JOBSHEET Untuk Mahasiswa
Rangkaian Filter Aktif (Band Stop Filter)
Untuk Mata Kuliah Praktikum Instrumentasi Industri (EKA!") Su# Pokok Bahasan Filter Aktif
$isusun oleh% Mohammad Mu&akki ('!!*"++) ('!!*"++)
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS FAKULTAS TEKNIK TE KNIK UNIVERSITAS NEGERI MALANG Nove!e" #$%#
I&
Tu'uan
a,
Mahasis-a dapat mengetahui pengertian. prinsip ker/a. dan karakteristik Band Stop Filter,
#, Mahasis-a dapat meran0ang. merakit dan mengu/i rangkaian Band Stop Filter dengan #enar, 0,
Mahasis-a dapat menganalisa dan mem#uat kesimpulan dari hasil praktikum rangkaian Band Stop Filter dengan #enar,
II&
(asa" Teo"i Fi)te" akti*
Filter adalah suatu sistem 1ang dapat memisahkan sin1al #erdasarkan frekuensin1a2 ada frekuensi 1ang diterima. dalam hal ini di#iarkan le-at2 dan ada pula frekuensi 1ang ditolak. dalam hal ini se0ara praktis dilemahkan, 3u#ungan keluaran4 masukan suatu filter din1atakan dengan fungsi alih (transfer fun0tion)% fungsi alih
kuantitas output =
kuantitas input
=
5
Ma+nitu,e -ni)ai !esa". ,a"i *un+si a)ih ,in/atakan ,en+an 0T01 ,en+an satuan ,a)a ,esi!e) -,B.&
Filter dapat diklasifikasikan menurut fungsi 1ang ditampilkan. dalam term /angkauan frekuensi. 1aitu pass#and dan stop#and, $alam pass #and 1ang ideal. magnitude4n1a adalah ' (6 dB). sementara pada stop #and. magnitude4n1a adalah nol (6 4 ∞ dB), Berdasarkan hal ini filter dapat di#agi men/adi !% ', Filter lolos #a-ah (lo- pass filter). pass #and #era-al dari ω 6 7πf 6 radian8detik sampai dengan ω 6 ω radian8detik. dimana ω adalah frekuensi 0ut4off, 7, Filter lolos atas (high pass filter). #erke#alikan dengan filter lolos #a-ah. stop #and #era-al dari
ω
6 radian8detik sampai dengan
ω
6
ω
radian8detik. dimana
ω
radian8detik sampai
ω7
adalah frekuensi 0ut4off, , Filter lolos pita (#and pass filter). frekuensi dari
ω'
radian8detik adalah dile-atkan. sementara frekuensi lain ditolak, !, Filter stop #and. #erke#alikan dengan filter lolos pita. frekuensi dari
ω'
radian8detik
sampai ω7 radian8detik adalah ditolak. sementara frekuensi lain diteruskan,
Berikut ini gam#aran karakteristik filter 1ang ideal dalam grafik magnitude terhadap frekuensi (dalam radian8detik), Meskipun filter 1ang ideal ini tidak pernah ada. tetapi dapat memudahkan kita memahami karakter filter,
:5:
:5:
dB
dB
pass
pass stop
stop
filter lolos #a-ah ideal
filter lolos atas ideal
:5:
:5:
dB
dB
pass
pass stop
stop
'7 lolos pita ideal filter
'7 #andstop ideal filter
;am#ar,' karakteristik filter 1ang ideal
Karakter filter 1ang se#enarn1a tidaklah sama dengan karakter filter 1ang ideal, $alam filter 1ang se#enarn1a. frekuensi 0ut4off mempun1ai magnitude 4 dB, Pada filter 1ang se#enarn1a terdapat apa 1ang dise#ut pita transisi ( transititon kemiringann1a din1atakan dalam dB8okta< atau dB8dekade, :5:
:5: 9o- pass
3igh pass
dB
4 B
ω
ω
5ransisi
:5:
ω ω
:5: Band pass
ω'
Band stop
ω7
ω
ω'
ω7
ω
;am#ar,7 Karakteristik Filter =ang Se#enarn1a
band ).
