THE_STATE_VARIABLE_FILTER.docx

(1)

BAB 1 BAB 1

Pendahuluan Pendahuluan

1.1

1.1 Latar BelakangLatar Belakang

Pada rangkaian dibagian listrik sering disebut rangkaian seleksi frekuensi untuk Pada rangkaian dibagian listrik sering disebut rangkaian seleksi frekuensi untuk melewatkan band frekunsi tersentuh dan menahannya dari frekuensi diluar

melewatkan band frekunsi tersentuh dan menahannya dari frekuensi diluar band itu. Filterband itu. Filter dapat diklafisikasikan dengan arahan analog atau digital, pasif atau aktif, audio (AF) atau dapat diklafisikasikan dengan arahan analog atau digital, pasif atau aktif, audio (AF) atau radio frekuensi (RF). Filter analog dirancang untuk memproses sinyal analog, sedang radio frekuensi (RF). Filter analog dirancang untuk memproses sinyal analog, sedang filter digital memproses sinyal analog dengan menggunakan teknik digital. Filter filter digital memproses sinyal analog dengan menggunakan teknik digital. Filter tergantung dari tipe elemen yang digunakan pada rangkaiannya, filterakan dibedakan tergantung dari tipe elemen yang digunakan pada rangkaiannya, filterakan dibedakan pada

pada filter filter aktif aktif dan dan filter filter pasif. pasif. Elemen Elemen pasif pasif adalah adalah tahanan, tahanan, kapasitor kapasitor dan dan induktor.induktor. Filter aktif dilengkapi dengan transistor atau op-amp selain tahanan dan kapasitor. Tipe Filter aktif dilengkapi dengan transistor atau op-amp selain tahanan dan kapasitor. Tipe elemen ditentukan oleh pengoperasian range frekuensi kerja rangkaian. Misal RC filter elemen ditentukan oleh pengoperasian range frekuensi kerja rangkaian. Misal RC filter umumnya digunakan untuk audio atau operasi frekuensi rendah dan filter LC atau kristal umumnya digunakan untuk audio atau operasi frekuensi rendah dan filter LC atau kristal lebih sering digunakan pada frekuensi tinggi.

lebih sering digunakan pada frekuensi tinggi.

Pada percobaan ini, The State Variable Filter, akan membahas filter aktif bertingkat, Pada percobaan ini, The State Variable Filter, akan membahas filter aktif bertingkat, dimana dalam filter aktif ini digunakan komponen IC op-amp sebagai penguat frekuensi dimana dalam filter aktif ini digunakan komponen IC op-amp sebagai penguat frekuensi dan untuk menyempurnakan kinerja filter, serta menjadi suatu bentuk penyederhanaan dan untuk menyempurnakan kinerja filter, serta menjadi suatu bentuk penyederhanaan rangkaian yang lebih kompleks dari filter pasif. Filter aktif sangat handal digunakan pada rangkaian yang lebih kompleks dari filter pasif. Filter aktif sangat handal digunakan pada komunikasi dan sinyal prosesing, tapi juga sangat baik dan sering digunakan pada komunikasi dan sinyal prosesing, tapi juga sangat baik dan sering digunakan pada rangkaian elektronika seperti radio, televisi, telepon ,radar, satelit ruang angkasa dan rangkaian elektronika seperti radio, televisi, telepon ,radar, satelit ruang angkasa dan peralatan biomedik.

peralatan biomedik.

1.2

1.2 TujuanTujuan 1.

1. Untuk memahami konsep serta karakteristik filter aktifUntuk memahami konsep serta karakteristik filter aktif 2.

2. Untuk mengetahui aplikasi op-amp pada filter aktifUntuk mengetahui aplikasi op-amp pada filter aktif 3.

3. Untuk mengetahui pengaruh variasi frekuensi terhadap output pada rangkaian filterUntuk mengetahui pengaruh variasi frekuensi terhadap output pada rangkaian filter aktif

aktif 4.

