Downloaded 113 times
Band pass filter
- 1. JOOBSHEET BAND PASSFILTER Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Instrumentasi Industri Dosen Pembimbing Drs. Suwasono, M.T. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI MALANG Desember, 2012
- 2. I. Tujuan a.Mahasiswa dapat memahami karakteristik rangkaian Band Pass Filter baik secara praktek maupun simulasi dengan komputer b. Mahasiswa dapat merancang rangkaian Band Pass Filter baik secara praktek maupun simulasi dengan komputer c. Mahasiswa mampu merangkai rangkaian Band Pass Filter d. Mahasiswa dapat menganalisa rangkaian Band Pass Filter II. Dasar Teori Filter aktif 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. Hubungan keluaran-masukan suatu filter dinyatakan dengan fungsi alih (transfer function): T kuantitas output fungsi alih kuantitas input Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|, dengan satuan dalam desibel (dB). Filter dapat diklasifikasikan menurut fungsi yang ditampilkan, dalam term jangkauan frekuensi, yaitu passband dan stopband. Dalam pass band ideal, magnitude-nya adalah 1 (= 0 dB), sementara pada stop band, magnitude-nya adalah nol (= - dB). Berdasarkan hal ini filter dapat dibagi menjadi 4: 1. Filter lolos bawah (low pass filter), pass band berawal dari = 2f = 0 radian/detik sampai dengan = 0 radian/detik, dimana 0 adalah frekuensi cut-off. 2. Filter lolos atas (high pass filter), berkebalikan dengan filter lolos bawah, stop band berawal dari = 0 radian/detik sampai dengan = 0 radian/detik, dimana 0 adalah frekuensi cut-off. 3. Filter lolos pita (band pass filter), frekuensi dari 1 radian/detik sampai 2 radian/detik adalah dilewatkan, sementara frekuensi lain ditolak. 4. Filter stop band, berkebalikan dengan filter lolos pita, frekuensi dari 1 radian/detik sampai 2 radian/detik adalah ditolak, sementara frekuensi lain diteruskan. Berikut ini gambaran karakteristik filter ideal dalam grafik magnitude terhadap frekuensi (dalam radian/detik). Meskipun filter ideal ini tidak pernah ada, tetapi dapat memudahkan kita memahami karakter filter.
- 3. |T| |T| 0dB pass pass stop stop 0 0 0 0 filter lolos bawah ideal filter lolos atas ideal 0 dB |T| |T| 0 dB 0 dB pass pass stop stop 0 1 2 0 1 2 filter lolos pita ideal filter bandstop ideal Gambar.1 karakteristik filter ideal Karakter filter riil tidaklah sama dengan karakter filter ideal. Dalam filter riil, frekuensi cut-off mempunyai magnitude -3 dB, bukan 0 dB. Pada filter riil juga terdapat apa yang disebut pita transisi (transititon band), yang kemiringannya dinyatakan dalam dB/oktav atau dB/dekade. |T| |T| Low pass 0 dB -3 B Transisi High pass 0 0 0 0 |T| |T| Band pass Band stop 0 1 2 0 1 2 Gambar.2 Karakteristik Filter Riil Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter) Suatu filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade
- 4. atau –6 dB/oktav.Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2R2C1) Gambar.3 Filter Lolos Bawah Orde 1 Filter Lolos Atas (High Pass Filter) Suatu filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor seperti pada Gambar 20 (perhatikan perbedaannya dengan Gambar 19 pada penempatan C1). Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan 20 dB/dekade atau 6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih tinggi dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2R1C1) (Catatan : perhatikan perbedaan dengan rumus pada filter lolos bawah). Gambar.4 Filter Lolos Atas Orde 1
- 5. Filter Lolos Pita(Band Pass Filter) Suatu filter lolos pita dapat disusun dengan menggunakan dua tahap, pertama adalah filter lolos atas dan kedua adalah filter lolos bawah seperti pada gambar berikut: Gambar.5 Filter Lolos Pita Gambar.6 Rangkaian Band Pass Filter Grafik sinyal perbandingan antara input dan output pada rangkaian band pass filter melalui multisim 2010, dapat dilihat pada Gambar.7.
- 6. Gambar.7 Sinyal inputdan output rangkaian band pass filter Penguatan tegangan untuk pita lolos adalah: Av = (-R2 / R1) (-R4 / R3) Besarnya frekuensi cut off atas didapat dari: fCH = 1 / (2R1C1) Besarnya frekuensi cut off bawah didapat dari: fCL = 1 / (2R4C2) Hubungan keluaran-masukan filter dinyatakan dengan rumus: fungsi alih T (dB) kuantitas output kuantitas input III. Alat dan Bahan Osciloscope ............................................................. 1 buah Multimeter ............................................................... 1 buah Catu daya 12 Volt.................................................... 1 buah Function generator .................................................. 1 buah Trainer Band Pass Filter ......................................... 1 buah jumper ..................................................................... secukupnya
- 7. IV. Langkah Percobaan 1. Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan. 2. Nyalakan catu daya untuk filter dengan tegangan V+ = 15V dan V- = -15V 3. Nyalakan pembangkit sinyal dan oscilloscope lalu di kalibrasi. 4. Pilihlah sinyal jenis sinus pada function generator! Pilihlah frekuensi 10 Hz! Aturlah amplitudo sinyal keluaran dari pembangkit sinyal, sedemikian rupa sehingga keluaran filter maksimum dan tidak cacat. 5. Selanjutnya pasang probe oscilloscope B pada keluaran function generator dan probe oscilloscope A pada output IC 741. 6. Ukurlah tegangan puncak ke pucak pada masukan (Vi) atau output dari function dan pada keluaran (Vo) dengan menggunakan oscilloscope! 7. Kemudian catat hasil dan masukkan gambar pada tabel hasil seperti Tabel.1 8. Hitunglah perbandingan Vo dan Vi, nyatakan perbandingan tersebut dalam dB lalu tuliskan pada Tabel.1 9. Lalu hitung besarnya frekuensi cut off atas dan besarnya frekuensi cut off atas 10. Buatlah analisis dengan grafik tanggapan frekuensi dan buat kesimpulan dari hasil praktikum yang telah dilaksanakan
- 8. V. Hasil Tabel.1Hasil percobaan praktikum No. Frekuensi Nilai Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output Vo / Vi R1 R2 R4 R3 C (dB) 1. 5 KHz 5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo = 2. 6 KHz 5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo = 3. 7 KHz 5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo = T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo =
- 9. 4. 8 KHz5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF 5. 9 KHz 5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo = 6. 10 KHZ 5 K 5 K 5 K 10 K 100 nF T/Div = Volt/Div = Vi = T/Div = Volt/Div = Vo = VI. Analisis VII. Kesimpulan VIII. Tugas 1. Untuk merubah frekuensi apa yang harus dilakukan? 2. Sebutkan macam-macam aplikasi dari rangkaian Band Pass Filter!