FILTER BUTTERWORTH UNTUK SISTEM TELEMETRI …repository.usd.ac.id/28685/2/035114025_Full.pdf ·...

FILTER BUTTERWORTH UNTUK SISTEM TELEMETRI

DENGAN METODE MULTITONE

TUGAS AKHIR

Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat

Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Program Studi Teknik Elektro

Disusun oleh:

SUPRIYADI

NIM : 035114025

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2009

i

BUTTERWORTH FILTER FOR TELEMETRY SYSTEM

USING MULTITONE METHOD

FINAL PROJECT

Presented as Partial Fulfillment of the Requirements

To Obtain the Sarjana Teknik Degree

In Electrical Engineering Study Program

Written by:

SUPRIYADI

Student Number : 035114025

ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM

DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING

FACULTY OF SAINS AND TECHNOLOGY

SANATA DHARMA UNIVERSITY

YOGYAKARTA

2009

ii

HALAMAN MOTTO dan PERSEMBAHAN

Motto

CURA, UT VALEAS! (Unknown)

Persembahan: Ku persembahkan karya kecilku ini untuk:

Tuhan Yesus Kristus, selamanya aku milik-Nya... dalam kasih-Nya aku berkarya.

Bapak dan Ibu tercinta, almarhum Andreas Yosef Langi dan Katharina Bedai,

atas cinta yang tak berbatas.

Saudara-Saudariku tercinta, Hendrikus Suyadi, Herkulanus Hanggi, Helena Rasmiati dan

Adrianus Handri.

Kedua keponakanku tersayang, Albertus Yudi Pratama dan Octaviani Cyntia.

Keluarga Besarku tercinta.

Almamaterku Teknik Elektro USD

vii

Intisari

Filter Butterworth untuk sistem telemetri dengan metode multitone adalah sistem pendukung dari sistem yang lebih besar yaitu sistem telemetri termodulasi frekuensi dengan metode multitone yang merupakan alat ukur dengan tiga sensor pengukuran, yaitu sensor pertama untuk mengukur suhu udara, sensor kedua untuk mengukur tekanan udara dan sensor ketiga untuk mengukur kelembaban udara, dengan sistem komunikasi gelombang radio FM. Filter Butterworth untuk sistem telemetri dengan metode multitone ini terdiri dari bagian-bagian filter dan rangkaian pembanding. Bagian filter terdiri low pass filter (LPF) 20 kHz, LPF 7 kHz, band pass filter (BPF) 8-13 kHz dan high pass filter (HPF) 14 kHz. LPF 20 kHz digunakan untuk memisahkan sinyal masukan dari frekuensi transmisi, dan keluarannya digunakan sebagai masukan untuk ketiga filter lainnya. LPF 7 kHz untuk melewatkan frekuensi yang mewakili data sensor pertama, BPF 8-13 kHz untuk melewatkan frekuensi yang mewakili data sensor kedua dan HPF 14 kHz untuk melewatkan frekuensi yang mewakili data sensor ketiga. Keluaran dari ketiga filter ini selanjutnya dilewatkan pada rangkaian pembanding untuk mengubah sinyal keluaran menjadi gelombang kotak. Gelombang kotak ini merupakan keluaran akhir dari sistem sehingga pada sistem selanjutnya dapat diidentifikasi sebagai data biner dengan logika low dan high yang ditunjukkan oleh level tegangannya. Dari hasil percobaan secara terpisah, masing-masing dari filter dan pembanding telah bekerja mendekati perancangan. Pada LPF 20 kHz didapatkan frekuensi cut-off sebesar 18503,5 Hz, LPF 7 kHz didapatkan frekuensi cut-off sebesar 6852 Hz, BPF 8-13 kHz didapatkan frekuensi cut-off bawah sebesar 8408 Hz serta frekuensi cut-off atas sebesar 13176Hz dan HPF 14 kHz didapatkan frekuensi cut-off sebesar 13586 Hz. Sedangkan pembanding telah dapat menghasilkan keluaran berupa gelombang kotak tanpa mengubah frekuensinya. Tetapi saat diterapkan dalam sistem dengan masukan sinyal terjumlah, tidak didapatkan keluaran akhir seperti yang diinginkan. Hal ini disebabkan oleh penggunaan filter dengan orde rendah, sehingga sinyal keluaran filter masih terinterferensi oleh frekuensi lain diluar batas frekuensi cut-off filter. Kata kunci: sistem telemetri, low pass filter, band pass filter, high pass filter,

filter Butterworth

viii

Abstract Butterworth filter for telemetry system with multitone method is a support system to separate frequency that consist of the three measurement sensors, the first sensor measured atmospheric temperature, the second sensor measured atmospheric pressure and the third sensor measured atmospheric humidity in communication radio system.

Butterworth filter circuit consists of filter circuit and comparator circuit. Filter circuit consists of low pass filter (LPF) 20 kHz, LPF 7 kHz, band pass filter (BPF) 8-13 kHz and high pass filter (HPF) 14 kHz. LPF 20 kHz was used to separate input signal from receiving signal, and then the filter output was used to input signal for other filter. LPF 7 kHz used to pass the frequency which is represent first sensor data, BPF 8-13 kHz used to pass the frequency which is represent second sensor data and HPF 14 kHz used to pass the frequency which is represent third sensor data. And then, the output from each filter feed in comparator circuit to shape the output signal to be a square waves. This square waves is a final output from system and then, in the next system can be identification as a biner data with low and high logic as shown by voltage level. From the experiments, each filter and comparator was works close to the design. At LPF 20 kHz, founded 18503.5 Hz cut-off frequency, at LPF 7 kHz founded 6852 Hz. At BPF founded 8408 Hz as low cut-off frequency and 13176 Hz as high cut-off frequency. At HPF 14 kHz founded 13586 Hz as cut-off frequency. The comparator was produce output signal of square waves without change the frequency. But, when it apllied in the system with adder result input signal, the final output did not worked well. This problem founded because it was used of low orde filter, and then output signal was still interfered by the other frequency outside of the cut-off filter frequency. Keywords: telemetry system, low pass filter, band pass filter, high pass filter,

Butterworth filter

ix

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Alah Bapa di surga segala

rahmat dan penyertaan-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir

dengan judul “Filter Butterworth Untuk Sistem Telemetri Dengan Metode

Multitone”.

Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik Elektro di Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata

Dharma Yogyakarta, sekaligus sebagai upaya untuk memperdalam dan

memperkaya wawasan berpikir serta menambah wacana di bidang elektronika

khususnya dan sains teknologi pada umumnya.

Pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan

berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada :

1. B. Wuri Harini S.T., M.T., Ketua Jurusan Teknik Elektro yang telah

memberikan perhatiannya selama kuliah di Universitas Sanata Dharma

Yogyakarta.

2. A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng., selaku dosen pembimbing I yang telah

memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya selama

penyusunan tugas akhir ini.

3. Martanto, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah

memberikan bimbingan, masukan, waktu, dan perhatiannya selama

penyusunan tugas akhir ini.

4. Segenap dosen di Jurusan Teknik Elektro yang telah mendidik penulis

untuk mengetahui lebih dalam tentang Teknik Elektronika.

x

5. Petrus Sumardi, Laboran Lab. Elektronika dan Rangkaian Listrik yang

telah banyak membantu dalam penyelesaian alat.

6. Segenap karyawan sekretariat Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Sanata Dharma Yogyakarta.

7. Seluruh Staf Perpustakaan Universitas Sanata Dharma Yogyakarta yang

sudah memberikan layanan dan bantuan selama proses pencarian referensi.

8. Ibu dan segenap keluarga besar tercinta yang selalu memberi doa,

dukungan dan semangat dalam menyelesaikan kuliah dan pengerjaan tugas

akhir ini.

9. ”Himpunan Pelajar Mahasiswa Dayak Kapuas Hulu”, terima kasih atas

semua bantuan dan kebersamaan yang indah selama ini.

10. Teman-teman TE: I Putu Eka, Andry Prihatin, Liberius Aries, Frederik

Erik, Guntur Maulana, Bayu Rani, Tri Dese, Marselinus Roni, Ricky

Nelson, SigitPurbayadi, Venantius Andika, Heru Wahyudi, Nendar

Wibarasta, Sukur Widodo, Ratno, Yohanes Pemandi Ariadi. Tomo, Petrus

Veni, Robert, Yulius, Nestor, Tono, Stefan, Budin, Andro, Ivan, Diro,

Doni, Rikardus, terimakasih atas dukungan, bantuan dan kekompakannya.

11. Semua pihak yang telah membantu dan tidak dapat disebutkan satu persatu

sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

12. sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.

Penulis dengan penuh kesadaran memahami dalam pembuatan tugas akhir

ni masih banyak terdapat kekurangannya. Oleh karenanya sumbang saran yang

bersifat membangun dari pembaca sangat diharapkan. Akhirnya penulis berharap

xi

DAFTAR ISI Halaman Judul................................................................................................i

Halaman Judul dalam Bahasa Inggris ............................................................ii

Lembar Persetujuan oleh Pembimbing ..........................................................iii

Lembar Pengesahan .......................................................................................iv

Lembar Persetujuan Publikasi........................................................................v

Lembar Pernyataan keaslian karya.................................................................vi

Halaman Persembahan dan Motto Hidup ......................................................vii

Intisari ............................................................................................................viii

Abstract ..........................................................................................................ix

Kata Pengantar ...............................................................................................x

Daftar Isi ........................................................................................................xiii

Daftar Gambar................................................................................................xvi

Daftar Tabel ...................................................................................................xviii

Daftar Lampiran.............................................................................................xix

BAB I PENDAHULUAN....................................................................... 1

1.1 Judul ......................................................................................................... 1

1.2 Latar Belakang Masalah........................................................................... 1

1.3 Tujuan Penelitian ..................................................................................... 2

1.4 Manfaat Penelitian ..................................................................................3

1.5 Batasan Masalah ..................................................................................... 3

1.6 Metodologi Penelitian .............................................................................. 4

1.7 Sistematika Penulisan .............................................................................. 5

BAB II DASAR TEORI .........................................................................6

2.1 Filter..........................................................................................................6

2.1.1 Definisi Filter...............................................................................6

2.1.2 Klasifikasi Filter ..........................................................................6

2.1.3 Low Pass Filter ............................................................................10

2.1.3.1 Low Pass Filter tipe Butterworth orde ke-2..................12

xiii

2.1.4 High Pass Filter ...........................................................................15

2.1.4.1 High Pass Filter tipe Butterworth orde ke-2 ................17

2.1.5 Band Pass Filter...........................................................................19

2.1.6 Peng-kaskade-an (Cascading)......................................................23

2.2 Penguat Operasional (Operational Amplifier, Op-Amp) Sebagai

Pembangun Dasar..................................................................................24

2.2.1 Dasar-dasar Penguat Operasional ................................................24

2.2.2 Penguat Membalik (Inverting Amplifier) .....................................27

2.2.3 Penguat Tak Membalik (Non Inverting Amplifier) ......................28

2.2.4 Pengikut Tegangan (Voltage Follower) .......................................29

BAB III PERANCANGAN ......................................................................32

3.1 Filter Aktif ...............................................................................................34

3.1.1 Low Pass Filter dengan fc = 20 kHz............................................34

3.1.2 Low Pass Filter dengan fc = 7 kHz..............................................36

3.1.3 Band Pass Filter dengan fL = 8 kHz dan fH = 13 kHz ................38

3.1.3.1 Low Pass Filter dengan fc = 13 kHz.............................39

3.1.3.2 High Pass Filter dengan fc = 8 kHz .............................41

3.1.4 High Pass Filter dengan fc = 14 kHz ..........................................44

3.2 Rangkaian Pembanding (Comparator) ....................................................46

3.3 Rangkaian Penyangga (Buffer) ................................................................47

BAB IV PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN ...................................49

4.1 Low Pass Filter 20 kHz............................................................................49

4.2 Low Pass Filter 7 kHz..............................................................................52

4.3 Band Pass Filter 8-13 kHz .......................................................................54

4.4 High Pass Filter 14 kHz ...........................................................................56

4.5 Pembanding (Comparator) ......................................................................58

4.6 Pembahasan Kinerja Filter Dengan Frekuensi Masukan Yang Berbeda .59

4.7 Analisa Kinerja Sistem Dengan Masukan Sinyal Terjumlah...................61

4.8 Pembahasan Secara Keseluruhan.............................................................67

xiv

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................68

5.1 Kesimpulan ..............................................................................................68

5.2 Saran ........................................................................................................69

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................70

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Karakteristik ideal filter pelewat rendah ....................................8

Gambar 2.2 Karakteristik ideal filter pelewat tinggi......................................9

Gambar 2.3 Karakteristik ideal filter pelewat jalur........................................9

Gambar 2.4 Karakteristik ideal filter penolak jalur .......................................10

Gambar 2.5 Kurva tanggapan Low Pass Filter ..............................................10

Gambar 2.6 Untai dasar Low Pass Filter .......................................................11

Gambar 2.7 Low Pass Filter orde ke-2 ..........................................................12

Gambar 2.8 Low Pass Filter orde ke-2 ..........................................................13

Gambar 2.9 Kurva tanggapan High Pass Filter.............................................16

Gambar 2.10 Untai dasar High Pass Filter ....................................................16

Gambar 2.11 High Pass Filter orde ke-2 .......................................................17

Gambar 2.12 High Pass Filter orde ke-2 .......................................................17

Gambar 2.13 Tanggapan amplitudo relatif BPF secara umum......................20

Gambar 2.14 Tanggapan amplitudo BPF orde 2 dengan berbagai nilai Q ....22

Gambar 2.15 Diagram blok kaskade untuk filter orde tinggi.........................23

Gambar 2.16 Simbol Op-Amp (dalam rangkaian).........................................25

Gambar 2.17 Catu daya bipolar sederhana ....................................................25

Gambar 2.18 Non inverting comparator dengan bias positif.........................26

Gambar 2.19 Inverting comparator dengan bias positif ................................27

Gambar 2.20 Rangkaian penguat inverting....................................................28

Gambar 2.21 Rangkaian penguat non inverting.............................................28

Gambar 2.22 Rangkaian pengikut tegangan ..................................................29

Gambar 2.23 Rangkaian penguat inverting tanpa pengikut tegangan............30

Gambar 3.1 Diagram blok sistem telemetri secara umum .............................32

Gambar 3.2 Diagram blok bagian penerima ..................................................33

Gambar 3.3 Low Pass Filter 20 kHz..............................................................36

Gambar 3.4 Low Pass Filter 7 kHz................................................................38

Gambar 3.5 Low Pass Filter 13 kHz..............................................................41

Gambar 3.6 High Pass Filter 8 kHz...............................................................43

xvi

Gambar 3.7 Band Pass Filter 8 - 13 kHz.......................................................44

Gambar 3.8 High Pass Filter 14 kHz.............................................................46

Gambar 3.9 Rangkaian Pembanding (Comparator) ......................................47

Gambar 3.10 Rangkaian Penyangga ..............................................................48

Gambar 4.1 Grafik Tanggapan Frekuensi LPF 20 kHz .................................51

Gambar 4.2 Grafik Tanggapan Frekuensi LPF 7 kHz ...................................53

Gambar 4.3 Grafik Tanggapan Frekuensi BPF 8-13 kHz..............................56

Gambar 4.4 Grafik Tanggapan Frekuensi HPF 14 kHz.................................58

Gambar 4.5(a) Sinyal terjumlah masukan sistem dengan Amplitudo 9 Vpp.62

Gambar 4.5(b) Sinyal terjumlah untuk masukan Sistem setelah pembagi

tegangan dengan Amplitudo 3 Vpp........................................62

Gambar 4.6(a) Sinyal keluaran LPF 20 kHz dengan masukan sinyal

terjumlah ................................................................................62

