zenosoft.files.wordpress.com · web viewadalah jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah...
TRANSCRIPT
INSTRUMENTASI INDUSTRI
RANGKAIAN LOW PASS FILTER
(Filter Lolos Bawah)
Dosen Pembimbing
Drs. Suwasono, M.T
Oleh:
Zainul Fanani
120534400669
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
Februari 2014
I. Tujuan
a. Mahasiswa dapat mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik
Low Pass Filter.
b. Mahasiswa dapat merancang, merakit dan menguji rangkaian Low Pass
Filter dengan benar.
c. Mahasiswa dapat menganalisa dan membuat kesimpulan dari hasil
praktikum rangkaian Low Pass Filter dengan benar.
II. Dasar Teori
Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan
frekuensinya; ada frekuensi yang diterima atau diteruskan, dan ada pula
frekuensi yang ditolak atau dilemahkan (diredam).
Besarnya nilai respon (hubungan keluaran-masukan suatu filter)
dinyatakan dalam volt ataupun dalam dB dengan bentuk respon yang berbeda
pada setiap jenis filter. Besar nilai respon dapat diperoleh dari perhitungan
fungsi alih (transfer function):
Dengan
Hs = Fungsi alih
Vout = tegangan keluaran
Vin = tegangan masukan
Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|, dengan satuan
dalam desibel (dB).
Filter dibagi menjadi 4:
1. Filter lolos bawah (low pass filter), 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,
berawal dari = 0 radian/detik sampai dengan = 0 radian/detik, dimana
0 adalah frekuensi cut-off.
= T
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.
Dibawah ini ditunjukkan karakteristik filter yang ideal dalam grafik
magnitude terhadap frekuensi (dalam radian/detik). Meskipun filter yang ideal
ini tidak pernah ada, tetapi dapat memudahkan kita memahami karakter filter.
|T| |T|
|T| |T|
filter lolos pita ideal filter bandstop
ideal
Gambar 1. Karakteristik Filter Yang Ideal
Karakter filter yang sebenarnya tidaklah sama dengan karakter filter yang
ideal. Dalam filter yang sebenarnya, frekuensi cut-off mempunyai magnitude -3
dB. Pada filter yang sebenarnya juga terdapat apa yang disebut pita transisi
(transititon band), yang kemiringannya dinyatakan dalam dB/oktav atau
dB/dekade.
0 dB 0 dB
0 dB
0 1 2 0 1 2
0 0 0 0
0 dBpasspass
stopstop
stop stop
pass
filter lolos bawah ideal filter lolos atas ideal
Gambar 2. Karakteristik Filter Yang Sebenarnya
Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter)
Adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah serta meredam frekuensi
tinggi. Filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu
kapasitor seperti pada Gambar 3. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi
dengan kemiringan -20 dB/dekade atau –6 dB/oktav.
Sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari:
fC = 1 / (2R1C1)
Gambar 3. Low Pass Filter Orde-1
Gambar 4 Low Pass Filter Orde-2 dan kurva respon frekuensi cutoff low pass filter orde-2 didapat dari rumus dibawah:
III. Alat dan komponen
1. projectboard Osciloskop
2. Generator Sinyal
3. Probe
4. Avo Meter
5. 15kohm (3)
6. 2k(2)
7. 15nf(3)
8. 47nf(3)
9. 6.8nf(3)
10. 3.9nf(3)
11. Lm741
12. Power suply
IV. Langkah percobaan
a. Siapkan alat dan komponen yang diperlukan.
b. Hidupkan dan kalibrasi generator sinyal dan osciloskop yang akan digunakan
c. Rangkai komponen-komponen pada projectboard sesuai dengan gambar
percobaan.
d. Sambungkan pin resistor dan pin kapasitor pada blok resistor dan kapasitor
yang tersedia pada trainer filter aktif sesuai dengan nilai resistor dan
kapasitor yang diinginkan.
e. Sambungkan rangkaian yang telah selesai dirangkai dengan sumber tegangan
(power supply).
f. Sambungkan input rangkaian ke generator sinyal
g. Sambungkan pin input pada channel 1 osciloskop dan pin output pada
channel 2 osciloskop.
h. Atur frekuensi keluaran dari generator sinyal sesuai dengan tabel percobaan.
i. Catat dan gambar sinyal input dan sinyal output pada tabel percobaan.
j. Lakukan pengamatan pada layar osciloskop terhadap setiap perubahan
frekuensi dari generator sinyal.
k. Catat hasil yang didapat sesuai dengan tabel percobaan.
l. Buat kesimpulan dari hasil praktikum.
V. Percobaan
Terdapat dua rangkaian yang akan dianalisa, yaitu low pass filter orde-1 dan
low pass filter orde-2.
1. Low pass filter orde-1
Gambar 5. Rangkaian low pass filter orde-1
2. Low pass filter orde-2
Gambar 6. Rangkaian low pass filter orde-2
VI. Hasil dan Analisa
Tabel 1. Percobaan Low Pass Filter Orde-1
No
.
Frekuens
i
Nila
i R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
1. 100Hz 15K 15n
F
T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47n
F
T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
2. 500Hz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
3. 750Hz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
4. 1KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
5. 1,5KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
6. 1,75KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
7. 2KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
8. 2,5KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
9. 2,75KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No
.Frekuensi
Nilai
R1
Nilai
C1 Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
10. 3KHz 15K 15nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
2K 47nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
Tabel 2. Percobaan Low Pass Filter Orde-2
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
1. 100Hz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
2. 500Hz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
3. 750Hz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
4. 1KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
5. 1,5KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
6. 1,75KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
7. 2KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
8. 2,5KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai
Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal OutputR1 R2 C1 C2
9. 2,75KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
No. Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal Input Gambar Sinyal Output
R1 R2 C1 C2
10. 3KHz 15K 15K 15nF 6,8nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
15K 15K 6,8nF 3,9nF T/Div =
V/Div =
T/Div =
V/Div =
VII. Analisa dan Kesimpulan
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
VIII. Soal Latihan
1. Pilih masing-masing 1 rangkaian dengan nilai resistor dan kapasitor yang
ada pada tabel 1 (LPF orde-1) dan tabel 2 (LPF orde-2). Gambar
rangkaiannya dan hitung frekuensi cutoffnya!
2. Hitung frekuensi cutoff dari rangkaian berikut:
3. Sebutkan ciri-ciri dan karakteristik dari rangkaian Low Pass Filter yang
anda ketahui dari percobaan ini?