1 Respon Frekuensi Filter Pasif R-C, Rangkaian Integrator , dan Diferensiator A. Tujuan Menentukan frekuensi cut off filter pasif RC Mendapatkan kurva karakteristik filter pasif RC B. Alat dan Bahan

Osiloskop (1) Generator Fungsi (1) Resistor 1 k (1) Resistor 10k (1) Kapasitor 10 nF (1) Kabel BNC-Crocodile (2) Kabel BNC-BNC (1) BNC-T (1) Kabel kabel penghubung (2) C. Pendahuluan Sinyalyangberasaldaritransduserdiumpamakankeperalatan pengkondisisinyaldalamsuatusistem,mempunyaisinyalkeluarandari transduseryangdisebabkanolehperubahanbesaranfisis,untukmendapatkan kembalisinyalkeluaran.Untukmereproduksiataumenghasilkankembaliyang tepatdarisinyaltersebut,perlupemisahansetiapsinyalsinyalyangtidak diinginkan.Untukmemenuhihaltersebut,diperlukansuatualatatauperangkat yangberfungsiuntukmelewatkanfrekuensisinyalyangdiinginkanatau dikehendaki dan menolak sinyal yang tidak dikehendaki, dapat berupa harmonik atau noise. Bandpassfilter(BPF),yaitumelewatkansemuafrekuensisinyaldengan frekuensiyangterletakdalamsuatupita(band)yangditentukan,dan meredam sinyal dengan frekuensi di luar pita tersebut. Low pass filter (LPF), yaitu meredam semua sinyal dengan frekuensi yang lebih besar dari frekuensi cut-offnya. Highpassfilter(HPF),yaitumelewatkansemuasinyaldenganfrekuensi yanglebihtinggidarifrekuensicut-offnyadanmeredamsinyaldengan frekuensi lebih rendah. 2 Respon frekuensi dari macam macam filter, seperti pada gambar di bawah ini: Kesemuanyaadalahresponyangideal,tetapitidakdapatdicapaidalam kenyataanataupraktek.Karakteristikidealartinyamempunyaicut-offyang runcing, tetapi dalam prakteknya karakteristik di atas tidak diketemukan. Integrator dan Diferensiator RangkaianIntegrator,dapatdibangundenganmenggunakanduabuah komponenpasif,yaituresistordankapasitoryangdihubungkansecaraseri. Fungsidarirangkaianintegratoradalahsebagaipengubahtegangankotak menjaditegangansegitiga,ataudapatjugadigunakansebagairangkaianfilter lulusbawah-LPF-lowpassfilter.Gambar2.18memperlihatkanjaringanR-C yang membentuk sebuah rangkaian integrator. Bagan 2 Rangkaian integrator Biladigunakansebagaipengubahgelombangkotakmenjadisegitiga,dimensi konstantawaktu=10xT(periode),danapabilarangkaianintegrator dioperasikan sebagai filter lulus bawah, maka pemilihan konstanta waktu = 0,01 x T. Gambar 2.19 memperlihatkan tegangan keluaran rangkaian integrator untuk berbagai macam konstanta waktu (t ) yang berbeda. Bagan 1 Macam - Macam Diagram Filter 3 Bagan 3 Tegangan keluaran rangkaian integrator RangkaianDiferensiator,dapatdibangundenganmenukarposisikapasitordan resistor.Fungsidarirangkaiandiferensiatoradalahuntukmengubahtegangan segitigamenjaditeganganpersegi(kotak),ataudapatjugadigunakansebagai rangkaian filter lulus atas-HPF-high pass filter.Gambar2.20memperlihatkanjaringanR-Cyangmembentuksebuah rangkaian diferensiator. Bagan 4 Rangkaian diferensiator Bila digunakan sebagai rangkaian diferensiator, dimensi konstanta waktu = 0,01 xT(periode),danapabilarangkaiandigunakansebagaifilterlulusatas,maka pemilihankonstantawaktu=10xT.Gambar2.21memperlihatkantegangan keluaranrangkaiandiferensiatoruntukberbagaimacamkonstantawaktu(t) yang berbeda. Bagan 5 Tegangan keluaran rangkaian diferensiator 4 D. Prosedur percobaan oBand-pass filter (BPF) Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini MenyalakanGenerator FungsisertaOsiloskop,lalu, mengaturGeneratorFungsi agarmengeluarkan GelombangSinus berfrekuensi1KHz,dan mempunyai amplitudo 4Vp-p, sertamengaturagar Osiloskopdapat menampilkandenganbaik grafikyangmempunyai karakteristik sinyaldari yang telahdikeluarkanoleh Generator Fungsi. Setelahitu,menancapkanTpadaoutputgeneratorfungsi,kemudian menancapkankabelBNC-BNCdariToutputGeneratorFungsike inputCH1 Osiloskop,lalumenancapkankabelBNC-CrocodilekesalahsatuujungT denganCrocodilenyakeinputrangkaianBand-Pass-Filtersepertiyang diperlihatkan pada gambar. TidaklupajugamenancapkankabelBNC-Crocodile,BNCnyakeinputCH2 Osiloskop dan Crocodilenya ke output rangkaian Band-Pass-Filter. Mengamatibentukgelombang,setelahitu,mengubahfrekuensigenerator