(2)

BAB 2 BAB 2

Tinjauan Pustaka Tinjauan Pustaka

Gain pada frekuensi tinggi. Bekerja pada sinyal tinggi dan frekuensi tinggi, membuat Gain pada frekuensi tinggi. Bekerja pada sinyal tinggi dan frekuensi tinggi, membuat kapasitas stray menjadi sangat penting. Ini dikarenakan impedansi kapasitor pada ukuran kapasitas stray menjadi sangat penting. Ini dikarenakan impedansi kapasitor pada ukuran C C ke ke frekuensi sinyal sinusoidal,

frekuensi sinyal sinusoidal, f f yaitu 1/(2πyaitu 1/(2π f f C) yang berbanding terbalik dengan frekuensi.C) yang berbanding terbalik dengan frekuensi.

Satu megahertz impedansi dari satu pikofarad kapasitor adalah sekitar 160 KOhm, Satu megahertz impedansi dari satu pikofarad kapasitor adalah sekitar 160 KOhm, sehingga bahkan untuk beberapa pikofarad, kapasitas stray menyediakan jalur alternatif yang sehingga bahkan untuk beberapa pikofarad, kapasitas stray menyediakan jalur alternatif yang relatif mudah bagi sinyal, dengan perubahan yang dihasilkan cukup besar dalam karakteristik relatif mudah bagi sinyal, dengan perubahan yang dihasilkan cukup besar dalam karakteristik tahap amplifier.

tahap amplifier.

Kita berkonsentrasi dengan kapasitas yang ada di gerbang persimpangan di f.e.t yang Kita berkonsentrasi dengan kapasitas yang ada di gerbang persimpangan di f.e.t yang adalah pintu gerbang untuk menguras kapasitas,

adalah pintu gerbang untuk menguras kapasitas, C C gdgd, dan pintu gerbang untuk sumber, dan pintu gerbang untuk sumber kapasitas,

kapasitas, C C gsgs, yang mungkin biasanya dua dan empat masing-masing pikofarad., yang mungkin biasanya dua dan empat masing-masing pikofarad. Kapasitas stray

Kapasitas stray C C gdgd dandan C C gsgs diperlihatkan sebagaimana diperlihatkan sebagaimana C C outout, dimana mewakili apa, dimana mewakili apa kapasitas stray dikaitkan dengan sumber sinyal, dan

kapasitas stray dikaitkan dengan sumber sinyal, dan C C ww, dimana mewakili kapasitas stray, dimana mewakili kapasitas stray pada

pada ground ground dan dan kabel kabel penghubungpenghubung.. C C cc adalah kapasitor kopling biasa dan adalah kapasitor kopling biasa dan R Rgg merupakan merupakan gerbang resistor. Bukan resistor bias,

gerbang resistor. Bukan resistor bias, R Rss, tidak C , tidak C ss diperlihatkan pada sirkit karena komponen diperlihatkan pada sirkit karena komponen tersebut berhubungan dengan pengaturan titik operasi saja dan tidak dengan sinyal. F.e.t telah tersebut berhubungan dengan pengaturan titik operasi saja dan tidak dengan sinyal. F.e.t telah digantikan oleh rangkaian setara, tiga kapasitas,

digantikan oleh rangkaian setara, tiga kapasitas, C C outout,, C C ww, dan, dan C C gs,gs, dimana rangkaian paraleldimana rangkaian paralel digantikan kapasitas tunggal.

digantikan kapasitas tunggal. (C.F.G. Delaney, 1969)(C.F.G. Delaney, 1969) Arus sinyal elektronik terdiri dari dua atau lebih komponen-komponen frekuensi. Untuk Arus sinyal elektronik terdiri dari dua atau lebih komponen-komponen frekuensi. Untuk contoh, sinyal dari stasiun radio siaran terdiri dari pembawa frekuensi radio dan kecerdasan contoh, sinyal dari stasiun radio siaran terdiri dari pembawa frekuensi radio dan kecerdasan audio frekuensi yang terkesan pada operator dengan proses yang disebut modulasi.

audio frekuensi yang terkesan pada operator dengan proses yang disebut modulasi.

Sinyal termodulasi, yang terdiri dari pembawa frekuensi tinggi dan sidebands yang Sinyal termodulasi, yang terdiri dari pembawa frekuensi tinggi dan sidebands yang membentuk gelombang termodulasi, bersama-sama membawa kecerdasan yang terkandung membentuk gelombang termodulasi, bersama-sama membawa kecerdasan yang terkandung dalam frekuensi rendah komponen audio, disiarkan oleh pemancar radio dan dipilih oleh dalam frekuensi rendah komponen audio, disiarkan oleh pemancar radio dan dipilih oleh penerima radio.

penerima radio.

