Teknik Elektro

APLKASI FILTER

LPF -40 dB/dec

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan [Kembali]

Dapat memahami apa itu Low Pass Filter atau LPF
Dapat memahami pengaplikasian dari LPF -40dB/dec
Dapat mensimulasikan rangkaian LPF -40dB/dec

2. Alat dan Bahan [Kembali]

1. Resistor

Resistor berfungsi sebagai penahan tegangan dan arus. Dimana Nilai Tahanan Resistor adalah Ohm. Makin besar nilai Ohm suatu resistor maka makin besar nilai tahanan nya.

Spesifikasi :

Superior weather resistance

5mm Round Standard Directivity

UV Resistant Eproxy

Forward Current (IF): 30mA

Forward Voltage (VF): 1.8V to 2.4V

Reverse Voltage: 5V

Operating Temperature: -30℃ to +85℃

Storage Temperature: -40℃ to +100℃

Luminous Intensity: 20mcd

2. Operational amplifier

Penguat operasional (bahasa Inggris: operational amplifier) atau yang biasa disebut op-amp merupakan suatu jenis penguat elektronika dengan sambatan (bahasa Inggris: coupling) arus searah yang memiliki bati (faktor penguatan atau dalam bahasa Inggris: gain) sangat besar dengan dua masukan dan satu keluaran.

Spesifikasi :

Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)

Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau VOO = 0 (nol)

Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)

Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)

Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)

Karakteristik tidak berubah dengan suhu

3. Kapasitor

kapasitor befungsi sebagai penyimpan tegangan listrik sementara. sebagai konduktor pada arus AC (Alternating Current). sementara pada arus DC (Direct Current) kapasitor berfungsi sebagai isolator atau penghambat arus masuk.

nilai kapasitansi : 0.01 uF

4. Osiloskop

Pada dasarnya osiloskop digunakan untuk mengukur suatu gelombang sinyal. Namun, di samping itu juga osiloskop memiliki fungsi lain, di antaranya:

Untuk pengukuran sinyal frekuensi yang berosilasi
Untuk pengecekan sinyal pada rangkaian listrik
Untuk pembeda arus AC dan D

5. Ground

sistem ground yang merupakan sebuah titik referensi tegangan yang memiliki nilai “nol”. Titik “nol” pada listrik AC & DC Untuk rangkaian DC, ground merupakan jalur kabel listrik yang berhubungan dengan kutub negatif (-) dari baterai/accu.

Atau dengan kata lain ground ini digunakan untuk meniadakan beda potensial dengan mengalirkan arus sisa dari kebocoran tegangan atau arus pada rangkaian.

3. Dasar Teori [Kembali]

Filter adalah suatu rangkaian yang dapat melewatkan sinyal input dengan lebar pita frekuensi tertentu (bandpass) dan melewatkan sinyal input pada lebar pita frekuensi lainnya (bandstop). Adapun respon ideal filter ACL terhadap w

Low Pass Filter (LPF)

Rangkaian Low Pass Filter (LPF) adalah rangkaian yaang dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (WC). Rangkaian LPF ada 3 macam yang masing masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan responnya.

respon ideal LPF ACL terhadap w

Grafik respon LPF ACL terhadap w

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronika dasar yang digunakan untuk membatasi jumlah arus yang mengalir dalam satu rangkaian.Sesuai dengan namanya, resistor bersifat resistif dan umumnya terbuat dari bahan karbon. Resistor memiliki simbol seperti gambar dibawah ini:

Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir, berdasarkan persamaan Hukum OHM :

Di dalam resistor, terdapat ketentuan untuk membaca nilai resistor yang diwakili dengan kode warna dengan ketentuan di bawah ini :

Sebagian besar resistor yang kita lihat memiliki empat pita berwarna . Oleh karena itu ada cara membacanya seperti ketentuan dibawah ini :
1. Dua pita pertama dan kedua menentukan nilai dari resistansi
2. Pita ketiga menentukan faktor pengali, yang akan memberikan nilai resistansi.
3. Dan terakhir, pita keempat menentukan nilai toleransi.

Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

3. Kapasitor

Kapasitor adalah komponen elektronika yang digunakan untuk menyimpan muatan listrik dan secara sederhana terdiri dari dua konduktor yang dipisahkan oleh bahan penyekat (bahan dielektrik) tiap konduktor disebut keping. kapastior disebut juga dengan kondensator adalah alat/ komponen listrik yang dibuat sedemikian rupa sehingga mampu menyimpan muatan listrik untuk sementara waktu.

Untuk mendapatkan kapasitas yang sesuai, maka dapat dilakukan penggabungan kapasitor baik secara seri maupun paralel. C1,C2 dan C3 yang dirangkaikan secara paralel. jika ujung ketiga kapasitor dihubungkan dengan sumber tegangan sebesar V. jika kapasitas rangkaian kapasitor sebesar Cp maka qp = CqV. jumlah muatan ketiga kapasitor ialah qp = q1+q2+q3 sehingga :

Cp = C1+C2+C3+...+Cn

Jika sebuah kapasitor diberi muatan sesungguhnya yang terjadi ialah pemindahan muatan listrik dari satu bidang kapasitor ke bidang lainnya, untuk itu diperlukan usaha. Usaha yang diberikan untuk memindahkan muatan disimpan di dalam kapasitor sebagai energi muatan sebuah kapasitor dengan kapasitas C diberi muatan listrik q sehingga diperoleh potensial V dalam hal ini besar muatan yang diberikan sebanding dengan potensial yang diperoleh yaitu q = CV.

Jadi, energi yang tersimpan dalam kapasitor yang bermuatan q dan potensial V adalah ½q V karena q = CV Maka dapat dituliskan dalam bentuk lain yaitu W = cv² atau W = ½ q²/C

w = energi yang tersimpan dalam kapasitor (J)

q = muatan listrik atau (C)

V = potensial kapasitor (V)

C = kapasitas kapasitor (F)

4. Osiloskop

osiloskop adalah sebuah alat ukur elektronik yang digunakan untuk menginterpretasi atau memproyeksikan sinyal serta frekuensi listrik menjadi bentuk gambar grafik sehingga dapat dinyatakan dalam satuan tertentu sebagai indikator kinerja.

Fungsi utama dari osiloskop adalah membaca sinyal dan frekuensi listrik untuk kemudian diproyeksikan menjadi visual gambar listrik agar dapat dengan mudah dilihat, dipelajari maupun dianalisa.

Sehingga dengan alat osiloskop, bentuk gelombang sinyal atau frekuensi listrik dari suatu rangkaian elektronika dapat diketahui secara detail. Osiloskop akan menampilkan hasil pengukuran berupa gambar grafik dua sumbu atau dimensi analogi sumbu X (Waktu) dan sumbu Y (Tegangan).

gambar hasil pengukuran osiloskop

Fungsi lainnya dari osiloskop :

Mengukur jumlah frekuensi dan gelombang
Menganalisa gejala gelombang yang bersifat periodik
Untuk mengetahui bentuk gelombang dari suatu tegangan.
Untuk menganalisa gelombang dan fenomena lain dalam sebuah rangkaian elektronika.
Untuk melihat dan membaca emplitudo, tegangan, periode dan frekuensi dari sinyal yang tidak diketahui.
Untuk menganalisa tingkah laku besaran yang dapat berubah-ubah terhadap waktu pada tampilan di layar
Untuk mengukur perubahan aliran (phasa) dari sinyal input.
Untuk mengetahui beda Fasa antara dua sinyal
Mengukur frekuensi dan tegangan AC/DC

4. Percobaan [Kembali]

4.1 Prinsip Kerja [Kembali]

Pada rangkaian LPF -40dB/dec ini pada dasarnya menggunakan rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL -nya sama dengan satu . dengan cara tentukan dahulu tegangan di titik A dan tegangan di titik B.

Dimana ACL dibuat menjadi