Dhella Yuanda Mersa 2110953003: HPF +60dB

[MENUJU AKHIR]

APLIKASI HPF +60DB/DEC DENGAN GENERATOR SINYAL

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [Kembali]

a. Mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik High Pass Filter (HPF).

b. Dapat merangkai dan menganalisa rangkaian High Pass Filter (HPF) dengan benar.

2. Alat dan Bahan [Kembali]

A. Alat

Instrumen

1. Signal Generator

Signal generator berfungsi untuk memberikan input berupa tegangan AC pada rangkaian.

2. Osiloskop

Osiloskop digunakan untuk mengamati bentuk gelombang input dan output pada rangkaian.

Generator

Sinyal Generator

Sinyal Generator, berfungsi sebagai sumber arus listrik AC.

Spesifikasi

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

B. Bahan

1. Resistor

merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

2. Kapasitor

Kapasitor (Capacitor) atau disebut juga dengan Kondensator (Condensator) adalah Komponen Elektronika Pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara dengan satuan kapasitansinya adalah Farad.

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

3. Operasional Amplifier (Op-Amp) LM741

Operasional amplifier (Op-Amp) adalah suatu penguat berpenguatan tinggi yang terintegrasi dalam sebuah chip IC yang memiliki dua input inverting dan non-inverting dengan sebuah terminal output, dimana rangkaian umpan balik dapat ditambahkan untuk mengendalikan karakteristik tanggapan keseluruhan pada operasional amplifier (Op-Amp). Pada dasarnya operasional amplifier (Op-Amp) merupakan suatu penguat diferensial yang memiliki 2 input dan 1 output. Op-amp ini digunakan untuk membentuk fungsi-fungsi linier yang bermacam-mcam atau dapat juga digunakan untuk operasi-operasi tak linier, dan seringkali disebut sebagai rangkaian terpadu linier dasar. Penguat operasional (Op-Amp) merupakan komponen elektronika analog yang berfungsi sebagai amplifier multiguna dalam bentuk IC dan memiliki simbol sebagai berikut :

3. Dasar Teori [Kembali]

Rangkaian HPF +60dB/dEC adalah gabungan rangkaian HPF +40dB/dec dengan diseri HPF +20dB/dec.

1) Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

2) Kapasitor

Spesifikasi

3) Op Amp - LM741

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.

Karakteristik penguat ideal adalah:

Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi:

Respons karakteristik kurva I-O:

Contoh Soal:

1. Karakteristik filter ideal dari gambar berikut adalah...

a. Low Pass Filter

b. High Pass Filter

c. Band Pass Filter

d. Band Stop Filter

2. Gambar rangkaian dibawah ini termasuk rangkaian jenis...

a. High Pass Filter orde 1

b. High Pass Filter orde 2

c. Low Pass Filter orde 1

d. Low Pass Filter orde 2

3. Gambar rangkaian di bawah ini termasuk rangkaian...

a. High Pass Filter orde 1

b. High Pass Filter orde 2

c. Low Pass Filter orde 1

d. Low Pass Filter orde 2

4. Percobaan [Kembali]

a. Langkah-langkah Kerja:

Pada percobaan kali ini dilakukan dengan prosedur sebagai berikut:

Mempersiapkan Alat besrta Bahan seperti yang telah tertera pada Sub Bab Alat dan Bahan di atas
Merangkai Rangkaian
Pada Rangkaian disambungkan input tegangan AC agar dapat melihat bagaimana perbedaan respons gelombang input dan outputnya.
Amatilah nilai input dan output dengan menyesuaikannya dengan rumus yang ada, dan juga amatilah respon grafik sinyal input dan outputnya.

b. Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

Rangkaian Simulasi:

Gambar Rangkaian HPF +60dB/dec beserta Grafik Frequency Rensponse-nya

Gambar bentuk Gelombang dari Rangkaian HPF +60dB/dec

Prinsip Kerja Rangkaian:

Pertama-tama rangkailah sebuah HPF dengan kapasitor dan juga resistor. Hitunglah nilai Omega dengan rumus -1/RC dan tentukan nilai A nya. Didapatkan nilainya mendekati 0.7. Dalam rangkaian responsnya sudah mendekati walau masih ada eror, namun sudah bisa ditenggang. Disini digunakan frekuensi sebesar 100k sesuai dengan yang telah diperhitungkan dengan rumus.Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan sinyal 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:

Grafik Karakteristik High Pass Filter (HPF) Dengan RC