LAPORAN PRAKTIKUM ELEKTRONIKA TELEKOMUNIKASI

FILTER AKTIF DENGAN MENGGUNAKAN PENGUAT

OPERASIONAL (LOW PASS FILTER)

Disusun oleh :
Hendrawan
K.N.S
4.31.21.1.14
TE1B

PROGRAM STUDI S.Tr TEKNIK TELEKOMUNIKASI

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2022
 PERCOBAAN - 10
FILTER AKTIF DENGAN MENGGUNAKAN PENGUAT OPERASIONAL (LOW
PASS FILTER)

1. Tujuan
Setelah melaksanakan praktikum, menyusun rangkaian, memeriksa rangkaian dan
menganalisa data diharapkan mahasiswa dapat :
a. Membuat plot frekuensi respon dari filter aktif.
b. Melakukan perubahan nilai komponen yang dapat mempengaruhi frekuensi kerja
filter.
c. Menentukan frekuensi ‘cut off’ dari ‘ low pass filter’.

2. Dasar Teori

Penguat operasional dapat dengan mudah digunakan untuk membuat rangkaian filter aktif.
Berdasarkan daerah kerja frekuensinya, filter dapat berupa Low Pass Filter, High Pass Filter,
Band Pass Filter, dan Band Stop Filter. Sedangkan berdasarkan kecuraman redaman pada
kurva respon frekuensinya terdapat filter dengan :

a. Orde 1 mempunyai kecuraman redaman (roll off) 6 dB/oktaf

b. Orde 2 mempunyai kecuraman redaman (roll off) 12 dB/oktaf
c. Orde 3 mempunyai kecuraman redaman (roll off) 18 dB/oktaf
d. Orde 4 mempunyai kecuraman redaman (roll off) 24 dB/oktaf
Untuk mendapatkan orde yang lebih tinggi cukup dengan mengkaskadekan dua atau lebih
rangkaian filter.

Rangkaian dasar filter aktif orde 1 adalah seperti terlihat pada gambar 7.1

-
Vout
-
R Vout

Vin +
Vin

Low Pass Filter

High Pass Filter

Gambar 7.1. Rangkaian dasar filter orde 1

Sedangkan bentuk dasar rangkaian filter orde 2 seperti terlihat pada gambar 7.2
 R1
C1
-
Voutt
Vou

Viin +
Vi

C2 R2
Low Pass Filter O2rde
F O

Gambar 7.2 Rangkaian dasar filter orde 2

Tabel 1 berisi bentuk dasar filter dari Bessel dan Butterworth, untuk rangkaian low pass filter
dan high pass filter.
Alternatif bentuk rangkaian yang lain adalah dengan tetap memasang resistor umpan balik
antara keluaran dengan masukan membalik. Sehingga untuk rangkaian dasar orde 2 dapat
digambarkan pada gambar 7.3 sebagai berikut:

R3 R4

+V

R1 R2 Vout

Vin

-V RL

C1 C2
 Gambar 7.3 Rangkaian low pass filter orde 2 dengan mode inverting

Pada bentuk ini dapat dipilih R1= R2 = R dan C1 = C2 = C dan frekuensi cut off nya dapat
1
dihitung dengan persamaan fco = .
2 .R.C

3. Alat dan Bahan yang Digunakan

a. IC 741
b. Resistor 6,8K .
c. Kapasitor dari 0,047 F
d. CRO
e. Generator Fungsi 10 Hz s/d 1 MHz
f. Multimeter Analog & Digital
g. Catu Daya 15 Volt

4. Langkah Percobaan
1. Siapkan catu daya ( Power Supply).
2. Pastikan catu daya pada kondisi OFF dan pengatur tegangan pada posisi minimum.
3. Hubungkan catu daya dengan tegangan jala-jala.
4. Siapkan catu daya untuk mencatu rangkaian penguat operasional.
5. Buat rangkaian seperti berikut:
R3 47K R4 27K

+15 Volt

R1 6,8K R2 6,8K Vout

Vin

RL 10 K
-15 Volt

C1 0,047 uF C2 0,047 uF
Gambar 7.4. Rangkaian percobaan 7, Low Pass Filter

6. Frekuensi cut off dari filter pada rangkaian dapat dihitung dengan persamaan

1 fco =. Pada kondisi ini, R1= R2 = R dan C1 = C2 = C oleh karena 2 .

R1R2C1C2
1
itu persamaannya dapat disederhanakan menjadi fco = . (Hitunglah frekuensi
2 .R.C
cut off dari filter tersebut dengan persamaan ini).
7. Penguatan filter dapat dihitung dari konfigurasi tak membalik dari penguat

R4 , hitunglah lebih dahulu penguatan dari

operasional besarnya adalah Av =1+
R3
filter tersebut.

8. Buat rangkaian tersebut dan berikan masukan gelombang sinus dengan frekuensi 50
Hz dan amplitudonya 2 Vp-p.
9. Ukurlah tegangan keluaran dan catat hasilnya. Tentukan penguatan (atau
peredaman) rangkaian dan catatlah. Tentukan penguatan dalam dB.
10. Ulangi pengukuran langkah 7 dan 8 dengan frekuensi sesuai dengan tabel 1.
11. Dengan menggunakan data yang dicatat pada tabel, buatlah plot respon frekuensi
dari rangkaian filter.