fungsisesuaidenganfrekuensifrekuensiyangadapadatable,catat perubahanoutputteganganyangmelewatirangkaian,gambargrafikrespon frekuensinya. Bagan 6 Band Pass Filter 5 oLow-pass filter (LPF) Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini MenyalakanGeneratorFungsi sertaOsiloskop,lalu,mengatur GeneratorFungsiagar mengeluarkanGelombangSinus berfrekuensi1KHz,dan mempunyaiamplitudo4Vp-p, sertamengaturagarOsiloskop dapatmenampilkandenganbaik grafikyangmempunyai karakteristiksinyaldariyang telahdikeluarkanolehGenerator Fungsi. Setelah itu, menancapkan T pada outputgeneratorfungsi,kemudianmenancapkankabelBNC-BNCdariT outputGeneratorFungsikeinputCH1Osiloskop,lalumenancapkankabel BNC-Crocodile ke salah satu ujung T dengan Crocodilenya ke input rangkaian Low-Pass-Filter seperti yang diperlihatkan pada gambar. TidaklupajugamenancapkankabelBNC-Crocodile,BNCnyakeinputCH2 Osiloskop dan Crocodilenya ke output rangkaian Low-Pass-Filter. Mengamatibentukgelombang,setelahitu,mengubahfrekuensigenerator fungsisesuaidenganfrekuensifrekuensiyangadapadatable,catat perubahanoutputteganganyangmelewatirangkaian,gambargrafikrespon frekuensinya. Bagan 7 Low Pass Filter 6 oHigh-pass filter (HPF) Buat rangkaian seperti gambar di bawah ini MenyalakanGeneratorFungsi sertaOsiloskop,lalu,mengatur GeneratorFungsiagar mengeluarkanGelombangSinus berfrekuensi1KHz,dan mempunyaiamplitudo4Vp-p, sertamengaturagarOsiloskop dapatmenampilkandenganbaik grafikyangmempunyai karakteristiksinyaldariyang telahdikeluarkanolehGenerator Fungsi. Setelahitu,menancapkanTpadaoutputgeneratorfungsi,kemudian menancapkankabelBNC-BNCdariToutputGeneratorFungsike inputCH1 Osiloskop,lalumenancapkankabelBNC-CrocodilekesalahsatuujungT denganCrocodilenyakeinputrangkaianHigh-Pass-Filtersepertiyang diperlihatkan pada gambar. TidaklupajugamenancapkankabelBNC-Crocodile,BNCnyakeinputCH2 Osiloskop dan Crocodilenya ke output rangkaian High-Pass-Filter. Mengamatibentukgelombang,setelahitu,mengubahfrekuensigenerator fungsisesuaidenganfrekuensifrekuensiyangadapadatable,catat perubahanoutputteganganyangmelewatirangkaian,gambargrafikrespon frekuensinya. Bagan 8 High Pass Filter 7 E. Data Percobaan Band-pass filter(BPF) Frekuensi (Hz) Vin (Vp) Vout (Vp) AvAv (dB) 2000104.150.41546033-7.63 5450107.080.70772734-3.00 8500104.970.49659464-6.08 9000104.010.40084404-7.94 9250103.610.3608097-8.85 9500102.570.25702824-11.80 9750101.630.16286928-15.76 10000101.380.13827769-17.18 12000101.180.11751092-18.60 14000100.840.08399993-21.51 15000100.530.05335372-25.46 16000100.420.04233614-27.47 17000100.380.0379895-28.41 18000100.270.02693965-31.39 19000100.170.01708159-35.35 19500100.140.01352001-37.38 200000100.130.01256853-38.01 Rumus Rumus yang Digunakan: Mencari AvMencari Av(dB) Av = VoutVinAv(dB) = Log VoutVin 8 Low-pass filter (LPF) Frekuensi (Hz) Vin (Vp) Vout (Vp) AvAv (dB) 10108.470.84685451-1.44 15.9107.080.70763023-3.00 50103.030.30345415-10.36 80101.950.19521506-14.19 100101.570.15725448-16.07 200100.790.07936668-22.01 502100.320.03170431-29.98 700100.230.02274207-32.86 1000100.160.01592155-35.96 2000100.080.00796153-41.98 5000100.030.0031847-49.94 8000100.020.00199044-54.02 10000100.020.00159235-55.96 20000100.010.00079618-61.98 50000100.000.00031847-69.94 80000100.000.00019904-74.02 100000100.000.00015924-75.96 Rumus Rumus yang Digunakan: Mencari AvMencari Av(dB) Av = VoutVinAv(dB) = Log VoutVin 9 High-pass filter (HPF) Frekuensi (Hz) Vin (Vp) Vout (Vp) AvAv (dB) 2000102.040.20382166-13.81 2500103.630.36305732-8.80 3000104.690.46921444-6.57 3250105.100.5100441-5.85 3500105.450.54504095-5.27 3750105.750.57537155-4.80 4000106.020.60191083-4.41 4250106.250.62532784-4.08 4500106.460.64614296-3.79 4750106.650.66476701-3.55 5450107.080.70782446-3.00 8000108.010.80095541-1.93 10000108.410.84076433-1.51 20000109.200.92038217-0.72 50000109.680.96815287-0.28 80000109.800.98009554-0.17 100000109.840.98407643-0.14 Rumus Rumus yang Digunakan: Mencari AvMencari Av(dB) Av = VoutVinAv(dB) = Log VoutVin 10 F.Analisa Data Frekuensi yang digunakan adalah 2000 hz, Vin = 10 V dan R = 1k LPFVout =XcZ

Pada rumus di atas kita menemui formula Xc dan Z. Sehingga kita harus mencari Xc dan Z, dengan rumus : Xc=12fc

Keterangan : f = frekuensi c = resistansi kapasitor maka , = 122000100000000001

= 12200010

= 1125600

Xc = 7.96 Z =

Keterangan : r = resistansi resistor Xc = impedansi kapasitansi *disini menggunakan resistor 1k Maka, Z =

Z = Z = 188032 11 Jadi kesimpulannya adalah Vout=XcZ

out=796188032

Vout = 0.08 V v = outin

v = 008 10

Av = 0.008 V Av(db) = 20 Log Av Av(db) = 20 Log 0.008 V Av(db) = -41.98 HPF Vout = rr-Xc

Pada rumus di atas kita menemui formula Xc. Sehingga kita harus mencari Xc, dengan rumus : Xc=12fc

Keterangan : f = frekuensi c = resistansi kapasitor maka , = 122000100000000001

= 12200010

= 1125600

Xc = 7.96 out = 10001000-796

Vout = - V 12 BPF Fr = Keterangan : Fl = Frekuensi Rendah atau menggunakan hasil dari LPF Fr = Frekuensi Tinggi atau menggunakan hasil dari HPF FI =XcZ

Fh =rr-Xc

Fr = Fr = 4.15 Av = FrVin Av = 41510 Av = 0.415 Av(db) = 20 Log Av Av(db) = 20 Log 0.415 Av(db) = -7.63 13 G. Grafik BPF 14 LPF 15 HPF 16 H. Kesimpulan Carakerjafilterternyatamemangtidaksepertiyangtelahdigambarkanpada grafik di awal halaman dengan sifat matematisnya yang tegas memfilter frekuensi sesuaidenganfilterapayangdipakai,LPF,HPF,atauBPF,tetapi,palingtidak rangkaianfilterinimemangdapatmemblokirfrekuensiyangtidakdiinginkan, meblokirdisinidalamarti;amplitude/voltagedarifrekuensiyangdiblok dialihkansehinggayangtampakpadalayarOsiloskophanyalahamplitudedari frekuensi yang dikehendaki untuk tampil di layar Osiloskop. Penurunan -3dB muncul di frekuensi yang berbeda beda, dan kemunculannya dipengaruhiolehbagaimanasebuahrangkaianFilterFrequencydisusun. Penurunan-3dBdirangkaianLow-Pass-FilterberbedadenganyangdiHigh-Pass-Filter dan Band-Pass-Filter. Rumus rumus yang dapat digunakan antara lain : LPF out =

=12f

Z =

out=

v = outin

Av(db) = 20 Log Av Keterangan : Vout = tegangan output Vin = tegangan input Xc = impedansi kapasitansi f = frekuensi c = resistansi kapasitansi Z =r = resistansi resistor 17 HPF out = rr-

=12f

Keterangan : Vout = tegangan output Vin = tegangan input r = resistansi resistor Xc = impedansi kapasitansi f = frekuensi c = resistansi kapasitansi BPF Fr = =

h =rr-

Av = rin Av(db) = 20 Log Av Keterangan : Fr = frekuensi rata rata Fl = frekuensi rendah Fh = frekuensi tinggi / output Vin = tegangan input Xc = impedansi kapasitansi r = resistansi resistor