Laporan Akhir LPF -20 dB

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Jurnal

2. Prinsip Kerja

3. Video Percobaan

4. Analisa

5. Video Penjelasan  

6. Download File  

1. Jurnal[Kembali]

2. Prinsip Kerja[Kembali]

Rangkaian LPF -20dB/dec

    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:

 

 

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

 

Berikut, variasi nilai w terhadap nilai w_c 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]

Analisa prinsip kerja dari LPF -20 db berdasarkan tegangan input, ouput, frekuensi cutt-of, dan gelombang hasil percobaan

Jawab :

Prinsip kerja dari Low-Pass Filter (LPF) berdasarkan tegangan input, tegangan output, frekuensi cutoff (Fc), dan hasil gelombang dari percobaan.

• Tegangan Input (Vin): 

    Tegangan Input bersumber dari Signal Generator dengan frekuensi yang dapat disesuaikan sesuai kebutuhan pengguna. Sinyal frekuensi ini akan diarahkan ke rangkaian LPF. Jika frekuensinya rendah, besar hambatan kapasitor akan tinggi, sehingga arus akan mengalir ke op-amp dan diproses hingga output (Vout). Jika frekuensinya tinggi dari frekuensi cut-off, hambatan kapasitor akan rendah, mengarahkan arus ke kapasitor dan kemudian berakhir di ground..

•  Tegangan Output (Vout): 

    Tegangan output adalah sinyal keluaran dari LPF setelah proses penyaringan. Prinsip kerja LPF adalah untuk melewati komponen frekuensi rendah dari sinyal input dengan amplitudo yang hampir sama dengan masukan, sementara komponen frekuensi tinggi akan dihilangkan atau diattenuasi. Sebagai hasilnya, Vout akan memiliki frekuensi rendah.

•  Frekuensi Cutoff (Fc): 

    Frekuensi cut-off adalah batas frekuensi di mana sinyal input di atas cut-off akan diredam, sedangkan yang di bawah cut-off akan dilewatkan. Pada titik cut-off, amplitudo sinyal secara perlahan berkurang. secara matematis rumusnya, fc = 1/2πRC.

• Gelombang Hasil Percobaan: 

    Gelombang pada channel 1 (Vin) dan channel 2 (Vout) mengalami perubahan bentuk yang mencolok. Perubahan ini disebabkan oleh LPF yang memotong frekuensi sinyal di atas cut-off, menyebabkan puncak gelombang pada channel 2 (Vpp) semakin menurun. Oleh karena itu, semakin tinggi frekuensi input, puncak gelombang pada channel 2 akan semakin rendah.

• Data Perhitungan

Soal Tambahan

1. Jelaskan Pemahaman mengenai LPF dan HPF

Jawab :

a).LPF

LPF, adalah salah satu jenis filter, beroperasi dengan prinsip meredam sinyal frekuensi ketika melebihi nilai frekuensi cut-off dan memungkinkan sinyal melewati jika frekuensinya lebih rendah dari cut-off. Rangkaian LPF terdiri dari komponen-komponen kunci, termasuk resistor, kapasitor, dan operational amplifier (op-amp).

Dalam LPF, resistor disusun secara seri dengan sumber sinyal, sementara kapasitor dipasang secara paralel. LPF berfungsi sebagai filter yang membiarkan komponen frekuensi rendah melewati dan meredam komponen frekuensi tinggi. Rangkaian ini umumnya digunakan dalam berbagai aplikasi seperti pemrosesan sinyal audio dan bidang elektronika untuk menghilangkan komponen frekuensi tinggi yang tidak diinginkan dari sinyal.

b).LPF

High-Pass Filter merupakan salah satu jenis filter, beroperasi dengan prinsip meredam sinyal frekuensi saat sinyal tersebut lebih kecil dari nilai frekuensi cut-off dan membiarkan sinyal melewati jika frekuensinya lebih besar dari cut-off. Rangkaian HPF melibatkan komponen-komponen kunci seperti resistor, kapasitor, dan operational amplifier (op-amp). Berbeda dengan LPF, pada HPF, kapasitor dipasang secara seri dengan sumber sinyal, sementara resistor dipasang secara paralel.

HPF berfungsi sebagai filter yang membiarkan komponen frekuensi tinggi melewati sementara meredam komponen frekuensi rendah. Rangkaian HPF digunakan dalam berbagai aplikasi, seperti pemrosesan sinyal audio dan sistem elektronika, untuk menghilangkan atau mengurangi komponen frekuensi rendah yang tidak diinginkan dalam sinyal.

        2. Jelaskan Apa itu dB

Jawab : 

Gain atau penguatan adalah ukuran untuk menyatakan seberapa banyak sebuah sistem atau perangkat memperbesar (atau meredam) suatu sinyal. Gain dapat diukur dalam satuan decibel (dB) karena seringkali perubahan besar atau kecil dari suatu besaran lebih mudah diwakili dalam skala logaritmik.

Decibel (dB) adalah unit pengukuran yang digunakan untuk menyatakan perbandingan antara dua besaran fisika, terutama dalam hal intensitas atau daya. Skala logaritmik decibel digunakan untuk merepresentasikan perbedaan-perbedaan yang signifikan atau sangat kecil dengan lebih nyaman.

Dalam konteks filter, "gain" atau penguatan sering diukur dalam satuan decibel (dB) untuk mengekspresikan perubahan amplitudo sinyal setelah melewati filter. Pada dasarnya, gain filter mengindikasikan seberapa banyak filter memperbesar (atau meredam) sinyal pada suatu frekuensi tertentu.

        3. Jelaskan penerapan aplikasi filter dalam kehidupan sehari-hari

Jawab : 

1. Komunikasi Nirkabel:

   • Pinsip Kerja: Filter digunakan dalam sistem komunikasi nirkabel untuk membatasi atau mengisolasi rentang frekuensi tertentu, membantu mengurangi interferensi dan meningkatkan kualitas komunikasi.

2. Pemrosesan Gambar dan Video:

   • Prinsip Kerja: Dalam pemrosesan gambar dan video, filter digunakan untuk meningkatkan kualitas gambar atau mengurangi noise frekuensi tinggi, seperti pada pemrosesan citra medis.

3. Pengolahan Sinyal Digital:

   • Prinsip Kerja: Filter digital diterapkan dalam pengolahan sinyal digital untuk tujuan seperti menghilangkan noise atau menyaring komponen frekuensi tertentu dalam data digital.

1. Pemrosesan Sinyal Audio:

   • Prinsip Kerja: Dalam perangkat audio seperti equalizer, filter digunakan untuk mengatur karakteristik frekuensi pada sinyal audio, memungkinkan pengguna untuk mengontrol atau memodifikasi intensitas pada rentang frekuensi tertentu.

2. Radio dan Televisi:

   • Prinsip Kerja: Pada penerima radio dan televisi, filter digunakan untuk memisahkan saluran frekuensi yang berbeda, seperti memisahkan saluran AM dan FM pada radio.

3. Sistem Komunikasi Satelit:

   • Prinsip Kerja: Filter digunakan dalam sistem komunikasi satelit untuk memisahkan dan mengisolasi saluran frekuensi, memastikan kualitas sinyal dari berbagai sumber.

4. 
   

5. Video Penjelasan[Kembali]

6. Download File[Kembali]

Download video percobaan [disini]

Download video penjelasan [disini]