Zumar Ahmad: LPF -40dB/dec

[menuju akhir]

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Tujuan

1. Tujuan [kembali]

Mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik Low Pass Filter (LPF)
Merangkai dan menganalisa rangkaian LPF
Membuat kesimpulan hasil praktikum dan menganalisa LPF

2. Alat dan Bahan [kembali]
ALAT

1. Osiloskop

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:

Pinout:

Keterangan:

2. Power Supply

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian.

Spesifikasi

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

BAHAN

1. Resistor

Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.

2. Kapasitor

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20%

Spesifikasi

3. Op-Amp

Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Konfigurasi PIN LM741

Spesifikasi:

3. Dasar teori [kembali]

A. Rangkaian Low Pass Filter (LPF)

Rangkaian Low Pass Filter (LPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (wc). Rangkaian Low Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan responnya seperti berikut.

Adapun rangkaian LPF -40dB/dec adalah seperti berikut.

Untuk menurunkan rumus ACL –nya maka tentukan dahulu tegangan di titik
A dan tegangan di titik B.
Dimana ACL dibuat menjadi

dan nilai a dibuat menjadi sama dengan satu.
Langkah pertama, misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga
Vo = VB.
Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:

Sehingga

Lalu masukkan nilai VA ke persamaan arus

dimana

Sehingga

Pada saat w = wc maka

Sehingga, bagian real dari ACL bernilai 0.
Jadi,

misalkan R1=R2=R dan

Maka

Jadi, untuk membuat grafik ACL vs w, lakukan substitusi rumus wc pada
rumus ACL menjadi seperti berikut.

Variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel berikut.

B. Resistor

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

Spesifikasi

C. Kapasitor

Setiap perangkat elektronika memiliki simbol sebagai lambang. Demikian pula dengan rangkaian kapasitor. Pada simbol kapasitor dibuat dengan tampilan yang nyaris sama.

Namun terdapat pula perbedaan yang terletak pada beberapa titik yang bertujuan untuk membedakan jenisnya.

Simbol kapasitor dibedakan menjadi dua, yaitu:

Simbol kapasitor standar Eropa.
Simbol kapasitor standar Amerika.

Anda dapat melihat contoh simbol-simbol kapasitor seperti dibawah ini:

Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa simbol kapasitor standar Eropa dilambangkan dengan dua segi empat yang dibuat sejajar. Sedangkan untuk simbol kapasitor standar Amerika, mereka menggunakan dua garis yang disejajarkan secara vertikal. Secara sekilas, simbol kapasitor dari kedua jenis diatas terlihat mirip. Perbedaannya hanya terletak pada beberapa bagian. Berikut ini penjabarannya.

Adanya kutub positif untuk kapasitor bipolar.
Perbedaan letak ujung panah untuk kapasitor variabel (trimmer).
Terdapat perbedaan bentuk fisik dan cara mengubah kapasitas pada kapasitor trimmer dengan varco biasa.

Macam-Macam Rangkaian Kapasitor

Untuk mendapatkan nilai tertentu pada kapasitor, hal tersebut bisa didapatkan dengan cara merangkai beberapa buah kapasitor sesuai kebutuhan.

Rangkaian untuk kapasitor pada umumnya sama dengan rangkaian listrik yang dapat dibedakan menjadi tiga, yakni rangkaian kapasitor seri, paralel dan juga gabungan. Simak penjelasannya berikut ini:

1. Rangkaian Kapasitor Seri

Rangkaian kapasitor seri merupakan rangkaian yang dibuat dengan cara menyambungkan kaki-kaki kapasitor dalam satu garis lurus. Pada rangkaian seri, ketika Anda ingin mencari hambatan. Maka hambatan totalnya cukup dijumlahkan saja.

Untuk mendapatkan hasil penghitungannya, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor seri, yakni adalah:

rumus kapasitor seri

2. Rangkaian Kapasitor Paralel

Rangkaian kapasitor paralel merupakan rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih kapasitor yang disusun dengan bentuk paralel atau berderet.

Untuk jenis kapasitor paralel, susunan rangkaian paralel dapat Anda lihat pada gambar berikut ini:

Untuk penghitungan nilai kapasitas rangkaian paralel pada kapasitor, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor paralel, yaitu:

rumus kapasitor pararel

3. Kapasitor Gabungan

Rangkaian gabungan merupakan rangkaian kapasitor yang terdiri dari perpaduan antara seri dan paralel.

Untuk menghitung nilai kapasitas dari rangkaian gabungan, Anda dapat menghitung dengan menggunakan rumus kapasitor gabungan di atas, yakni dengan menghitung masing-masing rangkaian, antara seri dan paralel kemudian menjumlahkannya.

4. Percobaan [kembali]

A. Prosedur Percobaan

Siapkan semua alat dan bahan
siapkan op-amp 741
Hubungkan kaki non-inverting dengan kapasitor dan resistor
hubungkan kaki inverting dengan resistor dan diparalelkan dengan kapasitor
Hubungkan op-amp dengan Vcc
Hubungkan osiloskop ke V sumber dan V output
Jalankan simulasi
Amati respons frekuensi dan respons gelombang pada osiloskop

B. Prinsip Kerja

Rangkaian Low Pass Filter (LPF) -40 dB/dec

Rangkaian Low Pass Filter (LPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (wc).

Low Pass RC Filter dibuat menggunakan dua jenis komponen pasif, yaitu resistor dan kapasitor. Kedua komponen ini menghalangi sinyal frekuensi tinggi, sehingga tak bisa melewati filter. Sedangkan sinyal frekuensi rendah dibiarkan berlalu.

Rangkaian low pass RC filter dibuat dengan menggabungkan dua rangkaian, yaitu seri dan paralel. Resistor dipasang sejajar atau seri dengan arah sinyal listrik yang masuk (input). Sedangkan kapasitor posisinya tegak lurus dengan frekuensi input atau dipasang secara paralel untuk menghalau sinyal frekuensi tinggi.

Kapasitor mempunyai resistansi yang akan menjadi sangat tinggi ketika dilalui oleh sinyal listrik yang frekuensinya rendah. Oleh sebab itu, sinyal tersebut diblokir dan tidak dapat melewati kapasitor dan membuat sinyal ini langsung keluar dari rangkaian begitu sudah melewati resistor.

Sebaliknya, resistansi pada kapasitor akan menjadi sangat rendah ketika ada sinyal listrik frekuensi tinggi yang masuk. Sehingga sinyal tersebut dapat melewati kapasitor dengan mudah. Hasilnya, sinyal dengan frekuensi rendah dan tinggi tidak akan melalui jalur yang sama.

Cari Blog Ini

LPF -40dB/dec

2. Alat dan Bahan [kembali] ALAT