LPF Dan HPF Pasif

RANGKAIAN LPF DAN HPF MENGGUNAKAN RC DAN RL Mata Kuliah : Perancangan Elektronika 2

Nama : Utami Yogantari NIM : 1316030094

TEKNIK TELEKOMUNIKASI 3A PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI TELEKOMUNIKASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA 2017/2018

DAFTAR ISI Daftar Isi .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ ..................................... ...............2 1.Pendahuluan ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. .......................... ...3 2.Dasar Teori ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .............................. ....... 3 3.Perancangan ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. .......................... ...9 3.1.Deskripsi Singkat dan Spesifikasi .......................................... ................................................................. ..................................... ..............9 3.2.Diagram Blok ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .......................9 3.3.Penentuan dan pembahasan Komponen atau Blok ........................................... .................................................... .........10 3.4.Gambar Skematik Rangkaian ............................................................ ................................................................................... ......................... 10 10 3.5.Hasil Simulasi dan Analisa ....................... ............................................. ............................................ ........................................... .....................11 3.6.Tata Letak Komponen dan Layout PCB ........................................... .................................................................. ......................... 33 4.Pembahasan ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. ......................... 35 5.Penutup ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ................................ ..........41 5.1.Kesimpulan ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................. ......................... 41 5.2.Saran .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ ................................... .............41 Daftar Pustaka ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. ......................... 40

2

DAFTAR ISI Daftar Isi .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ ..................................... ...............2 1.Pendahuluan ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. .......................... ...3 2.Dasar Teori ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .............................. ....... 3 3.Perancangan ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. .......................... ...9 3.1.Deskripsi Singkat dan Spesifikasi .......................................... ................................................................. ..................................... ..............9 3.2.Diagram Blok ........................................... ................................................................. ............................................ ............................................. .......................9 3.3.Penentuan dan pembahasan Komponen atau Blok ........................................... .................................................... .........10 3.4.Gambar Skematik Rangkaian ............................................................ ................................................................................... ......................... 10 10 3.5.Hasil Simulasi dan Analisa ....................... ............................................. ............................................ ........................................... .....................11 3.6.Tata Letak Komponen dan Layout PCB ........................................... .................................................................. ......................... 33 4.Pembahasan ............................................. .................................................................... ............................................. ............................................. ......................... 35 5.Penutup ............................................ .................................................................. ............................................ ............................................ ................................ ..........41 5.1.Kesimpulan ........................................... .................................................................. ............................................. ............................................. ......................... 41 5.2.Saran .......................................... ................................................................. ............................................. ............................................ ................................... .............41 Daftar Pustaka ............................................ ................................................................... ............................................. ............................................. ......................... 40

2

FILTER PASIF (LOW PASS FILTER & HIGH PASS FILTER)

1. PENDAHULUAN Filter dalam bidang elektronika adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengambil/melewatkan tegangan output pada frekuensi tertentu yang diinginkan dan untuk melemahkan/membuang ke ground tegangan output pada frekuensi tertentu yang tidak diiginkan. Filter dalam elektronika dibagi dalam dua kelompok yaitu filter pasif dan filter aktif. Untuk membuat suatu filter pasif dapat digunakan komponen pasif (R, L, C). Sedangkan untuk membuat filter aktif diperlukan rangkaian (R, L, C dan transistor atau Op-Amp).

Pada dasarnya filter pasif maupun filter aktif dapat dikelompokan berdasarkan respon frekuensi yang di saring (filter) menjadi 4 kelompok.    

Filter Lolos Bawah ( Low Pass Filter, LPF ) Filter Lolos Atas ( High Pass Filter, HPF ) Filter Lolos Rentang ( Band Pass Filter, BPF ) Filter Tolak Rentang ( Band Stop Filter atau Notch atau Notch Filter )

