Nama : Doni
Hermanto
|
laporan 2
|
Nim : 1201911
|
Praktek audio
radio
|
Jurusan :
Teknik Elektronika
|
Judul : filter
audio
|
A.
TUJUAN
1. Menyusun
rangkaian op – amp sebagai rangkaian filter.
2. Mempelajari
hubungan amplitude dan fase antara isyarat masukan dan isyarat keluaran sebagai
fungsi frekuensi.
3. Melihat
respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan rendah.
B.
ALAT DAN BAHAN
1.
Power Supply
2.
AFG
3.
Osiloskop
4.
Multimeter
5.
Kabel Probe x 2
6.
Breadboard
7.
IC LM741 x 1
8.
C 10nF x 3
9.
R12K x 1
10. R22K
x 2
11. R6K8
x 1
C.
TEORI PENDUKUNG
Sebuah
tapis/ filter merupakan sebuah jaringan yang didesain agar dapat melewatkan
isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat
diloloskan disebut pita lolos ( pass band
filter ) dan daerah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti ( stop band filter ). Filter dengan pita
lolos pada frekuensi rendah disebut pita lolos rendah ( low pass band filter = LPF )
sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi ( high pass band filter = HPF ).dapat
juga mendesain filter denganpita henti pada frekuensi rendah dan pada frekuensi
tinggi. Pada bagian ini akan mempelajari filter lolos rendah dan tinggi dengan
menggunakan op – amp dan akan melihat respon frekuensi audio terhadap filter.
Low Pass Filter
Low Pass Filter (LPF) atau Filter Lolos Bawah adalah
filter yang hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari
frekuensi cut-off (fc) dan akan melemahkan sinyal dengan frekuensi yang lebih
tinggi dari frekuensi cut-off (fc).
Pada filter LPF yang ideal sinyal dengan frekuensi
diatas frekuensi cut-off (fc) tidak akan dilewatkan sama sekali (tegangan
output = 0 volt). Rangkaian low pass filter RC merupakan jenis filter pasif,
dengan respon frekuensi yang ditentukan oleh konfigurasi R dan C yang
digunakan. Rangkaian dasar LPF dan grafik respon frekuensi LPF sebagai berikut.
Rangkaian
Dasar Dan Grafik Respon Frekuensi Low Pass Filter RC
Frekuensi
cut-off (fc) dari filter pasif lolos bawah (Low Pass Filter,LPF) dengan RC
dapat dituliskan dalam persamaan matematik sebagai berikut:
Rangkaian filter pasif LPF RC diatas terlihat seperti
pembagi tegangan menggunakan R. Dimana pada filter LPF RC ini tegangan output
diambil pada titik pertemuan RC. Tegangan output (Vout) filter pasif LPF
seperti terlihat pada rangkaian diatas dapat diekspresikan dalam persamaan
matematis sebagai berikut:
Besarnya penguatan tegangan (G) pada filter pasif yang
ideal maksimum adalah 1 = 0dB yang hanya terjadi pada frekuensi sinyal input
dibawah frekuensi cut-off (fc). Penguatabn tegangan (G) filter LPF RC pasif
dapat dituliskan dalam persamaan matematis sebagai berikut:
Dan
penguatan tegangan (G) LPF RC dapat dituliskan dalam satuan dB sebagai berikut:
Pada filtrer lolos bawah (low pass filter ,LPF)
terdapat beberapa karakteristik mendasar sebagai berikut:
·
Pada saat frekuensi sinyal input lebih rendah dari
frekuensi cut-off (fc) (fin << fc) maka penguatan tegangan / Gain (G) = 1
atau G=0dB.
·
Pada saat frekuensi sinyal input sama dengan frekuensi
cut-off (fc) (fin = fc) maka ω = 1/RC sehingga penguatan tegangan / Gain (G)
menjadi -3 dB atau terjadi pelemahan tegangan sebesar 3 dB.
·
Pada saat frekuensi sinyal input lebih tinggi dari
frekuensi cut-off (fc) (fin >> fc) maka besarnya penguatan tegangan (G) =
1/ωRC atau G = -20 log
D.
LANGKAH KERJA PRATIKUM
Gambar Rangkaian
Low Pass Filter
1. Menyusun
rangkaian op – amp filter lolos rendah seperti terlihat pada gambar 1. .
Pencatu daya LM741 dibuat dengan memasang dua baterai atau sumber DC variabel (
tegangan CT 9 Volt ).
2. Rangkaian
filter lolos rendah pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3 dB mengikuti F3dB
= 1/2
RC. Dengan menggunakan harga C = 0,01 uF
dan harga R = 22 k𝝮,
dapat memprediksi frekuensi 3 dB rangkaian tersebut sebesar F3dB = …1/2 RC
F3dB = 1/3.3,14.20000 ohm . 0.1uf
F3dB = 3140 Hz.
3. Besarnya
penguatan filter ini ditentukan oleh pemasangan resistor R1 dan R2 dimana AV = Vo / Vi = 1 + R2 / R1. Dengan memasang R1 = 12 k𝝮 dan R2 = 6,8 k𝝮, kita dapat
penguatan sebesar AV =
…
AV
= 1+R2/R1
AV= 1+6800/12000
AV=1.56
4. Dimana
menggunakan AFG, atur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 1 kHz dengan amplitude 2 Vp – p.
hubungkan isyarat masukan ke Ch.1 osiloskop dan isyarat keluaran ke Ch.2.
pembacaan pada osiloskop adalah Vi = …3……….Vp – p, Vo = ……1,8……………Vp – p. V A =…vo/vi = 1,8/3 = 0,6……………………………
Beda fase antara isyarat masukan dan keluaran ϕ
=…………………o. tampilkan isyarat masukan dan keluaran yang ada pad osiloskop adalah
( buat satu gelombang saja ) :
Ch. 1 (isyarat
masukan)
Time/div =
.5,00 ms....................
Volt/div =
...1 volt...................
Vi =
...........3..............Vp-p
Ch.2 (isyarat masukan)
Time/div =
.......5,00...ms..............
Volt/div =
......1 volt...................
V0 =
..............1,8..............Vp-p
= ........................................
1.
Ulangi langkah 4 ( tanpa menggambar
sketsa ) untuk beberapa frekuensi lain dan lengkapi table berikut.
No.
|
Frekuensi masukan (Hz)
|
Vi
(Vp-p)
|
V0
(Vp-p)
|
V0 / Vi
|
AV
|
1..
|
100
|
3 vp-p
|
1,8 vp-p
|
0,6
|
20 log 0,6= -4,43
|
2
3 |
20
50 |
3 vp-p
3 vp-p |
3,8 vp-p
3 vp-p |
1,27
1 |
20 log 1,27= 2,07
20 log 1=0 |
3
|
300
|
3 vp-p
|
0,8 vp-p
|
0,27
|
20 log 0,27= -11,37
|
4
|
500
|
3 vp-p
|
0,4 vp-p
|
0,13
|
20 log 0,13
= -17,72 |
5
|
700
|
3 vp-p
|
0,4 vp-p
|
0,13
|
20 log 0,13
= 17,72 |
6
|
800
|
3 vp-p
|
0,2 vp-p
|
0,067
|
20 log 0,067 = -23,48
|
7
|
1000
|
3 vp-p
|
0,2 vp-p
|
0,067
|
20 log 0,067= -23,48
|
8
|
1200
|
3 vp-p
|
0,1 vp-p
|
0,033
|
20 log 0,033= -29,63
|
9
|
2000
|
3 vp-p
|
0,1 vp-p
|
0,033
|
20 log 0,033= -29,63
|
10
|
3000
|
3 vp-p
|
0,09 vp-p
|
0,03
|
20 log 0,03
= -30,45 |
11
|
10000
|
3 vp-p
|
0,05 vp-p
|
0,017
|
20 log 0,017
= -35,39 |
12
|
50000
|
3 vp-p
|
0,01 vp-p
|
0,003
|
20 log 0,003 = -50,46
|
F=
20 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
50 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
100 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
300 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
500 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
700 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
800 Hz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
1 KHz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
1,2 KHz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
2 KHz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
3 KHz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
F=
50 KHz, CH1= 1 V, CH2=1 V, t/div = 5 ms
 |
E.
Evaluasi
Rangkaian filter audio (LHF) dengan simulasi:
Rangkaian filter audio (LHF) dengan simulasi:
E. HASIL
PENGAMATAN
1. Prediksi frekuensi
F3dB = 3140 Hz
= 1/ 2ᴨ√RC
= 1/ 2. 3,14 √20.000.0.1
= 3140 Hz
2. Besar penguatan AV =
1,56 kali penguatan.
AV = VO/ Vi
= 1+ R2 / R1
= 1+ 6800/12000
= 1+0,56
= 1,56 kali penguatan
3. Dengan menggunakan AFG besar
Vo,Vi,dan AV adalah
Ø Vi
= 1,6 x 1
= 1,6Vp-p
Ø Vo
= 1 x 1 mv
= 1 mv
= 0,1 V
Ø AV
= VO / Vi
= 0,1 / 1,6
= 0,0625 kali penguatan
= 20 log VO / Vi
= 20 log 0,025
= -32 db
F.
Kesimpulan
Dari pratikum yang telah dilaksanakan maka dapat
ditarik kesimpulan :
1. Bahwa dari pratikum tersebut mengenai filter
audio khususnya low pass filter (LPF)
bahwa prinsip dasarnya dilihat dari praktek hasilnya outpunya jika dilihat dari
tinggi, lama kelamaan semakin mengecil setelah melalui frekuensi tertentu dan
juga setelah cutoff
2. pada low pass filter yang telah di praktekan
setelah frekuensi di naik kan maka lama kelamaan output nya semakin mengecil
setelah cutoff pada frekuensi 100 Hz.
3. Filter Low Pass adalah sebuah rangkaian yang
tegangan keluarannya tetap dari dc naik sampai ke suatu frekuensi cut-off fc.
Bersama naiknya frekuensi di atas fc, tegangan keluarannya diperlemah
(turun).Low Pass Filter juga melewatkan
frekuensi rendah serta meredam/menahan frekuensi tinggi.