1ang
Ban, Sto2 Fi)te"
Band re/e0t filter atau dise#ut /uga se#agai #and stop filter adalah rangkaian elektronika 1ang #erfungsi untuk menahan sin1al dengan range frekuensi diatas frekuensi #atas #a-ah (f9) atau frekuensi 0utoff lo- pass filter dan di#a-ah range frekuensi #atas atas (f3) atau frekuensi 0utoff high pas filter, $an akan mele-atkan sin1al dengan range frekuensi diluar range frekuensi #atas #a-ah (f9) atau frekuensi 0utoff lo- pas flter dan frekuensi #atas atas (f3) atau frekuensi 0utoff high pass filter, Band stop filter tersusun dari lo- pass filter 1ang diparalel dengan high pass filter. kemudian output dari kedua rangkaian masuk ke rangkaian summing,
;am#ar , $iagram Blok Rangkaian Band Stop Filter
Band re/e0t filter atau #and stop filter aktif di#agi dalam 7 kategori se#agai #erikut % Jenis Ban, Re'e3t Fi)te" Akti* •
Band re/e0t filter #idang le#ar
•
Band re/e0t filter #idang sempit
Band Re/e0t Filter (BRF) Bidang 9e#ar BRF #idang le#ar adalah terdiri dari rangkaian 3PF dan 9PF 1ang dimasukkan ke rangkaian pen/umlah, Sedang BRF #idang sempit adalah terkenal dengan rangkaian >ot0h Filter 1aitu menolak frekuensi tertentu, Respons ?utput Band Re/e0t Filter Bidang 9e#ar Untuk menentukan nilai frekuensi #atas atas (f3) dan frekuensi #atas #a-ah (f9) dapat menggunakan rumus4rumus untuk rangkaian 9PF dan 3PF serta rangkaian pen/umlah #erlaku untuk menentukan nilai nilai komponen atau elemen pasif 1ang digunakan untuk rangkaian #and re/e0t f ilter #idang le#ar ini,
Keterangan% f c1 6 frekuensi 0utoff lo- pass filter f c2 6 frekuensi 0utoff high pass filter
;am#ar !, Rangkaian Band Stop Filter
III&
A)at ,an Bahan
',
Pro/e0t #oard dan po-er suplp1
7,
?s0iloskop
,
;enerator Sin1al
!,
Pro#e
,
A
*,
'k(). K' (7). 'K (7). 'K. 7 K. ' nf(). 7"nf
IV&
Lan+kah 4e"3o!aan
a,
Siapkan alat dan komponen 1ang diperlukan,
#, 3idupkan dan kali#rasi generator sin1al dan os0iloskop 1ang akan digunakan 0,
Rangkai komponen4komponen pada pro/e0t#oard sesuai dengan gam#ar per0o#aan,,
d, Sam#ungkan rangkaian 1ang telah selesai dirangkai dengan sum#er tegangan (po-er suppl1), e,
Sam#ungkan input rangkaian ke generator sin1al
f,
Sam#ungkan pin input pada 0hannel ' os0iloskop dan pin output pada 0hannel 7 os0iloskop,
g, Atur frekuensi keluaran dari generator sin1al sesuai dengan ta#el per0o#aan, h, @atat dan gam#ar sin1al input dan sin1al output pada ta#el per0o#aan, i,
9akukan pengamatan pada la1ar os0iloskop terhadap setiap peru#ahan frekuensi dari generator sin1al,
/,
@atat hasil 1ang didapat sesuai dengan ta#el per0o#aan,
k, Buat kesimpulan dari hasil praktikum,
V& Ha)5ha) /an+ 2e")u ,i2e"hatikan saat 2"aktiku -K6. ', Periksa kondisi alat dan #ahan se#elum digunakan praktikum, 7, Kondisi tangan se#elum praktikum harus dalam kondisi kering , Po-er suppl1 1ang digunakan adalah simetri. 1aitu terdapat @@ (). $$ (4). dan
ground. /angan sampai antara @@ () dan $$ (4) tersam#ung. tanpa adan1a komponen lain se#agai #e#an, !, Pin " pada I@ 9M"!' han1a #oleh tersam#ung pada @@ (). sedangkan pin ! pada I@ 9M"!' han1a #oleh tersam#ung pada $$ (4),
VI&
4e"3o!aan
$alam per0o#aan ini. rangkaian #and pass filter 1ang akan digunakan dalam praktek adalah #and stop filter orde47. 1aitu tersusun dari rangkaian high pass filter orde47 dan lo- pass filter orde47, 5erdapat 7 rangkaian 1ang akan dipraktekan. 1aitu #and stop filter A dan #and stop filter B,
Ran+kaian 2e"3o!aan !an, sto2 *i)te" -A.