Gambar 4.6(b) Sinyal keluaran LPF 20 kHz setelah pembagi tegangan

dengan masukan sinyal terjumlah ..........................................63

Gambar 4.7(a) Sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan masukan sinyal

terjumlah, Amplitudo 4,8 Vpp ...............................................64

Gambar 4.7(b) Keluaran akhir LPF 7 kHz setelah Rangkaian Pembanding

dengan masukan sinyal terjumlah ..........................................64

Gambar 4.8(a) Sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan masukan sinyal

terjumlah ................................................................................65

Gambar 4.8(b) Keluaran akhir BPF 8-13 kHz setelah Rangkaian

Pembanding dengan masukan sinyal terjumlah .....................65

Gambar 4.9(a) Sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan masukan sinyal

terjumlah ................................................................................65

Gambar 4.9(b) Keluaran akhir HPF 14 kHz setelah Rangkaian

Pembanding dengan masukan sinyal terjumlah .....................66

Gambar 4.10 Grafik Tanggapan Frekuensi secara keseluruhan.....................66

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Nilai Faktor Redaman Untuk Tanggapan Filter Butterworth........24

Tabel 4.1 Kinerja Filter dengan Sinyal Masukan Gelombang Kotak dan

Frekuensi Masukan Yang Berbeda .................................................60

Tabel 4.2 Kinerja Filter Dengan Masukan Sinyal Terjumlah ........................63

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Gambar Rangkaian Lengkap ........................................................ L2

Lampiran 2 Foto Perangkat Keras Hasil Perancangan..................................... L3

Lampiran 3 Tabel Data pengukuran LPF 20 kHz ............................................ L5

Lampiran 4 Tabel Data pengukuran LPF 7 kHz .............................................. L7

Lampiran 5 Tabel Data pengukuran BPF 8-13 kHz......................................... L10

Lampiran 6 Tabel Data pengukuran HPF 14 kHz............................................ L13

Lampiran 7 Tabel Hubungan Antara Data Sensor 1 (Suhu) Dengan

Frekuensi ..................................................................................... L15

Lampiran 8 Tabel Hubungan Antara Data Sensor 2 (Tekanan) Dengan

Frekuensi ..................................................................................... L17

Lampiran 9 Tabel Hubungan Antara Data Sensor 3 (Kelembaban) pada

suhu dengan Frekuensi...................................................... L19 C025





Lampiran 12 Gambar Sinyal AFG (Audio Function Generator) sebagai

masukan Sistem dengan Amplitudo 9 Vpp dan Frekuensi

10008 Hz ..................................................................................... L23

Lampiran 13 Gambar Sinyal AFG (Audio Function Generator) sebagai

masukan LPF 20 kHz dengan Amplitudo 2,6 Vpp dan

Frekuensi 10008 Hz .................................................................... L23

Lampiran 14 Gambar sinyal keluaran LPF 20 kHz dengan Amplitudo 7,5

Vpp dan Frekuensi 10008 Hz...................................................... L23

Lampiran 15 Gambar sinyal keluaran LPF 20 kHz yang telah dibagi

tegangannya dengan Amplitudo 2,5 Vpp dan Frekuensi

10008 Hz ..................................................................................... L24

Lampiran 16 Gambar sinyal masukan LPF 7 kHz dengan Amplitudo 2,5

Vpp dan Frekuensi 4288 Hz........................................................ L24

xix

Lampiran 17 Gambar sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 6,5

Vpp dan Frekuensi 4288 Hz........................................................ L24

Lampiran 18 Gambar sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo

0,6 Vpp dan Frekuensi 4288 Hz.................................................. L25

Lampiran 19 Gambar sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan Frekuensi 4288

Hz ................................................................................................ L25

Lampiran 20 Gambar sinyal masukan BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo

2,5 Vpp dan Frekuensi 10558 Hz................................................ L25

Lampiran 21 Gambar sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo


Lampiran 22 Gambar sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 1 Vpp

dan Frekuensi 10558 Hz ............................................................. L26

Lampiran 23 Gambar sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan Amplitudo 1,9


Lampiran 24 Gambar sinyal masukan HPF 14 kHz dengan Amplitudo 2,5


Lampiran 25 Gambar sinyal keluaran HPF 14 kHz.dengan Amplitudo 4


Lampiran 26 Gambar sinyal keluaran LPF 7 kHz.dengan Amplitudo 0,14


Lampiran 27 Gambar sinyal keluaran BPF 8-13 kHz.dengan Amplitudo


Lampiran 28 Gambar keluaran akhir LPF 7 kHz setelah Rangkaian

Pembanding dengan Amplitudo 4,4 Vpp dan Frekuensi 4288

Hz ................................................................................................ L28

Lampiran 29 Gambar keluaran akhir BPF 8-13 kHz setelah Rangkaian


Hz ................................................................................................ L28

Lampiran 30 Gambar keluaran akhir HPF 14 kHz setelah Rangkaian


Hz ................................................................................................ L29

xx


Pembanding dengan Amplitudo 4,4 Vpp dan Frekuensi

10558 Hz ..................................................................................... L29



10558 Hz ..................................................................................... L29



10558 Hz ..................................................................................... L30



17043 Hz ..................................................................................... L30


Pembanding dengan Frekuensi 17043 Hz................................... L30



17043 Hz ..................................................................................... L31

Lampiran 37 Sinyal masukan sistem gelombang kotak dengan Amplitudo

9 Vpp dan setelah diperkecil dengan Amplitudo 3 Vpp ............. L31

Lampiran 38 Sinyal keluaran LPF 20 kHz pada frekuensi 10500 Hz

dengan Amplitudo 8,4 Vpp dan setelah diperkecil dengan

Amplitudo 2,8 Vpp ..................................................................... L31

Lampiran 39 Sinyal keluaran LPF 20 kHz yang diperkecil menjadi 2,8

Vpp pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan LPF 7 kHz

dan keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 8 Vpp ................... L32

Lampiran 40 Sinyal keluaran komparator LPF 7 kHz pada frekuensi 2000

Hz ................................................................................................ L32


Vpp pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan BPF 8-13 kHz

dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 3,8 Vpp ........... L32

xxi


Vpp pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan HPF 14 kHz

dan keluaran HPF 14 kHz dengan Amplitudo 1 Vpp ................. L33

Lampiran 43 Keluaran komparator BPF 8-13 kHz dan keluaran

komparator HPF 14 kHz pada frekuensi 2000 Hz ...................... L33



dan keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 8 Vpp.................... L33


Hz ................................................................................................ L34











dan keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 5,2 Vpp................. L35


Hz ................................................................................................ L35






dan keluaran HPF 14 kHz dengan Amplitudo 0,8 Vpp .............. L36



xxii





Hz ................................................................................................ L37



dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 6 Vpp .............. L37









Lampiran 60 Sinyal keluaran komparator BPF 8-13 kHz pada frekuensi

8000 Hz ....................................................................................... L39







Lampiran 63 Keluaran komparator LPF 7 kHz dan keluaran komparator

HPF 14 kHz pada frekuensi 8000 Hz.......................................... L40


Vpp pada frekuensi 10500 Hz sebagai masukan BPF 8-13

kHz dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 12,6

Vpp.............................................................................................. L40

xxiii


10500 Hz ..................................................................................... L40








HPF 14 kHz pada frekuensi 10500 Hz........................................ L41



kHz dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 8,6 Vpp.... L42


13000 Hz ..................................................................................... L42













13500 Hz ..................................................................................... L44




xxiv









Lampiran 80 Sinyal keluaran komparator HPF 14 kHz pada frekuensi

14000 Hz ..................................................................................... L45








BPF 8-13 kHz pada frekuensi 14000 Hz..................................... L46





17000 Hz ..................................................................................... L47






kHz dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 3 Vpp....... L48



xxv

Lampiran 89 Sinyal keluaran LPF 20 kHz yang diperkecil menjadi 2 Vpp

pada frekuensi 20000 Hz sebagai masukan HPF 14 kHz dan

keluaran HPF 14 kHz dengan Amplitudo 4 Vpp ........................ L48


20000 Hz ..................................................................................... L49


pada frekuensi 20000 Hz sebagai masukan LPF 7 kHz dan

keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 0,1 Vpp........................ L49


pada frekuensi 20000 Hz sebagai masukan BPF 8-13 kHz








20500 Hz ..................................................................................... L50



dan keluaran LPF 7 kHz.............................................................. L51










21000 Hz .................................................................................. L52

xxvi



dan keluaran LPF 7 kHz........................................................... L52



kHz dan keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 1 Vpp.... L53


BPF 8-13 kHz pada frekuensi 21000 Hz.................................. L53

Lampiran 105 Datasheet LM741..................................................................... L55

Lampiran 106 Datasheet LF356 ...................................................................... L63

xxvii

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Judul

Filter Butterworth Untuk Sistem Telemetri Dengan Metode Multitone.

1.2 Latar Belakang Masalah.

Suatu informasi baik berupa data pengukuran atau hasil pengamatan

dikirim dan diterima, kemudian diproses sangat membutuhkan sarana transmisi

data yang cepat, akurat dan bisa dipindah – pindah. Sehingga untuk mengirim data

dari tempat yang sulit dijangkau dapat dengan mudah diatasi. Pengiriman data

dapat menggunakan berbagai media, yang salah satunya adalah dengan

gelombang radio. Gelombang radio digunakan sebagai media transmisi karena

bersifat fleksibel dan mempunyai rentang frekuensi yang cukup lebar. Selain itu

juga mudah dipindahkan karena tidak terkait dengan jaringan kabel.

Sistem Telemetri dengan Metode Multi Tone menggunakan prinsip sinyal

informasi menggunakan frekuensi tone yang mewakili perubahan data hasil

pengukuran sensor. Sisi pemancar membangkitkan frekuensi tone berdasar

perubahan data keluaran sensor, frekuensi-frekuensi tersebut kemudian

dijumlahkan untuk kemudian diumpankan pada modulator frekuensi [1]. Sisi

penerima mengembalikan frekuensi diterima kemudian memisahkan ketiga

frekuensi dengan tapis pelewat jalur bawah (LPF) , tapis pelewat jalur atas (HPF),

1

2

dan tapis pelewat bidang (BPF) [2]. Filter-filter ini digunakan untuk

memberikan batasan-batasan frekuensi untuk setiap data sensor dan juga sebagai

pembatas diantara setiap frekuensi data sensor sehingga tidak saling mengganggu

(interferensi).

Berdasar dari latar belakang tersebut, maka penulis mencoba menerapkan

aplikasi suatu sistem penapis (filtering) untuk memisahkan/membagi satu sinyal

masukan menjadi tiga sinyal keluaran yang keluaran akhinya berupa suatu

gelombang kotak sehingga pada akhirnya dapat diidentifikasi sebagai data biner

(dengan logika low dan high). Dalam sistem akuisisi datanya, keluaran ini

nantinya merupakan data yang akan menunjukan level atau keadaan

sesungguhnya dari parameter yang diukur.

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan yang akan dicapai dalam perancangan ini adalah membuat suatu

peralatan yang akan digunakan untuk mengolah data menjadi suatu informasi

pada sistem telemetri secara keseluruhan dengan cara pembagian frekuensi pada

bagian penerima setelah sebelumnya dijumlahkan pada bagian pemancar untuk

mendapatkan tiga keluaran yang terpisah yang masing-masing keluaran akan

mewakili satu sensor. Keluaran akhir berupa gelombang kotak sehingga di

dapatkan data hasil pengukuran berupa dua kondisi yang ditunjukan oleh level

tegangan keluarannya, yang nantinya akan di gunakan untuk proses akuisisi data

sehingga akhirnya dapat menunjukan hasil pengukuran yang telah di lakukan.

3

1.4 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat dari pembuatan alat ini adalah :

1. Sebagai salah satu bagian dari keseluruhan sistem telemetri

termodulasi frekuensi dengan metode multitone.

2. Sistem pengukuran yang dilakukan menjadi lebih praktis.

3. Sebagai dasar pengembangan untuk aplikasi lainnya yang lebih

bervariasi.

1.5 Batasan Masalah

Agar permasalahan yang ada tidak berkembang menjadi luas, maka perlu

adanya batasan terhadap permasalahan yang akan dibuat yaitu:

1. Sinyal masukan berupa gelombang kotak.

2. Rentang amplitudo sinyal masukan sistem adalah sebesar 3 - 5

Volt.

3. Hasil atau keluaran akhir dari sistem berupa gelombang kotak.

4. Rentang frekuensi untuk filter Low Pass Filter (LPF) penerima

sinyal termodulasi frekuensi adalah 2 kHz – 20 kHz.

5. Rentang frekuensi untuk filter Low Pass Filter (LPF) penerima

sinyal dari sensor 1 adalah 2 kHz – 7 kHz.

6. Rentang frekuensi untuk filter Band Pass Filter (BPF) penerima


7. Rentang frekuensi untuk filter High Pass Filter (HPF) penerima


4

1.6 Metode Penelitian

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini dilakukan beberapa

metodologi penelitian. Adapun metodologi penelitian yang dilakukan

terdiri dari :

1. Studi pustaka, yaitu dengan mengumpulkan dan mempelajari

berbagai informasi, baik dari buku, makalah maupun internet

mengenai hal-hal yang berkaitan dengan sistem telemetri secara

umum dan Filter Butterworth secara khususnya sehingga informasi

yang diperoleh dapat digunakan sebagai referensi pendukung

dalam penyusunan laporan.

2. Merealisasikan pengetahuan yang diperoleh dalam bentuk

perancangan hardware.

3. Melakukan pengujian terhadap hasil perancangan agar dapat

diketahui hasil secara realistis.

4. Menganalisis hasil pengujian dan membandingkan dengan teori

yang ada.

5. Mengambil kesimpulan terhadap perancangan dan pengujian yang

telah dilakukan.

5

1.7 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan Tugas Akhir ini terbagi menjadi 5 bab yang

disusun sebagai berikut :

BAB I. PENDAHULUAN

Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, rumusan masalah,

batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi penelitian

serta sistematika penulisan.

BAB II. DASAR TEORI

Bab ini berisi penjelasan-penjelasan umum serta persamaan

matematis yang berkaitan dengan sistem telemetri.

BAB III. RANCANGAN PENELITIAN

Bab ini berisi tentang rancangan sistem telemetri, yang meliputi

diagram blok, penjelasan cara kerja secara singkat dan pemilihan

komponen.

BAB IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Bab ini berisi hasil pengamatan dan pembahasan dari pengujian

yang telah dilakukan.

BAB V. PENUTUP

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran.

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Filter

2.1.1. Definisi Filter

Filter atau tapis didefinisikan sebagai sebuah alat atau rangkaian atau

substansi yang meneruskan atau meloloskan arus listrik pada frekuensi-frekuensi

atau jangkauan frekuensi tertentu serta menahan (menghalangi) frekuensi-frekuensi

lainnya. [3]

2.1.2. Klasifikasi Filter

Berdasarkan komponen pendukung, filter dapat diklasifikasikan menjadi 2

macam, yaitu : filter pasif dan filter aktif.

1. Filter Pasif

Filter pasif merupakan suatu rangkaian filter yang hanya terdiri dari inti

filter, yaitu kombinasi resistor (R), kapasitor (C), dan induktor (L). Kelebihan

yang dimiliki yaitu : mampu memenuhi karakteristik filter yang bagus dengan

penerapan yang luas dari frekuensi audio sampai frekuensi yang sangat tinggi,

serta handal untuk penerapan pada frekuensi tinggi. Sedangkan kekurangannya,

yaitu : adanya masalah pada sisi frekuensi rendah pada rentang frekuensi audio,

6

7

ukuran fisik induktor yang semakin besar untuk induktansi yang besar dan biaya

untuk pengadaan induktor relatif besar.