Pembawa frekuensi tinggi, frekuensi unik yang diberikan untuk stasiun tertentu, Pembawa frekuensi tinggi, frekuensi unik yang diberikan untuk stasiun tertentu, memungkinkan penerima untuk mendengarkan atau memilih stasiun siaran. Tapi begitu di memungkinkan penerima untuk mendengarkan atau memilih stasiun siaran. Tapi begitu di penerima,

penerima, pembawa pembawa frekuensi frekuensi tinggi tinggi tidak tidak lagi lagi diperlukan. diperlukan. Hanya Hanya variasi variasi amplitudoamplitudo gelombang termodulasi di tingkat frekuensi audio yang dibutuhkan. Dalam salah satu tahap gelombang termodulasi di tingkat frekuensi audio yang dibutuhkan. Dalam salah satu tahap dari penerima frekuensi pembawa dihilangkan, variasi audio diperoleh, diperkuat, dan dari penerima frekuensi pembawa dihilangkan, variasi audio diperoleh, diperkuat, dan dibiarkan actuade pengeras suara. Proses yang disebut deteksi dan frekuensi filter yang dibiarkan actuade pengeras suara. Proses yang disebut deteksi dan frekuensi filter yang

(3)

digunakan untuk mencapai hal ini. Yang banyak contoh lain dari sinyal kompleks frekuensi dalam elektronik. Sebuah sinyal stasiun televisi adalah salah satu contoh. Sinyal stasiun FM adalah hal lain. Dalam semua kasus frekuensi filter selektif yang digunakan untuk memisahkan arus sinyal yang diinginkan dan tidak diinginkan, menyampaikan komponen-komponen frekuensi yang dibutuhkan untuk sirkuit yang mengolahnya. Adalah tupes berbeda filter.

Beberapa sangat selektif dan akan memungkinkan frekuensi tunggal atau band frekuensi yang sangat sempit melalui, menghaluskan semua orang lain. Ini disebut filter narrowband. Lainnya, disebut filter wideband, akan melewati pita lebar frekuensi sementara pelemahan semua orang lain.

Filter memiliki klasifikasi lain, termasuk yang diklasifikasikan sebagai low-pass dan high-pass filter. Kami akan memeriksa karakteristik dari dua tipe yang terakhir dalam percobaan ini.

Penyaringan dilakukan dengan aksi kapasitor, induktor, dan resistor, dalam kombinasi. Sirkuit resonansi LC adalah salah satu contoh atau frekuensi filter, untuk sirkuit ini sangat selektif mendukung satu frekuensi atas semua orang lain.

Sebuah kapasitor, secara teoritis, menawarkan reaktansi tak terbatas untuk sinyal frekuensi nol, yaitu, untuk arus searah. Oleh karena itu , jika kapasitor ditempatkan secara seri dengan resistansi beban RL dalam gambar.

Ini akan melewati komponen ac sinyal kompleks tapi blok komponen dc dari sinyal itu. Reaktansi kapasitor berbanding terbalik dengan frekuensi. Karakteristik ini digunakan untuk melewati frekuensi tertentu tapi menolak yang lain. Tingkat tegangan ac vR digabungkan dengan kapasitor C resistor R adalah

v R = V cos θ = V x



 ………...………(2.1)

Dimana

θ = arctan _ ………...………(2.2) Sudut tergantung pada nilai relatif dari C dan R, dan F frekuensi sumber sinyal diterapkan. Asumsikan ada tiga frekuensi dalam sinyal V kompleks, yaitu 159 Hz, 1590 Hz, dan 15.900 Hz. Reaktansi Xc C pada masing-masing frekuensi ini adalah , masing-masing, 10.00 , 1000, aand 100 ohm. Tegangan Vr dikirim ke R, pada 159 Hz adalah dari 10 persen dari V. Pada 1590 Hz lebih dari 70 % dari V dikirim ke R, dan pada 15.900 Hz lebih dari 99 % dari V dikirim ke R.

