1. Jurnal [Kembali]
2. Prinsip Kerja [Kembali]
Low Pass Filter (LPF) dengan tingkat redaman 20 dB per dekade, atau LPF20dB adalah komponen elektronika yang digunakan untuk pengolahan sinyal. Prinsip kerja dari LPF adalah menghambat sinyal dengan frekuensi tinggi, sehingga sinyal dengan frekuensi rendah hanya akan mengalami sedikit perubahan sedankangkan sinyal dengan frekuensi tinggi akan mengalami penurunan yang drastis. Filter ini memiliki frekuensi cutoff (fc) yang menentukan batas antara sinyal yang diizinkan dan yang diblokir.
Rangkaian LPF yang dibuat disini adalah orde satu, dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor. Arus input masuk ke R1 yang paralel dengan kapasitor sebesar 1nF. untuk mencari frekuensi, kita menggunakan rumus f= 1/2πRC. sebelumnya kita mencari WC = 1/RC, sehingga didapatkan fc nya sebesar 15,9kHz. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade atau –6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1 sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R2C1). Hasil dari rumus ini mendapatkan frekuensi dan dapat dilihat dB pada tabel grafik frekuensi respon, gelombang low pass filter dapat dilihat pada osiloskop.
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:
Misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga Vo = VA Jadi
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.
Adapun langkah-langkah perancangan LPF -20dB/dec adalah seperti berikut :
Tabel 3 Besarnya ACL terhadap nilai w pada LPF -20 dB/dec
No. | W | ACL=1/(j(w/wc)+1) | Sudut phasa (deg) = arctg(b/a) |
1 | 0 | 1 | 0 |
2 | 0,1 wc | 1 | -6 |
3 | 0,25 wc | 0,97 | -14 |
4 | 0,5 wc | 0,89 | -27 |
5 | 1 wc | 0,707 | -45 |
6 | 2 wc | 0,445 | -63 |
7 | 5 wc | 0,2 | -79 |
8 | 10wc | 0,1 | -84 |
3. Video Percobaan [Kembali]
4. Analisa [Kembali]
1. Analisa prinsip kerja dari LPF berdasarkan tegangan input, output, frekuensi cut off, dan gelombang hasil percobaan
- Tegangan Input (Vin):
Tegangan input (Vin) berasal dari signal generator dengan frekuensi tergantung keinginan pengguna. Saat tegangan input (Vin) dikirimkan dari signal generator maka sinyal akan di-filter oleh LPF. Apabila sinyal ini memiliki frekuensi di bawah cut off nya maka sinyal ini akan dilewatkan ole LPF. Dan apabila sinyal yang dikirimkan memiliki frekuensi di atas cut off nya, maka sinyal akan di alirkan ke ground.
- Tegangan Output (Vout):
Tegangan output adalah sinyal keluaran setelah difilter menggunakan LPF. Prinsip kerja LPF adalah untuk melewatkan frekuensi rendah dari sinyal input dengan amplitudo yang hampir sama dengan masukan, sementara komponen frekuensi tinggi akan dihilangkan . Sebagai hasilnya, Vout akan memiliki komponen frekuensi rendah yang dominan.
- Frekuensi Cutoff (Fc)
Frekuensi cutoff adalah frekuensi pada titik batas dimana frekuensi dari sinyal yang di inputkan akan dilewatkan oleh LPF. Di bawah Fc, sinyal melewati LPF dengan sedikit penurunan amplitudo, sementara di atas Fc, amplitudo sinyal akan mulai turun secara drastis. Fc adalah parameter yang dapat disesuaikan dalam desain LPF dan menentukan batasan frekuensi sinyal yang akan diteruskan atau diblokir oleh LPF.
- Gelombang Hasil Percobaan:
Hasil gelombang dari percobaan LPF akan menunjukkan bagaimana sinyal masukan berubah setelah melewati LPF. Dalam grafik gelombang hasil percobaan, kita akan melihat bahwa jika sinyal input memiliki frekuensi di bawah Fc, maka sinyal output akan hampir identik dengan input, dengan sedikit penurunan amplitudo karena kehilangan energi selama proses filter. Namun, jika sinyal input memiliki frekuensi di atas Fc, maka sinyal output akan mengalami penurunan amplitudo yang signifikan, yang semakin membesar seiring dengan kenaikan frekuensi.
Data Perhitungan
5. Video Penjelasan [Kembali]
6. Download File [Kembali]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar