KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT kami ucapkan karena kami dapat menyelesaikan tugas Laporan Praktikum Elektronika Telekomunikasi ini dengan baik. Laporan ini berisi tentang prinsip dasar, karakteristik dan cara kerja dari Filter Pasif dan Aktif. Untuk itulah penulis membuat laporan ini guna mempelajari prisip kerja dan karakteristiknya. Tak lupa kami mengucapkan terima kasih kepada pihak - pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan makalah ini, antara lain : 1. Bpk. M. Taufik selaku Dosen Praktikum Elektronika Telekomunikasi. 2. Ayah dan Ibu tercinta yang telah memberikan dukungan dan bantuan kepada putra - putrinya baik secara moriil maupun materiil. 3. Dosen Pembimbing serta seluruh staff karyawan Politeknik Negeri Malang. 4. Teman – teman serta pihak lain yang telah membantu kami dalam menyelesaikan laporan ini.
Dalam penyusunan laporan ini pasti terdapat beberapa kekurangan dan kesalahan, oleh karena itu kritik dan saran yang konstruktif sangat kami harapkan.
Penulis
1
DAFTAR ISI Kata Pengantar …………………………………………………………………..
1
Daftar Isi ………………………………………………………….......................
2
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN 1.1. Tujuan …………………………………………….....................
3
1.2. Teori Dasar ……………………………………………….........
3
PEMBAHASAN 2.1. Alat dan Bahan Yang Digunakan
BAB III
BAB IV
6
......………..…………….......
6
................................................................
7
2.2. Gambar Rangkaian Percobaan 2.3. Prosedur Percobaan
......………..…………….
HASIL PERCOBAAN 3.1. Data Hasil Percobaan …………………………………………...
9
3.2. Gambar Hasil Praktik .....................................................................
10
3.3. Analisa Data ...................................................................................
10
PENUTUP 4. Kesimpulan ........................................................................................
14
2
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Tujuan Tujuan dilaksanakannya praktikum filter aktif dan pasif ini adalah : 1. Mengetahui komponen – komponen pada filter aktif dan pasif 2. Memahami cara kerja filter aktif dan pasif 3. Mengetahui bentuk keluaran dari filter aktif dan pasif 4. Mengetahui perbedaan filter aktif dan pasif
1.2. Teori Dasar Low Pass Filter memiliki tegangan output konstan dari DC (0Hz), sampai frekuensi Cut-off ditentukan, (ƒc) titik. Titik frekuensi cut-off adalah 0,707 atau-3dB (dB =-20Log Vout / Vin) dari gain tegangan diizinkan untuk lulus. Rentang frekuensi "di bawah" ini ƒc cut-off point umumnya dikenal sebagai Band Pass sebagai sinyal input diperbolehkan untuk melewati filter. Rentang frekuensi "di atas" titik cut-off umumnya dikenal sebagai Band Stop sebagai sinyal input diblokir atau dihentikan dari melewati. Sebuah rangkaian sederhana untuk low pass filter dapat dibuat dengan menggunakan sebuah resistor tunggal di seri dengan kapasitor non-terpolarisasi tunggal (atau komponen reaktif tunggal) di sebuah sinyal input Vin, sementara output sinyal Vout diambil dari seluruh kapasitor. Frekuensi cut-off atau-3dB, dapat ditemukan dengan menggunakan rumus, ƒc = 1 / (2πRC). Sudut fase dari sinyal output pada ƒc dan-45o untuk Low Pass Filter. Keuntungan dari filter atau penyaring dalam hal ini, umumnya dinyatakan dalam Decibel dan merupakan fungsi dari nilai output dibagi dengan nilai input yang sesuai dan diberikan sebagai:
3