Untuk membuat filter pad kelompok diatas dapat digunakan konfigurasi R dan C, L dan C atau RLC. Akan tetapi penggunaan induktor sering dihindari karena fisik induktor yang besar. Sehingga pada umumnya umumnya filter yang sering dijumpai adalah filter RC saja. Filter adalah suatu device yang memilih sinyal listrik berdasarkan pada frekuensi dari sinyal tersebut. Filter akan melewatkan gelombang/sinyal listrik pada batasan frekuensi tertentu sehingga apabila terdapat sinyal/gelombang listr ik dengan frekuensi yang lain (tidak sesuai dengan spesifikasi filter) tidak akan dilewatkan. RAngkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi audio, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu saja. Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan frekuensinya; ada frekuensi yang diterima, dalam hal ini dibiarkan lewat; dan ada pula frekuensi yang ditolak, dalam hal ini secara praktis prakt is dilemahkan. Hubungan keluaran masukan suatu filter dinyatakan dengan fungsi alih (transfer function). 2. DASAR TEORI 1) LOW PASS FILTER (LPF)

Pada prinsipnya sebuah low pass filter adalah sebuah rangkaian yang dapat melewatkan sinyal-sinyal frekuensi rendah (low frequency) secara mudah (easy passage) tetapi menyulitkan sinyal-sinyal di luar frekuensi tersebut untuk melewatinya (difficult passage). Low pass filter tersebut memiliki 2 (dua) rangkaian dasar yang dapat memenuhi tujuannya dan banyak sekali variasi dari kedua rangkaian ters ebut. 3

Pada dasarnya rangkaian low pass filter tersebut disusun dengan memanfaatkan impedansi induktor yang akan meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi induktor yang tinggi tersebut pada hubungan seri akan menjaga sinyal-sinyal frekuensi dari beban (load). Selain memanfaatkan impedansi induktor tersebut low pass filter juga memanfaatkan impedansi kapasitor yang akan menurun sesuai dengan peningkatan frekuensi. Impedansi kapasitor yang menurun tersebut pada hubungan paralel dengan beban akan menjaga keluarnya sinyal-sinyal frekuensi tinggi (high frequency) ke beban(load). 

Low Pass Filter (LPF) RC Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya

melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (f (f c) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (f (f c). Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan dengan frekuensi frekuensi diatas frekuensi frekuensi cut-off (f (f c) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt) . Rangkaian low pass filter RC

merupakan jenis filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang digunakan. Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut. Rangkaian Dasar Dan Grafik Respon Frekuensi Low Pass Filter RC

Frekuensi cut-off (f (f c) dari filter pasif lolos bawah (Low Pass Filter,LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut.

Rangkaian filter pasif LPF RC diatas terlihat seperti pembagi tegangan te gangan menggunakan R. Dimana pada filter LPF RC ini tegangan output diambil pada titik pertemuan RC. Tegangan output (V out) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

Besarnya penguatan tegangan (G) pada filter pasif yang ideal maksimum adalah 1 = 0dB yang hanya terjadi pada frekuensi sinyal input dibawah frekuensi cutoff (f (f c). Penguatabn tegangan (G) filter LPF RC pasif dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut.

4

Dan penguatan tegangan (G) LPF RC dapat dituliskan dalam satuan dB sebagai berikut.

Pada filtrer lolos bawah (low pass filter ,LPF) terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut. Pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi cut-off (f c) (f in << f c) maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1 atau G=0dB. Pada saat frekuensi sinyal input sama dengan frekuensi cut-off (f c) (f in = f c) maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G) menjadi -3 dB atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 dB. Pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi cut-off (f c) (f in >> f c) maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G = -20 log ωRC Sehingga dapat ditarik kesimpulan bahwa Filter Lolos Rendah (Low Pass Filter, LPF) hanya meloloskan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (f c) saja. 









Low Pass Filter (LPF) RL

Perhatikan sebuah rangkaian dasar low pass filter yang ditunjukan pada gambar di samping ini. Pada gambar tersebut terlihat bahwa tegangan keluaran (output voltage) dari RL low pass filter merupakan tegangan yang melewati resis tor.

