PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI
FILTER AKTIF
Disusun untuk memenuhi tugasMata Kuliah Praktikum Elektronika
TelekomunikasiSemester 4
PEMBIMBING :Lis Diana M, ST, MT.
Kelompok 2 JTD-2A1.Abdurrahman Fajri1341160035
2.Devi Amalia Arini 1341160051
3.Nora Asteria1341160028
4.Wahyu Nardianto1341160030
JARINGAN TELEKOMUNIKASI DIGITALTEKNIK ELEKTROPOLITEKNIK NEGERI
MALANG2015
FILTER AKTIF1.1. Tujuan Praktikum1. Untuk mengukur besarnya
frekuensi cut-off pada filter aktif Low Pass orde satu.2. Untuk
mengukur besarnya frekuensi cut-off pada filter aktif Low Pass orde
dua.3. Untuk mengukur besarnya frekuensi cut-off pada filter aktif
High Pass orde dua.
1.2. Peralatan yang Digunakan1. Modul Filter Low Pas orde satu
& orde dua1 buah2. Modul Filter High Pass orde dua1 buah3.
Osiloskop1 buah4. Generator Fungsi1 buah5. Power Supply1 buah6.
Passive Probe1 buah7. Multimeter digital1 buah8. Konektor BNC to
BNC2 buah9. Konektor BNC to Alligator? buah10. Konektor BNC to
Banana? buah11. Konektor Banana to Banana? buah12. Konektor T1
buah13. PlugSecukupnya
Gambar 1. Modul Low Pass Filter Orde Satu dan Orde DuaGambar 2.
Modul HighPass Filter Orde Dua
1.3. Teori DasarAda dua tipe rangkaian filter yaitu aktif dan
pasif. Filter pasif menggunakan komponen pasif, yaitu: kapasitor
dan inductor. Rangkaian filter aktif menggunakan komponen aktif.
Komponen aktif yang digunakan pada percobaan ini adalah
OP-AMP.Filter PasifGambar 3.1 menunjukkan salah satu bentuk LPF.
Pada frekuensi rendah rekatansi induktif dari L1 dan L2 sangat
rendah. Reaktansi kapasitif dari C1 dan C2 sangat tinggi. Kita
boleh mengatakan bahwa inductor berfungsi sebagai rangkaian hubung
singkat, sementara kapasitor berfungsi sebagai rangkaian terbuka,
sehingga pada frekuensi rendah: Vout = Vin.Ketika frekuensi input
bertambah, inductor mulai menunjukkan XL tinggi dan kapasitor
menunjukkan XC rendah. Pada saat frekuensi tinggi, inductor muncul
sebagai rangkaian terbuka dan kapasitor berfungsi sebagai rangkaian
hubung singkat. Ketika hal ini terjadi maka Vout = 0 V.Gambar
3.1(c) merupakan rangkaian HPF. HPF ini bekerja berlawanan dengan
LPF. Jika yang dilewatkan frekuensi tinggi dan meredam frekuensi
rendah dinamakan HPF.Gambar 3.1(b) dan (d) menunjukkan hubungan
antara keluaran filter dan masukan frekuensi. Pada frekuensi
cut0off (fc), fc berada pada titik setengah daya dimana filter
keluaran adalah 3 dB turun dari keluaran maksimum (0,707 x puncak
output). Mengingat bahwa bandwidth juga diukur dari titik setengah
daya.
Gambar 3.1(a) LPF, (b) Kurva respons Low Pass,(c) HPF, (d) Kurva
respons High Pass
Desibel.Desibel, 0,1 bel (B) adalah cara menggambarkan penguatan
atau peredaman. Desibel juga digunakan pada penguatan tegangan
(positif atau negatif).Penguatan dalam desibel pada rangkaian
filter adalahA dB = 20 log Avdimana logaritma dasar 10 dan Av
merupakan penguatan tegangan (Av = Vout/Vin) pada rangkaian filter.
Jika filter mempunyai masukan 1 V pada 1 kHz dan keluaran 0,707 V,
penguatan tegangannya adalahAv = Aout/Ain = 0,707/1 =
0,707Rangkaian penguatan desibel adalah:A dB = 20 log Av = 20 log
0,707 = 20 (-0,15) = -3 dBBila peredaman 6 dB, penguatan tegangan
terbagi menjadi dua. Untuk masing-masing penambahan 6 dB,
penambahan menjadi dua kali lipat lihat Gambar 3.2.
Filter AktifFilter aktif mempunyai beberapa manfaat lebih dari
filter pasif. Pada penggunaan OP-AMP sebagai komponen dasar filter
aktif. Perubahan penguatan filter dapat dicapai. OP-AMP juga
kemungkinan menyetel range filter lebar tanpa merubah respon
frekuensi dan dapat memisahkan beban dari sumber karena Zin tingi
dan Zout rendah.Tetapi filter aktif tidak sempurna. Ada beberapa
kekurangannya. Pertama, respon frekuensi tergantung pada penggunaan
tipe OP-AMP dan sebagian besar tidak mempunyai respon frekuensi
tinggi yang layak. Kedua, OP-AMP keberadaannya memerlukan daya
operasi dimana filter pasif tidak memerlukan daya operasi.Rangkaian
LPF aktif terlihat pada Gambar 3.3(a) dan Gambar 3.3(b) menunjukkan
respon frekuensinya.
Gambar 3.2 Perbandingan penguatan tegangan dan penguatan dalam
dB
Rangkaian ini dianggap filter orde satu karena pengurangan
rata-rata 6 dB/oktaf melewati fc. Untuk penambahan frekuensi dua
kalinya, terdapat peredaman 6 dB pada sinyal keluaran. Dengan Cin
paralel dengan Rf, Xc menjadi factor penentu pada penguatan
rangkaian. Pada frekuensi rendah Xc adalah tinggi (terhingga) akan
tidak mempengaruhi Rf. Dengan demikian penguatan rangkaian sangat
tinggi. Namun pada frekuensi tertinggi Xc menjadi berkurang dan
impedansi paralel Xc dan Rf akan menjadi lebih rendah. Sehingga
frekuensi masukan mendekati terhingga, Xc mendekati 0 dan penguatan
rangkaian pun juga 0. Frekuensi cut-off dari rangkaian dapat
dihitung dengan:
Rangkaian pada Gambar 3.3 terdapat pengesetan penguatan dan
dapat mengontrol frekuensi cut-off. Pengesetan nilai C menyebabkan
nilai fc tercapai. Pengesetan dari R1 digunakan mengubah penguatan
rangkaian.
Low Pass FilterLPF mengalami perubahan output pada 12 dB/oktaf.
Kurva respon rangkaian ini ditunjukkan pada Gambar 3.4(b).
Filteraktif telah dijelaskan pada Gambar 3.4(a). pada rangkaian ini
2 kapasitor mempengaruhi penguatan OP-AMP.
Gambar 3.3(a) LPF orde satu, (b) kurva respon LPF
Salah satu yang digunakan sebagai feedback R, sebagai filter
orde satu dan yang lainnya berasal dari masukan input sampai
ground. Pada frekuensi rendah, rangkaian Xc tinggi. Oleh karena
itu, C1 tidak mempengaruhi masukan dan C2 memberikan nilai Xc
tinggi untuk penguatan OP-AMP tinggi. Frekuensi masukan bertambah,
C1 menunjukkan Xc rendah. Kemudian sinyal input pada OP-AMP
berkurang. Xc pada C2 juga berkurang. Jadi penguatan rangkaian
berkurang sementara satu kapasitor sinyal masukan rendah yang lain
membatasi penguatan OP-AMP. Hasil keluaran membentuk kurva filter
orde satu,Frekuensi filter ini dapat dihitung dengan:
Second order High Pass FilterRangkaiannya menunjukkan pada
Gambar 3.5(a) bekerja kebalikan dengan Gambar 3.4(a). pada
frekuensi rendah C1 dan C2 mempunyai Xc tinggi dan daerah-daerah
sinyal OP-AMP terlihat. Pada frekuensi rendah, filter keluaran
adalah 0. Frekuensi tinggi, Xc dari C1 dan C2 menjadi rendah,
kebanyakan sinyal input dilewatkan. Pelewatan C1 ini untuk
mengendalikan level input dan C2 untuk mengontrol level
feedback.
Gambar 3.4(a) LPF orde dua, (b) Kurva rrespons
Gambar 3.5(a) HPF orde dua, (b) Kurva respons
1.4. Prosedur Percobaan:A. LPF orde satu1. Menghubungkan
rangkaian sebagai berikut :
Gambar 3.6 Rangkaian LPF orde satu
2. Membesarkan frekuensi generator fungsi ke 200 kHz dan
mengukur Vout (kondisi Vin tetap) dan melengkapi Tabel 3.1.3.
Mengulangi langkah ke-2 diatas sesuai dengan frekuensi yang ada
dalam wasTabel 3.1.4. Menghitung besar penguatan (Av = Vout/Vin)
serta dalam bentuk dB (Av dB = 20 log Av).5. Menggunakan hasil
pengukuran untuk menggambar kurva respon frekuensi filter (Av dB
sebagai fungsi frekuensi).
Tabel 3.1 Pengukuran LPF orde SatuFrekuensi (Hz)Vin (Vpp)Vout
(Vpp)AvAv (dB)
100100mVpp11020
200100mVpp11020
500100mVpp11020
1000100mVpp0,8818,06
2000100mVpp0,6615,55
5000100mVpp0,339,5
10000100mVpp0,226,02
B. LPF orde dua1. Menghubungkan rangkaian berikut ini.
Gambar 3.7 Rangkaian LPF orde dua2. Mengatur keluaran generator
fungsi sehingga diperoleh keluaran filter sebesar 1 Vpp, frekuensi
100 Hz. Mengukur besar tegangan input dan melengkapi Tabel 3.2.3.
Membesarkan frekuensi generator fungsi ke 200 Hz dan mengukur Vout
(kondisi Vin tetap) dan melengkapi tabel 3.2.4. Mengulangi langkah
ke-3 diatas sesuai dengan frekuensi yang ada dalam Tabel 3.2.5.
Menggunakan hasil pengukuran untuk menggambar kurva respon
frekuensi filter ( Av dB sebagai fungsi frekuensi).
Tabel 3.2 Pengukuran LPF orde duaFrekuensi (Hz)Vin (Vpp)Vout
(Vpp)AvAv (dB)
1001110
2001110
5001110
100010,80,8-1,9
200010,40,4-7,9
500010,060,06-24,4
1000010,020,02-33,9
C. HPF orde dua1. Menghubungkan rangkaian berikut ini.
Gambar 3.8 Rangkaian HPF orde dua2. Mengatur keluaran generator
fungsi sehingga diperoleh keluaran filter sebesar 1 Vpp, frekuensi
10 kHz. Mengukur besar tegangan input dan melengkapi Tabel 3.3.3.
Mengukur besar Vout dengan keadaan Vin tetap untuk setiap frekuensi
diatas.4. Mengulangi langkah ke-3 diatas sesuai dengan frekuensi
yang ada dalam Tabel 3.3.5. Menghitung besar penguatan (Av =
Vout/Vin) serta dalam bentuk dB (Av dB = 20 log Av).6. Menggunakan
hasil pengukuran untuk menggambar kurva respon frekuensi filter (Av
dB sebagai fungsi frekuensi).
Tabel 3.3 Pengukuran HPF orde duaFrekuensi (Hz)Vin (Vpp)Vout
(Vpp)AvAv (dB)
100100-
200150mVpp0,5-6,02
5001240mVpp0,24-12,3
10001700mVpp0,7-3,09
20001110
50001110
100001110