Hal ini jelas, karena itu, C yang akan memungkinkan frekuensi yang lebih tinggi untuk mencapai R dengan minimal redaman, tetapi akan menipiskan frekuensi yang lebih rendah.

(4)

Ini adalah pada jenis filter lolos atas. Reaktansi induktor bervariasi secara langsung dengan frekuensi. Karakteristik ini L digunakan untuk lulus frekuensi rendah ke R , tapi menolak frekuensi tinggi jika input mengandung frekuensi tinggi dan rendah. Tegangan di R menurun.

Seperti frekuensi berkurang, XL berkurang dan tegangan R meningkat . Ini adalah contoh dari low-pass filter. Penambahan kapasitor C di sirkuit ini meningkatkan penyaringan frekuensi lebih tinggi. Untuk sebagai frekuensi.

Untuk frekuensi F dari sinyal masukan meningkat, tidak hanya XL meningkat, mengurangi tegangan output, tapi Xc menurun, mengurangi impedansi dari rangkaian output , dengan demikian semakin mengurangi Vout.

Jika L diganti dengan resistor R, hasilnya akan tetap menjadi filter lolos bawah karena tindakan bypass capasitor C. Dimana frekuensi tinggi start cutoff tergantung pada nilai dua resistor dan dari capasitor C.

Kami akan gunakan di sini definisi frekuensi cutoff sebagai frekuensi yang tegangan output yang hanya 70.7 persen dari output maksimum, yaitu, pada redaman yang setidaknya 29.3 persen dari maksimum. (Paul B. Zbar, 1983) Penyaring atau tapis (filter) didefenisikan sebagai rangkaian atau jaringan listrik yang dirancang untuk melewatkan atau meloloskan arus bolak-balik yang dibangkitkan pada frekuensi tertentu serta memblok atau memperlemah semua arus bolak-balik yang dibangkitkan dengan frekuensi-frekuensi yang lain.

Tapis memiliki aplikasi yang sangat luas dalam rekayasa listrik dan elektronik serta merupakan elemen yang sangat penting peranannya dalam banyak macam sistem komunikasi dan instrumentasi dimana proses pemisahan dari sinyal-sinyal yang diinginkan dan tidak diinginkan, termasuk di dalamnya adalah sinyal-sinyal pengganggu noise, yang merupakan proses yang esensial untuk mencapai suatu keberhasilan operasi dari fungsi sistem yang bersangkutan.

Secara garis besar terdapat dua tipe generik tapis yaitu tapis pasif dan tapis aktif. Tapis tipe yang pertama, tapis pasif, akan terdiri atas komponen-komponen rangkaian yang berupa resistor, kapasitor dan induktor.

Sementara tapis tipe yang kedua yaitu tapis aktif, di samping terdiri atas komponen-komponen rangkaian yang berupa resistor, kapasitor, dan induktor, pada tapis ini terdapat pula komponen tambahan yang berupa komponen aktif yang biasanya diwujudkan oleh komponen op-amp.

Kedua tipe tapis ini dapat dibagi lebih lanjut menjadi empat kelas yang berbeda sesuai dengan pengggunaannya masing-masing. Keempat kelas tapis ini adalah tapis low-pass, tapis high-pass, tapis band-pas, dan tapis band-stop. (George Clyton, 2005)

(5)

BAB 3

Metodologi Percobaan

3.1 Komponen dan Peralatan 3.1.1 Komponen

1. Resistor

Fungsi: untuk meneruskan/meloloskan frekuensi 2. Kapasitor

Fungsi: untuk meredam frekuensi 3. IC LM 741

Fungsi : sebagai penguat tegangan pada rangkaian

3.1.2 Peralatan 1. Osiloskop

Fungsi: untuk mengamati frekuensi output 2. Jumper

Fungsi: untuk menghubungkan rangkaian 3. Unit Design Analog

Fungsi: sebagai tempat rangkaian dan memasukkan nilai frekuensi a. PSA

Fungsi: sebagai sumber tegangan listrik DC b. Signal Generator

Fungsi: untuk membangkitkan signal c. Multimeter

Fungsi: untuk mengetahui tegangan input dan output yang dihasilkan

3.2 Prosedur Percobaan

3.2.1 High Pass Filter

1. Disediakan semua peralatan yang akan digunakan

2. Di test peralatan dan komponen apakah dalam keadaan baik atau tidak 3. Dirangkai komponen seperti pada skema rangkaian

