MODUL VII Filter Pasif

LABORATORIUM SISTEM ELEKTRONIKA

MODUL VII

FILTER PASIF

I. PENDAHULUAN

Filter dalam bidang elektronika adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk

mengambil/melewatkan tegangan output pada frekuensi tertentu yang diinginkan dan

untuk melemahkan (atenuasi) tegangan output pada frekuensi tertentu yang tidak

diinginkan. Filter dalam elektronika dibagi dalam dua kelompok yaitu filter pasif dan

filter aktif. Untuk membuat suatu filter pasif dapat digunakan komponen pasif (R, L,

C). Sedangkan untuk membuat filter aktif diperlukan rangkaian (R, L, C dan transistor

atau Op-Amp).

II. TUJUAN PRAKTIKUM

Tujuan praktikum adalah sebagai berikut:

1. Memahami definisi tentang fungsi transfer.

2. Mengetahui keluaran dari filter pasif LPF, HPF, BPF dan BSF.

3. Dapat mengetahui nilai frekuensi cut off .

III. TEORI DASAR

Pada dasarnya filter pasif maupun filter aktif dapat dikelompokan berdasarkan

respon frekuensi yang di saring (filter) menjadi 4 kelompok.

Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter, LPF)

Filter Lolos Atas (High Pass Filter, HPF)

Filter Lolos Rentang (Band Pass Filter, BPF)

Filter Tolak Rentang (Band Stop Filter atau Notch Filter)

Untuk membuat filter pada kelompok diatas dapat digunakan konfigurasi R dan C,

L dan C atau RLC.Berikut adalah bentuk grafik filter terhadap responnya.

MODUL VII - FILTER PASIF 1 Halaman1


Gambar1,Tipe filter dan responsenya

IV.1 LPF (Low Pass Filter) = Filter Lolos Rendah

Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah filter yang hanya

melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dan

akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc).

Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (fc) tidak

akan dilewatkan sama sekali (tegangan output = 0 volt). Rangkaian low pass filter RC

merupakan jenis filter pasif, dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi

R dan C yang digunakan.

Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut

.



RG -3 dB



vin C vout

fc log f

Gambar 2, LPF pasif dan tanggapannya

Rangkaian seri RC mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua buah hambatan

seri sehingga tegangan outputnya adalah : vout = vin

Penguatan tegangan didefinisikan sebagai Gain G = . Namun untuk filter seringkali

menggunakan penguatan daya, sehingga kalau dinyatakan dalam satuan dB penguatan dayanya

adalah G = . Sehingga penguatan RC seperti ditunjukan pada Gambar 2 adalah

Gain = , atau Gain = = atau

dalam satuan dB, G = .

Dengan mengambil atau , diperoleh penguatannya sebesar -3dB

(berkurang 3 dB), pada saat frekuensi ini dikenal sebagai frekuensi cut off.

Untuk filter lolos rendah :

1. Bila f << Vo/Vi = 1 atau 0 dB dan sudut phasa 0o

2. Bila f = Vo/Vi = 0,707 -450 atau -3 dB

3. Bila f >> penguatan menurun bersamaan dengan kenaikan frekuensi, pada

bagian ini low pass filter ini berindak sebagai integrator.



VI.2 High Pass Filter (HPF) = Filter lolos tinggi

Filter lolos tinggi adalah filter yang outputnya hanya melewatkan frekuensi diatas

frekuensi cut-off fC. Di bawah frekuensi itu output idealnya tidak ada.

Rangkaian RC HPF dan tanggapan frekuensinya ditunjukkan pada Gambar 3 berikut.

C

G(dB)

Vin R Vout

fc log f

Gambar 3, HPF pasif dan tanggapan frekuensinya

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan, diperoleh tegangan outputnya

adalah vout = vin , dengan demikian penguatannya adalah :

Gain = =

Untuk menghitung besarnya dilakukan sbb :

Dengan Y : komponen imajiner



X : komponen riil

Sehingga diperoleh :

atau dalam satuan dB,

dengan frekuensi cut off

Untuk filter lolos tinggi :

1. Frekuensi tinggi (f >>) Gain = 1 G = 0 dB

2. Frekuensi rendah (f <<) Gain = G = -20 log

3. Slopenya (untuk f <<) adalah -6 dB/oktaf (-20 dB/dekade)

Tapis lolos tinggi juga disebut rangkaian diferensiator.

VI.3 BPF (Band Pass Filter)

Band Pass Filter (LPF) adalah filter yang hanya melewatkan sinyal diantara dua

frekuensi yang dipilih (frekuensi cut off). Dengan kata lain filter ini melolos kanfrekuensi yang

lebih tinggi dari frekuensi cut off pertama (fc1) atau dikenalsebagaifrekuensi lower(fL)

danfrekuensi yang lebihrendahdarifrekuensi cut off kedua(fc2) atau jugadikenaldenganfrekuensi

higher (fH).

BPF bisa dibentuk dengan kombinasi single LPF dan single HPF yang dihubungkan

dengan cara “cascading”. Dari kombinasi keduanya maka akan diperolehs ebuah band atau

range frekuensi yang dapat diloloskanoleh filter tersebut. Range inilah biasa kita kenal dengan

bandwidth. Bandwidth adalah selisih dari frekuensi cut off higher terhadap frekuensi cut off

lower. Berikut adalah gambar diagram rangkaian Band Pass Filter.



Gambar 4, Diagram Rangkaian BPF RC pasif

Rangkaian Band Pass Filter hasil kombinasi dari dua filter tersebut secara sederhana bisa

dilihat pada rangkaian dibawah ini.

Gambar 5,Rangkaian BPF

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan dari rangkaian LPF dan HPF maka

tegangan outputnya adalah atau bisa dibilang besar

penguatannya adalah .

Kedua Frekuensi Cut off bias dicari denganpersamaan yang sama pada LPF dan HPF

dimana besarnya adalah .


Low Pass Filter High Pass FilterInput Input

Blocks Frequencies that are too High

Blocks Frequencies that are too Low

HPF SectionLPF Section


VI.4 Band Stop Filter (BSF)

Band Stop Filter (LPF) atau yang sering dikenal dengan band-ellimination, band reject

atau notch filter adalah filter yang meredam sinyal diantara dua frekuensi yang dipilih (frekuensi

cut off). Dengan kata lain filter ini meloloskan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut off

pertama (fc1) atau dikenal sebagai frekuensi lower(fL) dan frekuensi yang lebih tinggi dari

frekuensi cut off kedua(fc2) atau juga dikenal dengan frekuensi higher (fH).

Seperti halnya BPF, BSF juga bias dibentuk dengan kombinasi single LPF dan single

HPF. Tetapi pada BSF single LPF dan single HPF dirangkai secara paralel. Berikut adalah

Diagram Rangkaian BSF.

Gambar 3, Diagram BSF

Rangkaian Band Pass Filter hasil kombinasi dari dua filter tersebut secara sederhana bisa

dilihat pada rangkaian dibawah ini.


Low Pass Filter

High Pass Filter

Input Output

Passes low frequencies

Passes High frequencies


GambarRangkaian BSF

IV. ALAT DAN KOMPONEN

Alat dan komponen yang digunakan dalam praktikum adalah sebagai berikut:

1. 1 Set Osiloskop dan Probe.

2. 1 Multimeter.

3. 1 Unit Function Generator.

4. 1 Unit Project Board.

5. Kabel Jumper.

6. Komponen:

- Resistor 560Ω, 10kΩ

- Kapasitor 33nF, 10nF

V. PROSEDUR PRAKTIKUM

V.1 Filter Pasif LPF



a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard.

b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 10kHz

c. Pasang channel 1 Osiloskop pada Vin, channel ini berfungsi sebagai input bagi

osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel).

d. Pasang channel 2 Osiloskop pada komponen C, channel 2 osiloskop berfungsi untuk

menampilkan sinyal keluaran.

e. Ubah frekuensi input dengan cara menaikan atau menurunkan frekuensi pada function

generator.

f. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal. Voltage gain dapat

dihitung pada setiap frekuensi.

g. Ubah sinyal masukan menjadi sinyal kotak, gambar sinyal keluaran pada jurnal.

V.2 Filter Pasif HPF

a. Rangkailah

rangkaian

diatas

dengan

menggunakan projectboard.

b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 10kHz.


osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel).




generator dari frekuensi semula.



f. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal. Voltage gain dapat

dihitung pada setiap frekuensi.

g. Ubah sinyal masukan menjadi sinyal kotak, gambar sinyal keluaran pada jurnal.

1. Band Pass Filter

a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard

b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 100kHz


osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel)

d. Pasang channel 2 Osiloskop pada bagian output , channel 2 osiloskop berfungsi untuk



generator.

f. Amati perubahan besar sinyal output pada osiloskop

g. Catat besar perubahan tegangan output pada multimeter pada jurnal.

2. Filter Pasif BSF



a. Rangkailah rangkaian diatas dengan menggunakan projectboard (R1,R2 = 200Ω,

R3=100Ω, Rload=1kΩ, C1=2uF, C2,C3=1uF)

b. Berikan tegangan input sebesar 5 Vpp dan frekuensi gelombang sinus sebesar 100Hz


osiloskop. Lalu baca tegangan yang terukur di osiloskop (masukkan dalam tabel)




generator dari frekuensi semula.

f. Amati perubahan besar sinyal output pada osiloskop.

http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/filter-pasif


X


MODUL VII - FILTER PASIF I Halaman 13

MODUL VII Filter Pasif

Documents

Transcript of MODUL VII Filter Pasif