sinyal frekuensi rendah dibiarkan berlalu.

LPF -20dB adalah sebuah Low Pass Filter (LPF) dengan tingkat redaman sebanyak 20 dB per dekade atau 20 dB per oktav. Ini berarti filter ini memiliki karakteristik yang memungkinkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah melewati filter tanpa banyak perubahan, sementara menghambat sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi.

Rangkaian low pass RC filter dibuat dengan menggabungkan dua rangkaian, yaitu seri dan paralel. Resistor dipasang seri dengan arah sinyal listrik yang masuk (input). Sedangkan kapasitor posisinya tegak lurus dengan frekuensi input atau dipasang secara paralel untuk menghalau sinyal frekuensi tinggi.Kapasitor mempunyai resistansi yang akan menjadi sangat tinggi ketika dilalui oleh sinyal listrik yang frekuensinya rendah. Oleh sebab itu, sinyal tersebut diblokir dan tidak dapat melewati kapasitor dan membuat sinyal ini langsung keluar dari rangkaian begitu sudah melewati resistor.

Sebaliknya, resistansi pada kapasitor akan menjadi sangat rendah ketika ada sinyal listrik frekuensi tinggi yang masuk. Sehingga sinyal tersebut dapat melewati kapasitor dengan mudah. Hasilnya, sinyal dengan frekuensi rendah dan tinggi tidak akan melalui jalur yang sama.

Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka kapasitansi kapasitor semakin kecil dan sesuai dengan rumus kapasitor terhadap frekuensi seperti berikut.

Rangkaian gambar 219 pada dasarnya adalah 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:

Misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga Vo = VA Jadi

Adapun langkah-langkah perancangan LPF -20dB/dec adalah seperti berikut :

Berikut tabel besarnya ACL terhadap nilai w pada LPF -20dB:

3. Video Percobaan [Kembali]

4. Analisa [Kembali]

Analisa prinsip kerja dari LPF 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 hampir mirip (menyerupai). Sebaiknya jika frekuensi sinyal menjauhi frekuensi cut-off maka gambar sinyalnya akan curam (landai)

Selama percobaan, kita dapat mengamati bagaimana filter ini mempengaruhi sinyal input dengan frekuensi yang berbeda dan bagaimana responsnya terhadap frekuensi cutoff yang telah ditetapkan.

Berikut adalah analisis prinsip kerja LPF -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 LPF yang apabila frekuensi nya kecil maka besar hambatan kapasitor akan lebih besar sehingga arus akan mengalir ke op-amp dan diproses sampai ke output (Vout) . Apabila frekuensi nya besar dari frekuensi cut-off nya maka besar hambatan kapasitor akan lebih kecil sehingga arus akan mengalir kearah kapsitor lalu ke ground .

2. Tegangan output (Vout)

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

3. Frekuensi Cut off (fc)

Frekuensi cutoff merupakan frekuensi batas yang dimana apabila frekuensi sinyal input berada diatas cutoff akan diredam sedangkan yang dibawah cutoff dilewatkan . Pada titik cutoff tersebutlah sinyal akan mengalami pengurangan 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 LPF memotong frekuensi sinyal yang berada diatas cutoffnya, akibatnya puncak gelombang channel 2 (Vpp) semakin menurun. Sehingga semakin besar frekuensi inputnya maka puncak gelombang channel 2 akan semakin rendah.