Tegangan keluaran (output voltage) tersebut akan bernilai sama dengan tegangan masukan (input voltage) bila tegangan masukannya berupa tegangan dc (direct current) sehingga menyebabkan X L terhubung singkat. Nilai X L tersebut akan meningkat sesuai dengan peningkatan frekuensi pada tegangan masukan. Nilai X L yang naik tersebut akan menyebabkan V out menurun secara berangsur-angsurhingga frekuensi kritis (critical frequency) dicapai. Pada saat Vout berada pada frekuensi kritis tersebut maka nilai X L = R dan dinyatakan secara matematis sebagai berikut:

2  =    = 2 1  = 2(⁄ )

Sebagaimana pada low pass filter RC.Vout = 0.707 V in dan tegangan keluaran adalah 3dB di bawah tegangan masukan (input voltage) pada frekuensi krisis (critical frequency).

5

Grafik Karakteristik Low Pass Filter (LPF) dengan RL

2) HIGH PASS FILTER (HPF)

Pada prinsipnya sebuah high pass filter akan melewatkan sinyal-sinya ldengan frekuensifrekuensi yang lebih tinggi (higher frequencies) untuk lewat dari masukan (input) menuju keluaran, namun menolak frekuensi-frekuensi yang lebih rendah (lower frequencies). Pada gambar tersebut terlihat sebuah diagram blok dan sebuah karakteristik frekuensi umum (general response curve) untuk sebuah high pass filter. Frekuensi pada kurva karakteristik tersebut yang dilihat memiliki akhir yang lebih rendah dari jalur yang dapat dilewati (passband) disebut sebagai frekuensi kritis (critical frequencies), sama dengan low pass filter, jalur frekuensi yang dapat dilewati (passband) merupakan frekuensi yang keluarannya 7,70% dari nilai maksimum.



High Pass Filter (HPF) RC

Filter high-pass atau sering juga disebut dengan filter lolos atas adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat yang berada diatas frekuensi cut-off (ωc) sampai frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah

frekuensi cut-off (ωc) rangkaian

tersebut. Filter

high-passs dasar

disusun

dengan rangkaian RC seperti berikut.

6

Rangkaian High Pass Filter (HPF) RC

Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan si nyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah. Prinsip kerja rangkaian filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R. Frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari rangkaian RC tersebut.

Sehingga frekuensi cut-off dari filter tersebut adalah :

Sinyal output rangkaian filter high-pass mendahului inputnya yaitu sebesar :

Grafik karakteristik dari high pass filter (HPF) atau filter lolos atas dengan komponen RC dapat digambarkan dengan perbandingan antara tegangan output filter terhadap frekuensi yang diberikan kepada rangkaian filter high pass (HPF) tersebut. Untuk lebih jelasnya grafik karakteristik filter high pass (HPF) ditunjukan pada gambar berikut:

7

Grafik Karakteristik High Pass Filter (HPF) dengan RC



High Pass Filter (HPF) RL

Pada gambar tersebut terlihat sebuah rangkaian dasar RL high pass filter. Tegangan keluaran (output voltage) pada rangkaian RLhigh pass filter tersebut merupakan tegangan yang melintasi induktor.

Pada prinsipnya ketika frekuensi masukan rangkaian RL high pass filter berada pada nilai kritisnya (critical frequency), XL = R, maka nilai tegangan keluarannya (output voltage) adalah 0.707 V in. Peningkatan yang terjadi pada frekuensi masukan (input frequency) di atas frekuensi kritis (f c) akan menyebabkan nilai X L meningkat hingga menghasilkan peningkatan nilai tegangan keluaran dan akan menyamai nilai Vin. Secara matematis frekuensi kritis (critical frequency) pada high pass filter tersebut dapat dinyatakan dengan :

 =

1 2 (⁄ )

Grafik Karakteristik High Pass Filter (HPF) dengan RL

8

3. PERANCANGAN 3.1. Deskripsi Singkat dan Spesifikasi Low Pass Filter

Pada low pass filter titik kerja/Frekuensi cut off (Fc) ditentukan dari besaran komponen yang digunakan, dimana :

untuk LPF tipe RC dan

untuk LPF tipe RL.

Pada LPF tipe RC didapatkan Fc = 720 Hz Pada LPF tipe RL didapatkan Fc = 159 KHz High Pass Filter

Pada high pass filter titik kerja/Frekuensi cut off (Fc) ditentukan dari besaran komponen yang digunakan, dimana :

untuk HPF tipe RC dan

untuk tipe RL.

