Laporan Resmi LPF Aktif Pasif
Laporan Resmi LPF Aktif Pasif
Laporan Resmi LPF Aktif Pasif
A. TUJUAN
a. Mahasiswa dapat mengetahui rangkaian low-pass filter pasif
b. Mahasiswa dapat mencari frekuensi cut-off melalui simulasi dan
perhitungan
c. Mahasiswa dapat membandingkan frekuensi cut-off hasil perhitungan
dan simulasi.
B. PERSIAPAN
a. Mempelajari teori dasar Low-pass filter
b. Mempelajari cara mengoperasikan multisim.
C. PERALATAN SIMULASI
a. Sumber tegangan AC
b. Resistor
c. Kapasitor
d. Multimeter
e. Bode Plotter
D. DASAR TEORI
Dengan:
Hs = fungsi alih
1
Vin = tegangan masukan
Magnitude (nilai besar) dari fungsi alih dinyatakan dengan |T|, dengan satuan
dalam desibel (dB). Filter dibagi menjadi 4:
Filter lolos bawah (low pass filter), berawal dari w = 2pf = 0 radian/detik
sampai dengan w = w0 radian/detik, dimana w0 adalah frekuensi cut-off.
Filter lolos atas (high pass filter), berkebalikan dengan filter lolos bawah,
berawal dari w = 0 radian/detik sampai dengan w = w0 radian/detik,
dimana w0 adalah frekuensi cut-off.
Filter lolos pita (band pass filter), frekuensi dari w1 radian/detik sampai
w2 radian/detik adalah dilewatkan, sementara frekuensi lain ditolak.
Filter stop band, berkebalikan dengan filter lolos pita, frekuensi dari w1
radian/detik sampai w2 radian/detik adalah ditolak, sementara frekuensi
lain diteruskan.
Filter Lolos Bawah (Low Pass Filter) adalah jenis filter yang melewatkan
frekuensi rendah serta meredam frekuensi tinggi. Filter lolos bawah orde satu
dapat dibuat dari satu tahanan dan satu kapasitor seperti pada Gambar 3. Filter
orde satu ini mempunyai pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade atau –
6 dB/oktav.
a. FILTER PASIF
2
frekuensi dengan cara yang berlawanan. Melihat sirkuit untuk filter lolos
rendah, baik LR dan kombinasi CR menunjukkan telah efek yang sama, tapi
perhatikan bagaimana posisi L dan C tempat perubahan dibandingkan
dengan R untuk mencapai hasil yang sama.
Rangkaian RC seri ini mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua
buah hambatan seri, sehingga tegangan out putnya adalah
3
frekuensi rendah, dan 'Tweeters' untuk reproduksi frekuensi tinggi). Pada
aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut "crossover filter".
Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA
frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power
supply, di mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output.
b. FILTER AKTIF
1. Untuk frekuensi kurang dari 100 kHz, penggunaan induktor (L) dapat
dihindari.
2. Relatif lebih murah untuk kualitas yang cukup baik, karena komponen
pasif yang presisi harganya cukup mahal
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.
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.
4
Suatu filter lolos bawah orde satu dapat dibuat dari satu tahanan dan
satu kapasitor. Filter orde satu ini mempunyai pita transisi dengan
kemiringan -20 dB/dekade atau –6 dB/oktav. Penguatan tegangan untuk
frekuensi lebih rendah dari frekuensi cut off adalah: Av = - R2 / R1
sementara besarnya frekuensi cut off didapat dari: fC = 1 / (2.R2C1)
5
Respon Frekuensi Filter Aktif Low Pass
E. GAMBAR PERCOBAAN
Percobaan 1 Percobaan 2
XBP1 XBP1
IN OUT
IN OUT
XMM1
XSC1
Ext Trig
+
R1 A B
_
+ _ + _
VEE
-15.0V
4
U1
R2
C2 2
1kΩ 6
V1 V1
3
C1
7
5
1
741
0.1µF VCC
15.0V
6
F. LANGKAH PERCOBAAN
a. Hubungkan setiap komponen pada Gambar 2.1, 2.2, 2.3 secara bergantian
b. Masukkan tegangan input 5 V dengan frekuensi:
1. 100 Hz
2. 1 KHz
1
3. Cut Off (𝑓𝑐 = 2𝜋𝑅𝐶 𝐻𝑧)
4. 5 KHz
5. 20 KHz
c. Mulailah simulasi
d. Ukur keluaran tegangan dan arus menggunakan multimeter
e. Double-click Bode Plotter dan pilih Magnitude, atur nilai Horizontal dan
vertikal agar grafik terlihat.
