Tugas Tapis Filter Aktif LPF Chebyshev (Kelas Reguler Sore) TUGAS FILTER AKTIF LPF CHEBYSHEV
Di Susun Oleh Kelompok 3 :
Agung Sulistyo
D411 12 966
Weni Sri Yunita
D411 12 979
Ayu Sulpika
D411 12 971
Mark T. Tombi
D411 08 608
Evariani B.
D411 12 978
Maria Emanuela
D411 12 958
Betrin Manase Manase Tangke Tangke D411 12 955 955
PROGRAM STUDI TEKNIK TELEKOMUNIKASI DAN INFORMASI JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS HASANUDDIN
A. Pendahuluan Filter aktif low pass adalah sebuah rangkaian elektronika yang dirancang agar mengalirkan suatu pita frekuensi tertentu dan menghilangkan frekuensi yang berbeda, yang dibangun dari sebuah Operational Amplifier, komponen passive resistor dan kapasitor, dimana rangkaian filter aktif low pass akan meloloskan sinyal input dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off rangkaian filter aktif low pass tersebut Dengan mengubah-ubah nilai penguatan dari amplifier yang dipasang dapat diatur tanggapan frekuensi filter yang dikehendaki. Filter aktif mempunyai beberapa jenis berdasarkan bentuk respon frekuensi terhadap gain antara lain: 1. Filter Chepyshev (Tchebycheff ) 2. Filter Bessel (Maximally Flat Time Delay) 3. Filter Cauer (Eliptic) 4. Filter Butterworth ( Maximally Flat ) Filter-filter tersebut merupakan dasar untuk mendesain bermacam-macam kegunaanya
yang
kita
kenal
dalam
kehidupan
sehari-hari
yaitu
:equalizer,crossover , dan lain-lain. Adapun filter yangakan kami bahas adalah Filter LPF model Chebyshev.
B. Prinsip Dasar Filter Aktif LPF Chebyshev merupakan filter yang dapat mengatur tingkat
osilasi, Seperti dalam buku ( Andreas Antoniouo, 1993:55 ) menyebutkan bahwa filter Chebyshev mempunyai nilai passband edge ( P ) sebesar 1 radian/detik. Hal ini mengakibatkan filter ini mampu mengatur tingkat osilasi yang terjadi pada saat akan meloloskan nilai frekwensi tertentu. Filter Chebyshev juga dirancang untuk memberikan ripple di passband , tetapi memiliki kecepatan redaman ( Roll-off ) lebih curam setelah frekuensi cut-off . Untuk orde yang diberikan, semakin tinggi ripple pass-band semakin curam pula kecepatan redaman filter. Dengan meningkatnya orde filter, pengaruh dari magnitude ripple pada daerah redaman filter akan berkurang. Setiap ripple dihitung tiap detik untuk satu tingkat orde filter. Filter dengan jumlah orde genap menghasilkan ripple diatas 0 dB,
sementara filter dengan orde ganjil menghasilkan ripple di bawah 0 dB. Filter Chebyshev sering digunakan pada bank filter, dimana sinyal frekuensinya lebih penting daripada penguatan konstan.
Adapun respon filter Aktif LPF dari model Chebyshev seperti dibawah ini :
Gambar 1. Chebyshev Lowpass Filter
C. Kelebihan dan Kekurangan F ilter Aktif Chebyshev
Filter Aktif Chebyshev
Kelebihan : 1. Mampu mengatur tingkat osilasi yang terjadi pada saat akan meloloskan nilai frekwensi tertentu dibandingkan dengan filter Butterworth dan Bessel. Kekurangan : 1. Terdapat ripple ( ketidak stabilan ) pada Passbandnya 2. Lebih sulit dirancang
Filter Butterworth
Kelebihan : 1. Flat pada Pass Band dan Stop Band 2. Mudah dirancang
Kekurangan : 1. Memerlukan orde yang lebih tinggi untuk memenuhi spesifikasi tertentu.
Filter Bessel
Kelebihan : 1.
Filter Bessel mempunyai respon fase yang linear melalui rentang frekuensi yang lebar, yang menghasilkan grup delay yang konstan di dalam rentang frekuensi tersebut.