Aplikasi pasif Filter Low Pass berada di amplifier audio dan sistem speaker untuk mengarahkan sinyal frekuensi bass yang lebih rendah untuk speaker bass yang lebih besar atau untuk mengurangi noise frekuensi tinggi atau "mendesis" distorsi jenis. Bila digunakan seperti ini di aplikasi audio filter lolos rendah kadang disebut "high-cut", atau "cut treble" filter. Jika kita membalikkan posisi dari resistor dan kapasitor dalam rangkaian sehingga tegangan keluaran sekarang diambil dari resistor, kita akan memiliki sirkuit yang menghasilkan frekuensi output kurva respons yang sama dengan yang dari Filter High Pass, dan ini dibahas di tutorial berikutnya. Filter High Pass adalah lawan yang tepat untuk low pass filter. Filter ini memiliki tegangan output dari DC (0Hz), sampai ke titik cut-off tertentu (ƒc) frekuensi. Titik cut-off frekuensi rendah adalah 70,7% atau-3dB (dB =-20Log Vout / Vin) dari gain tegangan diizinkan untuk lulus. Rentang frekuensi "di bawah" ini pointƒc cut-off umumnya dikenal sebagai Band Berhenti sementara rentang frekuensi "di atas" titik cut-off umumnya dikenal sebagai Band Pass. Frekuensi cut-off atau-3dB titik, dapat ditemukan dengan menggunakan rumus, ƒc = 1 / (2πRC). Sudut fase dari sinyal output pada ƒc adalah +45 o. Umumnya, penyaring bernilai tinggi kurang distorsi dari pass filter setara rendah. Sebuah aplikasi yang sangat umum pass filter pasif tinggi, adalah dalam audio amplifier sebagai kapasitor coupling antara dua tahap penguat audio dan dalam sistem speaker untuk mengarahkan sinyal frekuensi tinggi untuk speaker kecil "tweeter" tipe sementara memblokir sinyal bass yang lebih rendah atau juga digunakan sebagai filter untuk mengurangi noise frekuensi rendah atau "gemuruh" distorsi jenis. Bila digunakan seperti ini di aplikasi audio pass filter tinggi kadang-kadang disebut "berpotongan rendah", atau "bass memotong" filter. Vout tegangan output tergantung pada konstanta waktu dan frekuensi dari sinyal input seperti yang terlihat sebelumnya. Dengan sinyal AC sinusoidal diterapkan pada sirkuit berperilaku sebagai filter 1st Orde lulus sederhana tinggi. Tetapi jika kita mengubah sinyal input untuk yang dari "gelombang persegi" sinyal berbentuk yang memiliki
4
masukan langkah hampir vertikal, respon rangkaian perubahan dramatis dan menghasilkan sirkuit umum dikenal sebagai Diferensiator. Sebuah Filter Pasif Band Pass digolongkan sebagai filter tipe orde kedua karena memiliki dua komponen reaktif dalam desain, kapasitor. Hal ini terdiri dari dua sirkuit tunggal RC filter yang masing-masing orde pertama filter sendiri. Jika filter lebih banyak mengalir bersama rangkaian yang dihasilkan akan dikenal sebagai filter "N-order" di mana "N" adalah nomor komponen reaktif individual dalam sirkuit, yaitu, 4-order, 10-order, dll dan lebih tinggi urutan filter yang curam akan menjadi lereng pada N kali -20dB/decade. Namun, nilai kapasitor tunggal dibuat dengan menggabungkan bersamasama dua atau lebih kapasitor individu masih satu kapasitor. Contoh kita di atas menunjukkan frekuensi output kurva respon untuk lulus "ideal" band filter dengan gain konstan dalam band pass dan mendapatkan nol di band stop. Dalam prakteknya respons frekuensi Band ini Lulus sirkuit Filter tidak akan sama dengan reaktansi input dari rangkaian high pass akan mempengaruhi respons frekuensi dari rangkaian low pass (komponen yang terhubung secara seri atau paralel) dan sebaliknya. Salah satu cara untuk mengatasi hal ini akan menyediakan beberapa bentuk isolasi listrik antara dua sirkuit filter di bawah ini. Seperti dengan filter pasif, sebuah orde pertama pass filter aktif rendah dapat diubah menjadi pass filter orde kedua rendah hanya dengan menggunakan jaringan RC tambahan di jalur input. Respons frekuensi dari filter lolos rendah orde kedua adalah identik dengan jenis orde pertama kecuali bahwa stop band roll-off akan dua kali orde pertama filter di 40dB/decade (12dB/octave). Tingkat tinggi pass filter tinggi, seperti ketiga, dst keempat, kelima, terbentuk hanya dengan cascading bersama filter pertama dan orde kedua. Sebagai contoh, filter untuk lulus ketiga tinggi dibentuk oleh cascading di seri filter urutan pertama dan kedua, keempatorder pass filter tinggi dengan cascading dua orde kedua filter bersama-sama dan sebagainya.