(6)

G OUT V-V+ + -EXT.R 332 332 LM 471 INPUT 3,3KΩ HPF BPF G 47 K? OUT V-V+ + -103 103 68K? 2.7K? 180K? LM 471 INPUT

4. Dihubungkan Unit Design Analog pada arus PLN 5. Diatur frekuensi input, dimulai dengan 2KHz 6. Diamati frekuensi output pada osiloskop 7. Dicatat hasil percobaan

8. Diubah frekuensi input menjadi 4KHz hingga 20KHz dengan range pertambahan 2KHz, 20 KHz hingga 120KHz dengan range pertambahan

20KHz

9. Diamati setiap frekuensi yang dihasilkan dan dicatat

3.2.2 Band Pass Filter

1. Disediakan semua peralatan yang akan digunakan

2. Di test peralatan dan komponen apakah dalam keadaan baik atau tidak 3. Dirangkai komponen seperti pada skema rangkaian

4. Diatur frekuensi input, dimulai dengan 1KHz 5. Dihubungkan Unit Design Analog pada arus PLN 6. Diamati frekuensi output pada osiloskop

(7)

BPF G 47 K? OUT V-V+ + -103 103 68K? 2.7K? 180K? LM 471 INPUT G OUT V-V+ + -EXT.R 332 332 LM 471 INPUT 3,3K? HPF

8. Diubah frekuensi input menjadi 2KHz, 4KHz, 6KHz, 8KHz, 10KHz, 12KHz, 14KHz, 20KHz, 40KHz, 60KHz, 80KHz, 100KHz, 120KHz, dan 140KHz. 9. Diamati setiap frekuensi output yang dihasilkan pada osiloskop dan dicatat 10. Dimatikan osiloskop dan diputuskan hubungan Unit Design Analog pada ar us

PLN

3.3 Skema Rangkaian

3.3.1

H igh Pass F ilter

(8)

4.2 Analisa Data 1. Grafik Gain Vs f

Jawab:

-20 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 5 10 15 20 25 f ( k H z ) Gain (dB)

(9)

Filter Lolos-Rendah ( Low-Pass Filter ): akan melewatkan frekuensi rendah atau dengan kata lain low pass filter akan memberikan tegangan keluaran yang konstan dari DC hingga frekuensi cut-off (frekuensi 0,707 atau frekuensi -3dB).

V-V+

LM 471

Filter Lolos-Bawah Keterangan :

= amplitude response (tanggap amplitudo), satuannya deci Bell f c = cutoff frequency

Berdasar definisi :

Jika Vo > Vi; terjadi penguatan, nilai dB merupakan nilai positif !

Jika Vo < Vi; terjadi pelemahan (atenuasi), karena dB-nya menjadi negatif !

Filter Lolos -Tinggi ( High Pass Filter ) : rangkaian filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi tinggi. Kebalikan dari LPF, yaitu melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off .Filter ini akan menahan semua sinyal yang frekuensinya di bawah frequency cutoff serta akan meneruskan sinyal di atasnya.

V-V+

LM 471

Filter Lolos-Tinggi Secara Umum (dB) Vi Vo Vi Vo log 20 dB ₁₀

(10)

Filter Lolos-Pita ( Bandpass Filter ) : rangkaian yang melewatkan frekuensi tinggi pada daerah tertentu dan meredam frekuensi di luar daerah tersebut. Batas-batas dari frekuensi yang dilewatkan pada BPF adalah FL sampai dengan FH,sedangkan tegangan antara FL dan FH adalah frekuensi resonansi atau frekuensi cut

_–

off .Filter lolos-pita akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median frequency) dan menahan frekuensi di bawah dan di atas median tersebut.

V-V+

LM 471

Filter Lolos-Pita

Filter Notch (The Notch Filter ) atau BRF ( Band Reject Filter ): ialah kebalikan dari Bandpass Filter yaitu meredam frekuensi tertentu dan melewatkan frekuensi luar.Filter ini akan

menghalangi atau menahan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median) dan akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi di bawah dan di atas frekuensi a ntara.

V-V+

LM 471

Filter Notch/ Band Reject Filter

3. Aplikasi dan penjelasan dari percobaan

Jawab: Aplikasi percobaan yaitu sebagai berikut:

- Berfungsi sebagai penguat dalam rangkaian alarm kebakaran - Berfungsi dlam peralatan bell

- Bermanfaat dalam peralatan sound system

(11)

- Filter Aktif Seri banyak digunakan untuk memfilter harmonisa dan memkompensasi distorsi tegangan seperti tegangan kedip, fliker tegangan dan tegangan tidak seimbang pada level sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah.

4. Mencari Gain dalam dB, dengan rumus

 = 20 log

_

4.3 Gambar Percobaan 4.3.1

H igh Pass Filter

OSILOSKOP DIGITAL G OUT V-V+ + -EXT.R 332 332 LM 471 INPUT ACTIVE FILTER PLN 3,3KΩ HPF

(14)

4.3.2

Band Pass F ilter

OSILOSKOP DIGITAL BPF G 47 K_Ω OUT V-V+ + -103 103 68K_Ω 2.7K_Ω 180K_Ω LM 471 ACTIVE FILTER PLN INPUT

(15)

BAB 5

Kesimpulan dan Saran

5.1 Kesimpulan

1. Konsep serta karakteristik Filter aktif yaitu filter aktif biasanya adalah tipe orde kedua atau lebih tinggi yang berarti suku atau pangkat yang lebih tinggi dalam persamaan yang melukiskan fungsi transfer. Untuk menyaring sinyal frekuensi dengan frekuensi tinggi biasanya digunakan filter LRC, pada kasus ini filter aktif dapat menjadi solusi penting, rangkaian filter aktif menggunakan komponen op-amp (operational amplifier) yang dikombinasikan dengan beberapa komponen pasif resistor dan kapasitor sehingga dapat memerikan kinerja filter padafrekuensi rendah. Filter aktif digunakan untuk melukiskan suatu kekalangan filter yang terdiri dari unsur aktif dan unsur pasif. Unsur aktif adalah penguat operasi, resistor dan kondensator biasanya dibuat menjadi bagian dari kalangan umpan balik yang dipasang sedemikian rupa sehingga memberikan karakteristik frekunsi penguat. Filter adalah suatu device yang memilih sinyal listrik berdasarkan pada frekuensi dari sinyal tersebut. Filter akan melewatkan gelombang/sinyal listrik pada batasan tertentu sehingga apabila terdapat sinyal/gelombang listrik dengan frekuensi yang lain (tidak sesuai dengan spesifikasi filter) tidak akan dilewatkan. Rangkaian filter dapat diaplikasikan secara luas,baik untuk menyaring sinyal pada frekuensi rendah, frekuensi audio, frekuensi tinggi, atau pada frekuensi-frekuensi tertentu saja.

Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter)

Tapis pelewat rendah atau tapis lolos rendah (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.

V-V+

(16)

Filter Lolos Atas (High Pass Filter)

adalah jenis filter yang melewatkan frekuensi tinggi, tetapi mengurangi amplitudo frekuensi yang lebih rendah daripada frekuensi cutoff.Nilai-nilai pengurangan untuk frekuensi berbeda-beda untuk tiap-tiap filter ini.

V-V+

LM 471

Filter Lolos Pita (Band Pass Filter)

Sebuah band-passfilter merupakan perangkat yang melewati frekuensi dalam kisaran tertentu dan menolak (attenuates) frekuensi di luar kisaran tersebut. Contoh dari analog elektronik band pass filter adalah sirkuit R

V-V+

LM 471

Filter Tolak Rendah (Band Stop Filter)

Dalam pemrosesan sinyal, filter band-stop atau band-penolakan filter adalah filter yang melewati frekuensi paling tidak berubah, tetapi attenuates mereka dalam rentang tertentu ke tingkat yang sangat rendah.

V-V+

(17)

2. Aplikasi operasional amplifier pada filter aktif, yaitu:sebagai penguat dalam rangkaian alarm kebakaran, dalam peralatan bell, dalam peralatan sound system, dan sebagai penguat pada speaker dan Tap recorder. Filter Aktif Seri banyak digunakan untuk memfilter harmonisa dan memkompensasi distorsi tegangan seperti tegangan kedip, fliker tegangan dan tegangan tidak seimbang pada level sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah.

3.Pengaruh variasi frekuensi terhadap output pada rangkaian filter aktif, yaitu jika sinyal yang masuk pada rangkaian terlalu besar atau terlalu kecil maka sinyal akan disaring pada filter penyaringannya.dan pada frekuensi tertentu sinyal yang masuk akan

diredam.

a. LPF (Low Pass Filter) LPF:

akan melewatkan frekuensi rendah atau dengan kata lain low pass filter akan memberikan tegangan keluaran yang konstan dari DC hingga frekuensi cut-off ( frekuensi 0,707 atau frekuensi – 3dB).

b. HPF(High Pass Filter):

ialah rangkaian filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi tinggi. Kebalikan dari LPF, yaitu melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut -off .

c. BPF (Band Pass Filter :

ialah rangkaian yang melewatkan frekuensi tinggi pada daerah tertentu dan meredam frekuensi di luar daerah tersebut. Batas – batas dari frekuensi yang dilewatkan pada BPF adalah FL samapi dengan FH,sedangkan tegangan antara FL dan FH adalah frekuensi resonansi atau frekuensi cut – off.

(18)

d. BRF ( Band Reject Filter) :

ialah kebalikan dari BPF yaitu meredam frekuensi tertentu dan melewatkan frekuensi luar.Fc = Fr

4. Jenis-jens flter aktif yaitu :

1. Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter) 2. Filter Lolos Atas (High Pass Filter) 3.Filter Lolos Pita (Band Pass Filter) 4.Filter Tolak Rendah (Band Stop Filter)

5.2 Saran

1. Sebaiknya praktikkan selanjutnya, lebih memahami teori filter

2. Sebaiknya praktikkan selanjutnya, lebih mengetahui rangkaian filter aktif

3. Sebaiknya praktikkan selanjutnya, lebih memahami teliti dalam menghitung Gain dalam pembuatan grafik.

(19)

DAFTAR PUSTAKA

Clayton, G. 2005. OPERATIONAL AMPLIFIERS. Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga. Halaman: 250

Delaney, C. 1969. ELECTRONIC FOR THE PHYSICST. Australia: Penguin Books. Pages: 36-37

Zbar, Paul B. 1983. BASIC ELECTRICITY. Fifth Edition. New York: McGraw-Hill Book Company.

Pages : 315-316

Medan, 11 Maret 2014

Asisten, Praktikan,

(20)

TUGAS PERSIAPAN NAMA : Marta Masniary Nainggolan NIM : 120801034

KELOMPOK : VI/B

JUDUL PERC. : The State Variable Filter ASISTEN : Parasian Simbolon

1. Jelaskan konsep dan karakteristik Filter Aktif! Jawab:

Filter Aktif yaitu filter yang menggunakan komponen aktif, biasanya transistor atau penguat operasi (op-amp). Konsep dan karakteristik dari filter aktif dapat dilihat dari beberapa respon/jenis filter aktif, sebagai berikut:

FILTER LOLOS-RENDAH (

LOW-PASS F I LTE R

)

Gambar1. Kurva Umum Karakteristik Filter Lolos-Bawah Keterangan :

= amplitude response (tanggap amplitudo), satuannya deci Bell f c = cutoff frequency

Berdasar definisi :

Jika Vo > Vi; terjadi penguatan, nilai dB merupakan nilai positif ! (dB) Vi Vo Vi Vo log 20 dB ₁₀

(21)

Jika Vo < Vi; terjadi pelemahan (atenuasi), karena dB-nya menjadi negatif !

Gambar2.

R olloff

berbagai filter dengan order berbeda-beda

 Filter lolos-rendah orde pertama (1st order) rolloff-nya -6 dB/oktaf atau -20 dB/dekade.  Filter lolos-rendah orde kedua (2nd order) rolloff -nya -12 dB/oktaf atau -40 dB/dekade.  Filter lolos-rendah orde ketiga (3rd order) rolloff -nya -18 dB/oktaf atau -60 dB/dekade.

FILTER LOLOS -TINGGI (

HI GH PASS FI LTER

)

Filter ini akan menahan semua sinyal yang frekuensinya di bawah frequency cutoff serta akan meneruskan sinyal di atasnya.

(22)

Gambar3. Kurva Karakteristik Filter Lolos-Tinggi Secara Umum

FILTER LOLOS-PITA (

BANDPASS F I LTER

)

Filter lolos-pita akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median frequency) dan menahan frekuensi di bawah dan di atas median tersebut.

Gambar4. Kurva Karakteristik Filter Lolos-Pita Jika diketahui lebar pita dan frekuensi tengahnya maka :

fo = (f H f L)1/2 f H = f L+ BW

   





2 fo 2 BW BW f 2 1 2 2 L    

(23)

Lebar pita (BW) dan frekuensi tengah (fo)  faktor kualitas (Q)

atau

Gambar5. Q Pada Filter Lolos Pita

FILTER NOTCH (

THE NOTCH F I LTER

)

Filter ini akan menghalangi atau menahan sinyal-sinyal dengan frekuensi antara (median) dan akan meneruskan sinyal-sinyal dengan frekuensi di bawah dan di atas frekuensi antar a.

Gambar6. Filter Notch BW fo Q  L H f f fo Q  





L H 2 1 L H f f f f   Q

(24)

RESPONSI

NAMA : Marta Masniary Nainggolan NIM : 120801034

KELOMPOK : VI/B

JUDUL PERC. : The State Variable Filter ASISTEN : Parasian Simbolon

(Nilai: 97,5 )

1. Sebutkan dan jelaskan jenis-jenis filter aktif! 2. Tuliskan yang anda ketahui tentang percobaan 6 3. Buktikan Rumus fc = _ !

Jawab:

1. Jenis-jenis Filter Aktif yaitu:

1. LPF (Low Pass Filter) LPF: akan melewatkan frekuensi rendah atau dengan kata lain low pass filter akan memberikan tegangan keluaran yang konstan dari DC hingga frekuensi cut-off (frekuensi 0,707 atau frekuensi -3dB).

2. HPF(High Pass Filter): ialah rangkaian filter yang berfungsi untuk melewatkan frekuensi tinggi. Kebalikan dari LPF, yaitu melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off .

3. BPF (Band Pass Filter) : ialah rangkaian yang melewatkan frekuensi tinggi pada daerah tertentu dan meredam frekuensi di luar daerah tersebut. Batas-batas dari

(25)

frekuensi yang dilewatkan pada BPF adalah FL sampai dengan FH, sedangkan tegangan antara FL dan FH adalah frekuensi resonansi atau fr ekuensi cut – off.

4. BRF ( Band Reject Filter) : ialah kebalikan dari BPF yaitu meredam frekuensi tertentu dan melewatkan frekuensi luar.

Fc = Fr

2. Filter aktif adalah istilah yang sering digunakan untuk melukiskan suatu kekalang filter yang terdiri dari unsur aktif dan unsur pasif. Unsur aktifnya biasanya adalah penguat operasi dan unsur pasifnya adalah resistor dan kondensator. Resistor dan kondensator biasanya dibuat menjadi bagian dari kalang umpanbalik yang dipasang sedemikian rupa

sehingga memberikan karakteristik frekuensi

Aplikasi operasional amplifier pada filter aktif, yaitu:

- Berfungsi sebagai penguat dalam rangkaian alarm kebakaran - Berfungsi dalam peralatan bell

- Bermanfaat dalam peralatan sound system

- Sebagai penguat paada speaker dan Tap recorderr

- Filter Aktif Seri banyak digunakan untuk memfilter harmonisa dan memkompensasi distorsi tegangan seperti tegangan kedip, fliker tegangan dan tegangan tidak seimbang pada level sistem tegangan tinggi dan tegangan rendah.

Percobaanini menggunakan IC LM741

Resistor pada percobaan ini berfungsi untuk meloloskan frekuensi Kapasitor pada percobaan ini berfungsi untuk meredam frekuensi.

(26)

3. Z =

√ 



+ 

 Z=

√ 



+

_ XC =_ωC ω =   ω = 2πf f =_πω f =_πRC