Pada HPF tipe RC didapatkan Fc = 72 Hz Pada HPF tipe RL didapatkan Fc = 1,591 MHz Frekuensi cut off (Fc) atau titik 3 dB atau 0,707 V menentukan jangkauan respon rangkaian filter. Jadi penentuan besar nilai sangat berpengaruh akan kinerja dari rangkaian filter yang dibuat. 3.2. Diagram Blok

Dibawah ini merupakan gambar diagram blok dari rangkaian filter pasif low pass filter (LPF).

9

Dibawah ini merupakan gambar diagram blok dari rangkaian filter pasif high pass filter (HPF).

3.3. Penentuan dan Pembahasan Komponen atau Blok

Untuk mendapatkan hasil low pass filter (LPF) & high pass filter (HPF), komponenkompomen yang dibutuhkan adalah sebagai berikut: 1. Function Generator

: 4 buah

2. R1 sebesar 47 kΩ dan 10 kΩ

: masing-masing 2 buah dan 2 buah

3. Ground

: 4 buah

4. C1 sebesar 4,7 nF dan 47 nF


5. L1 sebesar 1 mH dan 10 mH


6. Multimeter

: 4 buah

3.4. Gambar Skematik dan Rangkaian Gambar rangkaian RC XMM1

XFG1

R1 47kΩ

C1 4.7nF

Gambar rangkaian CR 10

XFG1

XMM1

C1

47nF R1 47kΩ

Gambar rangkaian LR XFG1

XMM1

L1 10mH

R1 10kΩ

Gambar rangkaian RL XFG1

XMM1

R2 10kΩ L1 1mH

3.5. Hasil Simulasi RANGKAIAN RC dengan Vin 10Vpp 1. Pada saat frekuensi 10Hz

11

2. Pada saat frekuensi 100Hz


12


5. Pada saat frekuensi cut-off 720Hz

13

6. Pada saat frekuensi 1KHz

7. Pada saat frekuensi 5 KHz

14

8. Pada saat frekuensi 10 KHz


15

TABEL HASIL DATA RC

Frekuensi 10 Hz 100 Hz 200 Hz 500 Hz f c = 720 Hz 1 KHz 5 KHz 10 KHz 20 Khz

Vo 9,995 V 9,905 V 9,636 V 8,213 V 7,073 V 5,843 V 1,425 V 0,718 V 0,35 V

Vo/ Vi 0,9995 V 0,9905 V 0,9636 V 0,8213 V 0,7073 V 0,5843 V 0,1425 V 0,0718 V 0,035 V

Av (dB) -0,004 -0,082 -0,322 -1,709 -3,007 -4,667 -16,923 -22,877 -29,118

RANGKAIAN CR dengan Vin 10Vpp 1. Pada saat frekuensi 10Hz

16

2. Pada saat frekuensi cut-off 72Hz


17



18

6. Pada frekuensi 1KHz


19



20

TABEL HASIL DATA CR

Frekuensi 10 Hz f c = 72 Hz 100 Hz 200 Hz 500 Hz 1 KHz 5 KHz 10 KHz 20 KHz

Vo 1,374 V 7,068 V 8,114 V 9,407 V 9,896 V 9,973 V 9,998 V 9,998 V 10,001 V

Vo/ Vi 0,1374 V 0,7068 V 0,8114 V 0,9407 V 0,9896 V 0,9973 V 0,9998 V 0,9998 V 1V

Av (dB) -17,240 -3,014 -1,815 -0,530 -0,090 -0,023 -0,001 -0,001 0

RANGKAIAN RL dengan Vin 10Vpp 1. Pada saat frekuensi 100KHz

21



22

4. Pada frekuensi 1MHz

5. Pada frekuensi cut-off 1,59MHz

23

6. Pada frekuensi 2MHz

7. Pada saat frekuensi 5MHz

24



25

TABEL HASIL DATA RL

Frekuensi 100 KHz 300 KHz 500 KHz 1 MHz f c = 1,591 MHz 2 MHz 5 MHz 10 MHz 50 MHz

