1. Pendahuluan[kembali]
Filter aktif adalah jenis rangkaian elektronik yang menggunakan komponen aktif seperti op-amp, transistor, atau IC untuk memperkuat dan memproses sinyal frekuensi tertentu. Filter ini digunakan untuk memisahkan, menyeleksi, atau menghilangkan frekuensi-frekuensi tertentu dari sinyal, menjadikannya elemen penting dalam berbagai aplikasi, seperti audio, komunikasi, dan pengolahan sinyal. Filter aktif memiliki keunggulan dibandingkan filter pasif, seperti kemampuan untuk menyediakan penguatan sinyal, respons frekuensi yang lebih baik, dan ukuran yang lebih kecil. Dalam modul praktikum ini, kita akan membahas dua jenis filter aktif utama, yaitu High-Pass Filter (HPF) dan Low-Pass Filter (LPF), serta mengkaji karakteristik dari filter orde 1 dan 2 yang digunakan dalam desain rangkaian elektronik.
High-Pass Filter (HPF) adalah jenis filter yang memungkinkan frekuensi tinggi untuk melewati rangkaian dan memblokir atau melemahkan frekuensi rendah. HPF aktif menggunakan op-amp untuk meningkatkan performa dan fleksibilitas dalam pemilihan frekuensi cut-off. Pada HPF orde 1, hanya satu kapasitor dan satu resistor yang digunakan, yang memberikan slope atenuasi sebesar 20 dB/decade. Filter ini efektif untuk menghilangkan noise frekuensi rendah atau mengisolasi sinyal frekuensi tinggi dalam aplikasi audio dan komunikasi. HPF orde 2 menambahkan komponen tambahan, biasanya dengan menggunakan dua tahap RC, untuk memberikan slope atenuasi sebesar 40 dB/decade, yang berarti dapat memisahkan frekuensi lebih tajam. Dalam praktikum ini, kita akan mengeksplorasi desain dan implementasi HPF orde 1 dan 2, serta menganalisis performanya dalam berbagai aplikasi untuk memahami bagaimana filter ini mempengaruhi sinyal input.
Low-Pass Filter (LPF) adalah kebalikan dari HPF, di mana filter ini memungkinkan frekuensi rendah untuk melewati rangkaian dan memblokir atau melemahkan frekuensi tinggi. LPF aktif juga memanfaatkan op-amp untuk meningkatkan karakteristik respons frekuensi dan fleksibilitas dalam pemilihan frekuensi cut-off. Pada LPF orde 1, rangkaian ini terdiri dari satu resistor dan satu kapasitor, memberikan slope atenuasi sebesar 20 dB/decade. Filter ini sering digunakan dalam aplikasi untuk meredam noise frekuensi tinggi atau untuk memperhalus sinyal yang berosilasi. Untuk LPF orde 2, tambahan satu tahap RC memberikan slope atenuasi sebesar 40 dB/decade, yang memungkinkan filter untuk memisahkan sinyal lebih tajam dan akurat. Dalam praktikum ini, kita akan membahas desain, analisis, dan implementasi dari LPF orde 1 dan 2, serta mengevaluasi perbedaannya dalam pengolahan sinyal untuk berbagai aplikasi.
Memahami karakteristik dan aplikasi dari HPF dan LPF, baik orde 1 maupun orde 2, sangat penting dalam desain rangkaian elektronik yang efisien. Filter orde 1 cenderung lebih sederhana dan cukup untuk aplikasi yang tidak memerlukan selektivitas frekuensi yang tinggi, sedangkan filter orde 2 menyediakan performa yang lebih baik dalam situasi yang membutuhkan pemisahan frekuensi yang lebih tajam. Melalui praktikum ini, kita akan belajar bagaimana cara menentukan frekuensi cut-off, merancang filter aktif dengan komponen yang tepat, dan mengoptimalkan filter untuk aplikasi tertentu. Kita juga akan melihat perbandingan performa antara HPF dan LPF orde 1 dan 2 dalam skenario praktis, untuk memahami bagaimana masing-masing filter dapat digunakan secara efektif dalam pengolahan sinyal dan desain rangkaian elektronik.
2. Tujuan [kembali]
- Mengetahui prinsip kerja LPF (Low Pass Filter)
- Mengetahui prinsip kerja HPF (High Pass Filter)
3. Alat dan Bahan [kembali]
1. Module RS-A04 Operational Amplifier 2
2. Function Generator
.jpeg)
3. Osiloskop
4. Jumper
.jpg)
5. Multimeter
.jpg)
4. Dasar Teori [kembali]
Rangkaian filter adalah suatu rangkaian listrik yang berfumgsi untuk melewatkan sinyal listrik dengan rentang frekuensi tertentu. Apabila terdapat sinyal listrik yang tidak sesuai dengan frekuensi yang diinginkan maka sinyal listrik tersebut tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan secara luas, baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu.
Rangkaian filter dapat dikelompokkan menjadi filter pasif dan filter aktif, tergantung dari komponen yang digunakan. Apabila menggunakan komponen aktif, seperti transistor dan dioda maka dinamakan filter aktif. Sementara jika menggunakan komponen pasif seperti induktor, resistor, dan kapasitor maka dinamakan filter pasif.
Berdasarkan respon frekuensi, rangkaian filter dapat dikelompokkan menjadi:
1. LPF (Low Pass Filter)
Low pass filter (LPF) merupakan jenis filter yang berfungsi untuk meneruskan sinyal listrik yang frekuensinya berada dibawah frekuensi tertentu, diatas frekuensi tersebut (frekuensi cut off) maka sinyal akan diredam. Low pass filter memberikan redaman yang sangat kecil pada frekuensi di bawah frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkanredaman yang sangat besar. Lebih sederhananya hanya frekuensi rendah saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.
Gambar 4.1 Rangkaian LPF dan Grafik Respon Frekuensi LPF
Frekuensi cut-off (fc) dari Low Pass Filter (LPF) dengan RC dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut.
Tegangan output (Vout) filter pasif LPF seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan matematis sebagai berikut.
1. HPF (High Pass Filter)
High pass filter (HPF) berfungsi untuk meneruskan sinyal di atas frekuensi cut off sedangkan yang berada dibawah frekuensi cut off diredam. Jenis filter ini memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi di atas frekuensi cut-off yang telah ditentukan, sedangkan frekuensi di bawah frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman yang sangat besar. Lebih sederhananya, hanya frekuensi tinggi saja yang dapat melewati rangkaian filter ini.
Gambar 4.2 Rangkaian HPF dan Grafik Respon Frekuensi HPF
Frekuensi cut-off (fc) rangkaian high pass filter adalah:
5. Percobaan [kembali]
0 comments:
Posting Komentar