5
Kemudian seorang Pass Filter Aktif Tinggi dengan nomor urut bahkan akan hanya terdiri dari orde kedua filter, sedangkan nomor urut ganjil akan mulai dengan filter orde pertama di awal seperti yang ditunjukkan. Seperti kita lihat sebelumnya dalam tutorial Band Pass Filter Pasif, karakteristik utama dari Band Pass Filter atau penyaring dalam hal ini, adalah kemampuannya untuk lulus frekuensi relatif unattenuated lebih sebuah band tertentu atau penyebaran frekuensi disebut "Band Pass". Untuk lolos rendah menyaring ini band pass dimulai dari 0Hz atau DC dan terus sampai ke titik-cut off frekuensi tertentu di-3dB turun dari keuntungan band pass maksimal. Sama, untuk lulus tinggi menyaring band pass dimulai dari ini-3dB frekuensi cut-off dan terus sampai tak terhingga atau gain loop terbuka maksimum untuk sebuah filter aktif. Namun, Filter Aktif Band Pass sedikit berbeda dalam bahwa itu adalah rangkaian filter frekuensi selektif digunakan dalam sistem elektronik untuk memisahkan sinyal pada satu frekuensi tertentu, atau berbagai sinyal yang terletak dalam "band" tertentu frekuensi dari sinyal pada semua frekuensi lainnya. Ini band atau rentang frekuensi diatur antara dua frekuensi cut-off atau sudut poin dinamakan "frekuensi yang lebih rendah" (ƒL) dan "frekuensi yang lebih tinggi" (ƒH) sementara menghaluskan setiap sinyal luar dari kedua poin. Simple Band Pass Filter Aktif dapat dengan mudah dibuat dengan cascading bersama Filterwith Celah tunggal Rendah sebuah Pass Filter Tinggi tunggal seperti yang ditunjukkan. Frekuensi cut-off atau sudut lulus filter rendah (LPF) lebih tinggi dari frekuensi cut-off dari filter lolos tinggi (HPF) dan perbedaan antara frekuensi di-3dB titik akan menentukan "bandwidth" dari Band pass filter sementara pelemahan sinyal apa pun di luar titik-titik ini. Salah satu cara untuk membuat Filter Band Pass sangat sederhana Aktif adalah untuk menghubungkan pass filter pasif dasar tinggi dan rendah kita melihat sebelumnya untuk rangkaian op-amp penguatan seperti yang ditunjukkan.
6
7
8
BAB II PEMBAHASAN 2.1. Alat dan Bahan Yang Digunakan Pada percobaan Filter Aktif dan Pasif ini, alat dan bahan yang digunakan antara lain sebagai berikut : 1. Modul Passive/Active Second Order Filter
1 buah
2. Osiloskop
1 buah
3. Function Generator
1 buah
4. Power Supply
1 buah
5. Kabel banana to banana (kecil)
4 buah
6. Kabel banana to banana (besar)
3 buah
7. Kabel BNC to jepit
1 buah
8. Kabel BNC to BNC
1 buah
9. Tee BNC
1 buah
2.2. Gambar Rangkaian Percobaan
9
2.3. Prosedur Percobaan Percobaan pertama : Passive Second Order Low Pass Filter 1. Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang pertama digunakan adalah filter pasif low pass. 2. Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz. 3. Frekuensi input diubah – ubah ke angka 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz, 30kHz, 50kHz, 70kHz dan 100kHz. 4. Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.1. 5. Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.1. 6. Dari data pada tabel 1.1 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter pasif low pass berikut.
Percobaan kedua : Passive Second Order High Pass Filter 1.
Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang kedua digunakan adalah filter pasif high pass.
2.
Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz.
3.
Frekuensi input diubah – ubah ke angka 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz, 30kHz, 50kHz, 70kHz dan 100kHz.
4.
Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.2.
5.
Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.2.
6.
Dari data pada tabel 1.2 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter pasif high pass berikut.
10
Percobaan ketiga : Passive Second Order Band Pass Filter 1.
Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang ketiga digunakan adalah filter pasif band pass.
2.
Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz.
3.
Frekuensi input diubah – ubah ke angka 100Hz, 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz, 30kHz, 50kHz, 70kHz, 100kHz, 300kHz dan 500kHz.
4.
Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.3.
5.
Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.3.
6.
Dari data pada tabel 1.3 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter pasif band pass berikut.
Percobaan keempat : Active Second Order Low Pass Filter 1.
Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang keempat digunakan adalah filter aktif low pass.
2.
Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz.
3.
Frekuensi input diubah – ubah ke angka 0.25kHz, 0.3kHz, 0.4kHz, 0.5kHz, 0.7kHz, 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz dan 30kHz.
4.
Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.4.
5.
Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.4.
6.
Dari data pada tabel 1.4 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter aktif low pass berikut.
11
Percobaan kelima : Active Second Order High Pass Filter 1.
Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang kelima digunakan adalah filter aktif high pass.
2.
Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz.
3.
Frekuensi input diubah – ubah ke angka 0.25kHz, 0.3kHz, 0.4kHz, 0.5kHz, 0.7kHz, 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz dan 30kHz.
4.
Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.5.
5.
Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.5.
6.
Dari data pada tabel 1.5 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter aktif high pass berikut.
Percobaan keenam : Active Second Order Band Pass Filter 1.
Sesuai dengan modul percobaan second order filter, sisi kiri merupakan filter pasif sedangkan sisi kanan adalah filter aktif. Pada percobaan yang keempat digunakan adalah filter aktif band pass.
2.
Pada terminal input, input amplitudo sebesar 2.5 V dan frekuensi gelombang sinus sebesar 1 kHz.
3.
Frekuensi input diubah – ubah ke angka 0.25kHz, 0.3kHz, 0.4kHz, 0.5kHz, 0.7kHz, 1kHz, 3kHz, 5kHz, 7kHz, 10kHz, 15kHz, 30kHz, 50kHz, 70kHz, 100kHz dan 300kHz.
4.
Dengan menggunakan osiloskop, besar tegangan sinyal output dapat diukur dan dicatat hasilnya pada tabel 1.6.
5.
Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi dan hasilnya dicatat pada tabel 1.6.
6.
Dari data pada tabel 1.6 voltage gain dibuat dalam bentuk grafik untuk membuktikan kebenaran dari filter aktif band pass berikut.
12
BAB III HASIL PERCOBAAN 3.1. Data Hasil Percobaan Tabel 1.1. Hasil pengukuran Passive Second Order Low Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp)
Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (kHz)
(Vpp)
1
5
1
0
3
4.8
0,96
-0,354575339
5
4.6
0,92
-0,724243453
7
4.2
0,84
-1,514414279
10
3.6
-2,853350071
30
1.6
0,72 0,32
50
0.9
0,18
-14,8945499
70
0.6
0,12
-18,41637508
100
0.4
0,08
-21,93820026
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain (dB)
-9,897000434
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun
13
V output 6 5 4
-3 dB 3 2 1 0 V output
1
3
5
7
10
30
50
70
100
5
4.8
4.6
4.2
3.6
1.6
0.9
0.6
0.4
30
50
70
100
Voltage Gain 0
-5
-10
-15
-20
-25 Voltage Gain
1 0
3
5
7
10
-0.35458 -0.72424 -1.51441 -2.85335 -9.897 -14.8945 -18.4164 -21.9382
14
Tabel 1.2. Hasil pengukuran Passive Second Order High Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp) Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (kHz)
(Vpp)
1
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain
0.8
0,16
-15,91760035
3
2.2
0,24
-12,39577517
5
3.2
0,62
-4,15216621
7
3.8
-2,615365605
10
4.2
0,74 0,84
30
4.8
0,96
-0,354575339
50
4.8
0,96
-0,354575339
70
4.8
0,96
-0,354575339
100
4.8
0,96
-0,354575339
-1,514414279
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun
15
V output 6 5 4 3 2 1 0 Series1
1
3
5
7
10
30
50
70
100
0.8
1.2
3.1
3.7
4.2
4.8
4.8
4.8
4.8
Voltage Gain 0 -2 -4 -6 -8 -10 -12 -14 -16 -18
1
3
5
7
10
30
50
70
100
Voltage Gain -15.9176 -12.3958 -4.15217 -2.61537 -1.51441 -0.35458 -0.35458 -0.35458 -0.35458
16
Tabel 1.3. Hasil pengukuran Passive Second Order Band Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp) Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (Hz)
(Vpp)
100
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain
0
0,02
-33,97940009
1k
0.4
0,08
-21,93820026
3k
1.5
0,3
-10,45757491
5k
2.2
0,44
-7,13094647
7k
2.8
0,56
-5,03623946
10k
3.2
0,64
-3,87640052
30k
3.6
-2,853350071
50k
3.4
0,72 0,68
70k
3.1
0,62
-4,15216621
100k
2.6
0,52
-5,679933127
300k
1
0,2
-13,97940009
500k
0.6
0,12
-18,41637508
max
0.2
0,04
-27,95880017
-3,349821746
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun
17
V output 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 V output
0.1
1
3
5
7
10
30
50
70
100
300
500
1000
0.1
0.4
1.5
2.2
2.8
3.2
3.6
3.4
3.1
2.6
1
0.6
0.2
50
70
100
300
Voltage Gain 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40
0.1
1
3
5
7
10
30
500 1000
Voltage Gain -34 -21.9 -10.5 -7.13 -5.04 -3.88 -2.85 -3.35 -4.15 -5.68 -14 -18.4 -28
18
Tabel 1.4. Hasil pengukuran Active Second Order Low Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp) Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (kHz)
(Vpp)
0.25
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain
17
12,14286
21,68641771
0.3
15
10,71429
20,59926447
0.4
11
7,857143
17,90529299
0.5
9
6,428571
16,16228948
0.7
6
4,285714
12,64046429
1
4.5
3,214286
10,14168956
3
1
0,714286
-2,92256071
5
0.9
0,642857
-3,83771052
7
0.6
0,428571
-7,35953571
10
0.4
0,285714
-10,8813609
30
0.1
0,071429
-22,9225607
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun Keterangan : Pada saat melakukan pengukuran, Generator Fungsi di setting attenuation sebesar -20 dB, sehingga pada hasil akhir Voltage Gain untuk mendapatkan -3 dB harus ditambahkan dengan +20 dB.
19
V output 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0
250
300
400
500
700
1000
3000
5000
7000
10000
30000
17
15
11
9
6
4.5
1
0.9
0.6
0.4
0.1
7000
10000 30000
output
Voltage Gain 25 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30
250
300
400
500
700
1000
3000
5000
voltage gain 21.686420.599317.905316.162312.640510.1417 -2.9226 -3.8377 -7.3595 -10.881 -22.923
20
Tabel 1.5. Hasil pengukuran Active Second Order High Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp) Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (kHz)
(Vpp)
0.25
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain
75 m
0,053571
-25,4213354
0.3
100 m
-22,9225607
0.4
200 m
0,071429 0,142857
0.5
300 m
0,214286
-13,3801356
0.7
450 m
0,321429
-9,85831044
1
700 m
0,5
-6,02059991
3
2.4
1,714286
4,681664121
5
4
2,857143
9,118639113
7
5.4
3,857143
11,72531448
10
7.6
5,428571
14,69371113
30
6.4
4,571429
13,20103877
-16,9019608
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun Keterangan : Pada saat melakukan pengukuran, Generator Fungsi di setting attenuation sebesar -20 dB, sehingga pada hasil akhir Voltage Gain untuk mendapatkan -3 dB harus ditambahkan dengan +20 dB.
21
V output 8 7 6 5 4 3 2 1 0
250
output 0.075
300
400
500
700
1000
3000
5000
0.1
0.2
0.3
0.45
0.7
2.4
4
7000 10000 30000 500000 5.4
7.6
6.4
0.2
Voltage Gain 20 15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 250
300
400
500
700
1000 3000 5000 7000 10000 30000
50000 0
voltage gain -25.42 -22.92 -16.9 -13.38 -9.858 -6.021 4.6817 9.1186 11.725 14.694 13.201 -16.9
22
Tabel 1.6. Hasil pengukuran Active Second Order Band Pass Filter (input amplitudo = 2.5 V dengan V/Div = 5Vpp) Input sinyal
Output sinyal
frekuensi (kHz)
(Vpp)
0.25
Gain (Vo/Vi)
Voltage Gain
40 m
0,028571
-30,8813609
0.3
45 m
0,032143
-29,8583104
0.4
50 m
0,035714
-28,9431606
0.5
70 m
0,05
-26,0205999
0.7
100 m
-22,9225607
1
120 m
0,071429 0,085714
3
380 m
0,271429
-11,3268888
5
640 m
0,457143
-6,79896123
7
960 m
0,685714
-3,27713605
10
1.24
0,885714
-1,05412701
30
440 m
0,314286
-10,0535072
50
260 m
0,185714
-14,6230938
70
200 m
0,142857
-16,9019608
100
80 m
0,057143
-24,860761
300
20 m
0,014286
-36,9019608
-21,3389358
-3 dB setengah daya dimana tegangan turun Keterangan : Pada saat melakukan pengukuran, Generator Fungsi di setting attenuation sebesar -20 dB, sehingga pada hasil akhir Voltage Gain untuk mendapatkan -3 dB harus ditambahkan dengan +20 dB.
23
V output
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 200
300
400
500
output 0.04 0.045 0.05 0.07
700 1000 3000 5000 7000 0.1
1000 3000 5000 7000 1000 3000 0 0 0 0 00 00
0.12 0.38 0.64 0.96 1.24 0.44 0.26
0.2
0.08 0.02
Voltage Gain 0 -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 200 300 400 500 700 1000 3000 5000 7000
1000 3000 5000 7000 1000 3000 0 0 0 0 00 00
voltage gain -30.9 -29.9 -28.9 -26 -22.9 -21.3 -11.3 -6.8 -3.28 -1.05 -10.1 -14.6 -16.9 -24.9 -36.9
24
3.2. Gambar Hasil Praktik Percobaan pertama : Passive Second Order Low Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
1kHz
3kHz
5kHz
7kHz
10kHz
30kHz
50kHz
70kHz
Bentuk gelombang
25
Percobaan kedua : Passive Second Order High Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
1kHz
3kHz
5kHz
7kHz
10kHz
30kHz
50kHz
70kHz
Bentuk gelombang
26
Percobaan ketiga : Passive Second Order Band Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
100Hz
1kHz
3kHz
5kHz
7kHz
10kHz
30kHz
50kHz
Bentuk gelombang
27
Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
70Hz
100kHz
300kHz
500kHz
700kHz
max
Bentuk gelombang
28
Percobaan keempat : Active Second Order Low Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
250Hz
300Hz
400Hz
500Hz
700Hz
1kHz
3kHz
5kHz
Bentuk gelombang
29
Freq.
7kHz
Bentuk gelombang
Freq.
Bentuk gelombang
10Hz
30Hz
30
Percobaan kelima : Active Second Order High Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
250Hz
300Hz
400Hz
500Hz
700Hz
1kHz
3kHz
5kHz
Bentuk gelombang
31
Freq.
7kHz
Bentuk gelombang
Freq.
Bentuk gelombang
10Hz
30Hz
32
Percobaan keenam : Active Second Order Band Pass Filter Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
250Hz
300Hz
400Hz
500Hz
700Hz
1kHz
3kHz
5kHz
Bentuk gelombang
33
Freq.
Bentuk gelombang
Freq.
