Download - Band Pass Filter

Transcript
Page 1: Band Pass Filter

BAND PASS FILTERELEKTRONIKA MEDIS

Page 2: Band Pass Filter

BAND PASS FILTERUntuk membuat filter lolos rentang dapat dilakukan dengan menggabungkan LPF + HPF atau HPF + LPF.

bila dipilih LPF + HPF maka beban (impedansi) HPF harus lebih besar dibandingkan dengan LPF

bila dipilih HPF + LPF maka beban (impedansi) LPF harus lebih besar dibandingkan dengan HPF.

Page 3: Band Pass Filter
Page 4: Band Pass Filter
Page 5: Band Pass Filter
Page 6: Band Pass Filter

RESONANSIRANGKAIAN RLC SERI

Tanggapan terhadap frekuensi dari rangkaian RLC tsb adalah

Page 7: Band Pass Filter

RESONANSIRANGKAIAN RLC SERI

Beda fasa antara arus dan tegangan dicari dengan , dengan

Page 8: Band Pass Filter

RESONANSIRANGKAIAN RLC SERI

Pada frekuensi rendah Pada frekuensi resonansi Pada frekuensi tinggi

Page 9: Band Pass Filter

RANGKAIAN RLC PARALEL

Page 10: Band Pass Filter

RANGKAIAN RLC PARALEL

Page 11: Band Pass Filter

RANGKAIAN RLC PARALELPada saat daya outputnya menjadi ½ dari daya input, hal ini berarti

Page 12: Band Pass Filter

RANGKAIAN RLC PARALEL

Page 13: Band Pass Filter

CONTOH (1)

Page 14: Band Pass Filter

JAWAB (1)

Page 15: Band Pass Filter

JAWAB (1)

Page 16: Band Pass Filter

OPERATIONAL AMPLIFIER (OP-AMP)

Page 17: Band Pass Filter

Penguat operasional (Op-amp) didefinisikan sebagai suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial.

Penguat operasional memiliki dua masukan dan satu keluaran

Page 18: Band Pass Filter

KARAKTERISTIKParameter Ideal LM741 LF347 LM318

Open-loop Gain (AOL) ∞ 2 . 105 105 2 . 105

Input Resistance (Rin) ∞ Ω 2 M Ω 1012 Ω 3 M Ω

Output Resistance (Ro) 0 Ω 75 Ω 75 Ω 75 Ω

Gain Bandwidth Product

∞ Hz 1 MHz 4 MHz 15 MHz

CMRR ∞ 90 dB 100 dB 100 dB

Page 19: Band Pass Filter

PENGUATAN TEGANGAN LINGKAR TERBUKAAdalah penguatan diferensial Op-amp pada kondisi dimana tidak terdapat umpan balik (feedback) yang diterapkan padanya.

Secara ideal, penguatan tegangan lingkar terbuka adalah:

AVOL = Vo / Vid = -∞

AVOL = Vo/(V1-V2) = -∞

Page 20: Band Pass Filter

PENGUATAN OFSET KELUARANAdalah harga tegangan keluaran dari Op- Amp terhadap tanah (ground) pada kondisi tegangan masukan Vid = 0.

Secara ideal, harga VO = 0 V.

Page 21: Band Pass Filter

HAMBATAN MASUKANAdalah besar hambatan di antara kedua masukan Op-amp.

Secara ideal, harga Ri = ∞

Tetapi dalam kondisi praktis, harga hambatan masukan Op-amp adalah antara 5 kΩ hingga 20 MΩ, tergantung pada tipe Op Amp

Page 22: Band Pass Filter

HAMBATAN KELUARANAdalah besarnya hambatan dalam yang timbul pada saat Op-amp bekerja sebagai pembangkit sinyal.

Secara ideal, harga RO = 0.

Page 23: Band Pass Filter

WAKTU TANGGAPANAdalah waktu yang diperlukan oleh keluaran untuk berubah setelah masukan berubah.

Secara ideal harga waktu respon Op-amp adalah = 0 detik.

Page 24: Band Pass Filter

KARAKTERISTIK TERHADAP SUHUSuatu bahan semikonduktor akan berubah karakteristiknya apabila terjadi perubahan suhu yang cukup besar.

Pada Op-amp yang ideal, karakteristiknya tidak berubah terhadap perubahan suhu.

Tetapi dalam prakteknya, karakteristik sebuah Op Amp pada umumnya sedikit berubah.

Page 25: Band Pass Filter

LEBAR PITAadalah lebar frekuensi tertentu dimana tegangan keluaran tidak jatuh lebih dari 0,707 dari harga tegangan maksimum pada saat amplitudo tegangan masukan konstan.

Secara ideal, harga BW= ∞

Page 26: Band Pass Filter

APLIKASI OP-AMP

Penguat Diferensial Penguat Penjumlah

Comparator

Penguat Inverting Penguat Non-inverting

DifferensiatorIntegrator

Page 27: Band Pass Filter

COMPARATORAdalah penggunaan op-amp sebagai pembanding antara tegangan yang masuk pada input (+) dan input (-).

Page 28: Band Pass Filter

PENGUAT INVERTINGAdalah penggunanan op-amp sebagai penguat sinyal dimana sinyal outputnya berbalik fasa 180 derajat dari sinyal input.

𝑉 𝑜𝑢𝑡=−𝑅 𝑓

𝑅𝑖𝑛

𝑉 𝑖𝑛 𝐴=−𝑅𝑓

𝑅 𝑖𝑛

Page 29: Band Pass Filter

PENGUAT NON-INVERTINGAdalah penguat sinyal dengan karakteristik dasar sinyal output yang dikuatkan memiliki fasa yang sama dengan sinyal input.

V out=R¿+R fR¿

V ¿

A

Page 30: Band Pass Filter

PENGUAT DIFFERENSIALDigunakan untuk mencari selisih dari dua tegangan yang telah dikalikan dengan konstanta tertentu yang ditentukan oleh nilai resistansi yaitu sebesar Rf/R1 untuk R1 = R2 dan Rf = Rg.

V out=(𝑅 𝑓+𝑅1 )𝑅𝑔

(𝑅𝑔+𝑅2 )𝑅1

V 2−𝑅 𝑓

𝑅1

𝑉 1

A

Page 31: Band Pass Filter

PENGUAT PENJUMLAHBerfungsi menjumlahkan beberapa level sinyal input yang masuk ke op-amp.

Vout = - ((Rf/R1) x V1 + (Rf/R2) x V2 + ... + (Rf/Rn) x Vn)

Gain = Rf/Rin

Page 32: Band Pass Filter

Op-Amp dapat digunakan untuk membuat rangkaian-rangkaian dengan respons frekuensi. Rangkaian dasar sebuah integrator adalah rangkaian op-amp inverting, hanya saja rangkaian umpan baliknya (feedback) bukan resistor melainkan menggunakan capasitor.

Vout = -1/RC ( t0 ∫ tl vin dt)

G(ω) = -1/ωRC

G(f) = -1/2πfRC

INTEGRATOR

Page 33: Band Pass Filter

DIFFERENSIATORSelain rangkaian integrator, rangkaian op-amp sebagai rangkaian respons frekuensi dapat juga dibuat sebagai rangkaian differensiator kalau komponen C pada rangkaian penguat inverting di tempatkan di depan.

Vout = -RC dvin/dt

G(ω) = -ωRC

Page 34: Band Pass Filter

CONTOH SOALHitung differensiator op-amp dari rangkaian seperti gambar di samping dengan nilai C1 = 1mF = dan R = 1KW. Sumber tegangan ±15Volt > Awal sinyal adalah 0 Volt. Tentukan tegangan output :

a. Vin = 1 Volt (sinyal dc) saat 10 detik.

b. Vin = 20 Volt (sinyal dc) saat 1 detik

Page 35: Band Pass Filter

JAWAB

a. Vo = - RfC1.dvin / dt

= - 103.10-6 (1V-0V) / 10

= - 103. 0,1

= - 0,0001 V

b. Vo = -RfC1.dvin/dt

= - 103.10-6 (20V-0V) / 1

= - 2.10-2 V