Fadli Umawi03111004051

PERCOBAAN V

APLIKASI FILTER AKTIF

1. JUDUL PERCOBAAN

Aplikasi Filter Aktif

2. TUJUAN PERCOBAAN

a. Mengetahui jenis jenis filter aktif beserta keguanaannya masing-masing

b. Mengetahui rangkaian dasasr dan prisip kerja Filter aktif

c. Mengetahui filter aktif dalam desain rangkaian komunikasi.

3. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN

A. Alat yang digunakan

Rangkaian Low Pass Filter

Rangkaaian High Pass Filter

Rangkaian Band Pass Filter

Rangkaian Filter Chebycev

Rangkaian Filter Bassel

Rangkaian Filter Butterworth

Osciloscope

Singnal Generator Audio Frequency (AF)

Multimeter

B. Bahan Percobaan

Sofware EWB (electronic Work Banch)

Catatan :

Pada percobaan ini semua peralatan disimulasikan dalam software EWB pada

sebuah Personal Computer/ Laptop

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

4. DASAR TEORI

Pemakaian filter dalam dunia elektronika dan telekomunikasi telah

dilakukan pada decade terakhir terutama filter aktif karena banyak memeiliki

keuntungan dibanding dengan filter pasip. Hal ini dimungkinkan dengan

tersedianya OP-Amp dalam bentuk IC yang berisi 4 Op Amp (Quad).

Rangkaian Filter aktif pada umumnya berbentuk Low Pass Filter(LPF), High

Pass Filter (HPF), Band Pass Filter (BPF) dan Stop Band Filter(Notch Filter).

Filter merupakan dasar dalam mendiasin berbagai peralatan seperti Equaliser,

Cross Over, Screch dan Rumbel Filter, Hum Filter dan juga pada digunakan

pada berbagai jenis pemancar.

Jenis filter yang sangat terkenal adalah filter Butterwoth dan Chebbycheff

Rangkaian Dasar

Low pass Filter sering dijadikan model karakteristik filter lainnya, Low

pas filter melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi.

Sedangkan High Pas filter adalah sebaliknya, gabungan antara Low pass dan

High pass filter akan mengjhasilkan jenis filter lainnya yaitu bandpass filter

dan band eleminited filter.

Rangkaian dasar dari sebuah Low Pass Filter ditunjuk kan seperti pada gambar

berikut :

Rangkaian Low Pass Filter Orde 2

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Rangkaian High Pass Filter Orde 2

Besaran dalam disain Sebuah Filter dinyatakan dengan

Cut Off Frekuensi merupakan batasan antara Pass Band dan Stop Bannd

Roll-Off atau Slope adalah besarnya redaman pada daerah stop Band

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Desain Filter Low Pass Filter Orde 2

Desain High Pass Filter Orde 2

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

5. PROSEDUR PERCOBAAN

1. Buat rangkaian Low Pass Filter dan High pass Filter seperti pada gambar pada

software EWB

2. Hubungkan rangkaian pada osciloscope (input channel 1 dan output pada

channel 2) kemudian ubah nilai resistor dan capasitor untuk frekuensi cut off

tertentu seperti yang diberikan asisten.

3. Lakukan Prosedur 1 dan 2 berulang-ulang untuk frekuensi seperti pada tabel

No frekuensi Vinput (v) Voutput (v) Penguatan (db)

1 0.001 fo

2 0.010 f0

3 0.100 f0

4 1.000 f0

5 2.000 f0

6 4.000 f0

7 8.000 f0

8 10.00 f0

9 100.0 f0

10 1000 f0

4. Hitung Penguatan untuk masing masing frekuensi !

5. Ulangi percobaan diatas untuk jenis filter lainnya !

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

V. Pertanyaan dan Tugas

a. Gambarkan Bode Plot (gunakan grafik Logaritmis) hasil percobaan diatas

untuk Low Pass Filter dan High Pass Filter !

b. Jelaskan Hubungan antara besarnya nilai kapasitor dan resistor dengan

frekuensi cut off dan factor kualitas Q dan Roll-off !

c. Dari percobaan diatas, gambarkan rangkaian band pass filter !

d. Jelaskan faktor yang menentukan roll-off dari kurva diatas tentukan

besarnya Roll-off dalam dB/oktaf dan dalam dB/decade !

e. Buat kesimpulan dari percobaan diatas !

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Filter Aktif

Filter Aktif adalah suatu perangkat elektronik yang dapat memperbaiki

kwalitas daya yang dikirimkan dari sumber ke beban. Filter sistem tenaga listrik

biasanya terdiri dari Filter Aktif dan Filter Pasif. Menurut Izhar et al,

pemakaian Filter Aktif pada sistem tenaga listrik lebih fleksibel daripada Filter

Pasif karena dari segi penggunaan dan unjuk kerja (performance) Filter Aktif

lebih ekonomis [9].