f. Restart simulasi dan estimasikan bandwidth filter dengan men-drag tanda
merah ke titik 3 dB sebagai indikasi frekuensi dan nilai dB pada sisi bawah
sebelah kanan dari Bode Plotter.
g. Bandingkan nilai frekuensi cut off perhitungan dengan simulasi
h. Catat hasil pada tabel 1.7.1
i. Ulangi langkah 2 – 4
j. Catat hasil simulasi pada tabel 1.7.2, 1.7.3, dan tabel 1.7.4
k. Buat grafik menggunakan tabel 1.7.1, 1.7.2, 1.7.3, dan tabel 1.7.4
7
2. 𝑓𝑐 796 Hz 2V
3. 1 kHz 1,69 V
4. 10 kHz 0,4 V
5. 20 kHz 0,22 V
3.5
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz fc 796 Hz 1 KHz 10 KHz 20 KHz
8
3.5
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz 500 HZ fc 1592 Hz 5 KHz 20 KHz
H. ANALISIS DATA
a. Analisis Deskriptif
Low Pass Filter Pasif
Pertama-tama kita siapkan alat dan bahan yang diperlukan saat praktek
dan menyolokan kabel osiloskop dan AFG ke stop kontak. Setelah alat dan
bahan sudah siap, kita mulai praktek. Kita merangkai ragkaian Low-Pass
Filter Pasif sesuai dengan gambar percobaan yang telah ditentukan. Setelah
rangkaian selesai, kita siapkan oscilloscope nya kemudian pasang probe pada
konektor probe Channel 1 dan pilih mode Channel 1. Sebelum mengukur,
tidak lupa kita mengkalibrasi terlebih dahulu oscilloscope. Setelah
oscilloscope sudah siap, kita mengatur angka pada Function generator pada
menu frekuensi menjadi 100 Hz dan mengatur Vpp menjadi 10 Vpp. Setelah
selesai mengatur besar frekuensi dan Vpp nya, kita hubungkan probe positif
function generator ke input pada rangkaian dan probe negatifnya kita
hubungkan ke ground rangkaian. Kemudian probe positif pada oscilloscope
kita hubungkan di output rangkaian dan probe negatifnya kita hubungkan di
ground. Setelah probe pada function generator dan oscilloskop sudah
terhubung di rangkaian, kita nyalakan tombol ON pada function generator dan
9
kita hitung sehingga menemukan Vrms sebesar 3,53 V yang digunakan untuk
menghitung gain yang kita temukan sebesar – 9,04 dB. Kemudian kita ulangi
pengukuran tadi pada frekuensi 796 Hz dan 1 KHz sehingga menemukan
Vrms sebesar 2 V dan 1,69 V yang digunakan untuk menghitung gain yang
menghasilkan gain sebesar -13,97 dB dan -15,44 dB. Lalu kita menghitung
pada frekuensi sebesar 10 KHz dan 20 KHz dan menemukan hasil Vrms
sebesar 0,4 V dan 0,22 V yang kita gunakan juga untuk menghitung gain dan
mendapat hasil sebesar -27,95 dB dan -33,15 dB. Hasil Vrms dan gain yang
sudah kita temukan tadi kita catat di buku untuk disalin di laporan berikutnya.