;am#ar , Rangkaian Band Stop Filter ?rde47 (A) keterangan% R' 6 'K
R 6 'K
@' 6 'nF
R7 6 K'
R* 6 'K
@7 6 'nF
R 6 'K
R" 6 K'
@ 6 7"nF
R! 6 'K
Ran+kaian 2e"3o!aan !an, sto2 *i)te" -B.
@! 6 'nF
;am#ar *, Rangkaian Band Stop Filter ?rde47 (B) keterangan% R' 6 7K
R 6 'K
@' 6 'nF
R7 6 'K
R* 6 'K
@7 6 'nF
R 6 'K
R" 6 K'
@ 6 'nF
R! 6 'K
VII&
Hasi) 4e"3o!aan
@! 6 'nF
5a#el,' 3asil per0o#aan praktikum Band Stop Filter
>o
Frekuensi
BSF
', '3&
;am#ar Sin1al ?utput
;am#ar Sin1al Input 58$i< 6 7 ms
58$i< 6 7 ms
8$i< 6 '
8$i< 6 7
58$i< 6 7 ms
58$i< 6 7 ms
8$i< 6'
8$i< 6 7
A
B
>o
Frekuensi
7,
73&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 ' ms
58$i< 6 ' ms
8$i< 6 '
8$i< 6 7
58$i< 6 ' ms
58$i< 6 ' ms
8$i< 6 '
8$i< 6 7
A
B
>o
Frekuensi
,
3&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 '
8$i< 6 '
58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 '
8$i< 6 7
A
B
>o
Frekuensi BSF
!,
"3&
A
;am#ar Sin1al ?utput
;am#ar Sin1al Input 58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 '
8$i< 6 '
58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 '
8$i< 6 7
B
>o
Frekuensi
,
'K3&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 '
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 7
A
B
>o
Frekuensi
*, '.7K3&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 '
A
58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 7
8$i< 6 '
B
>o
Frekuensi
",
'.K3&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 7
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 '
A
B
>o
Frekuensi
C,
'."K3&
BSF
A
;am#ar Sin1al ?utput
;am#ar Sin1al Input 58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 7
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 '
B
>o
Frekuensi
+,
7K3&
BSF
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 , ms
58$i< 6 , ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 7
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,
8$i< 6 '
A
B
>o
Frekuensi
BSF
',
7.K3&
A
;am#ar Sin1al Input
;am#ar Sin1al ?utput
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms
8$i< 6 ,'
8$i< 6 '
58$i< 6 ,7 ms
58$i< 6 ,7 ms 8$i< 6 '
8$i< 6 ,7
B
VIII&
Soa) Latihan ', 3itung frekuensi 0utoff dari rangkaian #and stop filter 1ang se#elumn1a sudah
dipraktikanD a)
keterangan% R' 6 'K
R 6 'K
@' 6 'nF
R7 6 K'
R* 6 'K
@7 6 'nF
R 6 'K
R" 6 K'
@ 6 7"nF
R! 6 'K
@! 6 'nF
#)
keterangan% R' 6 7K
R 6 'K
@' 6 'nF
R7 6 'K
R* 6 'K
@7 6 'nF
R 6 'K
R" 6 K'
@ 6 'nF
R! 6 'K
@! 6 'nF
7, hitung frekuensi 0utoff dari rangkaian di#a-ahD
, Se#utkan 0iri40iri dan karakteristik dari rangkaian Band Stop Filter 1ang anda ketahui dari per0o#aan ini