Kekurangan : 1. Gain passband pada bassel tidak serata seperti Butterworth, dan transisi dari passband ke stop band tidak setajam pada filter Chebyshev.
D. Aplikasi Desain Filter Aktif LPF Chebyshev Aplikasi Filter Aktif LPF Chebyshev adalah pada Crossover aktif, dimana fungsi dari crossover aktif adalah memisahkan atau mem-filter frekuensi audio mulai dari frekuensi rendah sampai frekuensi tinggi agar suara yang dihasilkan oleh speaker sesuai dengan ukuran speaker tersebut. Misalnya crossover 3 way, artinya frekuensi audio akan dipisahkan menjadi 3 channel yaitu frekuensi rendah (untuk speaker besar/ woofer), frekuensi menengah (untuk speaker medium/ midrange), dan frekuensi tinggi (untuk tweeter).
Gambar 3. Rangkaian Crossover Aktif filter
E
.Perbandingan karakteristik respon dari
F ilter Aktif
LPF
Chebyshev,
Butterworth,dan Bessel Berdasarkan nilai α dikenal bermacam-macam frekuensi tanggapan filter yaitu (Denton J. Dailey, 1989: 198): a. Filter Chebyshev dengan nilai α < 1,414 disebut under damp dengan koefisien koreksi frekuensi kf > 1. Tanggapan/ respon frekuensi dari filter Chebyshev adalah ketika respon frekuensi yang paling bergejolak (kurang stabil) pada daerah passband nya.
Gambar 4. Respon Frekuensi LPF Orde 2, 1 dB Chebyshev b. Filter Butterworth dengan nilai α = 1,414 disebut critical damp dengan koefisien koreksi frekuensi kf = 1. Tanggapan frekuensi dari filter Butterworth adalah respon frekuensi yang paling stabil atau rata pada daerah passband nya dibandingkan Chebyshev.
Gambar 5. Respon Frekuensi LPF Orde 2 Butterworth
c. Filter Bessel dengan nilai α > 1,414 disebut over damp dengan koefisien koreksi frekuensi kf < 1. Tanggapan frekuensi dari filter Bessel adalah tanggapan yang paling landai pada daerah passband nya karena factor redamannya yang besar.
Gambar 6. Respon Frekuensi LPF Orde 2 Bessel
F .Kesimpulan 1. Filter Chebyshev mempunyai daerah transisi yang lebih kecil daripada filter Butterworth dengan orde yang sama, pada ripple di passband nya. Filter ini meminimalisir tinggi dari ripple maksimum. 2. Butterworth filter memberikan optimasi pada daerah pass-band, Chebyshev memberikan optimasi pada roll-off, sedangkan Bessel memberikan optimasi terhadap step response. 3. Filter Bassel mempunyai respon fase yang linear melalui rentang frekuensi yang lebar, yang menghasilkan grup delay yang konstan di dalam rentang frekuensi tersebut. Bassel juga menghasilkan sifat transmisi gelombang kotak. Bagaimanapun, gain passband pada bassel tidak serata seperti Butterworth, dan transisi dari passband ke stop band tidak setajam pada filter Chebyshev 4. Aplikasi Filter Aktif LPF Chebyshev adalah pada Crossover aktif, dimana fungsi dari crossover aktif adalah memisahkan atau memfilter frekuensi audio mulai dari frekuensi rendah sampai frekuensi tinggi agar suara yang dihasilkan oleh speaker sesuai dengan ukuran speaker tersebut.
Daftar Pustaka
1. Andreas Antonio, 1993, “ Digital Filters : Analysis, Design, And Applications “, MC Graw Hill. 2. Denton J. Dailey, 1989, Operational Amplifiers And Linier Integrated Circuits, International Edition, Singapore: McGraw-Hill, Inc. 3. J. Michael Jacob, 1993, Applications And Design With Analog Integrated Circuits, Second Edition, Engelwood Cliffs, New Jersey: Prentice_Hall, Inc. 4. http://en.wikipedia.org/wiki/Sallen_Key_filter, 19 Februari 2009, 10:27 5. Tomlison,G.H,”Electrical Networks and Filters Teory and Design”, Prentice Hall Europe,1991. 6. http://zenith-dhan.blogspot.com/crossover 7. http://www.sisilain.net/2011/11/fungsi-rangkaian-crossover.html
