Fakultas Teknik UNP
Padang
|
Nama : Taufiq
Muhammad Nur
|
Jurusan: Teknik
Elektronika
|
NIM : 1201912
|
Prodi :
Pendidikan Teknik elektronika
|
Grup : 2E2
|
A. Tujuan
Setelah mengikuti perkuliahan ini diharapkan mahasiswa mampu:
1. Menyususn rangkaian OpAmp sebagai rangkaian filter.
2. Mempelajari hubungan amplitudo dan fase isyarat masukan dan isyarat keluaran
sebagai fungsi frekuensi.
3. Melihat respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan rendah.
Setelah mengikuti perkuliahan ini diharapkan mahasiswa mampu:
1. Menyususn rangkaian OpAmp sebagai rangkaian filter.
2. Mempelajari hubungan amplitudo dan fase isyarat masukan dan isyarat keluaran
sebagai fungsi frekuensi.
3. Melihat respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan rendah.
B. Alat dan Bahan
1. Power Supply
2. AFG
3. Osciloskop
4. Multimeter
5. Kabel-kabel
6. Breadboard
7. IC LM741
8. C 1nF
9. R12K
10.R20K
11.R6K8
1. Power Supply
2. AFG
3. Osciloskop
4. Multimeter
5. Kabel-kabel
6. Breadboard
7. IC LM741
8. C 1nF
9. R12K
10.R20K
11.R6K8
C. Teori Singkat
Sebuah tapis / filter merupakan sebuah jaringan rangkaian yang didesain agar dapat melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat diloloskan disebut pita lolos (pass band filter) dan aderah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti (stop band filter). Filter dengan pita lolos pada frekuensi rendah disebut filter lolos rendah (low pass band filter = LPF), sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi (high pass filter = HPF). Kita dapat juga mendesaian filter dengan pita henti pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi. Pada bagian ini kita akan mempelajari filter lolos rendah dan tinggi dengan menggunakan OpAmp dan akan melihat respon frekuensi audio terhadap filter.
Sebuah tapis / filter merupakan sebuah jaringan rangkaian yang didesain agar dapat melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat diloloskan disebut pita lolos (pass band filter) dan aderah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti (stop band filter). Filter dengan pita lolos pada frekuensi rendah disebut filter lolos rendah (low pass band filter = LPF), sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi (high pass filter = HPF). Kita dapat juga mendesaian filter dengan pita henti pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi. Pada bagian ini kita akan mempelajari filter lolos rendah dan tinggi dengan menggunakan OpAmp dan akan melihat respon frekuensi audio terhadap filter.
D. Langkah Kerja
1. susun rangkaian OpAmp filter lolos tinggi (HPF) seperti gambar 1 dan filter lolos
tinggi (HPF) seperti terlihat pada gambar 2. Pencatu daya LM741 dibuat dengan
memasang dua batrai atau sumber DC variabel (tegangan CT 9 volt).
2. Rangkaian filter lolos tinggi pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3 dB
mengikuti F3dB = ½ (22/7) RC. Dengan menggunakan harga C 0.01µF dan harga R
= 20KΩ, kita dapat memprediksi frekuensi 3dB rangkaian tersebut sebesar
F3dB=.. Hz.
3. Besarnya penguatan filter ini ditentukan oleh pemasangan resistor R1 dan R2
dimana Av = Vo/Vi = 1 + R2 / R1. Dengan memasang R1 = 12 KΩ dan R2=
6,8 KΩ, kita dapat penguatan sebesar Av = ....
4. Dengan menggunakan AFG, atur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 100 Hz
dengan amplitudo 200 mVp-p. Hubungakan isyarat masukan ke CH1 osciloskop
dan isyarat keluaran ke CH2. Pembcaan pada osciloskop adalah Vi = ... Vp-p, Av =
..., Vo = ...Vpp, Beda fase antara isyarat masukan dan keluaran ϕ =... ̊ .Tampilkan
isyarat masukan dan keluaran yang ada di osciloskop adalah (buat satu gelombang
saja).
1. susun rangkaian OpAmp filter lolos tinggi (HPF) seperti gambar 1 dan filter lolos
tinggi (HPF) seperti terlihat pada gambar 2. Pencatu daya LM741 dibuat dengan
memasang dua batrai atau sumber DC variabel (tegangan CT 9 volt).
2. Rangkaian filter lolos tinggi pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3 dB
mengikuti F3dB = ½ (22/7) RC. Dengan menggunakan harga C 0.01µF dan harga R
= 20KΩ, kita dapat memprediksi frekuensi 3dB rangkaian tersebut sebesar
F3dB=.. Hz.
3. Besarnya penguatan filter ini ditentukan oleh pemasangan resistor R1 dan R2
dimana Av = Vo/Vi = 1 + R2 / R1. Dengan memasang R1 = 12 KΩ dan R2=
6,8 KΩ, kita dapat penguatan sebesar Av = ....
4. Dengan menggunakan AFG, atur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 100 Hz
dengan amplitudo 200 mVp-p. Hubungakan isyarat masukan ke CH1 osciloskop
dan isyarat keluaran ke CH2. Pembcaan pada osciloskop adalah Vi = ... Vp-p, Av =
..., Vo = ...Vpp, Beda fase antara isyarat masukan dan keluaran ϕ =... ̊ .Tampilkan
isyarat masukan dan keluaran yang ada di osciloskop adalah (buat satu gelombang
saja).
Gambar 1. Rangkaian filter frekuensi rendah (LPF)
Gambar 2. Rangkaian
filter frekuensi tinggi (HPF)
Gambar
Kerja dan Alat praktek LPF
5.
Ulangi langkah 4 (tanpa menggambar sketsa) untuk beberapa frekuensi lain dan
lengkapi tabel berikut.
lengkapi tabel berikut.
# LPF (LOW PASS FILTER)
No.
|
Frekuensi
masukan (Hz)
|
Vi (Vp-p)
|
Vo (Vp-p)
|
Vo / Vi
|
Φ
( ... ̊ )
|
1.
|
20
|
1.8
|
2.5
|
1.39
|
37.5
|
2.
|
50
|
2
|
1.8
|
0.9
|
45
|
3.
|
100
|
2
|
1.1
|
0.55
|
90
|
4.
|
300
|
2
|
0.5
|
0.25
|
135
|
5.
|
500
|
1.9
|
0.2
|
0.1
|
145
|
6.
|
700
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
7.
|
800
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
8.
|
1000
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
9.
|
1200
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
10.
|
2000
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
11.
|
3000
|
1.9
|
-
|
-
|
-
|
# HPF (HIGH PASS FILTER)
No.
|
Frekuensi
masukan (Hz)
|
Vi (Vp-p)
|
Vo (Vp-p)
|
Vo / Vi
|
Φ
( ... ̊ )
|
1.
|
20
|
1.8
|
-
|
-
|
-
|
2.
|
50
|
1.8
|
-
|
-
|
-
|
3.
|
100
|
1.8
|
-
|
-
|
-
|
4.
|
300
|
1.8
|
0.4
|
0.25
|
202,5
|
5.
|
500
|
1.8
|
1
|
0.1
|
234
|
6.
|
700
|
1.8
|
1.4
|
0.1
|
102
|
7.
|
800
|
1.8
|
1.8
|
1
|
75
|
8.
|
1000
|
1.8
|
2.4
|
1.33
|
60
|
9.
|
1200
|
1.8
|
3
|
1.67
|
57
|
10.
|
2000
|
1.8
|
3.4
|
1.89
|
30
|
11.
|
3000
|
2
|
4
|
2
|
27
|
E. Analisa
LPF (LOW PASS FILTER)
#Praktek
LPF (LOW PASS FILTER)
F3db
=1/2.(22/7)RC
=
½.(3,14).22000 ohm.0,1.10-3 Farat
=34,54 Hz
Dari hasil
perhitungan didapatkan nilai F3db
sebesar 34,54
Hz
AV
= VO/ V1 = 1 + R2/R1
= 1 + 6,8 k ohm/12 k ohm
=
1,567
Dari hasil
perhitungan didapatkan nilai AV
sebesar 1,567#Praktek
# software
Gambar Analisa Rangkaian LPF dengan menggunakan software
HPF (HIGH PASS FILTER)
Dari tabel diatas, dapat kita amati bahwa terdapat
perbedaan konsep antara HPF dan LPF. Untuk
LPF berfungsi meloloskan frekuensi dibawah
frekuensi cut off dan meredam semua frekuensi di atasnya.Dengan kata lain LPF
memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi diatas frekuensi cut off
dan tetap untuk tegangan dibawah frekuensi cut off. Sedangkan untuk HPF berfungsi
meloloskan frekuensi diatas frekuensi cut off dan meredam semua frekuensi di
dibawahnya.Dan HPF akan memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi
dibawah frekuensi cut off dan tetap untuk tegangan diatas frekuensi cut off.
Sehingga HPF berlawanan dengan LPF. Dan perbedaan tersebut terdapat pada
Tegangan input dan output, penguatannya dan beda fasanya.
1. Prediksi frekuensi F3dB = 76 Hz
F = 1/ 2ᴨ√RC
= 1/ 2. 3,14 √500.0,01.10-6
= 1/ 6,28 √5.10-6
= 1/ 6,28 2,2.10-3
= 1/
1,3.10-2
= 76 Hz
2. Besar penguatan AV = 1,56 kali penguatan.
2. Besar penguatan AV = 1,56 kali penguatan.
AV = VO/ Vi
= 1+ R2 / R1
= 1+ 6800/12000
= 1+0,56
= 1,56 kali penguatan
3. Dengan menggunakan AFG besar Vo,Vi,dan AV adalah
Vi = 2 x 1
= 2 Vp-p
Vo = 1 x 50 mv
= 50 mv
= 0,05 V
Av = VO / Vi
= 0,05 / 2
= 0,025 kali penguatan
Av(dB) = 20 log VO / Vi
= 20 log 0,025
= -32 db
3. Dengan menggunakan AFG besar Vo,Vi,dan AV adalah
Vi = 2 x 1
= 2 Vp-p
Vo = 1 x 50 mv
= 50 mv
= 0,05 V
Av = VO / Vi
= 0,05 / 2
= 0,025 kali penguatan
Av(dB) = 20 log VO / Vi
= 20 log 0,025
= -32 db
#Praktek
#Software
Gambar Analisa Rangkaian HPF dengan menggunakan software
F. Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum dan analisa yang
telah dilakukan mengenai OpAmp
tentang Low Pass filter dan High Pass Filter, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa:
LPF:
1.pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dg fin <<
fc,maka penguatan tengangan / gain (G) = 1 atau G= 0 dB.
2.pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc) dengan fin
>> fc, maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G= -20 log ωRC.
3.melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc).
4.melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc).
HPF:
1.meloloskan frekuensi diatas frekuensi cut off dan meredam semua frekuensi dibawahnya.
2.HPF akan memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi dibawah frekuensi cut
off dan tetap untuk tegangan diatas frekuensi cut off. Sehingga HPF berlawanan dengan
LPF.
tentang Low Pass filter dan High Pass Filter, maka dapat ditarik beberapa kesimpulan bahwa:
LPF:
1.pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc) dg fin <<
fc,maka penguatan tengangan / gain (G) = 1 atau G= 0 dB.
2.pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc) dengan fin
>> fc, maka besarnya penguatan tegangan (G) = 1/ωRC atau G= -20 log ωRC.
3.melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (fc).
4.melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih tinggi dari frekuensi cut-off (fc).
HPF:
1.meloloskan frekuensi diatas frekuensi cut off dan meredam semua frekuensi dibawahnya.
2.HPF akan memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi dibawah frekuensi cut
off dan tetap untuk tegangan diatas frekuensi cut off. Sehingga HPF berlawanan dengan
LPF.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar