BAB IV
PENGUJIAN DAN ANALISA RANGKAIAN
4.1 Pendahuluan
Dalam bab 4 ini akan dijabarkan tentang pengujian alat yang telah dibuat dan menganalisa cara kerja dari perangkat keras tersebut.
Langkah-langkah pengujian dilakukan secara terpisah dan menitik beratkan pada rangkaian filter baik lowpass, highpass maupun bandpass dalam orde satu dan orde dua. Pengujian dilakukan dengan memberikan masukan sinyal sinusoida pada masing-masing kanal dengan frekuensi yang berbeda menggunakan audio frekuensi generator (AFG) dan keluaran diukur menggunakan osiloskop.
4.2 Pengujian Rangkaian Low Pass Filter Orde 1
Pada pengujian blok rangkaian lowpass filter ini dilakukan dengan memberikan sinyal inputan berupa sinusoida dengan frekuensi variable mulai dari range frekuensi 20Hz hingga 7KHz, sedangkan frekuensi cut-offnya ditentukan sebesar 70 Hz. Data pengukuran selama pengujian alat adalah sebagai berikut:
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran LPF Orde 1
No. Frekuensi (Hz)
Gain
(Vo/Vi) No.
Frekuensi (Hz)
Gain (Vo/Vi)
1 20 Hz 1,2 16 500 Hz 0,3
2 40 Hz 1,2 17 600 Hz 0,26
7 120 Hz 0,65 22 1,6 KHz 0,122
Berdasarkan tabel data hasil pengukuran selama pengujian rangkaian lowpass filter, diperoleh kurva respon dari rangkaian tersebut:
Kurva LPF1
Gambar 4.1 Kurva Pengujian Rangkaian LowPass Filter
Op-Amp yang kurang sempurna serta perbedaan hasil dari pengujian dengan menggunakan masukkan sinyal suara riil dibanding sinyal sinusoida dari AFG, sehingga didapat hasil dari bentuk kurva tersebut frekuensi cut-off di 80 Hz. Berikut ini gambar hasil pengukuran yang diambil secara sampling pada frekuensi cut-off, batas bawah (fl) dan batas atas (fh).
Gambar 4.2 Sinyal Frekuensi Cut-Off LPF Orde 1
Gambar 4.3 Sinyal Batas Bawah (fl) Pada Rangkaian LPF Orde 1
4.3 Pengujian Rangkaian High Pass Filter Orde 1
Pada pengujian blok rangkaian highpass filter ini, juga dilakukan dengan memberikan sinyal inputan berupa sinusoida dengan frekuensi variable mulai dari range frekuensi 20Hz hingga 16KHz, sedangkan frekuensi cut-offnya ditentukan sebesar 8 KHz. Data pengukuran selama pengujian alat adalah sebagai berikut:
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran HPF Orde 1 No. Frequensi
(Hz)
Gain (Vo/Vi)
No. Frequensi (Hz)
Gain (Vo/Vi) 1 20 Hz 0,102 21 1,4 KHz 0,3893 2 40 Hz 0,102 22 1,6 KHz 0,42721 3 60 Hz 0,112 23 1,8 KHz 0,4845
4 70 Hz 0,12 24 2 KHz 0,528
5 80 Hz 0,1242 25 3 KHz 0,5886 6 100 Hz 0,1281 26 4 KHz 0,5912
7 120 Hz 0,13 27 5 KHz 0,623
8 140 Hz 0,1321 28 6 KHz 0,645 9 160 Hz 0,1325 29 7 KHz 0,6813 10 180 Hz 0,1341 30 8 KHz 0,7102 11 200 Hz 0,1382 31 9 KHz 0,8412 12 220 Hz 0,141 32 10 KHz 1,0134 13 240 Hz 0,1463 33 12 KHz 1,042 14 300 Hz 0,1468 34 14 KHz 1,12 15 400 Hz 0,152 35 16 KHz 1,243 16 500 Hz 0,1564
17 600 Hz 0,1569 18 800 Hz 0,2582 19 1 KHz 0,262 20 1,2 KHz 0,2883
Kurva HPF Orde 1
Gambar 4.4 Kurva Respon Pengujian Pada Rangkaian HPF Orde 1
Gambar 4.5 Sinyal Frekuensi Cut-Off HPF Orde 1
Sedangkan batas bawah (fl) dan batas atas (fh) tampak pada gambar 4.6 dan 4.7 dibawah ini:
Gambar 4.7 Sinyal Batas Atas (fh) Pada Rangkaian HPF Orde 1
4.4 Pengujian Rangkaian Band Pass Filter Orde 1
Pada pengujian blok rangkaian bandpass filter ini, juga dilakukan dengan memberikan sinyal inputan berupa sinusoida dengan frekuensi variable mulai dari range frekuensi 20Hz hingga 16KHz, sedangkan frekuensi cut-offnya ditentukan sebesar 2,36643 KHz dan frekuensi cut-off ini di dapat dari rumus fh fl, dimana fh ini adalah
frekuensi cut-off dari HPF sedangkan fl ini adalah frekuensi cut-off dari LPF. Data pengukuran selama pengujian alat adalah sebagai berikut:
Tabel 4.3 Hasil Pengukuran BPF Orde 1 No. Frequensi
(Hz)
Gain (Vo/Vi)
No. Frequensi (Hz)
Gain (Vo/Vi)
1 20 Hz 0,04 21 1,6 KHz 0,656
2 40 Hz 0,042 22 1,8 KHz 0,7831
3 60 Hz 0,051 23 2 KHz 0,814
4 80 Hz 0,0566 24 3 KHz 0,8859
5 100 Hz 0,071 25 4 KHz 0,86512
7 140 Hz 0,0809 27 6 KHz 0,693
Berdasarkan tabel data hasil pengukuran selama pengujian rangkaian bandpass filter, diperoleh kurva respon dari rangkaian tersebut:
0
hasil pengukuran dilapangan, hal ini disebabkan karena beberapa faktor diantaranya nilai komponen yang memiliki toleransi 5 hingga 10% serta karakteristik dari IC Op-Amp yang kurang sempurna serta perbedaan hasil dari pengujian dengan menggunakan masukkan sinyal suara riil dibanding sinyal sinusoida dari AFG, sehingga didapat hasil dari bentuk kurva tersebut frekuensi cut-off di 5 KHz. Berikut ini gambar hasil pengukuran yang diambil secara sampling pada frekuensi cut-off, batas bawah (fl) dan batas atas (fh).
Gambar 4.9 Sinyal Frekuensi Cut-Off BPF Orde 1
Gambar 4.10 Sinyal Batas Bawah (fl) Pada Rangkaian BPF Orde 1
Gambar 4.11 Sinyal Batas Atas (fh) Pada Rangkaian BPF Orde 1
4.5 Pengujian Rangkaian Low Pass Filter Orde 2
Tabel 4.4 Hasil Pengukuran LPF Orde 2
Berdasarkan tabel data hasil pengukuran selama pengujian rangkaian lowpass filter, diperoleh kurva respon dari rangkaian tersebut:
LPF Orde 2
Dengan melihat kurva hasil pengukuran rangkaian lowpass filter orde 2 masih menunjukkan hasil yang kurang ideal antara penentuan frekuensi cut-offnya dengan hasil pengukuran dilapangan, hal ini disebabkan karena beberapa faktor diantaranya nilai komponen yang memiliki toleransi 5 hingga 10% serta karakteristik dari IC Op-Amp yang kurang sempurna serta perbedaan hasil dari pengujian dengan menggunakan masukkan sinyal suara riil dibanding sinyal sinusoida dari AFG, sehingga didapat hasil dari bentuk kurva tersebut frekuensi cut-off di 80 Hz. Berikut ini gambar hasil pengukuran yang diambil secara sampling pada frekuensi cut-off, batas bawah (fl) dan batas atas (fh).
