LAPORAN #3 PRAKTEK AUDIO DAN RADIO

HIGH PASS FILTER

Retno Ade Sanjaya

1203051

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRONIKA

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.

High Pass Filter

Prinsip kerja dari filter high pass atau filter lolos atas adalah dengan memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, dimana C akan mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen R yang lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah.

Prinsip kerja rangkaian filter lolos atas atau high pass filter (HPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut: apabila rangkaian filter high pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal tersebut akan di lewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian filter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen R.

Frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ) dari rangkaian RC tersebut.

Sehingga frekuensi cut-off dari filter tersebut adalah :

Sinyal output rangkaian filter high-pass mendahului inputnya yaitu sebesar :

Grafik karakteristik dari high pass filter (HPF) atau filter lolos atas dengan komponen RC dapat digambarkan dengan perbandingan antara tegangan output filter terhadap frekuensi yang diberikan kepada rangkaian filter high pass (HPF) tersebut. Untuk lebih jelasnya grafik karakteristik filter high pass (HPF) ditunjukan pada gambar berikut:

D.      LANGKAH KERJA PRATIKUM

Gambar Rangkaian High Pass Filter

1.    Menyusun rangkaian op – amp filter lolos rendah seperti terlihat pada gambar 1. Dan filter lolos tinggi seperti terlihat pada gambar 2. Pencatu daya LM741 dibuat dengan memasang dua baterai atau sumber DC variabel ( tegangan CT 9 Volt ).

Gambar 1. Rangkaian HPF

2.    Rangkaian filter lolos rendah pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3 dB mengikuti F_3dB  = 1/2 RC. Dengan menggunakan harga C = 0,01 uF dan harga R = 22 k, dapat memprediksi frekuensi 3 dB rangkaian tersebut sebesar F_3dB  = …Hz.

3.    Besarnya penguatan filter ini ditentukan oleh pemasangan resistor R1  dan R2 dimana AV = Vo / Vi = 1 + R2 / R1. Dengan memasang R1 = 12 k dan R2 = 6,8 k, kita dapat penguatan sebesar AV = …

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 =   Vp – p,  Vo =…Vp – p. V A =………

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)                    Ch.2(isyarat keluaran)

Time/div=2ms                                Time/div=2ms

Volt/div=2Vp-p                               Volt/div=0,2 Vp-p

Vi=7 Vp-p                                    Vo=0,14 Vp-p

                      Beda fasanya adalah θ = 270^o

5.    Ulangi langkah 4 ( tanpa menggambar sketsa ) untuk beberapa frekuensi lain dan lengkapi table berikut.

NO	Frekuensi masukan	Vi	Vo	Vo/Vi	θ(o)
1	100	18 Vp-p	0,4 Vp-p	0,22	10o
2	300	18 Vp-p	2 Vp-p	0,11	18o
3	500	18 Vp-p	10 Vp-p	0,56	36o
4	700	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	800
5	800	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	900
6	1.000	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	950
7	1.200	18 Vp-p	15 Vp-p	0,83	1050
8	2.000	18 Vp-p	15 Vp-p	0,83	1500
9	3.000	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	1600
10	10.000	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	180o
11	50.000	18 Vp-p	16 Vp-p	0,89	225o

E.       Analisa Rangkaian

 Frekuensi kerja rangkaian High Pass filter(HPF)menurut teori:

        HPF=1/2πRC

      =1/2.3,14.500Ω.1µF

      =1/6,28.5.10².10^-6

      =1/31,4.10^-4

      =10⁴/31,4

      =318,47 Hz

Frekuensi kerja rangkaian High Pass Filter(HPF) menurut pengukuran:

         HPF=300 Hz

1.Langkah 2: Rangkaian filter lolos rendah pada gambar 1 akan menghasilkan frekuensi 3Db mengikuti F3db=1/2  RC.dengan menggunakan harga C = 1uF dan harga R = 500Ω kita dapat memprediksi  frekuensi 3 dB rangkaian tersebut sebesar F3db = ..... Hz.

Diketahui : C= 0,01 uf                      R= 20 kΩ

F3db = 1/2 . .R.C

                      = 1/2.3,14.500Ω.1.10^-6

                      = 1/6,28.5.10^-4

                      = 10⁴/31,4

                      =318 Hz

    

2.   Langkah 3: Besarnya penguatan filter ini ditentukan oleh pemasangan resistor R1 danR2 dimana AV = Vo / Vi = 1 + R2 / R1. Dengan memasang R1 = 12 kΩ dan R2 = 6,8 KΩ,kita dapat penguatan sebesar AV = .........................

AV =  = 1 +                   R1 = 12 KΩ                R2 = 6,8 KΩ

AV  = 1 +

AV  = 1 +

AV = 1,56 dB

3.Langkah 4: Dengan menggunakan AFG,atur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 1kHz dengan am plitudo 2 Vp – p.gabungkan isyarat masukan ke Ch.1 osiloskop dan isyarat keluaran ke Ch.2. pembacaan pada osiloskop adalah VI = 7 Vp – p,Vo = 0,14 Vp – p.AV =

AV = 20 log 10 ( )

AV = 20 log 10  ( )

AV = 20 log 10.0,02

AV = 0,4 dB

F. KESIMPULAN

Sebuah tapis filter merupakan sebuah jaringan rangkaian yang didesain agar  dapat melewatkan isyarat pada frekuensi tertentu.Daerah frekuensi dimana isyarat yang 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 filter lolos rendah (low pass band filter =LPF),sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi.

1.      Filter berfungsi sebagai sebuah jaringan rangkaian yang digunakan untuk mengubah sekaligus digunakan untuk mengatur frekuensi.

2.      Filter terbagi atas tiga macam di antaranya LPF atau ( low pass filter) yang berfungsi sebagai perangkat untuk melewatkan frekuensi rendah dan menghentikan frekuensi tinggi,selanjutnya HPF atau (high pass filter) yang berfungsi sebagai perangkat untuk melewatkan frekuensi tinggi dan menghentikan frekuensi rendah kemudian BPF atau ( band pass filter)yang berfunsi secara variabel yakni bisa melewatkan frekuensi tinggi maupun rendah sesuai dengan kebutuhan.