LAPORAN

Praktek Audio Radio

High pass filter

Nama : Sriwahyuni Nadia Karlin

Nim/bp : 1201905/2012

Group : 2E1

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2014

HIGH PASS FILTER

A. Tujuan

a. Dapat menyusun rangkaian op-amp sebagai rangkaian filter.

b. Dapat mempelajari hubungan amplitude dan fase antara isyarat masukan

dan isyarat keluaran sebagai fungsi frekuensi.

c. Dapat melihat respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan

rendah.

B. Alat dan Bahan

a. Power supply

b. AFG

c. Osiloskope

d. Multimeter

e. Kabel probe x 2

f. Breadboard

g. IC LM741 x 1

h. C 10nF x 2

i. R 12 K x 1

j. R 20K x 2

k. R 6k8 x 1

C. Teori Pendukung

HPF ( Filter Lolos Tinggi ) ialah filter yang outputnya hanya meloloskan

frekuensi tinggi di atas frekuensi cut- off. Di bawah frekuensi output idealnya tidak ada.

Pada HPF pasif ternormalisasi akan terjadi perubahan dari induktor menjadi kapasitor

dan sebaliknya, sedangkan pada HPF aktif ternormalisasi terjadi perubahan dari resistor

menjadi kapasitor dan juga sebaliknya.

Contoh sederhana datang dari konversi filter bernilai tinggi terus-waktu di atas

untuk realisasi diskrit-waktu.. Artinya, perilaku-waktu dapat terus menerus

terdiskritisasi Dari rangkaian pada Gambar 1 di atas, menurut Hukum Kirchoff dan

definisi kapasitansi :

Vout (t) = I (t) R ( V )

Qc (t) = C ( Vin(t) – Vout(t) ( Q )

I (t) = dQc/ dt

di mana c Q (t) adalah muatan disimpan dalam kapasitor pada waktu t. Mensubstitusikan

Persamaan (T) ke dalam Persamaan (I) dan kemudian Persamaan (I) ke dalam

Persamaan (V) .

Filter High Pass memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi di

bawah frekuensi cut off fc. Di atas fc, besarnya tegangan keluaran tetap. Garis penuh

adalah kurva idealnya, sedangkan kurva putus-putus menunjukkan bagaimana filter-

filter high pass yang praktis menyimpang dari ideal. Pengertian lain dari High Pass

Filter yaitu jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta meredam/menahan

frekuensi rendah. Bentuk respon HPF seperti ditunjukkan gambar grafik diatas.

Gambar 5 Kurva Karakteristik Filter Lolos-Tinggi Secara Umum

Filter high-pass dasar disusun dengan rangkaian RC seperti berikut :

Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan

memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah

melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang

lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah. Prinsip kerja rangkaian

filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC yaitu, apabila rangkaian filter

high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka

sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian

pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter

memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan

dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R.

Frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari

rangkaian RC tersebut. T=R\cdot C Sehingga frekuensi cut-off dari filter tersebut adalah

: f_c=\frac12\pi T=\frac12\pi RC Sinyal output rangkaian filter high-pass

mendahului inputnya yaitu sebesar : \phi =tan^-1(\frac1\omega RC) Grafik

karakteristik dari high pass filter (HPF) atau filter lolos atas dengan komponen RC

dapat digambarkan dengan perbandingan antara tegangan output filter terhadap

frekuensi yang diberikan kepada rangkaian filter high pass (HPF) tersebut.

Filter High Pass adalah lawan yang tepat untuk low pass filter. Filter ini

memiliki tegangan output dari DC (0Hz), sampai ke titik cut- off tertentu (ƒc) frekuensi.

Titik cut-off frekuensi rendah adalah 70,7% atau-3dB (dB =-20Log Vout / Vin) dari

gain tegangan diizinkan untuk lulus. Rentang frekuensi "di bawah" ini pointƒc cut-off

umumnya dikenal sebagai Band Berhenti sementara rentang frekuensi "di atas" titik cut-

off umumnya dikenal sebagai BandPass. Frekuensi cut-off atau -3dB titik, dapat

ditemukan dengan menggunakan rumus, ƒc= 1 / (2πRC). Sudut fase dari sinyal output

pada ƒc adalah +45 o. Umumnya, penyaring bernilai tinggi kurang distorsi dari pass

filter setara rendah.

Sebuah aplikasi yang sangat umum pass filter pasif tinggi, adalah dalam audio

amplifier sebagai kapasitor coupling antara dua tahap penguat audio dan dalam sistem

speaker untuk mengarahkan sinyal frekuensi tinggi untuk speaker kecil "tweeter" tipe

sementara memblokir sinyal bass yang lebih rendah atau juga digunakan sebagai filter

untuk mengurangi noise frekuensi rendah atau "gemuruh" distorsi jenis. Bila digunakan

seperti ini di aplikasi audio pass filter tinggi kadang-kadang disebut "berpotongan

rendah", atau "bass memotong" filter.

Vout tegangan output tergantung pada konstanta waktu dan frekuensi dari sinyal

input seperti yang terlihat sebelumnya. Dengan sinyal AC sinusoidal diterapkan pada

sirkuit berperilaku sebagai filter 1st Orde lulus sederhana tinggi. Tetapi jika kita

mengubah sinyal input untuk yang dari "gelombang persegi" sinyal berbentuk yang

memiliki masukan langkah hampir vertikal, respon rangkaian perubahan dramatis dan

menghasilkan sirkuit umum dikenal sebagai Diferensiator.

D. Langkah Kerja

1. Menyusun rangkaian op - amp filter lolos atas (HPF) seperti pada gambar.

Pencatu daya LM741 dibuat dengan memasang dua baterai atau sumber dc

variable ( tegangan CT 9 Volt).

2. Menghitung prediksi frekuensi 3 dB rangkaian diatas tersebut dengan

menggunakan rumus F 3dB = 1/2 . πRC. Dengan menggunakan harga C = 0,01 µF

dan harga R = 20 kΩ.

3. Menghitung besar penguatan AV dimana AV = Vo / Vi = 1+ R2/R1 dengan

memasang harga R1 = 12 kΩ dan R2 = 6,8 kΩ.

4. Mengatur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 1kHz dengan ampliudo 2

Vp-p dengan menghubungkan isyarat masukan ke Ch.1 dan isyarat keluaran ke

Ch.2 osiloskop, kemudian hitunglah nilai Vi,Vo, dan AV. Setelah itu tentukan

beda fasa antara isyarat masukan dan keluaran.

Ch.1(isyarat masukan) Ch.2(isyarat keluaran)

Time/div = 1 ms Time/div = 1 ms

Volt/div = 200 mVp-p Volt/div = 200 mVp-p

Vi = 1 Vp-p Vo = 1,2 Vp-p

5. Mengulangi langkah ke 4 untuk beberapa frekuensi yang lain.

E. Tabel Pengamatan

No

Frekuensi

masukan

(Hz)

Vi

(Vp-p)

Vo

(Vp-p) Vo/Vi ϕ1

1 20 Hz 1 x 200 mV

25 ms

0 x 200 mV

25 ms

- 180 1

2 50 Hz 1 x 200 mV

25 ms

0 x 200 mV

25 ms

- 180 1

3 100 Hz 1 x 200 mV

10 ms

0 x 200 mV

10 ms

- 180 1

4 300 Hz 1 x 200 mV

5 ms

0,3 x 200 mV

5 ms

0,3

5 500 Hz 1 x 200 mV

1 ms

0,5 x 200 mV

1 ms

0,5

6 700 Hz 1 x 200 mV

1 ms

0,8 x 200 mV

1 ms

0,8

7 800 Hz 1 x 200 mV

1 ms

1 x 200 mV

1 ms

1

8 1000 Hz 1 x 200 mV

1 ms

1,2 x 200 mV

1 ms

1,2

9 1200 Hz 1 x 200 mV

1 ms

1,2 x 200 mV

1 ms

1,2

10 2000 Hz 1 x 200 mV

500 μs

1,4 x 200 mV

500 μs

1,4

11 3000 Hz 1 x 200 mV

250 μs

1,5 x 200 mV

250 μs

1,5

12 10000 Hz 1 x 200 mV

50 μs

1,6 x 200 mV

50 μs

1,6

13 20000 Hz 1 x 200 mV

25 μs

1,6 x 200 mV

25 μs

1,6

F. Gambar hasil

Untuk 20 Hz Untuk 50 Hz

Untuk 100 Hz Untuk 300 Hz

Untuk 500 Hz Untuk 700 Hz

Untuk 800 Hz Untuk 1000 Hz

Untuk 1200 Hz Untuk 2000 Hz

Untuk 3000 Hz Untuk 10000 Hz

Untuk 20000 Hz untuk 50000 Hz

G. Analisa

Diketahui : R = 20 KΩ

C = 0,01μF

Ƒc = 1 / (2πRC).

= 1/ 2. 3,14. 20000 Ω . 0,01μF

= 10000 / 125600

= 0,0796 Hz

Jadi Fc atau F3dB adalah 0,0796 Hz

Untuk R1 = 12 KΩ R2 = 6,8 KΩ

AV = 1 + R2/R1

AV = 1 + 6800 Ω/ 12000 Ω

AV = 1,56 dB

Untuk frekuensi masukan = 1 Khz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,2 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,24 / 0,200

= 20 log 1,2

= 20 . 0,079

= 1,58 dB.

Untuk frekuensi masukan = 300 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 0,3 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,06 / 0,200

= 20 log 0,3

= 20 . -0,5

= - 10 dB.

Untuk frekuensi masukan = 500 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 0,5 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,1 / 0,200

= 20 log 0,5

= 20 . -0,30

= -6 dB.

Untuk frekuensi masukan = 700 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 0,8 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,16 / 0,200

= 20 log 0,8

= 20 . -0,09

= - 1,8 dB.

Untuk frekuensi masukan = 1200 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,2 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,24 / 0,200

= 20 log 1,2

= 20 . 0,079

= 1,58 dB.

Untuk frekuensi masukan = 2000 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,4 x 200 mV / 1 x 200 mV

= 20 log 0,28 / 0,200

= 20 log 1,4

= 20 . 0,146

= 2,92 dB.

Untuk frekuensi masukan = 3000 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,5 x 200 mV / 1 x 200 mV

= 20 log 0,3 / 0,200

= 20 log 1,5

= 20 . 0,176

= 3,52 dB.

Untuk frekuensi masukan = 10000 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,6 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,32 / 0,200

= 20 log 1,6

= 20 . 0.2

= 4 dB

Untuk frekuensi masukan = 20000 hz

dB = 20Log Vout / Vi

= 20 log 1,6 x 200 mV/ 1 x 200 mV

= 20 log 0,32 / 0,200

= 20 log 1,6

= 20 . 0.2

= 4 dB

H. Kesimpulan

Dari praktikum dapat ditarik kesimpulan bahwa :

Filter adalah sebuah jaringan rangkaian yang didesain agar dapat

melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu.

High pass filter adalah kebalikan dari low pass filter. High Pass Filter

yaitu jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi serta

meredam/menahan frekuensi rendah.

Pada HPF pasif ternormalisasi akan terjadi perubahan dari induktor

menjadi kapasitor dan sebaliknya, sedangkan pada HPF aktif

ternormalisasi terjadi perubahan dari resistor menjadi kapasitor dan juga

sebaliknya.

Dalam high pass filter, semakin tinggi frekuensi, semakin besar

penguatannya.