1. TUJUAN
- Mengetahui pengertian, prinsip kerja, dan karakteristik Low Pass Filter (LPF).
- Dapat merangkai dan menganalisa rangkaian Low Pass Filter (LPF) dengan benar.
- Dapat membuat kesimpulan hasil praktikum dan menganalisa Low Pass Filter (LPF).
2. KOMPONEN
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik. Resistor mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir.
Kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.
3. Op-amp
Penguat sinyal input ac maupun dc input.
4. ground
berfungsi sebagai penghantar arus listrik langsung ke bumi atau tanah saat terjadi kebocoran isolasi atau percikan api pada konsleting.
5. Osiloskop
Osiloskop dapat digunakan untuk mengukur frekuensi sinyal yang dapat berosilasi. Osilasi juga dapat mengukur tegangan listrik serta relasinya terhadap waktu. Membedakan arus AC dan juga arus DC dan sebuah komponen elektronika. Mengecek sinyal dalam sebuah rangkaian elektronik.
6. Power supply
sebagai alat yang mampu memberikan sebuah suplai arus listrik kepada semua komponen komputer yang sudah terpasang dengan baik, dimana arus listrik yang dihasilkan merupakan arus AC dan selanjutnya akan dirubah menjadi arus DC
3. DASAR TEORI
Rangkaian Low Pass Filter (LPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (wc). Rangkaian Low Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan responnya seperti gambar 218.
Gambar 218 Grafik Respon LPF ACL vs w
LPF -60 dB/dec
Rangkaian LPF -60dB/dec adalah gabungan rangkaian LPF -40dB/dec dengan diseri LPF -20dB/dec seperti pada gambar 223.
Gambar 223 Rangkaian LPF -60dB/dec
Rumus ACL –nya adalah: Vo1
dimana ACL LPF -40dB/dec
dan ACL LPF -20dB/dec
untuk :
R1=R2=R3=R
Maka, saat w = wc sehingga
dengan ketentuan
Adapun langkah-langkah perancangan LPF-60dB/dec adalah seperti berikut
Pilih Wc atau fc
Pilih R1=R2=R3=R (10kΩ s/d 100kΩ)
Hitung nilai
pilih
Pilih
dan
untuk memperkecil efek bias current
Gambar 224 menunjukkan hasil simulasi LPF -60dB/dec.
Gambar 224 Respon rangkaian LPF -60dB/dec ACL vs w
4. PRINSIP KERJA
Low pass filter digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi. Sinyal dapat berupa sinyal listrik seperti perubahan tegangan maupun data-data digital seperti citra dan suara.
Untuk sinyal listrik, low-pass filter direalisasikan dengan meletakkan kumparan secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor secara paralel dengan sumber sinyal. Contoh penggunaan filter ini adalah pada aplikasi audio, yaitu pada peredaman frekuensi tinggi (yang biasa digunakan pada tweeter) sebelum masuk speaker bass atau subwoofer (frekuensi rendah). Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam frekuensi tinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan frekuensi tinggi.
Untuk sinyal berupa data-data digital dapat difilter dengan melakukan operasi matematika seperti konvolusi. Finite Impuls Respons (FIR) dan Infinite Impulse Response (IIR) adalah algoritma untuk memfilter sinyal digital. Contoh aplikasi low-pass filter pada sinyal digital adalah memperhalus gambar dengan Gaussian blur.
5. GAMBAR RANGKAIAN
6. VIDEO
7. CONTOH SOAL
1. Menghitung LPF dengan rangkaian RC
dari hasil perhitungan ini terlihat bahwa pada saat frekuensi rendah maka seluruh tegangan akan jatuh di kapasitor dan pada saat frekuensi tinggi maka tegangan kapasitor akan sama dengan nol (0). Frekuensi cut off pada rangkaian diatas terjadi pada saat Xc = R, dari sini kita dapat menghitung persamaan untuk mencari frekuensi cut off
maka didapatkan persamaan untuk frekuensinya :
LPF dengan rangkaian RC (dengan bentuk sama seperti rangkaian RC diatas) memiliki nilai kapasitans 1 F, nilai hambatan sebesar 20 ohm
maka nilai frekuensinya didapatkan 7.957747155x 10^(-3)
2. LPF dengan rangkaian RL
menentukan frekuensi cut off pada rangkaian :
contoh :
tentukan nilai frekuensi cut off pada rangkaian LPF dengan RL (dengan bentuk sama seperti rangkaian RL diatas) memiliki nilai induktor 2 H, nilai hambatan sebesar 50 ohm
maka nilai fc nya adalah 3.978873577