Gambar 4.13 Sinyal Frekuensi Cut-Off LPF Orde 2
Gambar 4.14 Sinyal Batas Bawah (fl) Pada Rangkaian LPF Orde 2
Gambar 4.15 Sinyal Batas Atas (fh) Pada Rangkaian LPF Orde 2
4.6 Pengujian Rangkaian High Pass Filter Orde 2
20Hz hingga 16 KHz, sedangkan frekuensi cut-offnya ditentukan sebesar 8 KHz. Data pengukuran selama pengujian alat adalah sebagai berikut:
Tabel 4.5 Hasil Pengukuran HPF Orde 2 No. Frequensi
(Hz)
Gain (Vo/Vi)
No. Frequensi (Hz)
Gain (Vo/Vi) 1 20 Hz 0,101 21 1,4 KHz 0,39704 2 40 Hz 0,101 22 1,6 KHz 0,3991 3 60 Hz 0,1021 23 1,8 KHz 0,46089
4 70 Hz 0,1025 24 2 KHz 0,4637
5 80 Hz 0,1067 25 3 KHz 0,4779 6 100 Hz 0,1087 26 4 KHz 0,4967 7 120 Hz 0,1099 27 5 KHz 0,49805 8 140 Hz 0,1192 28 6 KHz 0,5829
9 160 Hz 0,202 29 7 KHz 0,5928
10 180 Hz 0,2035 30 8 KHz 0,68671 11 200 Hz 0,3092 31 9 KHz 0,80925 12 220 Hz 0,30105 32 10 KHz 0,91809 13 240 Hz 0,311 33 12 KHz 1,103 14 300 Hz 0,315 34 14 KHz 1,108 15 400 Hz 0,3189 35 16 KHz 1,112 16 500 Hz 0,3205
17 600 Hz 0,329 18 800 Hz 0,342 19 1 KHz 0,3481 20 1,2 KHz 0,364
Kurva HPF Orde 2
Gambar 4.16 Kurva Respon Pengujian Pada Rangkaian HPF Orde 2
Gambar 4.17 Sinyal Frekuensi Cut-Off HPF Orde 2
Gambar 4.20 Sinyal Batas Atas (fh) Pada Rangkaian HPF Orde 2
4.7 Pengujian Rangkaian Band Pass Filter Orde 2
Pada pengujian blok rangkaian bandpass filter ini, juga dilakukan dengan memberikan sinyal inputan berupa sinusoida dengan frekuensi variable mulai dari range frekuensi 20Hz hingga 16KHz, sedangkan frekuensi cut-offnya ditentukan sebesar 2,36643 KHz dan frekuensi cut-off ini di dapat dari rumus fh fl, dimana fh ini adalah frekuensi cut-off dari HPF sedangkan fl ini adalah frekuensi cut-off dari LPF. Data pengukuran selama pengujian alat adalah sebagai berikut:
Tabel 4.6 Hasil Pengukuran BPF Orde 2 No. Frequensi
(Hz)
Gain (Vo/Vi)
No. Frequensi (Hz)
Gain (Vo/Vi) 1 20 Hz 0,041 21 1,6 KHz 0,6903 2 40 Hz 0,0423 22 1,8 KHz 0,7998
3 60 Hz 0,0582 23 2 KHz 0,8527
5 100 Hz 0,0711 25 4 KHz 0,854
Berdasarkan tabel data hasil pengukuran selama pengujian rangkaian bandpass filter, diperoleh kurva respon dari rangkaian tersebut:
Kurva BandPass Orde 2
Dengan melihat kurva hasil pengukuran rangkaian bandpass filter orde 2 masih menunjukkan hasil yang kurang ideal antara penentuan frekuensi cut-offnya dengan hasil pengukuran dilapangan, hal ini disebabkan karena beberapa faktor diantaranya nilai komponen yang memiliki toleransi 5 hingga 10% serta karakteristik dari IC Op-Amp yang kurang sempurna serta perbedaan hasil dari pengujian dengan menggunakan masukkan sinyal suara riil dibanding sinyal sinusoida dari AFG, sehingga didapat hasil dari bentuk kurva tersebut frekuensi cut-off di 5 KHz. Berikut ini gambar hasil pengukuran yang diambil secara sampling pada frekuensi cut-off, batas bawah (fl) dan batas atas (fh).
Gambar 4.21 Sinyal Frekuensi Cut-Off BPF Orde 2
Gambar 4.22 Sinyal Batas Bawah (fl) Pada Rangkaian BPF Orde 2