10
menghasilkan gain sebesar -12,33 dB dan -16,42 dB. Lalu kita menghitung
pada frekuensi sebesar 5 KHz dan 20 KHz dan menemukan hasil Vrms sebesar
0,78 V dan 0,212 V yang kita gunakan juga untuk menghitung gain dan
mendapat hasil sebesar -23,74 dB dan -35,05 dB. Hasil Vrms dan gain yang
sudah kita temukan tadi kita catat di buku untuk disalin di laporan berikutnya.
b. Analisis Regresif
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
5
= = 3,53 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log 𝑉𝑖𝑛
3,53
= 20 log = -9,04 dB
10
11
3. Frekuensi 1 KHz
Diketahui : Vp = 2,4 V Vin = 10 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
2,4
= = 1,69 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20log 𝑉𝑖𝑛
1,69
= 20log = -15,44 dB
10
4. Frekuensi 10 KHz
Diketahui : Vp = 0,6 V Vin = 10 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
0,6
= = 0,4 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log 𝑉𝑖𝑛
0,4
= 20 log = -27,95 dB
10
5. Frekuensi 20 KHz
Diketahui : Vp = 5 V Vin = 10 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
0,4
= = 0,22 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log 𝑉𝑖𝑛
0,22
= 20 log = -33,15 dB
10
12
DIketahui : Vp = 4,5 V Vin = 12 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
4,5
= = 3,18 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log
𝑉𝑖𝑛
3,18
= 20 log = -11,53 dB
12
2. Frekuensi 500 Hz
Diketahui : Vp = 4,2 V Vin = 12 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
4,2
= = 2,9 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20log 𝑉𝑖𝑛
2,9
= 20log = -12,33 dB
12
13
4. Frekuensi 5 KHz
Diketahui : Vp = 1,1 V Vin = 12 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
1,1
= = 0,78 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log 𝑉𝑖𝑛
1,1
= 20 log = -23,74 dB
12
5. Frekuensi 20 KHz
Diketahui : Vp = 0,3 V Vin = 12 V
Ditanya : a. Vrms ?
b. Gain ?
𝑉𝑝
Jawab : a. Vrms =
√2
0,3
= = 0,212 V
√2
𝑉𝑜𝑢𝑡
b. Gain = 20 log 𝑉𝑖𝑛
0,212
= 20 log = -35,05 dB
12
14
5. 20 KHz 0,22 V -33,15 dB
3.5
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz fc 796 Hz 1 KHz 10 KHz 20 KHz
15
0
100 Hz FC (796 Hz) 1 KHz 10 KHz 20KHz
-5
-9.04
-10
-13.97
-15.44
AMPITUDO V
-15
-20
-25 -27.95
-30
-33.15
-35
GAIN DB
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz 500 Hz fc 1592 10 KHz 20 KHz
16
f. Gambar Grafik Gain Low Pass Filter Aktif
0
-5 100 Hz 500 Hz FC (1592 Hz) 5 KHz 20KHz
-11.53 -12.33
-10
-15.56
AMPITUDO V
-15
-20 -23.74
-25
-30 -35.05
-35
-40
GAIN DB
J. SOAL
1. Buatlah grafik antara V dan f
a. Low Pass Filter Pasif
4
3.5
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz fc 796 Hz 1 KHz 10 KHz 20 KHz
17
3.5
2.5
1.5
0.5
0
100 Hz 500 Hz fc 1592 10 KHz 20 KHz
K. SIMPULAN
18
Semakin besar nilai Vrms maka gain juga semakin besar. Sedangkan
frekuensi dimana ketika nilai frekuensi semakin besar maka nilai dari
Vrms dan gain semakin kecil.
19
DAFTAR PUSTAKA
(http://setiaagungw.blogspot.co.id/2014/04/v-
behaviorurldefaultvmlo.html). Diakses pada 26 Februari 2018.
(http://andri19921119.blogspot.co.id/p/filter-aktif-dan-filter-
pasif.html). Diakses pada 26 Februari 2018.
20