1. Penjelasan kondisi [Kembali]
Kondisi 8 Buatlah rangkaian HPF 40dB dan buat respon frekuensinya serta jelaskan prinsip kerjanya!
Jawab :
Rangkaian HPF 40 dB adalah filter yang hanya melewatkan sinyal-sinyal yang frekuensinya lebih tinggi daripada frekuensi batas, sehingga meredam sinyal-sinyal berfrekuensi lebih rendah. Nilai frekuensi batas bergantung pada desain filter. Di bagian depan ada kapasitor yang tugasnya menahan sinyal frekuensi rendah, jadi kalau frekuensinya kecil output hampir nol. Kalau frekuensinya makin tinggi, sinyal bisa lewat dan diperkuat oleh op-amp sampai mencapai penguatan sekitar 40 dB. Itu sebabnya di grafik terlihat kalau di frekuensi rendah garisnya jauh di bawah (redam besar), lalu naik tajam di sekitar titik peralihan (cut-off), dan setelah itu datar di atas dengan penguatan tetap. Jadi singkatnya, rangkaian ini bekerja seperti “saringan” yang hanya membiarkan sinyal tinggi lewat dan sekaligus memperkuatnya.
Frekuensi cut-off (fc) rangkaian High Pass Filter adalah
2. Prinsip Kerja Kondisi [Kembali]
Rangkaian High Pass Filter (HPF) aktif dengan tingkat rendaman 40 dB/decade dengan mengggunakan op-amp 741 sebagai penguat utamanya. Sumber sinyal berasal dari signal generator dengan tegangan 5 V dan frekuensi 100 Hz. Ketika rangkaian dirunning, sinyal input dari generator pertama kali masuk ke kapasitor C2 yang berukuran 1 nF. Fungsi kapasitor untuk memblokir arus DC dan hanya melewatkan sinyal AC lalu menuju C1 berukuran 1nF. Kombinasi C1, C2, R2, R3 membentuk jaringan filter aktif yang menentukan frekuensi potong (cut-off frequency) dari rangkaian. Kemudian sinyal masuk ke input inverting (-) op-amp melalui R3, R2 sebagai resistor feedback yang menghubungkan keluaran op-amp ke input inverting. R1 yang terhubung dari input non-inverting (+) ke ground memberikan referensi tegangan nol sehingga op-amp dapat bekerja stabil. Prinsip kerjanya adalah: pada frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi potong, kapasitor akan memiliki impedansi yang besar, sehingga sebagian besar sinyal akan diredam dan hanya sebagian kecil yang mencapai output. Sebaliknya, jika frekuensi sinyal lebih tinggi daripada frekuensi potong, kapasitor menjadi seperti jalur konduktor (impedansi kecil), sehingga sinyal akan diteruskan dan diperkuat oleh op-amp.
Pada rangkaian ini, nilai R dan C menentukan frekuensi potongnya. Dengan R = 10kΩ dan C = 1nF, frekuensi potongnya kira-kira berada pada 15,9 kHz. Karena input sinyal yang digunakan pada simulasi adalah 100 Hz, maka sinyal tersebut berada jauh di bawah frekuensi potong, sehingga sebagian besar sinyal terblokir. Hal ini terbukti dari hasil pengukuran pada voltmeter di rangkaian yang hanya menunjukkan 1,25 mV dan dari hasil osiloskop, di mana gelombang keluaran jauh lebih kecil dibandingkan gelombang masukan. Dengan kata lain, filter ini bekerja dengan baik sebagai penyaring frekuensi rendah, hanya membiarkan sinyal berfrekuensi tinggi melewati rangkaian, sementara sinyal berfrekuensi rendah akan dilemahkan secara signifikan.
3. Rangkaian Kondisi [Kembali]
Gambar Rangkaian Kondisi 8
Rangkaian HPF 40 dB
4.Video Penjelasan Kondisi[Kembali]
5. Tugas Pendahuluan (Soft File)[Kembali]
Soal dan Jawaban TP M3
Soal no.1 Jelaskan apa yang kamu ketahui tentang Op-Amp!
Jawaban: Op-amp merupakan penguat elektronika yang banyak digunakan untuk membuat rangkaian detektor, komparator, penguat audio, video, pembangkit sinyal, multivibrator, filter, ADC, DAC, rangkaian penggerak dan berbagai macam rangkaian analog lainnya.
Tiga karakteristik utama op-amp ideal, ialah:
1. Gain sangat besar (Aᴏʟ >>) , sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.
2. Impedansi input sangat besar (Zi >>) , sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil mengakibatkan tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
3. Impedansi output sangat kecil (Zᴏ <<) , akibatnya tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zᴏ <<.
Soal no.2 Jelaskan 3 karakteristik utama Op-Amp ideal!
Jawaban:
Tiga karakteristik utama op-amp ideal, ialah:
1. Gain sangat besar (Aᴏʟ >>) , sangat besar karena feedback-nya tidak ada atau RF = tak terhingga.
2. Impedansi input sangat besar (Zi >>) , sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil mengakibatkan tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.
3. Impedansi output sangat kecil (Zᴏ <<) , akibatnya tegangan output stabil karena tahanan beban lebih besar yang diparalelkan dengan Zᴏ <<.
Soal no.3 Bagaimana operational amplifier digunakan sebagai penguat inverting dan non-inverting?
Jawaban:
1.Penguat Inverting -> sinyal output terbalik fasa (180°) dibandingkan sinyal inputnya.