7kHz
10kHz
30kHz
50kHz
70kHz
100kHz
Bentuk gelombang
300kHz
34
3.3. Analisa Data
Filter Pasif - Low Pass Filter Pada percobaan pertama ini didapatkan nilai -3 dB pada posisi frekuensi 10 kHz dan gain sebesar 0.72 dengan Voutput sebesar 3.6 vpp. Frekuensi berbanding terbalik dengan tegangan keluaran, artinya semakin tinggi frekuensi maka V output yang terukur semakin kecil. - High Pass Filter Pada percobaan kedua nilai -3 dB didapatkan pada posisi frekuensi 7 kHz dengan gain sebesar 0.74 dan Voutput 3.7 vpp. Frekuensi berbanding lurus dengan tegangan keluaran, artinya semakin tinggi frekuensi maka V output yang terukur semakin besar pula. - Band Pass Filter Untuk percobaan ketiga didapatkan -3 dB pada frekuensi sebesar 30 kHz dan gain sebesar 0.72 dengan Voutput 3.6 vpp. Saat frekuensi bertambah tegangan keluaran juga semakin besar lalu pada frekuensi tertentu cut-off bawah tegangan akan konstan. Bila frekuensi mencapai cut-off atas maka tegangan keluaran akan turun.
Filter Aktif - Low Pass Filter Pada percobaan keempat ini -3 dB didapatkan pada posisi frekuensi 30 kHz dan gain sebesar 0.07 dengan Voutput sebesar 0.1 vpp. Frekuensi berbanding terbalik dengan tegangan keluaran, artinya semakin tinggi frekuensi maka V output yang terukur semakin kecil. - High Pass Filter Untuk percobaan kelima nilai -3 dB didapatkan pada frekuensi sebesar 300 Hz dan gain 0.07 dengan tegangan output 0.1 vpp. Frekuensi berbanding lurus dengan tegangan keluaran, artinya semakin tinggi frekuensi maka V output yang terukur semakin besar pula.
35
- Band Pass Filter Untuk percobaan terakhir didapatkan -3 dB pada frekuensi 700 Hz dengan gain sebesar 0.07 dan tegangan output sebesar 0.1 vpp. Saat frekuensi bertambah tegangan keluaran juga semakin besar lalu pada frekuensi tertentu cut-off bawah tegangan akan konstan. Bila frekuensi mencapai cut-off atas maka tegangan keluaran akan turun.
36
BAB IV PENUTUP 4.
Kesimpulan Pada percobaan Filter Pasif, didapatkan berbagai data filter low pass, high pass dan band pass. Dari percobaan Filter Pasif didapatkan data sebagai berikut : 1. Low Pass Filter Frek. Input (kHz) 10
Voutput (Vpp)
Gain
3,6
0,72
Voutput (Vpp)
Gain
3,7
0,74
Voutput (Vpp)
Gain
3,6
0,72
Voltage Gain (dB) -2,853350071
2. High Pass Filter Frek. Input (kHz) 7
Voltage Gain (dB) -2,615365605
3. Band Pass Filter Frek. Input (kHz) 30
Voltage Gain (dB) -2,853350071
Dengan nilai frekuensi yang variabel (diubah - ubah) pada setiap filter maka didapatkan tegangan keluaran (Voutput), penguatan (Gain) dan setengah daya (-3 dB).
37
Dari percobaan Filter Aktif didapatkan data sebagai berikut : 1. Low Pass Filter Frek. Input (kHz) 30
Voutput (Vpp)
Gain
0,1
0,071429
Voltage Gain (dB) -22,9225607
Voltage Gain = (- 22.9 + 20) dB = -2.9 dB
2. High Pass Filter Frek. Input (kHz) 0.3
Voutput (Vpp)
Gain
0,1
0,071429
Voltage Gain (dB) -22,9225607
Voltage Gain = (- 22.9 + 20) dB = -2.9 dB
3. Band Pass Filter Frek. Input (kHz) 0.7
Voutput (Vpp)
Gain
0,1
0,071429
Voltage Gain (dB) -22,9225607
Voltage Gain = (- 22.9 + 20) dB = -2.9 dB
Dengan nilai frekuensi yang variabel (diubah - ubah) pada setiap filter maka didapatkan tegangan keluaran (Voutput), penguatan (Gain) dan setengah daya (-3 dB).
Pada saat melakukan pengukuran, Generator Fungsi di setting attenuation sebesar -20 dB, sehingga pada hasil akhir Voltage Gain untuk mendapatkan -3 dB harus ditambahkan dengan +20 dB.
38