12. Bandingkan penguatan hasil pengukuran dengan hasil perhitungan jika berbeda,
mengapa?
13. Bandingkan juga cut off hasil pengukuran dengan hasil perhitungan.

Tabel 1

Frekuensi (Hz) Vout p-p Av Av(dB)

50
100
150
200
 250
300
350
400
450
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
5000
7000
9000
10000

5. Hasil Percobaan
fco = 1/(2πRC) = 1/(2 x 3,14 x 6,8k x 0,047) = 1 / 0,002007 = 498,26 Hz
Av = 1 + (R4/R3) = 1 + (27k/47k) = 1 + 0,574 = 1,574
Tabel 1
Frekuensi (Hz) Vout p-p Av Av(dB)

3V 10 20
50

3V 10 20
100

3V 10 20
150

3V 10 20
200

3V 10 20
250
 3V 10 20
300

3V 10 20
350

3V 10 20
400

3V 10 20
450

3V 10 20
500

1,3 V 4,33 12,74

1000

1V 3,33 10,46
1500

0,8 V 2,67 8,52

2000

0,7 V 2,33 7,36

2500

0,6 V 2 6,02
3000

0,5 V 1,67 4,44

3500

0,5 V 1,67 4,44

4000

0,5 V 1,67 4,44

4500

0,47 V 1,52 3,64

5000

0,32 V 1,25 1,94

7000

0,16 V 0,9 -0,92

9000

0,11 V 0,6 -4,44

10000
Gambar gelombang keluaran
Frekuensi Output

100 Hz
250Hz

500 Hz

1000Hz

2500Hz

5000Hz

10000Hz
6. Analisa
Filter adalah suatu sistem yang dapat memisahkan sinyal berdasarkan frekuensinya ; ada
frekuensi yang diterima, dalam hal ini dibiarkan lewat ; dan ada pula frekuensi yang
ditolak, dalam hal ini secara praktis dilemahkan. Hubungan keluaran masukan suatu
filter dinyatakan dengan fungsi alih (transfer function) . Tapis lolos rendah (low-pass
filter) digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal
berfrekuensi tinggi. Filter aktif low pass adalah rangkaian filter yang menggunakan
penguat operasional (Op-Amp) rangkaian terpadu (IC) dimana rangkaian filter aktif low
pass ini akan meloloskan sinyal input dengan frekuensi dibawah frekuensi cut off
rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off
rangkaian filter aktif low pass tersebut. Low Pass filter merupakan rangkaian yang
memberikan redaman sangat kecil pada frekuensi bawah cut-off (-3dB) yang telah
ditentukan , sedangkan frekuensi di atas frekuensi cut-off akan mendapatkan redaman
sangat besar. Untuk sinyal low-pass filter direalisasikan dengan meletakkan kumparan
secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor secara paralel
dengan sumber sinyal. 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. Pada percobaan ini melakukan dua kali percobaan yaitu filter aktif lolos
rendah mode inverting dan filter aktif lolos rendah mode non inverting.

7. Tugas dan Pertanyaan

A. Tugas
1. Rancanglah low pass filter aktif orde 2 dengan menggunakan opamp jika diinginkan
frekuensi cu off nya sebesar 600 Hz.
Jawab :
 Dengn R = 265Ω
C = 1uF
1 1
𝑓𝑓𝑓 = .= = 600,89 Hz
2𝑓.𝑓.𝑓 2 . 3,14 .265.1𝑓𝑓

B. Pertanyaan
1. Mengacu pada gambar rangkaian percobaan, jika cut off frekuensi diubah menjadi
1500Hz, maka berapa nilai R1 dan R2 yang baru?
2. Agar memenuhi persyaratan polynomial Butterworth, penguatan dari penguat harus
2,23 kali. Untuk memenuuhi persyaratan ini maka R4 harus diganti, berapa nilai R4
seharusnya?
3. Penguatan mendatar dari filter perlu 10 kali dari sinyal masukan, maka perlu dipasang
satu tingkat penguat membalik. Rangcanglah penguat membalik tambahan tersebut dan
tentukan nilai komponen yang diperlukan.
4. Hitunglah penguatan baru dalam dB.
Jawab :
1. 1500 = 1/(2πRC)
1500 = 1/(2 x 3,14 x R x 0,047)
R = 2257 
2. Av = 1 + (R4/R3)
2,23 = 1 + (R4/47k)
R4 = 57810 = 57,8 k
3.
 4. Penguatan yang baru:

8. Kesimpulan
Berdasarkan praktikum tersebut dapat disimpulkan bahwa :
1. Karakteristik utama dari Band Pass Filter atau filter apa pun dalam hal ini, adalah
kemampuannya untuk melewatkan frekuensi yang relatif tidak berkurang pada band
tertentu atau penyebaran frekuensi yang disebut "Band Pass".
2. Cara menentukan besar amplitudo pada tegangan filter aktif lolos rendah yaitu
dipengaruhi oleh frekuensi semakin besar frekuensi maka semakin kecil amplitudo.
3. Pada rangkaian low pass filter nilai penguatan berubah seiring berubahnya nilai
frekuensi yang diberikan pada filter
4. Pada low pass filter,dengan menghitung nilai frekuensi cut off,kita dapat
menentukan batas turunnya penguatan pada frekuensi
5. Perubahan nilai komponen kapasitor pada rangkaian filter akan mempengaruhi hasil
frekuensi kerja filter.