MODUL VII Filter Pasif

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA MODUL VII FILTER PASIF

I.

PENDAHULUAN

Filter dalam bidang elektronika adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengambil/melewatkan tegangan output pada frekuensi tertentu yang diinginkan dan untuk melemahk melemahkan an (atenuasi) (atenuasi) tegangan output output pada pada frekuensi tertentu tertentu yang

tidak

diinginkan. 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).

II.

TUJUAN PR PRAKTIKUM

Tujuan praktikum adalah sebagai berikut: 1.

Mema Memaha hami mi def defin inis isii tent tentan ang g fung fungsi si tra trans nsfe fer. r.

2.

Meng Menget etah ahui ui kel kelua uara ran n dari dari filt filter er pasi pasiff LPF, LPF, HPF HPF,, BPF BPF dan dan BSF. BSF.

3.

Dapa Dapatt men menge geta tahu huii nil nilai ai frek frekue uens nsii cut cut off off .

III.

TEORI DASAR

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 Filter)

Untuk membuat filter pada kelompok diatas dapat digunakan konfigurasi R dan C, L dan C atau RLC.Berikut adalah bentuk grafik filter terhadap responnya.

MODUL VII - FILTER PASIF 1

Halaman1

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA

Gambar1,Tipe filter dan responsenya IV.1

LPF (Low Pass Filter) = Filter Lolos Rendah

Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc). Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) 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 . R MODUL VII - FILTER PASIF 1

Halaman2

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA G -3 v in

C

dB

v out

fc

log f

Gambar 2, LPF pasif dan tanggapannya Rangkaian seri RC mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua buah hambatan

seri sehingga tegangan outputnya adalah : vout =

vin

Penguatan tegangan didefinisikan sebagai Gain G =

. Namun untuk filter seringkali

menggunakan penguatan daya, sehingga kalau dinyatakan dalam satuan dB penguatan dayanya

adalah G =

. Sehingga penguatan RC seperti ditunjukan pada Gambar 2 adalah

Gain =

, atau Gain =

satuan dB, G =

Dengan mengambil

=

atau dalam

.

atau

, diperoleh penguatannya sebesar -3dB

(berkurang 3 dB), pada saat frekuensi ini dikenal sebagai frekuensi cut off. Untuk filter lolos rendah : 1. Bila f <<

Vo/Vi = 1 atau 0 dB dan sudut phasa 0 o

2. Bila f =

Vo/Vi = 0,707 ∠-450 atau -3 dB


Halaman3

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA 3. Bila f >>

penguatan menurun bersamaan dengan kenaikan frekuensi, pada

bagian ini low pass filter ini berindak sebagai integrator.

VI.2

High Pass Filter (HPF) = Filter lolos tinggi

Filter lolos tinggi adalah filter yang outputnya hanya melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off f C. Di bawah frekuensi itu output idealnya tidak ada. Rangkaian RC HPF dan tanggapan frekuensinya ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.

C G(dB)

Vin

R

Vout

f c

log f

Gambar 3, HPF pasif dan tanggapan frekuensinya

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan, diperoleh tegangan outputnya

adalah vout =

vin , dengan demikian penguatannya adalah :

Gain =

=

Untuk menghitung besarnya dilakukan sbb :


Halaman4


Dengan

Y : komponen imajiner X : komponen riil

Sehingga diperoleh :

atau dalam satuan dB,

dengan frekuensi cut off

Untuk filter lolos tinggi : 1. Frekuensi tinggi (f >>) Gain = 1 2. Frekuensi rendah (f <<) Gain =

G = 0 dB G = -20 log

3. Slopenya (untuk f <<) adalah -6 dB/oktaf (-20 dB/dekade) Tapis lolos tinggi juga disebut rangkaian diferensiator. VI.3

BPF (Band Pass Filter)

Band Pass Filter (LPF) adalah filter yang hanya melewatkan sinyal diantara dua frekuensi yang dipilih (frekuensi cut off). Dengan kata lain filter ini melolos kanfrekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut off pertama (fc1) atau dikenalsebagaifrekuensi lower(f L) danfrekuensi yang lebihrendahdarifrekuensi cut off kedua(fc 2) atau jugadikenaldenganfrekuensi higher (f H). BPF bisa dibentuk dengan kombinasi single LPF dan single HPF yang dihubungkan dengan cara “cascading”. Dari kombinasi keduanya maka akan diperolehs ebuah band atau range frekuensi yang dapat diloloskanoleh filter tersebut. Range inilah biasa kita kenal dengan MODUL VII - FILTER PASIF 1

Halaman5

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA bandwidth. Bandwidth adalah selisih dari frekuensi cut off higher terhadap frekuensi cut off lower. Berikut adalah gambar diagram rangkaian Band Pass Filter. Input

Low Pass High Pass Filter Filter Blocks Blocks Frequencies Frequencies that are too that are too High Low Gambar 4, Diagram Rangkaian BPF RC pasif

Input

Rangkaian Band Pass Filter hasil kombinasi dari dua filter tersebut secara sederhana bisa dilihat pada rangkaian dibawah ini. LPF

HPF

Gambar 5,Rangkaian BPF

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan dari rangkaian LPF dan HPF maka

tegangan

outputnya

adalah

penguatannya adalah


atau

bisa

dibilang

besar

.

Halaman6

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA Kedua Frekuensi Cut off bias dicari denganpersamaan yang sama pada LPF dan HPF

dimana besarnya adalah VI.4

.

Band Stop Filter (BSF)

Band Stop Filter (LPF) atau yang sering dikenal dengan band-ellimination, band reject atau notch filter adalah filter yang meredam sinyal diantara dua frekuensi yang dipilih (frekuensi cut off). Dengan kata lain filter ini meloloskan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut off pertama (fc1) atau dikenal sebagai frekuensi lower(f L) dan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut off kedua(fc2) atau juga dikenal dengan frekuensi higher (f H). Seperti halnya BPF, BSF juga bias dibentuk dengan kombinasi single LPF dan single HPF. Tetapi pada BSF single LPF dan single HPF dirangkai secara paralel. Berikut adalah Diagram Rangkaian BSF. Passes low frequencies Low Pass Filter Output

Input High Pass Filter Passes High frequencies

Gambar 3, Diagram BSF

Rangkaian Band Pass Filter hasil kombinasi dari dua filter tersebut secara sederhana bisa dilihat pada rangkaian dibawah ini.


Halaman7


GambarRangkaian BSF IV.

ALAT DAN KOMPONEN

Alat dan komponen yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut: 1.

1 Set Osiloskop dan Probe.

2.

1 Multimeter.

3.

1 Unit Function Generator .

4.

1 Unit Project Board .

5.

Kabel Jumper.

6.

Komponen: -

Resistor 560Ω, 10k Ω

-

Kapasitor 33nF, 10nF

V.

PROSEDUR PRAKTIKUM

V.1 Filter Pasif LPF


Halaman8

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard. b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 10kHz c. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin, channel ini berfungsi sebagai input bagi osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel). d. Pasang channel 2 Osiloskop pada komponen C, channel 2 osiloskop berfungsi untuk menampilkan sinyal keluaran. e. Ubah frekuensi input dengan cara menaikan atau menurunkan frekuensi pada function generator.

f. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal. Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi.

g. Ubah sinyal masukan menjadi sinyal kotak, gambar sinyal keluaran pada jurnal.

V.2 Filter Pasif HPF

a.

Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard. b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 10kHz. c. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin, channel ini berfungsi sebagai input bagi osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel). d. Pasang channel 2 Osiloskop pada komponen C, channel 2 osiloskop berfungsi untuk menampilkan sinyal keluaran.


Halaman9

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA e. Ubah frekuensi input dengan cara menaikan atau menurunkan frekuensi pada function generator dari frekuensi semula.

f. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal. Voltage gain dapat dihitung pada setiap frekuensi.

g. Ubah sinyal masukan menjadi sinyal kotak, gambar sinyal keluaran pada jurnal.

1. Band Pass Filter

a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 100kHz c. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin, channel ini berfungsi sebagai input bagi osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel) d. Pasang channel 2 Osiloskop pada bagian output , channel 2 osiloskop berfungsi untuk menampilkan sinyal keluaran. e. Ubah frekuensi input dengan cara menaikan atau menurunkan frekuensi pada function generator. f. Amati perubahan besar sinyal output pada osiloskop g. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal. 2. Filter Pasif BSF


Halaman10


X

a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard (R1,R2 = 200 Ω, R3=100Ω, Rload=1kΩ, C1=2uF, C2,C3=1uF) b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 100Hz c. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin, channel ini berfungsi sebagai input bagi osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel) d. Pasang channel 2 Osiloskop pada komponen C, channel 2 osiloskop berfungsi untuk menampilkan sinyal keluaran. e. Ubah frekuensi input dengan cara menaikan atau menurunkan frekuensi pada function generator dari frekuensi semula.

f. Amati perubahan besar sinyal output pada osiloskop.

http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/filter-pasif


Halaman11


MODUL VII - FILTER PASIF I

Halaman 12

MODUL VII Filter Pasif

Recommend Documents