Sinyal masuk (Vin) diberikan ke input negatif (−) melalui resistor Rin, sedangkan Input positif (+) di-ground (0 volt), Op-amp membalik sinyal dan memperkuatnya. Outputnya sinyal akan berlawanan arah dengan Tegangan input.
Dengan gain
2.Penguat Non Inverting -> sinyal output searah fasa sinyal inputnya.
Sinyal masuk (Vin) diberikan ke input positif(+) melalui resistor Rin, lalu Input negative(-) dihubungkan dengan feedback dari output melalui resistor. Maka outputnya sinyal akan searah dengan sinyal input, tetapi dengan amplitude diperkuat.
Dengan gain
Soal no.4 Sebuah rangkaian Op-Amp non-inferting amplifier dengan Rf = 1000 ohm, Rin = 200 ohm. Jika diberikan tegangan input sebesar 12 volt, tentukan besar penguatan tegangan (voltage gain) dan tegangan keluaran rangkaian Op-Amp tersebut!
Jawaban:
Diket: Op-amp non inverting
Rf=1000 ohm
Rin=200 ohm
Vin=12 volt
Ditanya: Aol=...? Vin=...?
Jawaban:
Aol=1 + Rf/Rin
Aol=1 + 1000/200 = 6
Vin=Aol x Vin = 6 x 12 = 72 Volt
Soal no.5 Apa yang dimaksud dengan rangkaian Filter?
Jawaban: Filter adalah suatu rangkaian yang dapat melewatkan sinyal input dengan
lebar pita frekuensi tertentu (Bandpass) dan melemahkan sinyal input pada
lebar pita frekuensi lainnya (Bandstop). Adapun respon ideal filter ACL vs w
seperti pada gambar 217.
Soal no.6 Jelaskan apa saja jenis-jenis filter dan perbedaannya !
Jawaban:
a)Low-Pass Filter (LPF) → Filter lolos rendah
→ -Melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah
-Memblokir sinyal dengan frekuensi tinggi
→ aplikasi : Speaker subwoofer → hanya mengeluarkan suara bass, Menghaluskan sinyal pada rangkaian power supply, dan lain-lain
→ Kasus : Kalau LPF diatur pada 1 kHz, maka:
Sinyal di bawah 1 kHz → lolos
Sinyal di atas 1 kHz → teredam/diblok
b)High-Pass Filter (HPF) → Filter lolos tinggi
→ - Melewatkan sinyal dengan frekuensi tinggi
- Memblokir sinyal dengan frekuensi rendah
→ Aplikasi : Speaker tweeter → hanya mengeluarkan suara treble, Menghilangkan noise frekuensi rendah dalam sistem komunikasi , dan lain-lain
→ Kasus : Kalau HPF diatur pada 1 kHz, maka:
Sinyal di atas 1 kHz → lolos
Sinyal di bawah 1 kHz → teredam
→ Gambar :
c)Band-Pass Filter (BPF) → Filter lolos pita
→ - Melewatkan sinyal dalam rentang frekuensi tertentu
- Memblokir sinyal di bawah dan di atas rentang itu
→ Aplikasi : Radio→memilih satu frekuensi siaran dan memblokir frekuensi lain, dan lain-lain
→ Kasus : Jika BPF diatur 1 kHz – 5 kHz, maka:
Sinyal 1 kHz – 5 kHz → lolos
Sinyal di bawah 1 kHz → teredam
Sinyal di atas 5 kHz → teredam
→ Gambar :
d)Band-Stop Filter (BSF) → Filter tolak pita
→ - Memblokir sinyal dalam rentang frekuensi tertentu
- Melewatkan sinyal di bawah dan di atas rentang itu
→ Aplikasi : Menghilangkan dengung listrik pada frekuensi 50 Hz atau 60 Hz, dan lain-lain
→ Kasus : Jika BSF diatur 1 kHz – 5 kHz, maka:
Sinyal 1 kHz – 5 kHz → teredam
Sinyal di bawah 1 kHz → lolos
Sinyal di atas 5 kHz → lolos
→ Gambar :
Soal no.7 Jelaskan perbedaan rangkaian filter aktif dengan rangkaian filter pasif!
Jawaban:
a)Filter Aktif → rangkaian filter yang menggunakan komponen pasif seperti: Op-amp, transistor,resistor, dan kapasitor
→ Ciri2:
- Membutuhkan sumber listrik tambahan : karena ada op-amp/transistor
- Gain (memperkuat sinyal)
- Tidak memerlukan induktor, sehingga rangkaiannya lebih kecil
- Lebih fleksibel untuk membuat Low-Pass, High-Pass, Band-Pass, dan Band-Stop
→ Kelebihan:
- Dapat memperkuat sinyal
- Komponennya lebih kecil
→ Kekurangan :
- butuh sumber listrik
- lebih mahal disbanding filter pasif
→ Contoh : Active Low-Pass Filter menggunakan op-amp, dan lain-lain
b)Filter Pasif → rangkaian filter yang hanya menggunakan komponen pasif seperti: Resistor (R),Kapasitor (C), Induktor (L)
→ Ciri-ciri:
- Tidak membutuhkan sumber listrik tambahan
- tidak ada gain
- Lebih murah
→ Kelebihan :
- Desainnya sederhana
- Tidak butuh catudaya
→ Kekurangan:
- tidak bisa memperkuat sinyal
- inductor lebih mahal untuk frekuensi rendah
→ Contoh : Rangkaian RC Low-Pass, rangkaian LC Band-Pass , dan lain-lain
Komentar
Posting Komentar