LPF -20dB/dec

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

LPF (-20dB/dec) merupakan singkatan dari Low Pass Filter dengan perubahan redaman sebesar -20 decibel per dekade frekuensi. Ini mengacu pada karakteristik perubahan redaman dari filter, yang menentukan seberapa cepat filter tersebut meredam komponen frekuensi yang lebih tinggi daripada frekuensi cut-off atau batas bawahnya.

LPF (-20dB/dec) mengindikasikan bahwa filter ini memiliki karakteristik di mana sinyal dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan meredam pada tingkat -20 dB setiap kali frekuensi meningkat satu dekade (misalnya, jika frekuensi dua kali lipat, sinyal akan meredam sebesar 20 dB). Ini adalah karakteristik yang umum ditemui pada filter filter pasif seperti filter RC (Resistor-Capacitor) dengan orde pertama.

 2. Tujuan[kembali]

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

 3. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT :

Instrumen

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:

Pin out:

Keterangan:

      2. Multimeter

Multimeter,adalah sebuah peralatan khusus yang digunakan untuk mengukur komponen listrik. Mulai dari mengukur hubungan Arus litrik (Ampere), Tegangan listrik (Voltage), Hambatan listrik (Ohm), hingga Resistansi dari suatu rangkaian listrik. Berdasarkan fungsi dasarnya tersebut, alat ini sering disebut dengan AVO meter (Ampere, Voltage, Ohm).

Generator daya

      1. Sumber tegangan AC (Signal Generator)

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 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

      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 LM741

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:

 4. Dasar Teori[kembali]

Adapun rangkaian LPF -20dB/dec adalah seperti pada gambar 219. Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan. Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka kapasitansi kapasitor semakin kecil dan sesuai dengan rumus kapasitor terhadap frekuensi seperti berikut

Rangkaian gambar 219 pada dasarnya adalah rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL –nya sama dengan satu ( ACL » 1, butterworth filter). Dengan tegangan input Vi maka tegangan di titik A adalah:

Dimana

Sehingga

Misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga Vo = VA, jadi


Pada saat w = wc maka
Sehingga

              

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

Berikut, variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 3. Adapun sket hasil tabel 1 adalah hampir menyamai hasil bode plot simulasi pada gambar 220.

       Tabel 3 Besarnya ACL terhadap nilai w pada LPF -20 dB/dec

Respons Frekuensinya

 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

• Siapkan semua bahan dan alat
• Hubungkan semua bahan dan alat
• Atur tegangan dan hambatan
• Jalankan simulasi
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian
• Amatilah Respons Frekuensi dan juga respons gelombangnya pada osiloskop

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

Ketika suatu rangkaian LPF yang terdiri dari OP AMP ,resistor dan juga kapasitor. Hitunglah nilai Omega dengan rumus 1/RC dan tentukan nilai Acl nya. Didapatkan nilainya  Acl sebesar 0.707 dan W(omega) sebesar 100k.Dalam rangkaian responsnya sudah mendekati,namun masih mendekati daerah hasil yang diperhitungkan melalui rumus. Disini digunakan frekuensi sebesar 16k sesuai dengan yang telah diperhitungkan dengan rumus.Prinsip kerja dari filter low pass atau filter lolos bawah adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R,Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan.Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya maka kapasitansi kapasitor semakin kecil 

    c) Video Simulasi [kembali]

Rangkaian LPF -20dB/dec

 6. Download File[kembali]

• Download File Rangkaian klik disini
• Download datasheet Osiloskop klik disini
• Download datasheet OP-AMP klik disini
• Download datasheet Resistor klik disini
• Download datasheet Kapasitor klik disini
• Download datasheet Multimeter klik disini
• Video Penjelasan klik disini