Vo 0,627 V 1,852 V 2,998 V 5,32 V 7,068 V 7,826 V 9,528 V 9,876 V 9,995 V

Vo/ Vi 0,0627 V 0,1852 V 0,2998 V 0,532 V 0,7068 V 0,7826 V 0,9528 V 0,9876 V 0,9995 V

Av (dB) -24,054 -14,647 -10,463 -5,481 -3,014 -2,129 -0,419 -0,108 -0,004

RANGKAIAN LR dengan Vin 10Vpp 1. Pada saat frekuensi 1KHz

26



27


5. Pada saat frekuensi cut-off 159,15KHz

28



29


9. Pada saat frekuensi 1,5MHz

30

TABEL HASIL DATA LR

Frekuensi 1 KHz 5 KHz 10 KHz 100 KHz f c = 159,15 KHz 300 KHz 500 KHz 1 MHz 1,5 MHz



Vo 9,998 V 9,995 V 9,981 V 8,465 V 7,071 V 4,683 V 3,032 V 1,571 V 1,054 V

Vo/ Vi 0,9998 V 0,9995 V 0,9981 V 0,8465 V 0,7071 V 0,4683 V 0,3032 V 0,1571 V 0,1054 V

Av (dB) -0,001 -0,004 -0,016 -1,447 -3,01 -6,589 -10,365 -16,076 -19,543

Analisa Analisa Tabel 1 (Rangkaian LPF Pasif dengan RC) Dari perhitungan yang telah dilakukan maka f c di dapat :  f c =  . 47 . 4.7 f c = 720 Hz Dari simulasi yang telah di lakukan maka di dapat hasil jika frekuensi input 10 Hz maka output yang di dapat yaitu 10 V, dengan penguatan sebesar 1 kali. Jika frekuensi input 100 Hz maka output yang di dapat yaitu 9.9 V, dengan penguatan 0.99 kali. Dan jika frekuensi input 100 kHz maka output yang didapat yaitu 0.071, dengan penguatan sebesar 0.0071 kali. Maka dari hasil tersebut didapatkan semakin besar frekuensi inputnya maka semakin kecil outputnya dan semakin kecil pula penguatannya. Semakin besar frekuensinya maka gambar gelombang semakin rapat dan semakin pendek pula ukurannya karena T yang semakin kecil. Karena r angkaian LPF maka hanya frekuensi yang bernilai kecil saja yang penguatannya baik

31

Analisa pada tabel 2 Dari perhitungan yang telah dilakukan maka f c di dapat :



f c =

  . 47 . 47

f c = 72.04 Hz Dari simulasi yang telah di lakukan maka di dapat hasil jika frekuensi input 10 Hz maka output yang di dapat yaitu 1.37, dengan pengutan sebesar 0.137 kali. Jika frekuensi input 500 Hz maka output yang di dapat yaitu 9.89 V dengan penguatan 0.989 kali. Dan jika frekuensi input 100 kHz maka output yang di dapat yaitu 10 V, dengan penguatan 1 kali. Maka dari hasil tersebut didapatkan semakin besar frekuensi inputnya maka semakin besar outputnya dan semakin besar pula penguatannya. Semakin besar frekuensinya maka gambar gelombang semakin rapat. Karena rangkaian HPF maka hanya frekuensi yang bernilai besar saja yang penguatannya baik. 



