HPF +20dB/dec

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian simulasi

   c) Video Simulasi

6. Download File

 1. Pendahuluan[kembali]

          Bab ini merupakan kelanjutan dari bab 4 pada jilid 1 buku Teori, Simulasi dan Aplikasi Elektronika. Pada bab 4 tersebut dibahas karakteristik op-amp, rangkaian detektor, rangkaian komparator, rangkaian amplifier, rangkaian pembangkit sinyal dan rangkaian astable multivibrator serta rangkaian one-shot multivibrator. Selanjutnya pada bab  ini dibahas filter Rangkaian High Pass Filter (HPF), dan turunan rumus & rancangan filter serta respon outputnya dengan menggunakan simulasi multisim.

 2. Tujuan[kembali]

• Mengetahui  Apa saja yang akan dipelajari dalam HPF +20dB/dec
• Mengetahui rangkaian dalam HPF +20dB/dec
• Dapat mensimulasikan rangkaian aHPF +20dB/dec  Pada Aplikasi Proteus

 3. Alat dan Bahan[kembali]

ALAT : 

        1. Osiloskop

.

    Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

2. Multimeter

        Multimeter merupakan sebuah alat pengukur yang digunakan untuuk mengetahui ukuran tegangan listrik, resistansi, dan arus listrik. Dalam perkembangannya, dapat digunakan untuk mengukur temperatur, frekuensi, dan lainnya. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki2 Multimeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.

3. Sumber tegangan AC (Signal Generator)

    Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian. 

Spesifikasi

Input voltage: 5V-12V
Output voltage: 5V
Output Current: MAX 3A
Output power:15W
conversion efficiency: 96%

    BAHAN :    

        1. Resistor

                Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R). Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Berikut adalah spesifikasi resistor

        2. Kapasitor

            

                    Kapasitor berfungsi sebagai penyaring atau filter dalam sebuah rangkaian power supply (catu daya). Fungsi kapasitor sebagai pembangkit frekuensi pada alat osilator. Kapasitor berfungsi untuk menyimpan tegangan dan kuat arus pada periode tertentu. Pada rangkaian antena, fungsi kapasitor adalah sebagai frekuensi.

Berikut adalah spesifikasi kapasitor 

            3. Op-Amp LM741

                    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.

Konfigurasi PIN LM741

Berikut adalah spesifikasi  Op-Amp LM741 :

    

 4. Dasar Teori[kembali]

 Filter adalah suatu rangkaian yang dapat melewatkan sinyal input dengan lebar pita frekuensi tertentu (bandpass) dan melewatkan sinyal input pada lebar pita frekuensi lainnya (bandstop). Adapun respon ideal filter ACL terhadap w seperti pada gambar di bawah ini

High Pass Filter (HPF)

      HPF berfungsi sebagai filter atau penyaring yang melewatkan sinyal frekuensi tinggi dan menghambat atau memblokir sinyal frekuensi rendah. Dengan kata lain, HPF akan menyaring sinyal frekuensi rendah dan meneruskan sinyal frekuensi tinggi yang diinginkannya.

        Sinyal yang dimaksud ini dapat berupa sinyal listrik seperti sinyal audio atau sinyal perubahan tegangan. HPF yang ideal adalah HPF yang sama sekali tidak melewatkan sinyal dengan frekuensi di bawah frekuensi cut off. Dalam bahasa Indonesia, HPF ini sering disebut dengan penyaring lolos atas atau tapis lolos atas.

        Rangkaian High Pass Filter (HPF) adalah  rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off (wc). Rangkaian High Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan respon ACL vs w seperti gambar di bawah ini

HPF +20 dB/dec

    Adapun rangkaian HPF +20dB/dec adalah seperti pada gambar di bawah. 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,

Adapun langkah-langkah perancangan HPF +20dB/dec adalah
seperti berikut :

        1. Pilih wC atau f

        2. Pilih C = (0,001 s/d 0,1) µF

        3. Hitung R = 1/wC.C

        4. Pilih Rf=R , untuk memperkecil efek bias current

Hasil simulasi HPF +20dB/dec

1) Resistor

gambar resistor

        Resistor merupakan salah satu komponen elektronika pasif yang berfungsi untuk membatasi arus yang mengalir pada suatu rangkaian dan berfungsi sebagai terminal antara dua komponen elektronika.Tegangan pada suatu resistor sebanding dengan arus yang melewatinya (V=IR).Cara menghitung nilai resistor dapat dilihat pada gambar2 dan gambar 3.

GAMBAR 2. WARNA GELANG RESISTOR

GAMBAR 3. CARA PENGHITUNGAN BESAR RESISTANSI RESISTOR

LANGKAH-LANGKAH :

·         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%.

2) 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%

3) Op Amp - LM741

    

        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.

                  Karakteristik penguat ideal adalah:

            Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat           besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga        tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Konfigurasi PIN LM741

             Respons karakteristik kurva I-O:

 5. Percobaan[kembali]

    a) Prosedur[kembali]

1. Siapkan semua bahan dan alat
2. Hubungkan semua bahan dan alat
3. Atur tegangan dan hambatan
4. Jalankan simulasi
5. Lalu mencoba menjalankan rangkaian
6. Amatilah Respons Frekuensi dan juga respons gelombangnya pada osiloskop

    b) Rangkaian simulasi [kembali]

        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.

    c) Video Simulasi [kembali]

 6. Download File[kembali]

• File rangkaian proteus : klik disini
• File video klik disini

File datasheet :

• Datasheet resistor : klik disini
• Datasheet kapsitor : klik disini
• Datasheet Op-Amp LM741 : klik disini