APLIKASI HPF +20DB/DEC

1. Pendahuluan[Kembali]

Dalam dunia elektronika, High Pass Filter (HPF) merupakan rangkaian yang berfungsi untuk melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan menahan atau meredam sinyal frekuensi rendah. Salah satu implementasi yang umum digunakan adalah HPF aktif menggunakan operational amplifier (op-amp). Berbeda dengan filter pasif yang hanya terdiri dari resistor dan kapasitor atau induktor, filter aktif memiliki keuntungan tambahan seperti penguatan sinyal, impedansi input/output yang dapat diatur, serta kemampuan pemrosesan sinyal yang lebih baik.

HPF berbasis op-amp biasanya dirancang dengan konfigurasi RC yang dihubungkan ke masukan non-inverting atau inverting dari op-amp. Dalam konfigurasi ini, kapasitor biasanya ditempatkan sebelum resistor, sehingga sinyal frekuensi tinggi dapat langsung diteruskan, sedangkan sinyal frekuensi rendah dilemahkan oleh efek reaktansi kapasitor yang tinggi pada frekuensi rendah. Frekuensi cutoff menjadi parameter penting yang menentukan batas antara sinyal yang dilewatkan dan yang diredam, yang secara matematis ditentukan oleh nilai resistor dan kapasitor dalam rangkaian.

Rangkaian HPF aktif dengan op-amp sering digunakan dalam pengolahan sinyal audio, sistem komunikasi, serta instrumentasi, karena mampu memfilter sinyal sekaligus memberikan penguatan yang diinginkan. Oleh karena itu, pemahaman tentang cara kerja dan analisis HPF aktif sangat penting bagi mahasiswa dan praktisi teknik elektro.

2. Tujuan[Kembali]

a. Mengetahui alat dan bahan, prinsip kerja, dan dasar teori HPF +20 dB/dec.
b. Mensimulasikan rangkaian HPF +20 dB/dec dengan benar

c. Dapat mengaplikasikan rangkaian HPF +20 dB/dec pada permasalahan elektronika

3. Alat dan Bahan[Kembali]

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.

2. Voltmeter



Merupakan alat untuk mengukur tegangan pada suatu circuit. Dalam menggunakannya kita memparalelkan voltmeter dengan rangkaian yang ingin diukur besar tegangannya. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian 

Probes



Merupakan alat yang menunjukkan besar tegangan tanpa menggunakan voltmeter ataupun multimeter

3. Sumber tegangan



Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

4. Resistor

Resistor merupakan komponen penting dan sering dijumpai dalam sirkuit Elektronik. Boleh dikatakan hampir setiap sirkuit Elektronik pasti ada Resistor. Tetapi banyak diantara kita yang bekerja di perusahaan perakitan Elektronik maupun yang menggunakan peralatan Elektronik tersebut tidak mengetahui cara membaca kode warna ataupun kode angka yang ada ditubuh Resistor itu sendiri.

Seperti yang dikatakan sebelumnya, nilai Resistor yang berbentuk Axial adalah diwakili oleh Warna-warna yang terdapat di tubuh (body) Resistor itu sendiri dalam bentuk Gelang. Umumnya terdapat 4 Gelang di tubuh Resistor, tetapi ada juga yang 5 Gelang.

Gelang warna Emas dan Perak biasanya terletak agak jauh dari gelang warna lainnya sebagai tanda gelang terakhir. Gelang Terakhirnya ini juga merupakan nilai toleransi pada nilai Resistor yang bersangkutan.

Tabel dibawah ini adalah warna-warna yang terdapat di Tubuh Resistor :


Tabel Kode Warna Resistor

Perhitungan untuk Resistor dengan 4 Gelang warna :


Cara menghitung nilai resistor 4 gelang

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-3 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

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%.

Perhitungan untuk Resistor dengan 5 Gelang warna :


Cara Menghitung Nilai Resistor 5 Gelang Warna

Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-1 (pertama)
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-2
Masukkan angka langsung dari kode warna Gelang ke-3
Masukkan Jumlah nol dari kode warna Gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10n)
Merupakan Toleransi dari nilai Resistor tersebut

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1
Gelang ke 2 : Hitam = 0
Gelang ke 3 : Hijau = 5
Gelang ke 4 : Hijau = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105
Gelang ke 5 : Perak = Toleransi 10%
Maka nilai Resistor tersebut adalah 105 * 105 = 10.500.000 Ohm atau 10,5 MOhm dengan toleransi 10%.



Contoh-contoh perhitungan lainnya :

Merah, Merah, Merah, Emas → 22 * 10² = 2.200 Ohm atau 2,2 Kilo Ohm dengan 5% toleransi
Kuning, Ungu, Orange, Perak → 47 * 10³ = 47.000 Ohm atau 47 Kilo Ohm dengan 10% toleransi

Cara menghitung Toleransi :
2.200 Ohm dengan Toleransi 5% =
2200 – 5% = 2.090
2200 + 5% = 2.310
ini artinya nilai Resistor tersebut akan berkisar antara 2.090 Ohm ~ 2.310 Ohm

5. 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%

6. 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

4. Dasar Teori[Kembali]

Adapun rangkaian HPF +20dB/dec adalah seperti pada gambar 226. Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diserikan dengan kapasitor C, sehingga sinyal input yang berfrekuensi diatas frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya dibawah frekuensi cut-off akan diredam atau dilemahkan. Pelemahan terjadi karena reaktansi XC akan semakin besar apabila frekuensi semakin kecil seperti hubungan berikut.

Apabila sinyal input semakin diperbesar frekuensi-nya maka tegangan di titik A dari gambar rangkaian HPF +20 dB/dec akan semakin besar atau mendekati besarnya Vi (ACL ≈ 1).



Rangkaian gambar 226 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,



Respons Frekuensinya


5. Percobaan[Kembali]

A) Prosedur Percobaan

  • 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 Dan Prinsip Kerja





Pertama-tama rangkailah sebuah HPF dengan OP AMP, kapasitor, juga resistor. Hitunglah nilai Omega dengan rumus -1/RC dan tentukan nilai Acl nya. Didapatkan nilainya mendekati 0.7. Dalam rangkaian responsnya sudah mendekati walau masih ada eror, namun masih mendekati daerah hasil yang diperhitungkan melalui rumus. Disini digunakan frekuensi sebesar 1k sesuai dengan yang telah diperhitungkan dengan rumus. Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah. Prinsip kerja rangkaian filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R



6. Download File[Kembali]

-Download Rangkaian[Download]
-Download data sheet op amp[Download]
-Download data sheet kapasitor[Download]
-Download data sheet resistor[Download]

-Download data sheet osiloskop[Download]

Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Pendahuluan 2. Tujuan 3. Alat dan Bahan 4. Dasar Teori 5. Percobaan Percobaan ... 1. Tugas Pendahuluan 2. Laporan Akhir MODUL 2 OSCILOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Pendahuluan [Kembali] Pengukuran merupakan aspek penting dalam fisika. Pengukuran dilakukan dengan alat yang sederhana maupun alat yang modern. Salah satu cabang fisika yaitu listrik, pengukuran pada listrik ini dilakukan dengan alat-alat yang lebih kompleks dibandingkan dengan alat ukur pada umumnya. Beberapa diantaranya adalah, voltmeter, amperemeter, osciloscope, wattmeter, dan masih banyak alat -alat lainnya. Osciloscope merupakan salah satu alat ukur yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang sinyal listrik dalam domain waktu. Alat ini mampu menampilkan perubahan tegangan sinyal terhadap waktu secara visual, sehingga sangat penting dalam analisis rangkaian elektronik, pengujian sinyal, dan troubleshooting perangkat elekt...
Read more
Image
[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA] DAFTAR ISI 1. Jurnal 2. Prinsip Kerja 3. Video Percobaan 4. Analisa 5. Download File   1. Jurnal  [Kembali] 2. Prinsip Kerja [Kembali] OSCILOSCOPE  1. Kalibrasi Osciloscope      a. Hidupkan oscilloscope dan tunggu beberapa saat sampai pada layar akan muncul  berkas elektron      b. Atur posisi sinyal pada layar sehingga terletak di tengah-tengah      c. Hubungkan input kanal A dengan terminal kalibrasi yang ada pada  oscilloscope      d. Amati bentuk gelombang dan tinggi amplitudonya. 2. Mengukur dan Mengamati Tegangan Searah dan Tegangan Bolak-Balik      Susun rangkaian seperti gambar berikut      Tegangan Searah           a. Atur output p ower supply sebesar 4 Volt           b. Hubungkan input kanal B oscilloscope dengan output power supply      ...
Read more
Image
 TUGAS PENDAHULUAN MODUL II: OSCILOSCOPE DAN PENGUKURAN DAYA 1. Jelaskan pengertian dan fungsi osciloscope! Jawab: Osciloscope adalah alat ukur elektronik yang  mampu menampilkan bentuk gelombang atau sinyal tegangan, baik yang berbentuk sinusoidal maupun non-sinusoidal. Osciloscope berfungsi untuk mengetahui besarnya sinyal serta frekuensi pada suatu perangkat elektronik. 2. Jelaskan prinsip kerja dari osciloscope! Jawab: Prinsip kerja dari osciloscope dengan cara menangkap sinyal-sinyal listrik dari rangkaian elektonik atau rangkaian listrik yang ingin diamati. Setelah sinyal ditangkap atau diukur, sinyal akan diolah melalui rangkaian penguat atau amplifier. Sinyal yang diperkuat akan dipantulkan pada layar osciloscope yang membentuk pola gelombang sesuai dengan perubahan tegangan terhadap waktu.  3. Jelaskan apa itu daya! Jawab: Daya merupakan besaran yang menunjukan usaha atau energi yang digunakan atau diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya dalam suatu sistem. Dal...
Read more