Analisa pada tabel 3 Table 3 merupakan table dari rangkaian RL yang merupakan rangkaian HPF. Pada table ini dapat dilihat bahwa, apabila frekuensi input melebihi frekuensi cut off maka nilai Voutnya mendekati nilai Vin. Hal ini dapat dilihat pada table 3 yang nilai frekuensi inputnya diberikan nilai sebesar 50 MHz maka Vout yang dihasilkan adalah sebesaar 9.995 V. Vout yang diperoleh mendekati nilai Vin yaitu sebesar 10 Volt. Besarnya Vout berdampak pula pada penguatan (Av) dimana semakin besar Vout yang dihasilkan maka semakin kecil pula penguatan yang diperoleh. Hal ini dapat dibandingkan pada saat frekuensi input diberikan nilai sebesar 50MHz dan 100 KHz. Pada saat frekuensi input sebesar 50MHz maka diperoleh Vout sebesar 9.995 V dengan penguatan sebesar -0.004 dB, sedangkan pada saat frekuensi input diberikan nilai sebesar 100KHz maka diperoleh Vout sebesar 0.0627 V dengan penguatan sebesar -24.054 dB. Analisa pada tabel 4 Table 4 merupakan table dari rangkaian LR yang merupakan rangkaian LPF. Pada table ini dapa dilihat bahwa, apabila frekuensi inputnya lebih dari frekuensi cut off maka nilai XL akan meningkat. Meningkatnya nilai XL akan berdampak pada penurunan Vout. Hal ini dapat dibuktikan pada table yaitu saat frekuensi input diberikan nilai sebesar 1 KHz dan 1.5 MHz maka menghasilkan keluaran sebesar 9.998V untuk frekuensi input 1 KHz dan 1.054 V untuk frekuensi input sebesar 1.5 MHz. Vout yang besar akan menghasilkan penguatan yang kecil. Sedangkan Vout yang kecil akan menghasilkan penguatan yang besar. Hal ini dapat di lihat pada table saat frekuensi input diberikan nilai sebesar 1 KHz maka menghasilkan Vout sebesar 9.998 dengan penguatan sebesar -0.001 dB. Sedangkan pada saat frekuensi input diberikan nilai sebesar 1.5 MHz menghasilkan keluaran sebesar 1.054 V dengan penguatan sebesar 19.541 dB.

32



3.6. Tata Letak Komponen dan Layout PCB Low Pass Filter (LPF) RC



Low Pass Filter (LPF) RL

33



High Pass Filter (HPF) RC



High Pass Filter (HPF) RL

34

4. PEMBAHASAN

Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan frekuensinya; ada frekuensi yang diterima, dalam hal ini dibiarkan lewat; dan ada pula frekuensi yang ditolak, dalam hal ini secara praktis dilemahkan. Filter dalam elektronika dibagi dalam dua kelompok yaitu filter pasif dan filter aktif. Untuk membuat suatu filte r pasif dapat digunakan komponen pasif (R, L, C) dan dapat digunakan konfigurasi R dan C, L dan C atau RLC. Pada filter kita menggunakan Induktor dan Kapasitor, kedua komponen ini hambatannya tergantung dari frekuensi, sifat ini lah yang dimanfaatkan untuk membuat filter. Filter menggunakan prinsip pembagi tegangan. Dari pembagian tegangan inilah jika kita gambarkan responnya akan terbentuk filter. Hamabatan Kapasitor dapat dicari dengan rumus dibawah ini :

 =

1 2

Dari rumus diatas terlihat bahwa hambatan kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi, semakin kecil frekuensi, semakin besar hambatan kapasitor, demikian pula sebaliknya semakin besar frekuensi semakin kecil nilai dari hambatan kapasitor. Hambatan Induktor dapat dicari dengan rumus dibawah ini:

 = 2 Dari rumus diatas terlihat bahwa hambatan induktor berbanding lurus dengan frekuensi, semakin kecil frekuensi, semakin kecil hambatan induktor, demikian pula sebaliknya semakin besar frekuensi semakin besar nilai dari hambatan induktor. Reaktansi yang semakin besar menyebabkan frekuensi tinggi tidak dapat melewati induktor untuk dapat mengalir ke beban. LPF (Low Pass Filter) Low Pass Filter adalah filter yang hanya melewatkan frekuensi rendah, aplikasi dari rangkaian ini adalah pada speaker untuk digunakan sebagai output frekuensi rendah atau woofer. - LPF dengan RC 

35

Jika pada frekunsi 0 maka hambatan kapasitor adalah :

Jika pada frekunsi

∞

maka hambatan kapasitor adalah :

Dari hasil perhitungan diatas terlihat bahwa pada saat frekuensi rendah maka seluruh tegangan akan jatuh di kapasitor dan pada saat frekuensi tinggi maka tegangan kapasitor akan sama dengan nol(0). Frekuensi cut off pada rangkaian diatas terjadi pada saat Xc = R, dari sini kita dapat menghitung persamaan untuk mencari frekuensi cut off, sehingga didapatkan frekuensi cut off adalah :

Pada saat frekuensi cut off untuk filter aktif maka akan dihasilkan penguatan sebesar 0.707 dari sinyal input yang dalam desibell penguatannya -3 dB.

36

-

LPF dengan LR

Untuk rangkaian diatas frekuensi cut off adalah :

Jika kita gambarkan respon rangkaian diatas berdasarkan frekuesi maka akan didapat gambar seperti dibawah ini

37

HPF (High Pass Filter) High Pass Filter adalah filter yang hanya melewatkan frekuensi tinggi. Aplikasi dari filter ini adalah pada speaker untuk digunakan sebagai output dari frekuensi tinggi atau tweeter. 

-

HPF dengan RC

Jika pada frekunsi 0 maka hambatan kapasitor adalah :

Jika dicari dengan rumus pembagi tegangan diatas maka:

Jika pada frekunsi ∞ maka hambatan kapasitor adalah :

Jika dicari dengan rumus pembagi tegangan maka:

38

Dari hasil perhitungan diatas akan terlihat bahwa pada HPF akan sama dengan LPF yaitu bahwa pada saat frekuensi rendah maka seluruh tegangan akan jatuh di kapasitor dan pada saat frekuensi tinggi maka tegangan kapasitor akan sama dengan nol(0). Hanya saja pada rangkaian ini kita mengambil output pada resistor. Frekuensi cut off pada rangkaian diatas terjadi pada saat Xc = R, sehingga didapatkan rumus frekuensi cut off yang sama dengan LPF yaitu :

Pada HPF pada saat frekuensi cut off juga akan menghasilkan penguatan sebesar 0.707 dari sinyal input. -

HPF dengan LR

Untuk rangkaian diatas frekuensi cut off sama dengan LPF yaitu :

Jika kita gambarkan respon rangkaian diatas berdasarkan frekuensi maka akan didapat gambar seperti dibawah ini

39

5. PENUTUP 5.1.Kesimpulan 













Filter berfungsi untuk mengambil/melewatkan tegangan output pada frekuensi tertentu yang diinginkan dan untuk melemahkan/membuang ke ground tegangan output pada frekuensi tertentu yang tidak diiginkan. Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah fi lter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (f c) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (f c). Filter high-pass atau sering juga disebut dengan filter lolos atas adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat yang berada diatas frekuensi cutoff (ωc) sampai frekuensi cut-off (ωc) rangkaian tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off (ωc) Berdasarkan data tabel 1 disaat frekuensi diberikan kurang dari fc dimana fc bernilai 720 Hz maka nilai Vout akan mendekati Vin, sedangkan bila frekuensi yang diberikan lebih dari fc maka nilai Vout akan mengalami penurunan dibandingkan dengan Vin. Maka dari data tabel 1 tersebut merupakan filter LPF. Berdasarkan data tabel 2 disaat frekuensi diberikan kurang dari fc dimana fc bernilai 72 Hz maka nilai Vout akan mengalami penurunan dibandingkan dengan Vin. Sedangkan bila frekuensi yang diberikan lebih dari fc maka nilai Vout akan mendekati Vin. Maka dari data tabel 2 tersebut merupakan filter HPF. Berdasarkan data tabel 3 disaat frekuensi diberikan kurang dari fc dimana fc bernilai 1,591 MHz maka nilai Vout akan mengalami penurunan dibandingkan dengan Vin. Sedangkan bila frekuensi yang diberikan lebih dari fc maka nilai Vout akan mendekati Vin. Maka dari data tabel 3 tersebut merupakan filter HPF. Berdasarkan data tabel 4 disaat frekuensi diberikan kurang dari fc dimana fc bernilai 159,15 KHz maka nilai Vout akan mendekati Vin, sedangkan bila frekuensi yang diberikan lebih dari fc maka nilai Vout akan mengalami penurunan dibandingkan dengan Vin. Maka dari data tabel 4 tersebut merupakan filter LPF.

5.2.Saran

Saran dari penulis dalam membuat suatu rangkaian atau laporan pahami terlebih dahulu rangkaian yang akan dibuat, buat diagram blok lebih awal agar sudah ada gambaran rangkaiannya, komponen-komponennya, dan besarnya nilai yang dibutuhkan agar tidak menghasilkan hasil yang salah pada outputnya.

40

LPF Dan HPF Pasif

Recommend Documents