Pengertian dan Simulasi LOW PASS FILTER

pengertian low pass filter, tujuan low pass filter, jobsheet low pass filter, dasar teori low pass filter, rumus nilai respon, rumus fungsi alih, rumus low pass filter, jenis low pass filter, karakteristik low pass filter, frekuensi cut off, rangkaian low pass filter, contoh rangkaian low pass filter, grafik low pass filter, rumus low pass filter, simulasi low pass filter

LOW PASS FILTER

3.1  Tujuan :

1.      Mahasiswa dapat mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik Low Pass Filter.

2.      Mahasiswa dapat merancang, merakit dan menguji rangkaian Low Pass Filter dengan benar.

3.      Mahasiswa dapat menganalisa dan membuat kesimpulan dari hasil praktikum rangkaian Low Pass Filter dengan benar.

3.2  Dasar Teori

Filter 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):

 

Dengan
Hs = Fungsi alih
Vout = tegangan keluaran
Vin = 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 w = 2pf = 0 radian/detik sampai dengan w = w₀ radian/detik, dimana w₀  adalah frekuensi cut-off.

2.      Filter lolos atas (high pass filter), berkebalikan dengan filter lolos bawah, berawal dari w = 0 radian/detik sampai dengan w = w₀ radian/detik, dimana w₀  adalah frekuensi cut-off.

3.      Filter lolos pita (band pass filter), frekuensi dari w₁ radian/detik sampai w₂ radian/detik adalah dilewatkan, sementara frekuensi lain ditolak.

4.      Filter stop band, berkebalikan dengan filter lolos pita, frekuensi dari w₁ radian/detik sampai w₂ 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.

Gambar 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:f_C = 1 / (2pR₁C₁)

Gambar 3. Low Pass Filter Orde-1

Gambar 4. Low Pass Filter Orde-2 dan kurva respon

frekuensi cutoff low pass filter orde-2 didapat dari rumus dibawah:

3.1  Alat dan Bahan :

1.      Projectboard                           1 buah

2.      Osciloskop                             1 buah

3.      Generator Sinyal                     1 buah

4.      Probe

5.      Avo Meter                              1 buah

6.      Resistor 15k                           3 buah

7.      Resistor 2k                             2 buah

8.      Kapasitor 15nf                        3 buah

9.      Kapasitor 47nf                        3 buah

10.  Kapasitor 5nf                          3 buah

11.  Kapasitor 3.9nf                       3 buah

12.  IC LM741                              1 buah

13.  Power suply                           1 buah

14.  Jumper                                   secukupnya

3.2  Langkah percobaan

a.       Siapkan alat dan komponen yang diperlukan.

b.      Hidupkan dan kalibrasi generator sinyal dan osciloskop yang akan digunakan

c.       Rangkailah komponen-komponen pada projectboard sesuai dengan gambar percobaan berikut.

1.      Low pass filter orde-1

Gambar 5. Rangkaian low pass filter orde-1

2.      Low pass filter orde-2

Gambar 6. Rangkaian low pass filter orde-2

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 sinyal

g.      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.

4. Simulasi