Low Pass Filter

  • View
    213

  • Download
    5

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Instrumentasi Industri

Text of Low Pass Filter

JOBSHEET

Rangkaian Filter Aktif Low Pass Filter(Filter Lolos Bawah)

Untuk Mata Kuliah Praktikum Instrumentasi Industri Sub Pokok Bahasan Filter Aktif

Disusun oleh:

JURUSAN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS NEGERI MALANGSemptember 2013

I. Tujuana. Mahasiswa dapat mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik Low Pass Filter.b. Mahasiswa dapat merancang, merakit dan menguji rangkaian Low Pass Filter dengan benar.c. Mahasiswa dapat menganalisa dan membuat kesimpulan dari hasil praktikum rangkaian Low Pass Filter dengan benar.

II. Dasar TeoriFilter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan frekuensinya; ada frekuensi yang diterima atau diteruskan, dan ada pula frekuensi yang ditolak atau dilemahkan (diredam). Besarnya nilai respon (hubungan keluaran-masukan suatu filter) dinyatakan dalam volt ataupun dalam dB dengan bentuk respon yang berbeda pada setiap jenis filter. Besar nilai respon dapat diperoleh dari perhitungan fungsi alih (transfer function):= T

DenganHs = Fungsi alihVout = tegangan keluaranVin = tegangan masukan

Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|, dengan satuan dalam desibel (dB).Filter dibagi menjadi 4:1. Filter lolos bawah (low pass filter), berawal dari = 2f = 0 radian/detik sampai dengan = 0 radian/detik, dimana 0 adalah frekuensi cut-off.2. Filter lolos atas (high pass filter), berkebalikan dengan filter lolos bawah, berawal dari = 0 radian/detik sampai dengan = 0 radian/detik, dimana 0 adalah frekuensi cut-off.3. Filter lolos pita (band pass filter), frekuensi dari 1 radian/detik sampai 2 radian/detik adalah dilewatkan, sementara frekuensi lain ditolak.4. Filter stop band, berkebalikan dengan filter lolos pita, frekuensi dari 1 radian/detik sampai 2 radian/detik adalah ditolak, sementara frekuensi lain diteruskan. Dibawah ini ditunjukkan karakteristik filter yang ideal dalam grafik magnitude terhadap frekuensi (dalam radian/detik). Meskipun filter yang ideal ini tidak pernah ada, tetapi dapat memudahkan kita memahami karakter filter. |T||T|pass

stopstopstopstoppasspass 0 dB 0 0 0 0 0 12 0 12 0 dB 0 dB 0 dB

filter lolos bawah ideal filter lolos atas ideal

|T||T| filter lolos pita idealfilter bandstop idealGambar 1. Karakteristik Filter Yang Ideal

Karakter filter yang sebenarnya tidaklah sama dengan karakter filter yang ideal. Dalam filter yang sebenarnya, frekuensi cut-off mempunyai magnitude -3 dB. Pada filter yang sebenarnya juga terdapat apa yang disebut pita transisi (transititon band), yang kemiringannya dinyatakan dalam dB/oktav atau dB/dekade.

Gambar 2. Karakteristik Filter Yang Sebenarnya

Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter)Adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi rendah serta meredam frekuensi tinggi. Filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor seperti pada Gambar 3. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade atau 6 dB/oktav. Sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari:fC = 1 / (2R1C1)

Gambar 3. Low Pass Filter Orde-1

Gambar 4 Low Pass Filter Orde-2 dan kurva responfrekuensi cutoff low pass filter orde-2 didapat dari rumus dibawah:

III. Alat dan komponen1. projectboard Osciloskop2. Generator Sinyal3. Probe4. Avo Meter5. 15k (4)6. 15nf(3)7. 47nf(3)8. 6.8nf(3)9. 3.9nf(3)10. Potensio 100k

IV. Langkah percobaana. Siapkan alat dan komponen yang diperlukan.b. Hidupkan dan kalibrasi generator sinyal dan osciloskop yang akan digunakanc. Rangkai komponen-komponen pada projectboard sesuai dengan gambar percobaan.d. Sambungkan pin resistor dan pin kapasitor pada blok resistor dan kapasitor yang tersedia pada trainer filter aktif sesuai dengan nilai resistor dan kapasitor yang diinginkan.e. Sambungkan rangkaian yang telah selesai dirangkai dengan sumber tegangan (power supply).f. Sambungkan input rangkaian ke generator sinyalg. Sambungkan pin input pada channel 1 osciloskop dan pin output pada channel 2 osciloskop.h. Atur frekuensi keluaran dari generator sinyal sesuai dengan tabel percobaan.i. Catat dan gambar sinyal input dan sinyal output pada tabel percobaan.j. Lakukan pengamatan pada layar osciloskop terhadap setiap perubahan frekuensi dari generator sinyal.k. Catat hasil yang didapat sesuai dengan tabel percobaan.l. Buat kesimpulan dari hasil praktikum.

V. Percobaan Terdapat dua rangkaian yang akan dianalisa, yaitu low pass filter orde-1 dan low pass filter orde-2.

1. Low pass filter orde-1Gambar 5. Rangkaian low pass filter orde-1

2. Low pass filter orde-2

Gambar 6. Rangkaian low pass filter orde-2

VI. Hasil dan Analisa Tabel 1. Percobaan Low Pass Filter Orde-1No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

1.

100Hz

15K15nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

2.

500Hz15K15nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

3.

750Hz15K15nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

4.

1KHz15K15nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

5.

1,5KHz15K15nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

6.

1,75KHz15K15nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

7.

2KHz15K15nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

8.

2,5KHz15K15nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

9.

2,75KHz15K15nFT/Div = 0.5msV/Div = 2VT/Div = 0.5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

No.Frekuensi Nilai R1Nilai C1 Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

10.

3KHz

15K15nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

2K47nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 1V

Tabel 2. Percobaan Low Pass Filter Orde-2No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

1.

100Hz15K15K15nF6,8nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 2msV/Div = 2VT/Div = 2msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

2.

500Hz15K15K15nF6,8nFT/Div = 1msV/Div = 2VT/Div = 1msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 1msV/Div = 2VT/Div = 1msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

3.

750Hz15K15K15nF6,8nFT/Div = 1msV/Div = 2VT/Div = 1msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 1msV/Div = 2VT/Div = 1msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

4.

1KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

5.

1,5KHz

15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

6.

1,75KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

7.

2KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,5msV/Div = 2VT/Div = 0,5msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

8.

2,5KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,2msV/Div = 2VT/Div = 0,2msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,2msV/Div = 2VT/Div = 0,2msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

9.

2,75KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,2msV/Div = 2VT/Div = 0,2msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,2msV/Div = 2VT/Div = 0,2msV/Div = 50mV

No.Frekuensi Nilai Nilai Gambar Sinyal InputGambar Sinyal Output

R1R2C1C2

10.

3KHz15K15K15nF6,8nFT/Div = 0,2msV/Div =2V T/Div = 0,2msV/Div = 50mV

15K15K6,8nF3,9nFT/Div = 0,2msV/Div = 2VT/Div = 0,2msV/Div = 50mV

VII. Analisa dan Kesimpulan

VIII. Soal Latihan 1. Pilih masing-masing 1 rangkaian dengan nilai resistor dan kapasitor yang ada pada tabel 1 (LPF orde-1) dan tabel 2 (LPF orde-2). Gambar rangkaiannya dan hitung frekuensi cutoffnya!

2. Hitung frekuensi cutoff dari rangkaian berikut:

3. Sebutkan ciri-ciri dan karakteristik dari rangkaian Low Pass Filter yang anda ketahui da