Untuk mengurangi permasalahan yang ditimbulkan oleh kwalitas daya

pada sistem tenaga tergantung pada koneksi Filter Aktif yang diperlihatkan pada

Tabel 2.1.

Tabel 2.1 Aplikasi filter aktif tergantung pada permasalahan kwalitas daya [1]

Filter Aktif biasanya menggunakan perangkat switching berupa pengatur

modulasi lebar pulsa tegangan atau arus yang disebut Pulse Witdh Modulation

Voltage Source Inverter (PWM VSI) atau Current Source Inverter (PWM CSI)

yang dihubungkan ke level sistem tegangan rendah dan juga tegangan tinggi

tergantung pada permasalahan kwalitas daya [10].

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Menurut Akagi pada dasarnya Filter Aktif dalam sistem tenaga dibagi dalam 2

topologi yaitu topologi secara paralel disebut Shunt Active Filter dan secara seri

disebut Series Active Filter

http://www.google.com/url?

sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A

%2F%2Frepository.usu.ac.id%2Fbitstream

%2F123456789%2F30579%2F4%2FChapter

%2520II.pdf&ei=tsxDUYq_B83HrQfwkYCQAQ&usg=AFQjCNHi9E4Hr4QaVh

8K5UQ3QXnu6CIC5Q&bvm=bv.43828540,d.bmk

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter%20II.pdf

Berdasarkan pemasangannya bisa dibedakan menjadi dua tipe : paralel dan

seri. Untuk mudahnya kita bahas dulu yang tipe paralel. Setelah itu yang tipe seri.

Filter Aktif Paralel

Rangkaian filter aktif tipe paralel bisa dilihat di atas [1]. Trafo pada

rangkaian diatas bisa digunakan bisa tidak, tergantung dari rating komponen pada

filter aktif. IS adalah arus dari jala-jala, IL adalah arus beban yang mengandung

arus fundamental dan harmonisa, sedangkan IF merupakan arus filter yang sama

dengan arus harmonisa pada IL. Sehingga secara sederhana bisa dirumuskan

IS=IF+IL.

Prinsip kerja kontroler Filter aktif paralel mengikuti prinsip ini.

Ilustrasinya bisa dilihat dibawah ini. Komponen harmonisa dan fundamental pada

IL dipisahkan menggunakan HPF. Meskipun begitu pada prakteknya perancangan

HPF untuk filter aktif cukup kompleks. Sehingga banyak metode yang telah

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

dibuat untuk mendesain HPF agar bisa berkerja efektif. Output dari HPF adalah

sinyal referensi arus filter, IF*. IF* dibandingkan dengan IF yang merupakan arus

filter yang sebenarnya. PI controller  digunakan untuk mengatur agar IF sama

dengan IF*. Kemudian sinyal output PI dirubah menjadi sinyal PWM dan dikirim

ke power converter untuk dikonversi menjadi arus yang sebenarnya.

Filter Aktif Seri

Filter aktif seri menggunakan trafo seri untuk menginjeksikan tegangan

VAF. VAF yang diinjeksikan berperan seperti impedansi untuk arus harmonisa.

Untuk berperan sebagai impedansi, arus harmonisa yang mengalir di Is dideteksi.

Kemudian filter aktif memberikan injeksi tegangan VAF=K.Ish. Dengan

menggunakan nilai K yang besar maka seakan-akan ada impedansi yang besar

untuk arus harmonisa pada trafo seri

http://electrifytheworld.blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-harmonisa-filter-

aktif.html

2.4 Filter Aktif

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Filter aktif merupakan tipe baru untuk peralatan filter eliminasi harmonisa

dalam

sistem tenaga. Filter ini disusun dari peralatan-peralatan elektronika daya.

Komponen utama yang terdapat pada filter aktif adalah:

1. Inverter

Inverter digunakan sebagai filter aktif yang dihubungkan paralel dengan

sumber tegangan beban untuk mengkompensasi harmonisa.

2. Kontroller

Kontroller digunakan dalam rangkaian filter aktif utuk memper kecil

sinyal error pada sumber tegangan beban terdapat harmonisa. Keluarankontroller

digunakan untuk mentriger

inverter. Pemakaian umum dari filter aktif dalam sistem tenaga listrik dapat dilihat

seperti

gambar 2.1 berikut :

http://www.google.com/url?

sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CEkQFjAG&url=http%3A

%2F%2Fjurnal.itats.ac.id%2Fwp-content%2Fuploads

%2F2013%2F01%2FFILTER-AKTIF-3-

Fasa.pdf&ei=08xDUd_OOoXWrQe1oIDgBA&usg=AFQjCNEiAvmf4UqbCoLoi

RXVLTAZYRrOTQ&bvm=bv.43828540,d.bmk

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

http://jurnal.itats.ac.id/wp-content/uploads/2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf

Filter Pasif.