2. Filter aktif

Filter aktif merupakan suatu rangkaian filter yang terdiri dari kombinasi

resistor, kapasitor dan satu atau lebih komponen aktif, biasanya penguat

operasional dengan feedback. Kelebihan yang dimiliki yaitu : karena masukan

penguat operasional mampu menyediakan penguatan atau gain maka sinyal

masukan tidak akan segera mengalami pelemahan (atenuasi) selama rangkaian

meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi yang dikehendaki, biaya pembuatan

filter murah sebab tidak menggunakan komponen induktor yang harganya

relatif mahal dan tidak selalu tersedia di pasaran, mudah disetel (tune) untuk

jangkauan frekuensi yang lebar tanpa mempengaruhi tanggapan rangkaian yang

telah ditentukan (sesuai dengan yang diinginkan), serta memiliki impedansi

masukan yang tinggi dan keluaran yang rendah sebagai akibat dari penggunaan

penguat operasional yang juga hampir menjamin tidak adanya interaksi antara

filter dengan sumber atau beban sinyal. Sedangkan kekurangannya, yaitu :

membutuhkan catu daya tersendiri, kurang handal dibanding komponen pasif,

perlu feedback sehingga ada kemungkinan tidak stabil dan batasan praktis

frekuensi kerja 100 KHz (bekerja baik di bawah 100 KHz).

8

Jika berdasarkan jangkauan frekuensi yang dilewatkan (pass band) dan

jangkauan frekuensi yang ditolak (stop band), filter dapat diklasifikasikan menjadi

4 macam, yaitu : Tapis Pelewat Rendah (Low Pass Filter, LPF), Tapis Pelewat

Tinggi (High Pass Filter, HPF), Tapis Pelewat Jalur (Band Pass Filter, BPF) dan

Tapis Penolak Jalur (Band Rejected Filter, BRF). [4,5]

1. Filter Pelewat Rendah

Filter pelewat rendah memilih frekuensi-frekuensi rendah dan menolak

frekuensi-frekuensi tinggi. Karakteristik ideal filter pelewat rendah ditunjukkan

oleh gambar 2.1.

Tanggapan Amplitudo

ffc

1

Gambar 2.1 Karakteristik ideal filter pelewat rendah

2. Filter Pelewat Tinggi

Filter pelewat tinggi menolak frekuensi-frekuensi rendah dan melewatkan

frekuensi-frekuensi tinggi. Karakteristik ideal filter pelewat tinggi ditunjukkan

oleh gambar 2.2.

9

Tanggapan amplitudo

ffc

1

Gambar 2.2 Karakteristik ideal filter pelewat tinggi

f fo

1

3. Filter Pelewat Jalur

Filter pelewat jalur melewatkan frekuensi-frekuensi dalam pita tertentu,

sedangkan frekuensi-frekuensi diatas pita dan dibawah pita semuanya ditolak.

Karakteristik ideal filter pelewat jalur ditunjukkan oleh gambar 2.3.

Tanggapan amplitudo

Gambar 2.3 Karakteristik ideal filter pelewat jalur

4. Filter Penolak Jalur

Filter penolak jalur menolak frekuensi-frekuensi dalam pita tertentu dan

melewatkan frekuensi-frekuensi diatas dan dibawah pita frekuensi tersebut.

Karakteristik ideal filter penolak jalur ditunjukkan oleh gambar 2.4.

10

Tanggapan Amplitudo

f fc

1 1

Gambar 2.4 Karakteristik ideal filter penolak jalur

2.1.3. Low Pass Filter (LPF)

Kurva tanggapan frekuensi untuk tapis pelewat bawah atau Low Pass

Filter dapat diperlihatkan dalam gambar 2.5. Dalam gambar 2.5 ini dapat dilihat

bahwa orde yang lebih besar menghasilkan tingkat kecuraman yang lebih curam

dibandingkan dengan orde yang lebih kecil.

Gambar 2.5 Kurva tanggapan Low Pass Filter

Pada filter ini dalam praktek fc diambil pada titik tengah separuh daya sebesar

0,707 tegangan maksimum, keadaan ini dinyatakan dalam bentuk desibel (dB).

11

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

ViVodB log20 (2.1)

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛−=

VoltVoltdB

1707.0log20

dBdB 3−=

Peluruhan filter Op-Amp dapat dirancang agar memiliki karakteristik

yang berbeda. Kemiringan -20 dB/dekade berarti bahwa bila frekuensi meningkat

10 kali dari fc, tegangan akan berkurang sebesar 20 dB. Semakin besar rugi – rugi

dB/dekade berarti semakin terjal kemiringannya, ini mencerminkan batas

penyumbatan yang lebih tajam. Rangkaian sederhana untuk filter LPF diperlihatkan

dalam gambar 2.6.

Gambar 2.6 Untai dasar Low Pass Filter

Konfigurasi rangkaian gambar di atas adalah pengikut tegangan . Resistor

dan kapasitor pada masukkan tidak membalik membentuk pembagi tegangan. Bila

12

frekuensi Vin di bawah fc, XC kapasitor besar, sehingga sebagian besar Vin jatuh

ke kapasitor C, sedangkan bila diberi Vin yang lebih besar, maka Vout yang

dihasilkan juga besar. Penguatan akan maksimum pada frekuensi–frekuensi rendah,

sehingga sebagian besar Vin jatuh ke resistor R, akibatnya kapasitor C akan

memintas Vin ke ground, dengan Vin yang kecil maka Vout yang dihasilkannya

juga kecil. Penguatan akan di bawah harga maksimum pada frekuensi–frekuensi

yang lebih tinggi.

2.1.3.1. Low Pass Filter tipe Butterworth Orde ke-2

Low Pass Filter orde ke-2 dengan komponen sama ditunjukkan

seperti pada gambar 2.7.

Gambar 2.7 Low Pass Filter orde ke-2

13

Gambar 2.7 dapat juga digambarkan seperti dalam gambar 2.8 berikut ini:

Gambar 2.8 Low Pass Filter orde ke-2

Dari gambar 2.8 dapat diperoleh besarnya magnitude tanggapan

frekuensi:

Untuk fungsi kuadrat LPF:

20

02

20)(

ϖϖϖ

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+

=s

Qs

KsH (2.2)

2121121

212

2121

1)()(

)(

CCRRs

CRRRR

s

CCRRK

sVsV

sHi

O

+⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ++

== (2.3)

Dengan :

K = gain penguat ( K = 1+ ⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛

A

B

RR

)

A

B

RR

= 2 – α

14

α = faktor redaman

2121

01

CCRR=ϖ (2.4)

0ϖ = frekuensi kritis penguat (rad/sec)

Sehingga memberikan fc

2121

0

21

2 CCRRfc ππ

ϖ== (2.5)

Untuk mempermudah perhitungan dalam praktek, dan dengan prinsip

komponen sama, nilai R1 = R2 dan C1 = C2, sehingga rumusannya menjadi:

RCfc π2

1= (2.6)

Sehingga tanggapan Butterworth untuk Low Pass Filter orde ke-2 dari

persamaan (2.3) dapat disederhanakan menjadi:

200

2

20

)3()(

ϖϖϖ

+−+=

sKsK

sH (2.7)

200

2

20)(

ϖαϖϖ

++=

ssK

sH (2.8)

Dengan membandingkan persamaan (2.7) dan (2.2), maka diperoleh

hubungan antara Q, α, dan K:

K

Q−

=3

1 atau K = 3 -Q1 dan α = 3 – K

Untuk tanggapan frekuensi Butterworth orde ke-2 maka:

15

707.02

1==Q (2.9)

586.12313 =−=−=Q

K (2.10)

Untuk penguat non-inverting berlaku:

A

B

A

B

RR

RRK −=⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛= 2 (2.11)

Sehingga:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+−=

A

B

RR13α

Dari gambar 2.5 tanggapan frekuensi, pada saat frekuensi cut-off

penguatan atau gain turun -3 dB dari penguatan passband. Low Pass Filter

mempunyai nilai kecuraman -40 dB/dekade, yaitu untuk setiap 1 dekade

frekuensi, penguatan akan turun 40 dB dari penguatan pada frekuensi cut-off,

demikian juga untuk orde yang lebih tinggi penguatannya akan turun sebesar

nilai kecuramannya.

2.1.4. High Pass Filter

High pass filter atau tapis pelolos atas mempunyai fungsi yang

berkebalikan dengan LPF. Tapis ini akan meredam semua frekuensi dibawah

frekuensi cut-off (fc) dan melewatkan semua frekuensi diatas frekuensi cut-off.

16

Gambar 2.9 Kurva tanggapan High Pass Filter

Pada filter ini dalam praktek fc diambil pada titik tengah separuh daya sebesar

0,707 tegangan maksimum. Rangkaian sederhana untuk filter HPF diperlihatkan

dalam gambar 2.10.

Gambar 2.10 Untai dasar High Pass Filter

17

2.1.4.1. High Pass Filter tipe Butterworth Orde ke-2

HPF orde ke-2 dengan komponen sama dapat ditunjukkan seperti

gambar 2.10.

Gambar 2.11 High Pass Filter orde ke-2

Gambar 2.11 dapat juga digambarkan seperti dalam gambar 2.12 berikut ini:

Gambar 2.12 High Pass Filter orde ke-2

18

Dari gambar 2.12, dapat diperoleh besarnya magnitude tanggapan

frekuensi:

Untuk fungsi kuadrat HPF:

2

002

2

)()(

ϖϖ

++=

sQ

s

KssH (2.12)

2121121

212

2121

1)()()(

)(

CCRRs

CRRRR

s

CCRRK

sVsV

sHi

O

++

+== (2.13)

00

2

2

)(ϖαϖ ++

=ss

KssH (2.14)

Jadi:

2121

2 1CCRR

=ϖ (2.15)

Karena cfπϖ 20 = (2.16)

Maka diperoleh persamaan:

21212

1CCRR

fc π= (2.17)

Dengan harga R1 = R2, dan C1 = C2

Maka:

RC

fc π21

= (2.18)

19

2.1.5. Band Pass Filter

Seperti telah dijelaskan sebelumnya, Tapis Pelewat Jalur (Band Pass

Filter, BPF) melewatkan frekuensi-frekuensi dalam pita tertentu, sedangkan

frekuensi-frekuensi diatas pita dan dibawah pita semuanya ditolak. BPF yang

paling umum digunakan adalah BPF orde ke-2. Adapun fungsi alih (transfer

function) untuk BPF orde ke-2 dalam keadaan tunak (steady state) ditunjukkan oleh

persamaan berikut :

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

=

ff

ffjQ

MjH

0

0

0

1)( ω (2.19)

dengan :

0M = merupakan penguatan maksimum dalam bidang frekuensi

f0 = frekuensi pusat geometris (geometric center frequency).

Q = faktor kualitas.

Untuk tanggapan amplitudo M(ω), sesuai dengan persamaan (2.19) dapat

ditulis sebagai :

2

0

0

2

0

1

)(

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

=

ff

ffQ

MM ω (2.20)

20

Tanggapan amplitudo relatif (dalam decibel), MdB(ω) dapat diperoleh

dengan membagi persamaan (2.20) dengan M0, sehingga diperoleh

:

⎥⎥⎥⎥⎥⎥

⎦

⎤

⎢⎢⎢⎢⎢⎢

⎣

⎡

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+

==2

0

0

2

100

10

1

1log20)(log20)(

ff

ffQ

MMM dB

ωω (2.21)

atau

⎥⎥⎦

⎤

⎢⎢⎣

⎡⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−+−=

2

0

0

21log10)(ff

ffQM dB ω (2.22)

Jika digambarkan dalam bentuk grafik, tanggapan amplitudo relatif BPF

secara umum dengan skala linear adalah seperti ditunjukkan oleh gambar 2.13 :

Tanggapan Amplitudo

f 2f 1f 0f

Gambar 2.13 Tanggapan amplitudo relatif BPF secara umum

21

Berdasarkan gambar 2.13, ketajaman pada sisi frekuensi tinggi (f2) lebih

landai dari pada frekuensi rendah (f1). Jika f1 dan f2 menyatakan frekuensi pada sisi

bawah dan atas yang mempunyai tanggapan 2/1 kali tanggapan maksimum (-

3,01 dB), maka bandwidth B adalah :

B = f2 – f1 (2.23)

Frekuensi f1 dan f2 mempunyai simetri geometris di sekitar frekuensi

pusat fo. Sifat ini akan memenuhi persamaan berikut :

21. fffo = (2.24)

Parameter Q berhubungan dengan frekuensi pusat dan bandwidth sebagai :

Bf

Q 0= (2.25)

Jika Q meningkat, maka filter semakin selektif, artinya bandwidth yang

dibatasi oleh atenuasi 3 dB semakin sempit untuk frekuensi pusat tertentu. Untuk

nilai Q yang lebih tinggi, frekuensi f1 dan f2 akan mempunyai jarak yang semakin

sama pada kedua sisi fo, dan semakin simetris secara aritmatis. Untuk kurva

tanggapan amplitudo BPF orde ke-2 dengan berbagai nilai Q, tampak pada gambar

2.14.

22

Gambar 2.14 Tanggapan amplitudo BPF orde 2 dengan berbagai nilai Q

Skala horisontal adalah frekuensi ternormalisasi f/fo (dari 0,1fo sampai 10fo) dalam

bentuk logaritmis. Kurva tanggapan adalah simetris pada skala logaritmis ini. Jika

pada skala linear, maka akan terlihat seperti pada gambar 2.13. Pada nilai Q yang

rendah, penurunan kurva sangat lambat. Penurunan akan semakin cepat untuk nilai Q

yang lebih tinggi. Frekuensi pusat geometris merupakan parameter yang sangat

membantu dalam analisa dan perancangan BPF dua kutub.

23

2.1.6. Peng-kaskade-an (Cascading)

Penapis aktif dengan orde lebih dari dua dapat dibuat dengan cara

menghubungkan secara (cascade) penapis orde pertama dan kedua, jika ada penapis

orde kedua yang dikaskadekan maka bagian bagian penapis orde kedua tersebut

tidak sama, hal ini dapat dilihat pada gambar 2.15.

Orde 1 Orde 2 Orde 3

Orde 2 Orde 2 Orde 4

Orde 1 Orde 2 Orde 2 Orde 5

Orde 2 Orde 2 Orde 2 Orde 6

Gambar 2.15 Diagram blok kaskade untuk filter orde tinggi

Untuk meng-kaskade-kan bagian-bagian secara benar, maka besarnya

nilai tanggapan untuk filter Butterworth ditunjukan oleh tabel 2.1. [2]

24

Tabel 2.1 Nilai Faktor Redaman Untuk Tanggapan Filter Butterworth

Orde Kutub Kecuraman (dB / Octav)

Faktor Redaman (α) A

B

RR

1 1 -20 Optional - 2 2 -40 1,4142 0,5858

2 1 1 3 1 -60 1 1 2 1,8477 0,1523 4 2 -80 0,7654 1,2346 2 1 1 2 1,6181 0,3819 5 1

-100 1,6180 0,3820

2 1,931 0,0684 2 1,4142 0,558 6 2

-120 0,5158 1,4824

2.1. Penguat Operasional (Operational Amplifier, Op-Amp) Sebagai

Pembangun Dasar

2.2.1. Dasar-Dasar Penguat Operasional

Istilah penguat operasional atau Op-Amp awalnya dikenal dalam bidang

elektronika analog dan biasanya digunakan untuk operasi-operasi aritmatika seperti

penjumlahan, integrasi, dan lain lain. Op-Amp sebenarnya merupakan sebuah

penguat tegangan DC diferensial. Adapun simbol Op-Amp dalam suatu rangkaian

ditunjukkan oleh gambar 2.16.

25

Gambar 2.16 Simbol Op-Amp (dalam rangkaian)

Karakteristik ideal yang dimiliki Op-Amp, yaitu : lebar pita yang tak

berhingga (infinite bandwidth), impedansi masukan yang tak berhingga (infinite

input impedance), dan impedansi keluaran sama dengan nol (zero output

impedance). Dari gambar 2.16 terlihat bahwa Op-Amp memiliki dua masukan,

yaitu masukam positif (V+) dan masukan negatif (V-). Biasanya Op-amp diberi catu

daya dengan polaritas ganda atau bipolar dalam jangkauan ± 5 volt hingga ± 15

volt. Untuk keperluan eksperimen yang murah, dapat dibuat catu daya bipolar

sederhana seperti ditunjukkan pada gambar 2.17.

Gambar 2.17 Catu daya bipolar sederhana

26

Seperti telah disebutkan sebelumnya, Op-Amp memiliki dua masukan.

Perbedaan antara keduanya adalah sebagai berikut :

1. Jika sinyal melalui masukan positif (+), maka keluaran yang dihasilkan adalah

sefase dengan masukan. Atau dapat dikatakan, jika masukan positif maka

keluaran yang dihasilkan juga positif.

2. Jika sinyal melalui masukan negatif (-), maka keluaran yang dihasilkan adalah

berbeda fase 180º atau setengah siklus. Atau dapat dikatakan, jika sinyal

masukan positif maka keluaran yang dihasilkan menjadi negatif.

Agar status keluarannya mengindikasikan mana diantara kedua tegangan

masukan yang lebih besar, maka suatu Op-Amp dapat digunakan sebagai

comparator. Dengan menerapkan bias DC pada masukan Op-Amp, level transisi

dapat diset pada level tegangan yang diinginkan. Hal ini tergantung pula pada

polaritas bias dan pada terminal Op-Amp yang diberi bias. Non inverting

comparator dengan bias positif ditunjukkan oleh gambar gambar 2.18.

-Vsat

Vsat

Vi

Vo

Vref

Gambar 2.18 Non inverting comparator dengan bias positif

27

Dari gambar 2.18 terlihat bahwa saat Vi < Vref maka Vo = -Vsat,

sedangkan saat Vi > Vref maka Vo = Vsat. Inverting comparator dengan bias

positif ditunjukkan oleh gambar 2.19.

Vsat

-Vsat

Vref

Vo

Vi

Gambar 2.19 Inverting comparator dengan bias positif

Dari gambar 2.19 terlihat bahwa saat Vi < Vref maka Vo = Vsat,

sedangkan saat Vi > Vref maka Vo = -Vsat. Selanjutnya pada pembahasan-

pembahasan berikutnya, rangkaian Op-Amp yang digunakan dalam filter aktif

selalu berbentuk atau menggunakan umpan balik eksternal yang berguna untuk

menstabilkan karakteristik Op-Amp itu sendiri.

2.2.2. Penguat Membalik (Inverting Amplifier)

Rangkaian penguat inverting ditunjukkan pada gambar 2.20, dengan Ra

adalah hambatan masukan dan Rb adalah hambatan umpan balik.

28

Gambar 2.20 Rangkaian penguat inverting

Penguatan tegangan atau perbandingan tegangan keluaran terhadap

tegangan masukan dapat dituliskan sebagai :

a

b

i

o

RR

VV

−= (2.27)

Dengan demikian, penguatan tegangan bisa kurang dari 1, sama dengan 1

(unity) atau lebih dari 1. Biasanya Ra = 1 kΩ, karena impedansi masukan penguat

inverting tersebut sama dengan Ra. [10]

2.2.3. Penguat Tidak Membalik (Non Inverting Amplifier)

Rangkaian penguat non inverting ditunjukkan oleh gambar 2.21.

Gambar 2.21 Rangkaian penguat non inverting

29

Persamaan untuk menentukan penguatan tegangan adalah :

a

b

i

o

RR

VV

+= 1 (2.28)

Berbeda dengan penguat inverting, pada penguat non inverting penguatan tegangan

selalu lebih besar dari 1. Perbedaan ini terlihat pada persamaan (2.27) dan (2.28).

2.2.4. Pengikut Tegangan (Voltage Follower)

Pengikut tegangan kadang-kadang disebut sebagai penyangga atau buffer

dan memiliki fungsi yang sama seperti pengikut emiter (emitter follower). Ciri-ciri

yang dimiliki, yaitu : impedansi masukan yang sangat tinggi (lebih dari 100KΩ)

dan impedansi keluaran yang sangat rendah (kurang dari 75Ω). Gambar 2.22

menunjukkan rangkaian pengikut tegangan.

Gambar 2.22 Rangkaian pengikut tegangan

Jika dibandingkan dengan rangkaian penguat non inverting (gambar 2.21),

pada rangkaian pengikut tegangan, Ra = ∞ dan Rb = 0. Dengan demikian, penguatan

tegangan selalu = 1.

30

1=i

o

VV

(2.29)

Sehingga dapat diketahui bahwa sinyal keluaran sama persis (identik)

dengan sinyal masukan atau keluaran mengikuti masukan. Fungsi utama dari

rangkaian ini adalah sebagai penyangga atau mengisolasi beban dari sumber.

Sebagai contoh, gambar 2.23 menunjukkan suatu penguat inverting tanpa

pengikut tegangan, yang mana terlihat bahwa sumber isyarat dihubungkan ke

masukan inverting.

Gambar 2.23 Rangkaian penguat inverting tanpa pengikut tegangan

Berdasarkan gambar 2.23, apabila sumber impedansi tinggi dihubungkan

ke sebuah penguat inverting, penguatan tegangan dari Vout ke Egen tidak ditentukan

oleh Rf dan Ri, seperti pada persamaan yang umum untuk penguat inverting.

Penguatan yang sesungguhnya harus meliputi Rint, sehingga persamaan untuk

gambar 2.23 menjadi :

31

intRR

REV

i

f

gen

out

+−= (2.30)

Hal tersebut memperlihatkan bahwa Egen terbagi antara Rint dan Ri sehingga

tegangan masukan Ein menjadi kecil.

geni

iin Ex

RRR

E+

=int

(2.31)

Untuk mengatasi hal tersebut, sangat diperlukan penggunaan pengikut

tegangan sebagai penyangga sebelum dihubungkan ke masukan Op-Amp. Pengikut

tegangan digunakan apabila tahanan masukan (Rint) dari suatu rangkaian

pembangkit sangat besar sehingga arus yang dialirkan dari sebuah sumber

diabaikan. [6,7]

BAB III

PERANCANGAN ALAT

Sistem telemetri ini terdiri dari dua bagian besar yaitu bagian pemancar dan

penerima seperti yang ditunjukkan pada gambar 3.1.

Blok B Bagian Penerima

Blok A Bagian Pemancar

Gambar 3.1 Diagram blok sistem telemetri secara umum

Pada perancangan dibutuhkan beberapa bagian sebagai berikut, di bagian

pemancar terdiri dari tiga buah sensor, pengondisi sinyal, VCO, pengubah dari

gelombang kotak ke gelombang sinusoidal, rangkaian summing dan sebuah pemancar

FM. Sedangkan pada bagian penerima terdiri dari bagian rangkaian penerima FM,

rangkaian filter, rangkaian pembanding (comparator), rangkaian mikrokontroler

sebagai pengkonversi, rangkaian pemilih tampilan, LCD dan PC(Personal

Computer).

32

33

Diagram blok bagian penerima ditunjukkan oleh gambar 3.2 berikut ini:

Penerima

LPF fc = 20 kHz

LPF fc = 7 kHz

BPF 8 kHz – 13 kHz

HPF fc = 14 kHz

Komparator Komparator Komparator

MIKROKONTROLER

Demodulator

Pembagi Tegangan dan Penyangga



Gambar 3.2 Diagram blok bagian penerima

34

3.1. Filter Aktif

3.1.1. Low Pass Filter dengan fc = 20 kHz

Rangkaian Low Pass Filter atau tapis pelewat rendah yang dirancang pada

sistem ini adalah rangkaian tapis pelewat rendah Butterworth orde ke-4. Untuk

mendapatkan rangkaian tapis orde ke-4 adalah dengan cara menggabungkan

(kaskade) dua rangkaian tapis orde ke-2 dengan prinsip “komponen sama” (equal

component). Rangkaian ini dirancang untuk memisahkan sinyal keluaran dari

penerima FM sehingga sinyal-sinyal tersebut terpisah dalam frekuensi tertentu

untuk membedakan frekuensi yang akan digunakan untuk sistem pengukuran.

Rangkaian ini dirancang dengan frekuensi cutoff = 20 KHz sehingga dapat

ditentukan nilai dari R1 = R

2 dan C

1 = C

2 berdasarkan persamaan (2.6) adalah:

RC

fc π21

=

Diambil nilai C = 3,3 nF

)103.3(200002

19−×××

=π

R

R = 2,411 kΩ

Digunakan R = 2,4 kΩ.

Dari tabel 2.1, dapat ditentukan:

Faktor redaman (α) untuk besarnya nilai RA

dan RB

adalah:

1. Bagian pertama

α = 1,8477

35

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 0.1523

Diambil nilai RA

= 10 kΩ maka RB = 1,523 kΩ.

Digunakan RB = 1,5 kΩ.

2. Bagian kedua

α = 0,7654

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 1,2346

Diambil nilai RA

= 1 kΩ maka RB = 1,234 kΩ.


Sehingga diperoleh hasil perancangan untuk Low Pass Filter orde ke-4

seperti ditunjukkan dalam gambar 3.3.

36

Gambar 3.3 Low Pass Filter 20 kHz

3.1.2. Low Pass Filter dengan fc = 7 kHz

Rangkaian Low Pass Filter atau tapis pelewat rendah yang dirancang pada

sistem ini adalah rangkaian tapis pelewat rendah Butterworth orde ke-4. Tapis

pelewat rendah ini dirancang untuk meloloskan frekuensi yang mewakili data

terukur dari sensor 1. Rangkaian ini dirancang dengan frekuensi cut-off = 7 KHz,

sehingga dapat ditentukan nilai dari R1

= R2

dan C1

= C2

berdasarkan persamaan

(2.6) adalah:

RC

fc π21

=


)103.3(70002

19−×××

=π

R

R = 6,889 kΩ

37




dan RB

adalah:

1. Bagian pertama

α = 1,8477

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 0.1523

Diambil nilai RA

= 10 kΩ maka RB = 1,523 kΩ.


2. Bagian kedua

α = 0,7654

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 1,2346

Diambil nilai RA

= 1 kΩ maka RB = 1,234 kΩ. Digunakan RB = 1,2 kΩ.


seperti ditunjukkan oleh gambar 3.4.

38


3.1.3. Band Pass Filter dengan fL = 8 kHz dan fH = 13 kHz

Rangkaian Band Pass Filter atau tapis pelewat jalur yang dirancang pada

sistem ini terdiri dari rangkaian tapis pelewat atas (HPF) Butterworth orde ke-4

dengan frekuensi cut-off 8 kHz yang di kaskade dengan tapis pelewat rendah

(LPF) Butterworth orde ke-4 dengan frekuensi cut-off 13 kHz sehingga

didapatkan suatu rangkaian Band Pass Filter (BPF) orde ke-4 dengan frekuensi

cut-off bawah (fL) sebesar 8 kHz dan frekuensi cut-off atas (fH) sebesar 13 kHz.

Tapis pelewat jalur ini dirancang untuk meloloskan frekuensi yang mewakili data

terukur dari sensor 2. Dengan nilai fL dan fH, dapat diketahui lebar bandwidth (B),

frekuensi pusat (fO) dan faktor kualitas (Q) sesuai dengan persamaan 2.23, 2.24

dan 2.25.

39

B = f2 – f1

B = 13 kHz – 8 kHz = 5 kHz

21. fffO =

130008000×=Of = 10,198 kHz

Bf

Q O=

039,25198.10

==Q

3.1.3.1. Low Pass Filter dengan fc = 13 kHz

Rangkaian ini dirancang dengan frekuensi cut-off = 13 KHz, sehingga

dapat ditentukan nilai dari R1

= R2

dan C1

= C2

berdasarkan persamaan (2.6)

adalah:

RC

fc π21

=


)103.3(130002

19−×××

=π

R

R = 3,709 kΩ




dan RB

adalah:

40

1. Bagian pertama

α = 1,8477

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 0.1523

Diambil nilai RA

= 10 kΩ maka RB = 1,523 kΩ.


2. Bagian kedua

α = 0,7654

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 1,2346

Diambil nilai RA

= 1 kΩ maka RB = 1,234 kΩ.




41


3.1.3.2. High Pass Filter dengan fc = 8 kHz

Rangkaian ini dirancang dengan frekuensi cut-off = 8 KHz, sehingga

dapat ditentukan nilai dari R1

= R2

dan C1

= C2

berdasarkan persamaan (2.6)

adalah:

RC

fc π21

=


)103.3(80002

19−×××

=π

R

R = 6,028 kΩ

Digunakan R = 6 kΩ.



dan RB

adalah:

42

1. Bagian pertama

α = 1,8477

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 0.1523

Diambil nilai RA

= 10 kΩ maka RB = 1,523 kΩ.


2. Bagian kedua

α = 0,7654

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 1,2346

Diambil nilai RA

= 1 kΩ maka RB = 1,234 kΩ.


Sehingga diperoleh hasil perancangan untuk High Pass Filter orde ke-

4 dengan seperti ditunjukkan oleh gambar 3.6.

43

\

Gambar 3.6 High Pass Filter 8 kHz

Dari perhitungan perancangan LPF dan HPF orde ke-4, maka dengan

meng-kaskade-kan kedua tapis tersebut didapat suatu rangkaian Band Pass

Filter (BPF) Butterworth orde ke-4 dengan frekuensi cut-off bawah (fL) = 8 kHz

dan frekuensi cut-off atas (fH) = 13 kHz seperti ditunjukkan oleh gambar 3.7.

44

Gambar 3.7 Band Pass Filter 8 - 13 kHz

3.1.4. High Pass Filter dengan fc = 14 kHz

Rangkaian High Pass Filter atau tapis pelewat atas yang dirancang pada

sistem ini adalah rangkaian tapis pelewat atas Butterworth orde ke-4. Tapis

pelewat atas ini dirancang untuk meloloskan frekuensi yang mewakili data

terukur dari sensor 3. Rangkaian ini dirancang dengan frekuensi cut-off = 14 KHz,

sehingga dapat ditentukan nilai dari R1

= R2

dan C1

= C2

berdasarkan persamaan

(2.6) adalah:

45

RC

fc π21

=


)103.3(140002

19−×××

=π

R

R = 3,444 kΩ




dan RB

seperti halnya pada

perancangan Low Pass Filter sebagai berikut:

1. Bagian pertama

α = 1,8477

A

B

RR = 2 – α

A

B

RR = 0.1523

Diambil nilai RA

= 10 kΩ maka RB = 1,523 kΩ.


2. Bagian kedua

α = 0,7654

A

B

RR = 2 – α

46

A

B

RR = 1,2346

Diambil nilai RA

= 1 kΩ maka RB = 1,234 kΩ.




Gambar 3.8 High Pass Filter 14 kHz

3.2. Rangkaian Pembanding (Comparator)

Perancangan rangkaian pembanding ini menggunakan Op-Amp dengan seri

LM741 sebagai pembanding dan dioda seri 1N4001 seperti terdapat dalam gambar

3.9. Rangkaian pembanding akan membandingkan tegangan masukan dengan

tegangan acuan. Bila tegangan masukan lebih kecil dari tegangan acuan, maka

pembanding akan memberikan keluaran sebesar batas saturasi negatif, dalam hal ini

47

tegangan saturasi Op-Amp yang digunakan adalah -5 Volt. Sedangkan bila tegangan

masukan lebih tinggi dari tegangan acuan, maka pembanding akan memberikan

keluaran sebesar batas saturasi positif, dalam hal ini tegangan saturasi Op-Amp yang

digunakan adalah +5 Volt. Tegangan acuan yang digunakan disini adalah 0 Volt.

Sementara dioda berfungsi untuk menghilangkan fase negatif dari keluaran rangkaian

pembanding, sehingga hasil keluaran akhir yang didapatkan adalah suatu sinyal

gelombang kotak dengan batas atas = 5 Volt dan batas bawah = 0 Volt.

Gambar 3.9 Rangkaian Pembanding (Comparator)

3.3. Rangkaian Penyangga (Buffer)

Perancangan buffer menggunakan Op-Amp dengan seri LM741, seperti

pada gambar 3.10. Sesuai dengan dasar teori, tegangan keluaran pada buffer

sama dengan tegangan masukan, dengan demikian penguatan tegangan yang

dihasilkan sama dengan 1. Penyangga digunakan karena memiliki impedansi

masukan yang tinggi dan impedansi keluaran yang rendah, maka arus yang

dihasilkan menjadi lebih besar dari arus masukan pada penyangga, sehingga bila

48

dihubungkan dengan rangkaian lain, tegangan yang dihasilkan tidak mengalami

penurunan.

Gambar 3.10 Rangkaian Penyangga

BAB IV

PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini akan ditunjukkan hasil pengamatan dan pembahasan dari Filter

Butterworth Untuk Sistem Telemetri Termodulasi Frekuensi Dengan Metode

Multitone. Pengujian alat dilakukan dengan cara mengamati masukan dan keluaran

pada setiap bagian dari sistem yang ada.

4.1 LOW PASS FILTER 20 kHz

Pada bagian low pass filter yang pertama, yaitu low pass filter dengan

frekuensi cut-off 20 kHz, frekuensi – frekuensi yang diterima oleh penerima FM di-

filter untuk mendapatkan sinyal informasi yang sebenarnya. Sinyal masukan dan

keluaran dari LPF 20 kHz dapat dilihat pada gambar Lampiran B1. Dengan memberi

masukan untuk sistem sebesar 9 Vpp, yang kemudian diperkecil dengan

menggunakan pembagi tegangan sehingga masukan untuk filter LPF 20 kHz adalah

sebesar 2,6 Vpp, maka dapat dihitung penguatan tegangan yang diperoleh seperti

dalam tabel Lampiran A1. Dari tabel Lampiran A1 juga dapat diperoleh hubungan

antara frekuensi dan penguatan dalam dB dalam bentuk grafik sebagaimana

ditunjukkan oleh gambar 4.1. Berdasarkan tabel Lampiran A1 dapat ditunjukkan

bahwa frekuensi cut-off dari LPF adalah pada saat penguatan tegangannya turun

sebesar 0,707 dari penguatan maksimum.

49

50

= 0,707×3 Vpp

= 2,12 Vpp

Letak frekuensi pada saat penguatan sebesar 2,12 Vpp berada pada 18503,5 Hz, jadi

terdapat selisih sebesar 1496,5 Hz antara frekuensi cut-off perancangan (20 kHz)

dengan hasil pengukuran (18503,5 Hz). Kesalahan yang terjadi pada perancangan

dapat dihitung dengan rumus:

Galat frekuensi cut-off = %100)(×

−teoritisf

pengukuranfteoritisf

c

cc

Sehingga didapatkan besarnya nilai kesalahan sebagai berikut:

Galat frekuensi cut-off = %10020000

)5,1850320000(×

−

Galat frekuensi cut-off = 7,48 %

Berdasarkan hasil perhitungan diatas terlihat bahwa nilai galat cukup besar. Galat

yang terjadi disebabkan oleh kesalahan pada sistem, terutama pada penentuan nilai

komponen, yang mana masing-masing komponen mempunyai nilai toleransi sehingga

jika digunakan pada sistem dan dilakukan pengujian maka akan menghasilkan nilai

yang sedikit menyimpang. Untuk resistor yang digunakan memiliki toleransi sebesar

5%. Pemilihan nilai komponen dengan toleransi dimaksudkan untuk menekan biaya

pembuatan alat.

51

LPF 20 kHz

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

025

0050

0075

0010

000

1250

015

000

1750

020

000

2250

025

000

2750

0

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n da

lam

dB

Av max = 9,542 dB F = 2500,29 Hz

Av -3dB dari Av max Fc = 18503,5 Hz

Gambar 4.1 Grafik Tanggapan Frekuensi LPF 20 kHz.

Karena filter ini dirancang dengan nilai penguatan lebih dari 1 dan sinyal

keluarannya digunakan sebagai masukan untuk filter lainnya, maka amplitudo sinyal

keluaran dari filter ini perlu diperkecil supaya sinyal keluaran akhir dari sistem tidak

terpotong oleh batasan saturasi dari Op-Amp yang digunakan. Proses ini dilakukan

dengan cara membagi tegangan keluaran filter sehingga didapatkan sinyal keluaran

akhir dari filter ini dengan amplitudo 2,5 Vpp seperti ditunjukkan pada gambar

lampiran B1.4.

52

4.2 LOW PASS FILTER 7 kHz

Pada bagian low pass filter yang kedua, yaitu low pass filter dengan frekuensi

cut-off 7 kHz, filter ini digunakan untuk meredam frekuensi diatas 7 kHz agar daerah

frekuensi yang digunakan untuk sensor 1 tidak terganggu oleh frekuensi lainnya.

Sinyal masukan dan keluaran dari LPF 7 kHz dapat dilihat pada gambar Lampiran

B2.1 dan gambar Lampiran B2.2. Sebagai perbandingan, juga dilampirkan gambar

sinyal keluaran kedua filter lainnya dengan amplitudo dan frekuensi masukan yang

sama pada gambar Lampiran B2.3 dan gambar Lampiran B2.4. Dengan memberi

masukan sebesar 2,5 Vpp, maka dapat dihitung penguatan tegangan yang diperoleh

seperti dalam tabel Lampiran A2. Dari tabel Lampiran A2 juga dapat diperoleh

hubungan antara frekuensi dan penguatan dalam dB dalam bentuk grafik

sebagaimana ditunjukkan oleh gambar 4.2. Berdasarkan tabel Lampiran A2 dapat

ditunjukkan bahwa frekuensi cut-off dari LPF adalah pada saat penguatan

tegangannya turun sebesar 0,707 dari penguatan maksimum.

= 0,707×2,64 Vpp

= 1,8 Vpp

Letak frekuensi pada saat penguatan sebesar 1,8 Vpp berada pada 6852 Hz, jadi

terdapat selisih sebesar 148 Hz antara frekuensi cut-off perancangan (7 kHz) dengan

hasil pengukuran (6852 Hz). Kesalahan yang terjadi pada perancangan dapat dihitung

dengan rumus:


−teoritisf


c

cc

53



)68527000(×

−

Galat frekuensi cut-off = 2,11 %

Berdasarkan hasil perhitungan diatas terlihat bahwa nilai galat cukup kecil. Galat




yang sedikit menyimpang. Pemilihan nilai komponen dengan toleransi dimaksudkan

untuk menekan biaya pembuatan alat.

LPF 7 kHz

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

010

0020

0030

0040

0050

0060

0070

0080

0090

00

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n da

lam

dB

Av max = 8,432 dB F = 2020 Hz

Av -3dB dari Av max Fc = 6852 Hz

Gambar 4.2 Grafik Tanggapan Frekuensi LPF 7 kHz

54

4.3 BAND PASS FILTER 8-13 kHz

Pada bagian band pass filter, yaitu band pass filter dengan frekuensi cut-off

bawah sebesar 8 kHz dan frekuensi cut-off atas sebesar 13 kHz, filter ini digunakan

untuk meredam frekuensi dibawah 8 kHz dan diatas 13 kHz agar daerah frekuensi

yang digunakan untuk sensor 2 tidak terganggu oleh frekuensi lainnya. Sinyal

masukan dan keluaran dari BPF 8-13 kHz dapat dilihat pada gambar Lampiran B3.1

dan gambar Lampiran B3.2. Sebagai perbandingan, juga dilampirkan gambar sinyal

keluaran kedua filter lainnya dengan amplitudo dan frekuensi masukan yang sama

pada gambar lampiran B3.3 dan gambar Lampiran B3.4. Dengan memberi masukan





bahwa frekuensi cut-off dari BPF adalah pada saat penguatan tegangannya turun


= 0,707×3,92 Vpp

= 2,77 Vpp

Letak frekuensi pada saat penguatan sebesar 2,4 Vpp berada pada 8408 Hz dan 13176

Hz, jadi untuk frekuensi cut-off bawah terdapat selisih sebesar 408 Hz antara

frekuensi cut-off perancangan (8 kHz) dengan hasil pengukuran (8408 Hz) dan untuk

frekuensi cut-off atas terdapat selisih sebesar 176 Hz antara frekuensi cut-off

55

perancangan (13 kHz) dengan hasil pengukuran (13176 Hz). Kesalahan yang terjadi

pada perancangan dapat dihitung dengan rumus:


−teoritisf


c

cc


Galat frekuensi cut-off bawah = %1008000

)84088000(×

−

Galat = 5,1 %

Galat frekuensi cut-off atas = %10013000

)1317613000(×

−

Galat = 1.35 %

Berdasarkan hasil perhitungan diatas terlihat bahwa nilai galat untuk frekuensi cut-off

bawah cukup besar dan nilai galat untuk frekuensi cut-off atas cukup kecil. Galat






56

BPF 8-13 kHz

0

2

4

6

8

10

12

14

5000

6000

7000

8000

9000

1000

011

000

1200

013

000

1400

015

000

1600

017

000

1800

019

000

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n da

lam

dB Av -3dB Av max,

FcL=8408 Hz

Av max=11,865 dB Fo = 10685 Hz

Av -3dB Av max, FcH= 13176 Hz

Gambar 4.3 Grafik Tanggapan Frekuensi BPF 8-13 kHz

4.4 HIGH PASS FILTER 14 kHz

Bagian ini membahas high pass filter dengan frekuensi cut-off 14 kHz. Filter

ini digunakan untuk meredam frekuensi dibawah 14 kHz agar daerah frekuensi yang

digunakan untuk sensor 3 tidak terganggu oleh frekuensi lainnya. Sinyal masukan dan

keluaran dari HPF 14 kHz dapat dilihat pada gambar Lampiran B4.1 dan gambar

Lampiran B4.2. Sebagai perbandingan, juga dilampirkan gambar sinyal keluaran

kedua filter lainnya dengan amplitudo dan frekuensi masukan yang sama pada

gambar Lampiran B4.3 dan gambar Lampiran B4.4. Dengan memberi masukan


57




bahwa frekuensi cut-off dari HPF adalah pada saat penguatan tegangannya turun


= 0,707×2,2 Vpp

= 1,55 Vpp

Letak frekuensi pada saat penguatan sebesar 1,55 Vpp berada pada 13586 Hz, jadi

terdapat selisih sebesar 414 Hz antara frekuensi cut-off perancangan (14 kHz) dengan

hasil pengukuran (13586 Hz). Kesalahan yang terjadi pada perancangan dapat

dihitung dengan rumus:


−teoritisf


c

cc



)1358614000(×

−

Galat frekuensi cut-off = 2.95%

Berdasarkan hasil perhitungan diatas terlihat bahwa nilai galat cukup kecil. Galat




58



HPF 14 kHz

0

1

2

3

4

5

6

7

8

1000

012

000

1400

016

000

1800

020

000

2200

024

000

2600

028

000

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n da

lam

dB

Av -3dB Av max, Fc = 13586 Hz

Av max=6,848dB F = 23655 Hz

Gambar 4.4 Grafik Tanggapan Frekuensi HPF 14 kHz.

4.5 Pembanding (Comparator)

Karena keluaran dari filter-filter ini berfungsi sebagai masukan untuk

mikrokontroler, maka supaya sinyalnya dapat terbaca oleh mikrokontroler terlebih

dahulu dilewatkan pada rangkaian pembanding dan dioda. Rangkaian pembanding

berfungsi untuk mengubah sinyal dengan amplitudo yang lebih besar dari tegangan

referensi menjadi sama dengan batas saturasi positif, dalam hal ini tegangan saturasi

op-amp yang digunakan adalah +5 Volt, dan amplitudo yang lebih kecil dari tegangan

59

referensi menjadi sama dengan batas saturasi negatif, dalam hal ini tegangan saturasi

op-amp yang digunakan adalah -5 Volt. Tegangan referensi yang digunakan disini

adalah 0 Volt. Sementara dioda berfungsi untuk menghilangkan fase negatif dari

keluaran rangkaian pembanding, sehingga hasil keluaran akhir yang didapatkan

adalah suatu sinyal gelombang kotak dengan batas atas = 5 Volt dan batas bawah = 0

Volt. Keluaran akhir dari rangkaian pembanding dengan dioda untuk masing-masing

filter ditunjukkan oleh gambar Lampiran B5, B6, dan B7.

4.6 Pembahasan Kinerja Sistem Dengan Sinyal Masukan Gelombang Kotak

Dan Frekuensi Yang Berbeda

Untuk mengamati kinerja filter dalam sistem secara keseluruhan, terutama

pada saat frekuensi-frekuensi pass band dan frekuensi cut-off, maka digunakan AFG

(Audio Function Generator) sebagai sumber sinyal masukan sistem dengan frekuensi

yang diubah-ubah. Sinyal masukan sistem adalah gelombang kotak dengan amplitudo

sebesar 9 Vpp seperti ditunjukkan oleh gambar Lampiran B8.1. Keluaran-keluaran

bagian lain dalam sistem ditunjukkan pada gambar Lampiran B8. Hasil pengamatan

ditunjukkan pada tabel 4.1.

60

Tabel 4.1 Kinerja Filter dengan Sinyal Masukan Gelombang Kotak dan Frekuensi

Masukan Yang Berbeda

Masukan Tegangan Keluaran (Vpp)

Frekuensi (Hz)

Sistem (Vpp)

LPF 20 kHz

(Vpp)

LPF 20 kHz (Vpp

LPF 20 kHz

(setelah diperkecil)

LPF 7 kHz

BPF 8-13 kHz

HPF 14 kHz

2000 9 3 8,4 2,8 8 3,8 1 4000 9 3 8,4 2,8 8 3,6 1 7000 9 3 8,4 2,8 5,2 4,6 0,8 7500 9 3 8,4 2,8 4,3 6 0,8 8000 9 3 8,4 2,8 3,6 7,4 0,8

10500 9 3 8,4 2,8 1,3 12,6 1,4 13000 9 3 8,4 2,8 0,6 8,6 2,2 13500 9 3 8,4 2,8 0,5 7,6 2,6 14000 9 3 8,4 2,8 0,4 6,8 4,4 17000 9 3 7,5 2,5 0,2 3 5 20000 9 3 6 2 0,1 1,4 4 20500 9 3 5,4 1,8 - 1,2 3,9 21000 9 3 5,4 1,8 - 1 3,7

Dari tabel 4.1 dan gambar Lampiran B8 dapat diamati bahwa ternyata kinerja

masing-masing filter masih terpengaruh oleh interferensi frekuensi filter lainnya.

Karena pada frekuensi yang sama untuk LPF 7 kHz dan BPF 8-13 kHz serta BPF 8-

13 kHz dan HPF 14 kHz ternyata tegangan keluarannya belum diredam sepenuhnya

sehingga frekuensi diluar batas cut-off filter masih dapat terbaca oleh filter lainnya.

Hal ini disebabkan karena penggunaan filter dengan orde yang rendah. Sedangkan

untuk keluaran akhir dari sistem, yaitu pada rangkaian pembanding sudah bekerja

dengan baik karena dapat menghasilkan sinyal keluaran berupa gelombang kotak.

61

4.7 Analisa Kinerja Sistem Dengan Masukan Sinyal Terjumlah

Pada bagian ini akan dibahas tentang kinerja sistem saat diberikan sinyal

masukan terjumlah seperti ditunjukkan oleh gambar 4.5. Sinyal masukan ini

digunakan sebagai masukan untuk LPF 20 kHz dan keluaran dari filter ini berfungsi

sebagai masukan untuk ketiga filter lainnya. Sinyal ini sesungguhnya merupakan

penjumlahan tiga sinyal yang mewakili data ketiga sensor. Sinyal-sinyal yang

dijumlahkan ini terdiri dari tiga sinyal dengan amplitudo dan frekuensi yang berbeda.

Secara teoritis, filter akan melewatkan sinyal dengan frekuensi pass band-nya, dan

meredam frekuensi lainnya. Dengan demikian sinyal-sinyal ini akan menghasilkan

tiga keluaran akhir yang berfungsi sebagai masukan mikrokontroler untuk diolah

lebih lanjut. Sinyal keluaran dari LPF 20 kHz ditunjukkan oleh gambar 4.6. Dari

gambar 4.6 dapat dilihat bahwa filter LPF 20 kHz dapat bekerja sesuai dengan yang

diinginkan karena dapat melewatkan frekuensi dalam jangkauan kerjanya.

Perbandingan kinerja filter dengan masukan sinyal terjumlah dapat dilihat pada tabel

4.2

62

Gambar 4.5(a) Sinyal terjumlah masukan Sistem dengan Amplitudo 9 Vpp

Sinyal 1 dengan Amplitudo 5 Vpp, Frekuensi 1965 Hz Sinyal 2 dengan Amplitudo 4 Vpp, Frekuensi 10572 Hz Sinyal 3 dengan Amplitudo 3 Vpp, Frekuensi 17365 Hz

Gambar 4.5(b) Sinyal terjumlah untuk masukan Sistem setelah pembagi tegangan

dengan Amplitudo 3 Vpp

Gambar 4.6(a) Sinyal keluaran LPF 20 kHz dengan masukan sinyal terjumlah

63

Gambar 4.6(b) Sinyal keluaran LPF 20 kHz setelah pembagi tegangan dengan

masukan sinyal terjumlah

Tabel 4.2 Kinerja Filter Dengan Masukan Sinyal Terjumlah

Masukan Tegangan Keluaran (Vpp) Vi(Vpp) Frekuensi(Hz) LPF 7 kHz BPF 8-13 kHz HPF 14 kHz

5 1965 4,8 - - 4 10572 - - - 3 17365 - - -

Dari tabel 4.2, dapat dilihat bahwa LPF 7 kHz, BPF 8-13 kHz dan HPF 14

kHz tidak dapat bekerja dengan baik. Secara teoritis, saat pengukuran dilakukan pada

keluaran LPF 7 kHz, sistem akan memberikan sinyal keluaran yang meloloskan

sinyal masukan dengan frekuensi dalam rentang kerja filter, yaitu frekuensi 1965 kHz

dan meredam kedua sinyal lainnya. Demikian juga halnya dengan BPF 8-13 kHz dan

HPF 14 kHz. Tetapi dalam prakteknya, sinyal keluaran yang dilewatkan untuk

masing-masing filter masih terpengaruh interferensi frekuensi lain diluar batas cut-off

filter, sehingga sinyal keluaran akhir seperti yang diinginkan tidak dapat tercapai.

Sinyal keluaran dari ketiga filter ini dapat dilihat pada gambar 4.7, 4.8 dan 4.9. Dari

64

tabel Lampiran A2, A3 dan A4 juga dapat diperoleh hubungan antara frekuensi dan

penguatan dalam dB secara keseluruhan dalam bentuk grafik sebagaimana

ditunjukkan oleh gambar 4.10.

Gambar 4.7(a) Sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan masukan sinyal terjumlah,

Amplitudo 4,8 Vpp

Gambar 4.7(b) Keluaran akhir LPF 7 kHz setelah Rangkaian Pembanding dengan


65

Gambar 4.8(a) Sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan masukan sinyal terjumlah

Gambar 4.8(b) Keluaran akhir BPF 8-13 kHz setelah Rangkaian Pembanding

dengan masukan sinyal terjumlah

Gambar 4.9(a) Sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan masukan sinyal terjumlah

66

Gambar 4.9(b) Keluaran akhir HPF 14 kHz setelah Rangkaian Pembanding dengan


Dari gambar 4.7(b) dapat dilihat bahwa komparator mendeteksi perubahan

sinyal masukan pada daerah sekitar puncak amplitudo negatif, sehingga derau dari

sinyal masukan komparator memicu perubahan bentuk sinyal keluaran komparator.

Masalah ini dapat diatasi dengan cara memperbesar tegangan acuan pada komparator.

Tanggapan Frekuensi LPF, BPF dan HPF

0

2

4

6

8

10

12

14

025

0050

0075

0010

000

1250

015

000

1750

020

000

2250

025

000

Frekuensi (Hz)

Peng

uata

n da

lam

dB

BPF 8-13 kHz

LPF 7 kHz

HPF 14 kHz

Gambar 4.10 Grafik Tanggapan Frekuensi secara keseluruhan

67

Dari gambar 4.10 dapat dilihat bahwa untuk LPF 7 kHz masih melewatkan

frekuensi diluar batas frekuensi cut-off filter. Demikian juga untuk BPF 8-13 kHz dan

HPF 14 kHz. Hal ini yang menyebabkan terjadinya interferensi frekuensi pada daerah

sekitar frekuensi pembatas antar filter (daerah arsir), sehingga data yang

ditransmisikan pada frekuensi ini tidak dapat terdefinisi oleh alat ukur yang

digunakan.

4.8 Pembahasan Secara Keseluruhan

Pada perancangan Filter Butterworth Untuk Sistem Telemetri Termodulasi

Frekuensi Dengan Metode Multitone ini, keluaran akhir dari sistem ini adalah tiga

sinyal terpisah dengan level amplitudo yang sama tetapi dengan frekuensi yang

berbeda. Sinyal ini mewakili data dari parameter yang diukur. Data yang

dimaksudkan diwakili oleh frekuensi sinyalnya. Hubungan antara data parameter

yang diukur dan frekuensi ditunjukkan oleh tabel Lampiran A5(a), A5(b), dan A5(c).

Karena itu, pengamatan datanya dilakukan dengan mengamati frekuensi sinyal yang

diterima untuk kemudian dibandingkan dengan frekuensi sinyal keluaran dari sistem.

Berdasarkan hasil pengukuran pada tabel Lampiran data A1, A2, A3 dan A4, dapat

dilihat bahwa frekuensi keluaran tidak mengalami perubahan dibandingkan dengan

frekuensi masukan. Karena itu, terlepas dari masih terjadinya interferensi frekuensi

antar filter dalam sistem, dapat diketahui bahwa data keluaran sistem tidak

mengalami perubahan dibandingkan dengan data masukan.

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Berdasarkan analisis terhadap data yang diperoleh dari hasil penelitian dan

pembahasan, maka dapat disimpulkan:

1. Berdasarkan hasil dari pengamatan terhadap masing-masing filter secara

terpisah, dapat disimpulkan bahwa filter telah bekerja dengan baik. Hal ini

dapat dilihat dari kinerja filter yang telah dapat memisahkan antara frekuensi

pass band dari frekuensi stop band mendekati perancangan. Frekuensi cut-off

hasil pengukuran dengan frekuensi cut-off perancangan mengalami perbedaan,

karena nilai komponen yang dipakai tidak sesuai dengan nilai perancangan,

karena tidak tersedia dipasaran.

2. Besar galat frekuensi cut-off untuk LPF 20 kHz sebesar 7,48 %, galat

frekuensi cut-off untuk LPF 7 kHz sebesar 2,11 %, galat frekuensi cut-off

bawah untuk BPF 8-13 kHz sebesar 5,1 % dan galat frekuensi cut-off atas

untuk BPF 8-13 kHz sebesar 1,35 % serta galat frekuensi cut-off untuk HPF

14 kHz sebesar 2,95 %.

3. Saat diterapkan dalam sistem dengan masukan sinyal terjumlah, sistem

tidak dapat bekerja dengan baik. Hal ini disebabkan karena penggunaan filter

68

69

dengan orde yang rendah, sehingga sinyal keluaran filter masih terinterferensi

oleh frekuensi lain diluar batas frekuensi cut-off filter.

5.2 Saran

Untuk pengembangan alat lebih lanjut, maka penulis menyarankan beberapa

hal berikut:

1. Secara teoritis, penggunaan filter dengan orde yang lebih tinggi akan

memberikan respon tanggapan frekuensi yang kemiringannya lebih curam,

sehingga dapat meminimalisai interferensi frekuensi antar filter.

2. Perancangan keseluruhan filter dengan penguatan yang sama, misal dengan

penguatan 1 (unity) sehingga besar tegangan referensi pada rangkaian

pembanding dapat disesuaikan untuk meminimalisasi interferensi frekuensi.

3. Perlu diperhatikan bahwa nilai komponen yang digunakan sedapat mungkin

sesuai dengan perancangan untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

70

DAFTAR PUSTAKA

[1] Primawan, A.Bayu, Martanto, Dian M.Mulya, 2005, Implementasi Pemancar Telemetri Suhu Termodulasi Frekuensi, Seminar Nasional Mekatronika 2005, Fak.Teknik USD, Yogyakarta [2] Martanto, A.Bayu Primawan, Dian M.Mulya , 2005, Implementasi Penerima Telemetri Suhu Termodulasi Frekuensi, Seminar Nasional Mekatronika 2005, Fak.Teknik USD, Yogyakarta [3] Putra, Agfianto Eko, 2002, Penapis Aktif Elektronika : Teori dan Praktek, C.V.Gava Media, Yogyakarta. [4] Valkenburg, VME., 1982, Analog Filter Design, CBS College Publishing,

New York. [5] Roddy, Dennis, Coolen, J., 1995, Komunikasi Elektronik, PT Prenhallindo, Jakarta. [6] Stanley, William.D., 1994, Operational Amplifiers With Linear Integrated Circuits, Macmillan College Publishing Company, Inc., New York. [7] Irvine, Robert G., 1994, Operational Amplifier Characteristics And Applications, Prentice-Hall, Inc., New Jersey. [8] Malvino, Albert Paul, 1986, Prinsip-Prinsip Elektronika, Penerbit Erlangga, Jakarta. [9] Boylestad, Robert, Nashelsky, Louis, 1996, Electronic Devices And Circuit Theory, Prentice-Hall, Inc., New Jersey.

L1

LAMPIRAN

L2

GAMBAR RANGKAIAN LENGKAP

2.4k2.4k

+

-

LM7413

26

74

3.7k

6k

VIN

6k

RA81k

VOUT1

3.3nF

RA101k

3.3nF

3.3n

+

-

LM7413

26

74

RB101.2k

+

-

LM7413

26

74

3.3n

+

-

LM7413

26

74

3.3n

3.3n

3.3n

2.4k

+

-

LM7413

26

74

6k

3.3n

3.4k

RA21k

1N4001

12

3.7k

3.3n

+ 12 V

6.8k

GND

- 5 V

+

-

LM7413

26

74

RB81.2k

RB31.5K

1N4001

12

3.3n

3.4k

3.3n+

-

LM7413

26

74

RA61k

VOUT3

RB21.2k

RA910k

3.3n

3.4k

+

-

LM7413

26

74

+

-

LM7413

26

74

2.4k

3.3n3.3n

RA710k

+

-

LM7413

26

74

RB71.5k

RB41.2k

RB51.5k

3.3n

+ 5 V

6k

- 12 V

RA310k

3.3n

6.8k

RA510k

6.8K

3.3nF RA31k

+

-

LM7413

26

74

3.3nF

3.7k

6.8k

VOUT2

+

-

LM7413

26

74

3.3n

1N4001

12

3.4k

+

-

LM7413

26

74

3.7k

3.3n

RB61.2k

RB91.5k

RB11.5k

RA110k

L3

Foto Perangkat Keras Hasil Perancangan

Keterangan

1 2

3

4

5

6

78

9

10

11

1 = Saklar

2 = Trafo

3 = Adapter

4 = LPF 20 kHz

5 = LPF 7 kHz

6 = BPF 8-13 kHz

7 = HPF 14 kHz

8 = Penyangga

9 = Komparator

10 = Keluaran Sistem

Gambar implementasi perangkat keras (tampak atas) 11,12 = Masukan Sistem

13 = Ground

14 = Keluaran Sensor 1



12

13

14 15

16

Gambar implementasi perangkat keras (tampak depan)

L4

LAMPIRAN A

TABEL DATA

L5

Tabel Lampiran A1 Data pengukuran LPF 20 kHz

Frekuensi Masukan (Hz)

Vi (Vpp)

Frekuensi Keluaran (Hz)

Vo (Vpp)

Penguatan Tegangan(Vo/Vi)

Penguatan dalam dB

100,096 2,6 100,096 7,8 3 9,542 200,037 2,6 200,037 7,8 3 9,542 300,409 2,6 300,409 7,8 3 9,542 400,228 2,6 400,228 7,8 3 9,542 500,978 2,6 500,978 7,8 3 9,542 600,686 2,6 600,686 7,8 3 9,542 700,864 2,6 700,864 7,8 3 9,542 800,365 2,6 800,365 7,8 3 9,542 900,020 2,6 900,020 7,8 3 9,542 1000,95 2,6 1000,95 7,8 3 9,542 1500,72 2,6 1500,72 7,8 3 9,542 2000,90 2,6 2000,90 7,8 3 9,542 2500,29 2,6 2500,29 7,8 3 9,542 3000,30 2,6 3000,30 7,8 3 9,542 3500,26 2,6 3500,26 7,8 3 9,542 4000,37 2,6 4000,37 7,8 3 9,542 4501,64 2,6 4501,64 7,8 3 9,542 5008,46 2,6 5008,46 7,8 3 9,542 5502,26 2,6 5502,26 7,7 2,961 9,430 6007,97 2,6 6007,97 7,7 2,961 9,430 6509,05 2,6 6509,05 7,7 2,961 9,430 7000,33 2,6 7000,33 7,6 2,923 9,316 7500,74 2,6 7500,74 7,6 2,923 9,316 8008,34 2,6 8008,34 7,6 2,923 9,316 8504,37 2,6 8504,37 7,6 2,923 9,316 9003,57 2,6 9003,57 7,5 2,884 9,201 9515,38 2,6 9515,38 7,5 2,884 9,201 10007,7 2,6 10007,7 7,5 2,884 9,201 10500,1 2,6 10500,1 7,4 2,846 9,085 11008,5 2,6 11008,5 7,4 2,846 9,085 11505,5 2,6 11505,5 7,3 2,807 8,966 12007,2 2,6 12007,2 7,3 2,807 8,966 12504,1 2,6 12504,1 7,2 2,769 8,847 13000,9 2,6 13000,9 7,2 2,769 8,847 13503,3 2,6 13503,3 7,1 2,730 8,725 14002,2 2,6 14002,2 7 2,692 8,602 14500,1 2,6 14500,1 6,8 2,615 8,350 15005,1 2,6 15005,1 6,8 2,615 8,350 15507,6 2,6 15507,6 6,6 2,538 8,091 16003,0 2,6 16003,0 6,5 2,5 7,958 16500,0 2,6 16500,0 6,3 2,423 7,687 17013,8 2,6 17013,8 6,1 2,346 7,407 17507,4 2,6 17507,4 5,9 2,269 7,117 18005,9 2,6 18005,9 5,7 2,192 6,818 18503,5 2,6 18503,5 5,5 2,115 6,507 19011,7 2,6 19011,7 5,3 2,038 6,186 19501,1 2,6 19501,1 5,1 1,961 5,851 20013,3 2,6 20013,3 4,8 1,846 5,325 20504,8 2,6 20504,8 4,6 1,769 4,955

L6

Lanjutan Tabel Lampiran A1 Data pengukuran LPF 20 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

21005,7 2,6 21005,7 4,3 1,653 4,369 21503,4 2,6 21503,4 4,1 1,576 3,956 22008,5 2,6 22008,5 3,8 1,461 3,296 22588,1 2,6 22588,1 3,6 1,384 2,826 23027,8 2,6 23027,8 3,4 1,307 2,330 23570,5 2,6 23570,5 3,2 1,230 1,803 24014,4 2,6 24014,4 3 1,153 1,242 24586,7 2,6 24586,7 2,8 1,076 0,643 25005,5 2,6 25005,5 2,7 1,038 0,327

L7

Tabel Lampiran A2 Data pengukuran LPF 7 kHz


Vi (Vpp)

Frekuensi Keluaran(Hz)

Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

100,0 2,5 100,0 6,6 2,64 8,432 200,0 2,5 200,0 6,6 2,64 8,432 300,4 2,5 300,4 6,6 2,64 8,432 400,2 2,5 400,2 6,6 2,64 8,432 500,9 2,5 500,9 6,6 2,64 8,432 600,6 2,5 600,6 6,6 2,64 8,432 700,8 2,5 700,8 6,6 2,64 8,432 800,3 2,5 800,3 6,6 2,64 8,432 900,0 2,5 900,0 6,6 2,64 8,432 1000 2,5 1000 6,6 2,64 8,432 1101 2,5 1101 6,6 2,64 8,432 1200 2,5 1200 6,6 2,64 8,432 1300 2,5 1300 6,6 2,64 8,432 1400 2,5 1400 6,6 2,64 8,432 1500 2,5 1500 6,6 2,64 8,432 1600 2,5 1600 6,6 2,64 8,432 1700 2,5 1700 6,6 2,64 8,432 1800 2,5 1800 6,6 2,64 8,432 1900 2,5 1900 6,6 2,64 8,432 2020 2,5 2020 6,6 2,64 8,432 2050 2,5 2050 6,6 2,64 8,432 2085 2,5 2085 6,6 2,64 8,432 2212 2,5 2212 6,6 2,64 8,432 2175 2,5 2175 6,6 2,64 8,432 2212 2,5 2212 6,6 2,64 8,432 2265 2,5 2265 6,6 2,64 8,432 2307 2,5 2307 6,6 2,64 8,432 2365 2,5 2365 6,6 2,64 8,432 2428 2,5 2428 6,6 2,64 8,432 2485 2,5 2485 6,6 2,64 8,432 2542 2,5 2542 6,6 2,64 8,432 2605 2,5 2605 6,6 2,64 8,432 2682 2,5 2682 6,6 2,64 8,432 2733 2,5 2733 6,6 2,64 8,432 2799 2,5 2799 6,6 2,64 8,432 2837 2,5 2837 6,6 2,64 8,432 2885 2,5 2885 6,6 2,64 8,432 2941 2,5 2941 6,6 2,64 8,432 2986 2,5 2986 6,6 2,64 8,432 3036 2,5 3036 6,6 2,64 8,432 3070 2,5 3070 6,6 2,64 8,432 3119 2,5 3119 6,6 2,64 8,432 3182 2,5 3182 6,6 2,64 8,432 3264 2,5 3264 6,6 2,64 8,432 3296 2,5 3296 6,6 2,64 8,432 3336 2,5 3336 6,6 2,64 8,432 3409 2,5 3409 6,6 2,64 8,432 3465 2,5 3465 6,6 2,64 8,432 3517 2,5 3517 6,6 2,64 8,432

L8



Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

3588 2,5 3588 6,6 2,64 8,432 3617 2,5 3617 6,6 2,64 8,432 3663 2,5 3663 6,6 2,64 8,432 3726 2,5 3726 6,6 2,64 8,432 3785 2,5 3785 6,6 2,64 8,432 3836 2,5 3836 6,6 2,64 8,432 3883 2,5 3883 6,6 2,64 8,432 3930 2,5 3930 6,6 2,64 8,432 4016 2,5 4016 6,6 2,64 8,432 4072 2,5 4072 6,6 2,64 8,432 4099 2,5 4099 6,6 2,64 8,432 4165 2,5 4165 6,6 2,64 8,432 4219 2,5 4219 6,6 2,64 8,432 4317 2,5 4317 6,6 2,64 8,432 4365 2,5 4365 6,6 2,64 8,432 4420 2,5 4420 6,6 2,64 8,432 4474 2,5 4474 6,6 2,64 8,432 4526 2,5 4526 6,6 2,64 8,432 4578 2,5 4578 6,6 2,64 8,432 4623 2,5 4623 6,5 2,6 8,299 4665 2,5 4665 6,5 2,6 8,299 4760 2,5 4760 6,5 2,6 8,299 4822 2,5 4822 6,5 2,6 8,299 4876 2,5 4876 6,5 2,6 8,299 4917 2,5 4917 6,5 2,6 8,299 4956 2,5 4956 6,5 2,6 8,299 5041 2,5 5041 6,5 2,6 8,299 5088 2,5 5088 6,4 2,56 8,164 5107 2,5 5107 6,4 2,56 8,164 5164 2,5 5164 6,4 2,56 8,164 5260 2,5 5260 6,3 2,52 8,028 5318 2,5 5318 6,3 2,52 8,028 5371 2,5 5371 6,2 2,48 7,889 5423 2,5 5423 6,1 2,44 7,747 5468 2,5 5468 6,1 2,44 7,747 5522 2,5 5522 6,1 2,44 7,747 5572 2,5 5572 6 2,4 7,604 5627 2,5 5627 6 2,4 7,604 5679 2,5 5679 5,9 2,36 7,458 5728 2,5 5728 5,9 2,36 7,458 5761 2,5 5761 5,9 2,36 7,458 5840 2,5 5840 5,8 2,32 7,309 5895 2,5 5895 5,8 2,32 7,309 5952 2,5 5952 5,7 2,28 7,158 6000 2,5 6000 5,6 2,24 7,004 6070 2,5 6070 5,6 2,24 7,004 6126 2,5 6126 5,5 2,2 6,848 6184 2,5 6184 5,4 2,16 6,689 6229 2,5 6229 5,3 2,12 6,526

L9



Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

6273 2,5 6273 5,3 2,12 6,526 6317 2,5 6317 5,2 2,08 6,361 6503 2,5 6503 5 2 6,020 6597 2,5 6597 4,8 1,92 5,666 6685 2,5 6685 4,7 1,88 5,483 6729 2,5 6729 4,7 1,88 5,483 6852 2,5 6852 4,5 1,8 5,105 6926 2,5 6926 4,4 1,76 4,910 6974 2,5 6974 4,3 1,72 4,710 7026 2,5 7026 4,2 1,68 4,506 7102 2,5 7102 4,1 1,64 4,296 7220 2,5 7220 4 1,6 4,082 7385 2,5 7385 3,8 1,52 3,636 7451 2,5 7451 3,7 1,48 3,405 7532 2,5 7532 3,5 1,4 2,922 7625 2,5 7625 3,4 1,36 2,670 7745 2,5 7745 3,3 1,32 2,411 7848 2,5 7848 3,2 1,28 2,144 7955 2,5 7955 3,1 1,24 1,868 7987 2,5 7987 3 1,2 1,583 8000 2,5 8000 2,9 1,16 1,289 8075 2,5 8075 2,8 1,12 0,984 8209 2,5 8209 2,7 1,08 0,668 8270 2,5 8270 2,6 1,04 0,340 8358 2,5 8358 2,5 1 0

L10

Tabel Lampiran A3 Data pengukuran BPF 8-13 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

6275 2,5 6275 2,5 1 0 6348 2,5 6348 2,6 1,04 0,340 6415 2,5 6415 2,7 1,08 0,668 6471 2,5 6471 2,8 1,12 0,984 6556 2,5 6556 2,9 1,16 1,289 6618 2,5 6618 3 1,2 1,583 6654 2,5 6654 3,1 1,24 1,868 6701 2,5 6701 3,2 1,28 2,144 6766 2,5 6766 3,3 1,32 2,411 6840 2,5 6840 3,4 1,36 2,670 6886 2,5 6886 3,5 1,4 2,922 6952 2,5 6952 3,6 1,44 3,167 6982 2,5 6982 3,7 1,48 3,405 7044 2,5 7044 3,8 1,52 3,636 7103 2,5 7103 3,9 1,56 3,862 7143 2,5 7143 4 1,6 4,082 7195 2,5 7195 4,1 1,64 4,296 7244 2,5 7244 4,2 1,68 4,506 7277 2,5 7277 4,3 1,72 4,710 7330 2,5 7330 4,4 1,76 4,910 7368 2,5 7368 4,5 1,8 5,105 7420 2,5 7420 4,6 1,84 5,296 7449 2,5 7449 4,7 1,88 5,483 7510 2,5 7510 4,8 1,92 5,666 7533 2,5 7533 4,9 1,96 5,845 7585 2,5 7585 5 2 6,020 7626 2,5 7626 5,1 2,04 6,192 7685 2,5 7685 5,2 2,08 6,361 7761 2,5 7761 5,4 2,16 6,689 7808 2,5 7808 5,5 2,2 6,848 7860 2,5 7860 5,6 2,24 7,004 7905 2,5 7905 5,8 2,32 7,309 7964 2,5 7964 5,9 2,36 7,458 8034 2,5 8034 6,1 2,44 7,747 8106 2,5 8106 6,3 2,52 8,028 8259 2,5 8259 6,6 2,64 8,432 8335 2,5 8335 6,8 2,72 8,691 8408 2,5 8408 6,9 2,76 8,818 8476 2,5 8476 7,1 2,84 9,066 8558 2,5 8558 7,3 2,92 9,307 8637 2,5 8637 7,4 2,96 9,425 8712 2,5 8712 7,6 3,04 9,657 8795 2,5 8795 7,8 3,12 9,883 8820 2,5 8820 7,8 3,12 9,883 8873 2,5 8873 8 3,2 10,102 8951 2,5 8951 8,2 3,28 10,317 9018 2,5 9018 8,2 3,28 10,317 9096 2,5 9096 8,4 3,36 10,526 9170 2,5 9170 8,4 3,36 10,526

L11

Lanjutan Tabel Lampiran A3 Data pengukuran BPF 8-13 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

9249 2,5 9249 8,6 3,44 10,731 9329 2,5 9329 8,8 3,52 10,930 9409 2,5 9409 8,8 3,52 10,930 9490 2,5 9490 9 3,6 11,126 9595 2,5 9595 9,2 3,68 11,316 9673 2,5 9673 9,2 3,68 11,316 9746 2,5 9746 9,4 3,76 11,503 9825 2,5 9825 9,4 3,76 11,503 9905 2,5 9905 9,4 3,76 11,503 9983 2,5 9983 9,6 3,84 11,686

10058 2,5 10058 9,6 3,84 11,686 10142 2,5 10142 9,6 3,84 11,686 10219 2,5 10219 9,8 3,92 11,865 10295 2,5 10295 9,8 3,92 11,865 10373 2,5 10373 9,8 3,92 11,865 10454 2,5 10454 9,8 3,92 11,865 10528 2,5 10528 9,8 3,92 11,865 10605 2,5 10605 9,8 3,92 11,865 10685 2,5 10685 9,8 3,92 11,865 10766 2,5 10766 9,8 3,92 11,865 10842 2,5 10842 9,8 3,92 11,865 10919 2,5 10919 9,8 3,92 11,865 10998 2,5 10998 9,8 3,92 11,865 11075 2,5 11075 9,6 3,84 11,686 11154 2,5 11154 9,6 3,84 11,686 11228 2,5 11228 9,6 3,84 11,686 11307 2,5 11307 9,4 3,76 11,503 11383 2,5 11383 9,4 3,76 11,503 11462 2,5 11462 9,4 3,76 11,503 11540 2,5 11540 9,2 3,68 11,316 11615 2,5 11615 9,2 3,68 11,316 11691 2,5 11691 9,2 3,68 11,316 11763 2,5 11763 9 3,6 11,126 11844 2,5 11844 9 3,6 11,126 11922 2,5 11922 8,8 3,52 10,930 11998 2,5 11998 8,8 3,52 10,930 12072 2,5 12072 8,6 3,44 10,731 12149 2,5 12149 8,6 3,44 10,731 12225 2,5 12225 8,4 3,36 10,526 12304 2,5 12304 8,4 3,36 10,526 12379 2,5 12379 8,2 3,28 10,317 12453 2,5 12453 8,2 3,28 10,317 12531 2,5 12531 8 3,2 10,102 12599 2,5 12599 8 3,2 10,102 12704 2,5 12704 7,6 3,04 9,657 12797 2,5 12797 7,5 3 9,542 12880 2,5 12880 7,4 2,96 9,425 13002 2,5 13002 7,1 2,84 9,066 13062 2,5 13062 7,1 2,84 9,066

L12

Lanjutan Tabel Lampiran A3 Data pengukuran BPF 8-13 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

13176 2,5 13176 6,9 2,76 8,818 13302 2,5 13302 6,7 2,68 8,562 13434 2,5 13434 6,5 2,6 8,299 13550 2,5 13550 6,3 2,52 8,028 13621 2,5 13621 6,2 2,48 7,889 13736 2,5 13736 6 2,4 7,604 13858 2,5 13858 5,8 2,32 7,309 13968 2,5 13968 5,7 2,28 7,158 14085 2,5 14085 5,5 2,2 6,848 14435 2,5 14435 5,4 2,16 6,689 14612 2,5 14612 5,3 2,12 6,526 14697 2,5 14697 5,2 2,08 6,361 14786 2,5 14786 5,1 2,04 6,192 14860 2,5 14860 5 2 6,020 14959 2,5 14959 4,9 1,96 5,845 15020 2,5 15020 4,8 1,92 5,666 15107 2,5 15107 4,7 1,88 5,483 15235 2,5 15235 4,6 1,84 5,296 15343 2,5 15343 4,5 1,8 5,105 15425 2,5 15425 4,4 1,76 4,910 15541 2,5 15541 4,3 1,72 4,710 15621 2,5 15621 4,2 1,68 4,506 15732 2,5 15732 4,1 1,64 4,296 15856 2,5 15856 4 1,6 4,082 15976 2,5 15976 3,9 1,56 3,862 16069 2,5 16069 3,8 1,52 3,636 16212 2,5 16212 3,7 1,48 3,405 16333 2,5 16333 3,6 1,44 3,167 16421 2,5 16421 3,5 1,4 2,922 16562 2,5 16562 3,4 1,36 2,670 16741 2,5 16741 3,3 1,32 2,411 16908 2,5 16908 3,2 1,28 2,144 17042 2,5 17042 3,1 1,24 1,868 17152 2,5 17152 3 1,2 1,583 17299 2,5 17299 2,9 1,16 1,289 17398 2,5 17398 2,8 1,12 0,984 17580 2,5 17580 2,7 1,08 0,668 17738 2,5 17738 2,6 1,04 0,340 17979 2,5 17979 2,5 1 0

L13

Tabel Lampiran A4 Data pengukuran HPF 14 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

11441 2,5 11441 2,5 1 0 11578 2,5 11578 2,6 1,04 0,340 11737 2,5 11737 2,7 1,08 0,668 12005 2,5 12005 2,8 1,12 0,984 12041 2,5 12041 2,9 1,16 1,289 12139 2,5 12139 3 1,2 1,583 12228 2,5 12228 3 1,2 1,583 12344 2,5 12344 3,1 1,24 1,868 12427 2,5 12427 3,1 1,24 1,868 12543 2,5 12543 3,2 1,28 2,144 12630 2,5 12630 3,3 1,32 2,411 12729 2,5 12729 3,3 1,32 2,411 12845 2,5 12845 3,4 1,36 2,670 12980 2,5 12980 3,5 1,4 2,922 13056 2,5 13056 3,6 1,44 3,167 13210 2,5 13210 3,7 1,48 3,405 13321 2,5 13321 3,7 1,48 3,405 13453 2,5 13453 3,8 1,52 3,636 13586 2,5 13586 3,9 1,56 3,862 13647 2,5 13647 3,9 1,56 3,862 13819 2,5 13819 4 1,6 4,082 13962 2,5 13962 4,1 1,64 4,296 14027 2,5 14027 4,1 1,64 4,296 14028 2,5 14028 4,1 1,64 4,296 14031 2,5 14031 4,1 1,64 4,296 14039 2,5 14039 4,1 1,64 4,296 14051 2,5 14051 4,1 1,64 4,296 14075 2,5 14075 4,1 1,64 4,296 14098 2,5 14098 4,1 1,64 4,296 14132 2,5 14132 4,2 1,68 4,506 14157 2,5 14157 4,2 1,68 4,506 14209 2,5 14209 4,2 1,68 4,506 14314 2,5 14314 4,2 1,68 4,506 14387 2,5 14387 4,3 1,72 4,710 14446 2,5 14446 4,3 1,72 4,710 14574 2,5 14574 4,3 1,72 4,710 14713 2,5 14713 4,4 1,76 4,910 14927 2,5 14927 4,5 1,8 5,105 15069 2,5 15069 4,5 1,8 5,105 15273 2,5 15273 4,6 1,84 5,296 15490 2,5 15490 4,7 1,88 5,483 15607 2,5 15607 4,7 1,88 5,483 15779 2,5 15779 4,8 1,92 5,666 16059 2,5 16059 4,8 1,92 5,666 16189 2,5 16189 4,9 1,96 5,845 16279 2,5 16279 4,9 1,96 5,845 16582 2,5 16582 5 2 6,020 16659 2,5 16659 5 2 6,020 16829 2,5 16829 5 2 6,020

L14

Lanjutan Tabel Lampiran A4 Data pengukuran HPF 14 kHz


Vi (Vpp)


Vo (Vpp)


Penguatan dalam dB

16919 2,5 16919 5 2 6,020 17017 2,5 17017 5,1 2,04 6,192 17052 2,5 17052 5,1 2,04 6,192 17179 2,5 17179 5,1 2,04 6,192 17407 2,5 17407 5,2 2,08 6,361 18015 2,5 18015 5,2 2,08 6,361 18481 2,5 18481 5,3 2,12 6,526 19002 2,5 19002 5,3 2,12 6,526 19800 2,5 19800 5,4 2,16 6,689 20114 2,5 20114 5,4 2,16 6,689 20183 2,5 20183 5,4 2,16 6,689 20472 2,5 20472 5,4 2,16 6,689 20218 2,5 20218 5,4 2,16 6,689 21629 2,5 21629 5,5 2,2 6,848 22442 2,5 22442 5,5 2,2 6,848 23655 2,5 23655 5,5 2,2 6,848 24536 2,5 24536 5,5 2,2 6,848 25335 2,5 25335 5,5 2,2 6,848

L15

Tabel Lampiran A5(a) Hubungan Antara Data Sensor 1 (Suhu) Dengan Frekuensi

No. Suhu ( C) 0 Frekuensi Out VCO (kHz) (Pengukuran di Sistem Sebelumnya)

1 15 2.02 2 16 2.05 3 17 2.085 4 18 2.121 5 19 2.175 6 20 2.212 7 21 2.265 8 22 2.307 9 23 2.365

10 24 2.428 11 25 2.485 12 26 2.542 13 27 2.605 14 28 2.682 15 29 2.733 16 30 2.799 17 31 2.837 18 32 2.885 19 33 2.941 20 34 2.986 21 35 3.036 22 36 3.07 23 37 3.119 24 38 3.182 25 39 3.264 26 40 3.296 27 41 3.336 28 42 3.409 29 43 3.465 30 44 3.517 31 45 3.588 32 46 3.617 33 47 3.663 34 48 3.726 35 49 3.785 36 50 3.836 37 51 3.883 38 52 3.93 39 53 4.016 40 55 4.072 41 54 4.099 42 56 4.165 43 57 4.219 44 58 4.317 45 59 4.365 46 60 4.42 47 61 4.474 48 62 4.526 49 63 4.578

L16

Lanjutan Tabel Lampiran A5(a) Hubungan Antara Data Sensor 1 (Suhu) Dengan

Frekuensi

No. Suhu ( C) 0 Frekuensi Out VCO (kHz) (Pengukuran di Sistem Sebelumnya)

50 64 4.623 51 65 4.665 52 66 4.76 53 67 4.822 54 68 4.876 55 69 4.917 56 70 4.956 57 71 5.041 58 72 5.088 59 73 5.107 60 74 5.164 61 75 5.26 62 76 5.318 63 77 5.371 64 78 5.423 65 79 5.468 66 80 5.522 67 81 5.572 68 82 5.627 69 83 5.679 70 84 5.728 71 85 5.761 72 86 5.84 73 87 5.895 74 88 5.952 75 89 6 76 90 6.07 77 91 6.126 78 92 6.184 79 93 6.229 80 94 6.273 81 95 6.37

L17

Tabel Lampiran A5(b) Hubungan Antara Data Sensor 2 (Tekanan) Dengan Frekuensi

No. Tekanan (kPa)

Frekuensi Out VCO (kHz) (Pengukuran di Sistem Sebelumnya)

1 30 7.964 2 31 8.034 3 32 8.106 4 33 8.82 5 34 8.259 6 35 8.335 7 36 8.408 8 37 8.476 9 38 8.558

10 39 8.637 11 40 8.712 12 41 8.795 13 42 8.873 14 43 8.951 15 44 9.018 16 45 9.096 17 46 9.17 18 47 9.249 19 48 9.329 20 49 9.409 21 50 9.49 22 51 9.595 23 52 9.673 24 53 9.746 25 54 9.825 26 55 9.905 27 56 9.983 28 57 10.058 29 58 10.142 30 59 10.219 31 60 10.295 32 61 10.373 33 62 10.454 34 63 10.528 35 64 10.605 36 65 10.685 37 66 10.766 38 67 10.842 39 68 10.919 40 69 10.998 41 70 11.075 42 71 11.154 43 72 11.228 44 73 11.307 45 74 11.383 46 75 11.462 47 76 11.54 48 77 11.615 49 78 11.691

L18

Lanjutan Tabel A5(b) Hubungan Antara Data Sensor 2 (Tekanan) Dengan Frekuensi

No. Tekanan (kPa)


50 79 11.763 51 80 11.844 52 81 11.922 53 82 11.998 54 83 12.072 55 84 12.149 56 85 12.225 57 86 12.304 58 87 12.379 59 88 12.453 60 89 12.531 61 90 12.599

L19

Tabel A5(c) Hubungan Antara Data Sensor 3 (Kelembaban) pada suhu C025

dengan Frekuensi

No. Kelembaban (%RH)


1 20 14.02 2 22 14.027 3 24 14.031 4 26 14.039 5 28 14.051 6 30 14.075 7 32 14.098 8 34 14.132 9 36 14.157

10 38 14.209 11 40 14.314 12 42 14.387 13 44 14.446 14 46 14.574 15 48 14.713 16 50 14.927 17 52 15.069 18 54 15.273 19 56 15.49 20 58 15.607 21 60 15.779 22 62 16.059 23 64 16.189 24 66 16.279 25 68 16.582 26 70 16.659 27 72 16.829 28 74 16.919 29 76 17.017 30 78 17.052 31 80 17.179

L20

Tabel A5(d) Hubungan Antara Data Sensor 3 (Kelembaban) pada suhu C035

dengan Frekuensi



1 20 14.028 2 22 14.033 3 24 14.047 4 26 14.066 5 28 14.109 6 30 14.145 7 32 14.194 8 34 14.28 9 36 14.356

10 38 14.513 11 40 14.707 12 42 14.866 13 44 15.096 14 46 15.311 15 48 15.471 16 50 15.676 17 52 15.938 18 54 16.089 19 56 16.266 20 58 16.522 21 60 16.681 22 62 16.852 23 64 16.944 24 66 17.043 25 68 17.146 26 70 17.197 27 72 17.305

L21

Tabel A5(c) Hubungan Antara Data Sensor 3 (Kelembaban) pada suhu C045

dengan Frekuensi



1 20 14.076 2 22 14.102 3 24 14.143 4 26 14.212 5 28 14.264 6 30 14.368 7 32 14.48 8 34 14.679 9 36 14.878

10 38 15.201 11 40 15.451 12 42 15.759 13 44 15.845 14 46 16.149 15 48 16.252 16 50 16.386 17 52 16.522 18 54 16.806 19 56 16.895 20 58 17.041 21 60 17.089 22 62 17.197 23 64 17.304

Untuk tabel Lampiran A5, adalah data hasil pengukuran di sistem sebelumnya.

Dilampirkan sebagai referensi dan tambahan informasi.

L22

LAMPIRAN B

GAMBAR

L23

Gambar lampiran B1.1 Sinyal AFG (Audio Function Generator) sebagai masukan

Sistem dengan Amplitudo 9 Vpp dan Frekuensi 10008 Hz

Gambar lampiran B1.2 Sinyal AFG (Audio Function Generator) sebagai masukan LPF

20 kHz. dengan Amplitudo 2,6 Vpp dan Frekuensi 10008 Hz

Gambar lampiran B1.3 Sinyal keluaran LPF 20 kHz dengan Amplitudo 7,5 Vpp dan

Frekuensi 10008 Hz

L24

Gambar lampiran B1 (4) Sinyal keluaran LPF 20 kHz yang telah dibagi tegangannya

dengan Amplitudo 2,5 Vpp dan Frekuensi 10008 Hz

Gambar lampiran B2.1 Sinyal masukan LPF 7 kHz dengan Amplitudo 2,5 Vpp dan

Frekuensi 4288 Hz

Gambar lampiran B2.2 Sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 6,5 Vpp dan

Frekuensi 4288 Hz

L25

Gambar lampiran B2.3 Sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 0,6 Vpp dan

Frekuensi 4288 Hz

Gambar lampiran B2.4 Sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan Frekuensi 4288 Hz

Gambar lampiran B3.1 Sinyal masukan BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 2,5 Vpp dan

Frekuensi 10558 Hz

L26

Gambar lampiran B3.2 Sinyal keluaran BPF 8-13 kHz dengan Amplitudo 9,4 Vpp dan

Frekuensi 10558 Hz

Gambar lampiran B3.3 Sinyal keluaran LPF 7 kHz dengan Amplitudo 1 Vpp dan

Frekuensi 10558 Hz

Gambar lampiran B3.4 Sinyal keluaran HPF 14 kHz dengan Amplitudo 1,9 Vpp dan

Frekuensi 10558 Hz

L27

Gambar lampiran B4.1 Sinyal masukan HPF 14 kHz dengan Amplitudo 2,5 Vpp dan

Frekuensi 17043 Hz

Gambar lampiran B4.2 Sinyal keluaran HPF 14 kHz.dengan Amplitudo 4 Vpp dan

Frekuensi 17043 Hz

Gambar lampiran B4.3 Sinyal keluaran LPF 7 kHz.dengan Amplitudo 0,14 Vpp dan

Frekuensi 17043 Hz

L28

Gambar lampiran B4.4 Sinyal keluaran BPF 8-13 kHz.dengan Amplitudo 2,4 Vpp dan

Frekuensi 17043 Hz

Gambar lampiran B5.1 Keluaran akhir LPF 7 kHz setelah Rangkaian Pembanding


Gambar lampiran B5.2 Keluaran akhir BPF 8-13 kHz setelah Rangkaian Pembanding


L29

Gambar lampiran B5.3 Keluaran akhir HPF 14 kHz setelah Rangkaian Pembanding






L30






dengan Frekuensi 17043 Hz

L31



Gambar lampiran B8.1 Sinyal masukan sistem gelombang kotak dengan Amplitudo 9

Vpp (atas), setelah diperkecil dengan Amplitudo 3 Vpp (bawah).

Gambar lampiran B8.2 Sinyal keluaran LPF 20 kHz pada frekuensi 10500 Hz dengan

Amplitudo 8,4 Vpp (atas), setelah diperkecil dengan Amplitudo 2,8 Vpp (bawah).

L32

Gambar lampiran B8.3 Sinyal keluaran LPF 20 kHz yang diperkecil menjadi 2,8 Vpp

pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan LPF 7 kHz (atas), keluaran LPF 7 kHz dengan

Amplitudo 8 Vpp (bawah).

Gambar lampiran B8.3 Sinyal keluaran komparator LPF 7 kHz pada frekuensi 2000 Hz


pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan BPF 8-13 kHz (atas), keluaran BPF 8-13 kHz

dengan Amplitudo 3,8 Vpp (bawah).

L33


pada frekuensi 2000 Hz sebagai masukan HPF 14 kHz (atas), keluaran HPF 14 kHz

dengan Amplitudo 1 Vpp (bawah).

Gambar lampiran B8.6 Keluaran komparator BPF 8-13 kHz (atas), keluaran

komparator HPF 14 kHz (bawah) pada frekuensi 2000 Hz



Amplitudo 8 Vpp (bawah).

L34








L35





Amplitudo 5,2 Vpp (bawah).


L36









L37








L38









L39

Gambar lampiran B8.23 Sinyal keluaran komparator BPF 8-13 kHz pada frekuensi

8000 Hz







L40

Gambar lampiran B8.26 Keluaran komparator LPF 7 kHz (atas), keluaran komparator

HPF 14 kHz (bawah) pada frekuensi 8000 Hz





10500 Hz

L41









L42





13000 Hz




L43









L44


13500 Hz







L45






Gambar lampiran B8.43 Sinyal keluaran komparator HPF 14 kHz pada frekuensi

14000 Hz

L46








BPF 8-13 kHz (bawah) pada frekuensi 14000 Hz

L47





17000 Hz




L48






Gambar lampiran B8.52 Sinyal keluaran LPF 20 kHz yang diperkecil menjadi 2 Vpp



L49


20000 Hz



Amplitudo 0,1 Vpp(bawah).




L50







20500 Hz

L51


pada frekuensi 20500 Hz sebagai masukan LPF 7 kHz (atas), keluaran LPF 7 kHz

(bawah).






L52





21000 Hz


pada frekuensi 21000 Hz sebagai masukan LPF 7 kHz (atas), keluaran LPF 7 kHz

(bawah).

L53






L54

LAMPIRAN C

DATASHEET

FILTER BUTTERWORTH UNTUK SISTEM TELEMETRI …repository.usd.ac.id/28685/2/035114025_Full.pdf ·...

Documents

Transcript of FILTER BUTTERWORTH UNTUK SISTEM TELEMETRI …repository.usd.ac.id/28685/2/035114025_Full.pdf ·...