Filter banyak digunakan untuk memberikan sirkuit seperti amplifier,

osilator dan sirkuit power supply karakteristik frekuensi yang

diperlukan. Beberapa contoh diberikan di bawah ini. Mereka menggunakan

kombinasi dari R, L dan C

Induktor dan Kapasitor bereaksi terhadap perubahan frekuensi dengan cara

yang berlawanan. Melihat sirkuit untuk filter lolos rendah, baik LR dan kombinasi

CR menunjukkan telah efek yang sama, tapi perhatikan bagaimana posisi L dan C

tempat perubahan dibandingkan dengan R untuk mencapai hasil yang sama.

·        Low pass filter.

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

hambatan seri, sehingga tegangan out putnya adalah

Filter lolos rendah digunakan untuk menghapus atau menipiskan frekuensi

yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio; mereka memberikan respon

frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat. Frekuensi di mana filter low

pass mulai mengurangi amplitudo sinyal dapat dibuat disesuaikan. Teknik ini

dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau "TREBLE CUT"

kontrol. LR filter low pass filter dan high pass CR juga digunakan dalam sistem

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

speaker untuk band rute yang sesuai frekuensi untuk desain yang berbeda dari

speaker (yaitu 'woofer' untuk frekuensi rendah, dan 'Tweeters' untuk reproduksi

frekuensi tinggi). Pada aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut

"crossover filter".

Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA

frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power supply, di

mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output.

High pass filter.

Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan maka dapatlah outputnya

Pass filter tinggi digunakan untuk menghilangkan atau meredam frekuensi

yang lebih rendah di amplifier, terutama audio amplifier mana ia dapat disebut

"BASS CUT" sirkuit.Dalam beberapa kasus ini juga dapat dilakukan disesuaikan.

·         Band pass filter.

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Band pass filter mengizinkan hanya sebuah band frekuensi yang

diperlukan untuk lulus, dan menolak sinyal di semua frekuensi di atas dan di

bawah band ini. Desain tertentu disebut filter T karena cara komponen digambar

dalam diagram skematik. Filter T terdiri dari tiga unsur, dua seri terhubung LC

sirkuit antara input dan output, yang membentuk jalan impedansi rendah untuk

sinyal dari frekuensi yang diperlukan, namun memiliki impedansi tinggi untuk

semua frekuensi lainnya.

Selain itu, LC paralel sirkuit terhubung antara jalur sinyal (di

persimpangan dari dua sirkuit seri) dan tanah untuk membentuk impedansi tinggi

pada frekuensi yang diperlukan, dan impedansi rendah pada semua orang

lain. Karena ini desain dasar membentuk hanya satu tahap penyaringan ia juga

disebut filter 'urutan pertama'. Meskipun dapat memiliki sebuah band lulus cukup

sempit, jika dipotong lebih tajam dari yang diperlukan, filter kedua dapat

ditambahkan pada output filter pertama, untuk membentuk filter 'tingkat dua'.

Stop band filter.

Filter ini memiliki efek sebaliknya untuk filter band pass, ada dua paralel

LC sirkuit di jalur sinyal untuk membentuk impedansi tinggi pada frekuensi sinyal

yang tidak diinginkan, dan rangkaian seri membentuk jalur impedansi rendah ke

tanah pada frekuensi yang sama, untuk menambahkan untuk penolakan. Band

filter berhenti dapat ditemukan (sering dalam kombinasi dengan band pass filter)

pada frekuensi antara (IF) amplifier radio tua dan penerima TV, di mana mereka

membantu menghasilkan kurva respon frekuensi bentuk cukup kompleks

diperlukan untuk penerimaan yang benar dari kedua suara dan gambar

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

sinyal. Kombinasi berhenti band dan band pass filter, serta transformer tuned di

sirkuit ini, memerlukan penyesuaian frekuensi-hati.

http://andri19921119.blogspot.com/p/filter-aktif-dan-filter-pasif.html

7. DATA HASIL PERCOBAAN

1. Untuk Low Pass Filter (LPF)

Frekuensi R( ) C (µF) Vin (Volt) Vout (volt)Hs =

Vout/Vin

1 Hz 1 500 251,4 mv 439,6 mv 1,748

10 Hz 1 500 108,4 mv 832,3 mv 7,678

10 Hz 1 500 703,8 mv 304,1 mv 0,432

100 Hz 1 500 218,3 mv 24,6 mv 0,112

1000 Hz 1 500 136 mv 1,8 mV 0,013

2. Untuk High Pass Filter (HPF)

Frekuensi R( ) C (µF)Vin

(Volt)Vout (volt) Hs = Vout/Vin

0,1 1 500 313,8 mv 4,4 mv 0,014

1 1 500 938,7 mv 3,3 mv 0,003

10 1 500 719,9 mv 327 mv 0,455

100 1 500 288,5 mv 420 mv 1,455

1000 1 500 759,5 mv 478,1 mv 0,629

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

8. PENGOLAHAN DATA

1. Untuk Low Pass Filter (LPF)

Untuk R = 1, C = 500 µF, f =1 Hz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 Hz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 100 Hz

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 kHz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz

2. Untuk High Pass Filter (HPF)

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 Hz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 Hz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 100 Hz

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 kHz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz

Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

9. ANALISA HASIL PERCOBAAN

Percobaan kelima ini adalah mengenai Aplikasi Filter Aktif. Percobaan ini

bertujuan agar praktikan mengetahui jenis – jenis, rangkaian dasar dan prinsip

kerja filter aktif serta mengetahui desain filter aktif dalam rangkaian

telekomunikasi. Dalam percobaan ini kami hanya membuat dua buah rangkaian

filter aktif yaitu jenis LPF (low pass Filter) dan HPF (High pass Filter) yang

disimulasikan pada sebuah software multisim. Pada percobaan ini kami hanya

mencari nilai Hs (fungsi alih) yaitu perbandingan antara Vout terhadap Vin Dari

kedua rangkaian filter aktif diatas dapat diketahui bahwa yang mempengaruhi

suatu rangkaian filter aktif adalah nilai dari resistansi, kapasitansi dan

frekuensinya

Dari gambar rangkaian yang telah kami gambar, kami membuat gambar

grafik, dari beberapa data yang di beri asisten. Untuk nilai resistor dan

kapasitornya tetap, dan nilai frekuensinya berbeda – beda.meningkat dari nilai 1

Hz – 1 kHz. Dari hasil data-data tersebut, kami mencoba mengamati gelombang

yang dihasilkan. Dari gelombang tersebut, diketahui perbedaan gelombang LPF

dan HPF.

Selain itu juga kami menganalisa daerah cut-off dari fungsi alih pada

rangkaian LPF (low pass Filter) dan HPF (high Pass Filter). Pengertian daerah

cut-off itu sendiri adalah batas frekuensi yang diredam dan yang dilewatkan. Dari

data hasil pengamatan daerah cut-off terlihat pada frekuensi antara 1 Hz – 1000

Hz, Pada rangkaian low pass filter setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs

turun hingga mencapai nilai nol. Tetapi, hasil yang di tunjukkan pada kerja kami,

menunjukkan nilai yang tinggi saat frekuensi 10 Hz. Sebaliknya pada rangkaian

HPF (High Pass Filter) setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs akan semakin

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

membesar. Hal ini membuktikan bahwa LPF melewatkan frekuensi rendah dan

meredam frekuensi tinggi sedangkan HPF melewatkan frekuensi tinggi dan

meredam frekuensi rendah. Tetapi, nilai hasil kerja kami, di frekuensi tertingginya

menunjukkan nilai Hs menurun. Nilai data hasil percobaan yang tidak beraturan

didapatkan karena kurang ketelitian praktikan dalam mendapatkan nilai

sebenarnya.

10. KESIMPULAN

1. LPF melewatkan frekuensi rendah, meredam frekuensi tinggi. Sedangkan

HPF melewatkan frekuensi tinggi, meredam frekuensi rendah.

2. BPF melewatkan suatu range frekuensi tertentu. Sedangkan BRF menolak

suatu range frekuensi tertentu.

3. Pada HPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin Kecil dan Vout semakin

besar.

4. Pada LPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin kecil dan Vout semakin

kecil.

5. Rangkaian BPF adalah rangkaian gabungan yang disusun secara seri

antara LPF dan HPF dengan lebar bandnya adalah selisih antara kedua

frekuensi cut-off.

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

LAMPIRAN GAMBAR ALAT

Untuk LPF

Rangkaian LPF

Bentuk gelombang

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

Untuk HPF

Rangkaian HPF

Bentuk gelombang

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib

Fadli Umawi03111004051

DAFTAR PUSTAKA

Tim Laboratorium Dasar Sistem Telekomunikasi. 2013. Modul Praktikum Dasar

Sistem Telekomunikasi. Inderalaya: Universitas Sriwijaya.

andri.2013.Filter Aktif Dan Filter Pasif http://andri19921119.blogspot.com/p/filter

-aktif-dan-filter-pasif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

Unnamed.2013.Mengenal Filter Harmonisa Filter

Aktif.http://electrifytheworld .blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-

harmonisa-filter-aktif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

Unnamed.2013.Filter Aktif 3 Fasa.http://jurnal.itats.ac.id/wp-content/uploads /2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

Usu.2011.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter

%20II.pdf.dikutip pada tanggal 16 Maret 2013

APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib