HPF +40dB/dec

[KEMBALI KE MENU SEBELUMNYA]

DAFTAR ISI

1. Pendahuluan

2. Tujuan

3. Alat dan Bahan

4. Dasar Teori

5. Percobaan

   a) Prosedur

   b) Rangkaian Simulasi dan Prinsip Kerja

6. Video 

7. File Download 

1. Pendahuluan[Back]

        High-pass filter (HPF) adalah filter elektronik yang memungkinkan frekuensi di atas titik cutoff tertentu untuk melewati, sementara frekuensi di bawahnya dilemahkan. HPF +40 dB/dec berarti filter ini menurunkan gain sebesar 40 desibel per dekade frekuensi di bawah cutoff, menunjukkan kemampuan yang sangat efektif dalam mengurangi komponen frekuensi rendah.

        Filter dengan karakteristik ini biasanya merupakan filter orde tinggi, dicapai melalui beberapa tahapan RC atau desain filter aktif dengan penguat operasional. HPF +40 dB/dec sering digunakan dalam aplikasi seperti sistem audio, komunikasi, dan pemrosesan sinyal digital, di mana pemisahan sinyal frekuensi tinggi dari sinyal frekuensi rendah sangat penting.

        Pendahuluan ini akan menjelaskan prinsip dasar operasi HPF, penurunan gain 40 dB/decade, dan aplikasi praktisnya dalam berbagai bidang elektronik.

2. Tujuan[Back]

    a. Mengetahui alat dan bahan, prinsip kerja, dan dasar teori HPF +40 dB/dec.

    b. Mensimulasikan rangkaian HPF +40 dB/dec dengan benar

    c. Menyelesaikan tugas elektronika

    d. memahami tata cara pemasangan rangkaian HPF +40 dB/dec

3. Alat dan Bahan[Back]

    A. Alat

        1. Power Suplay

Berfungsi sebagai sumber daya bagi sensor ataupun rangkaian.

Spesifikasi:

Input voltage: 5V-12V

Output voltage: 5V

Output Current: MAX 3A

Output power: 15W

conversion efficiency: 96%

        2. Osiloskop 

Osiloskop adalah komponen elektronika yang mempunyai kemampuan menyimpan electron-elektron selama waktu yang tidak tertentu. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.
Spesifikasi:



Pinout:



Keterangan:

        3. Voltmeter

 

Merupakan alat untuk mengukur tegangan pada suatu circuit. Dalam menggunakannya kita memparalelkan voltmeter dengan rangkaian yang ingin diukur besar tegangannya. Jika tegangan berupa tegangan DC maka pengalinya di set pada bagian DC, dan jika AC maka diset pada bagian AC. Hasil pada layar akan dikali dengan pengalinya terlebih dahulu, maka akan muncul nilai tegangan pada rangkaian

Spesifikasi:

Pinout

        4. Bode Plotter

Bode diagram merupakan salah satu teknik dalam respon analisis untuk mendeteksi magnitude dan phasa dari sistem jika diberi input sinusoidal. Teknik ini dapat memprediksi Transfer Function dari sistem yang diberi input sinusoidal melalui proses analisa gambar diagram Bode.

        5. Signal Generator

Generator sinyal adalah perangkat apa pun yang menghasilkan sinyal elektronik. Generator sinyal vektor berspesialisasi dalam membuat sinyal RF dengan skema modulasi analog dan digital dalam format seperti QAM, QPSK, FSK, BPSK, dan OFDM. Generator sinyal vektor umumnya digunakan untuk pengujian sensitivitas penerima.

    B. Bahan

        1. Kapasitor

Nilai kapasitor (104J) : 10 * 10^4 pF = 10^5 pF = 100nF; toleransi 5% = ± 95nF sampai 105nF
Kapasitor adalah komponen elektronika pasif yang dapat menyimpan muatan listrik dalam waktu sementara.
Cara menghitung nilai kapasitor :
1. Masukan 2 angka pertama langsung untuk nilai kapasitor.
2. Angka ke-3 berfungsi sebagai perpangkatan (10^n) nilai kapasitor.
3. Satuan kapasitor dalam piko farad.
4. Huruf terakhir menyatakan nilai toleransi dari kapasitor.

Daftar nilai toleransi kapasitor :
B = 0.10pF
C = 0.25pF
D = 0.5pF
E = 0.5%
F = 1%
G = 2%
H = 3%
J = 5%
K = 10%
M = 20%
Z = + 80% dan -20% 

        2. Resistor

Resistor 1k Ohm
Resistor berfungsi untuk menghambat arus dalam rangkaian listrik.
Cara menghitung nilai resistansi resistor dengan gelang warna :
1. Masukan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukan angka langsung dari kode warna gelang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n).
5. Gelang terakhir merupakan nilai toleransi dari resistor.

        3. Ground

    Grounding berfungsi sebagai proteksi peralatan elektronik atau instrumentasi sehingga dapat mencegah kerusakan akibat adanya bocor tegangan dan untuk menetralisir cacat (noise) yang disebabkan baik oleh daya yang kurang baik.

        4. Op-amp

OP- AMP biasanya digunakan pada sistem analog komputer sebagai penguat video/gambar, penguat audio, osilator, detector dan lainnya. LM741 biasanya bekerja pada tegangan positif/negatif 12 volt, dibawah itu IC tidak akan bekerja.

 

        5. Konfigurasi pin LM741

Spesifikasi:

4. Dasar Teori[Back]

Adapun rangkaian HPF +40dB/dec adalah seperti pada rangkaian dibawah. Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diserikan dengan kapasitor C, sehingga sinyal input yang berfrekuensi diatas frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya dibawah frekuensi cut-off akan diredam atau dilemahkan. Pelemahan terjadi karena reaktansi XC akan semakin besar apabila frekuensi semakin kecil seperti hubungan berikut.

                      

Apabila sinyal input semakin diperbesar frekuensi-nya maka tegangan di titik A dari gambar rangkaian HPF +40 dB/dec akan semakin besar atau mendekati besarnya Vi (ACL ≈ 1).

Untuk menurunkan rumus ACL nya maka tentukan dahulu tegangan di titik 

A dan tegangan di titik B. 

Dimana ACL dibuat menjadi

dan nilai a dibuat menjadi sama dengan satu.

Langkah pertama, misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga 

Vo = VB.

Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:

I3 = I4

Sehingga

Lalu masukkan nilai VA ke persamaan arus :

                    I1 I2  I3

Gambar dibawah menunjukkan hasil simulasi HPF +40

1) Resistor

Simbol :

Resistor adalah komponen Elektronika Pasif yang memiliki nilai resistansi atau hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus listrik dalam suatu rangkaian Elektronika (V=I R).

Jenis Resistor yang digunakan disini adalah Fixed Resistor, dimana merupakan resistor dengan nilai tetap terdiri dari film tipis karbon yang diendapkan subtrat isolator kemudian dipotong berbentuk spiral. Keuntungan jenis fixed resistor ini dapat menghasilkan resistor dengan toleransi yang lebih rendah.

Cara menghitung nilai resistor:

Tabel warna

Contoh :

Gelang ke 1 : Coklat = 1

Gelang ke 2 : Hitam = 0

Gelang ke 3 : Hijau   = 5 nol dibelakang angka gelang ke-2; atau kalikan 105

Gelang ke 4 : Perak  = Toleransi 10%

Maka nilai resistor tersebut adalah 10 * 105 = 1.000.000 Ohm atau 1 MOhm dengan toleransi 10%.

2) Kapasitor

setiap perangkat elektronika memiliki simbol sebagai lambang. Demikian pula dengan rangkaian kapasitor. Pada simbol kapasitor dibuat dengan tampilan yang nyaris sama.

Namun terdapat pula perbedaan yang terletak pada beberapa titik yang bertujuan untuk membedakan jenisnya.

Simbol kapasitor dibedakan menjadi dua, yaitu:

• Simbol kapasitor standar Eropa.
• Simbol kapasitor standar Amerika.

Anda dapat melihat contoh simbol-simbol kapasitor seperti dibawah ini:

Dari gambar diatas dapat disimpulkan bahwa simbol kapasitor standar Eropa dilambangkan dengan dua segi empat yang dibuat sejajar. Sedangkan untuk simbol kapasitor standar Amerika, mereka menggunakan dua garis yang disejajarkan secara vertikal. Secara sekilas, simbol kapasitor dari kedua jenis diatas terlihat mirip. Perbedaannya hanya terletak pada beberapa bagian. Berikut ini penjabarannya.

• Adanya kutub positif untuk kapasitor bipolar.
• Perbedaan letak ujung panah untuk kapasitor variabel (trimmer).
• Terdapat perbedaan bentuk fisik dan cara mengubah kapasitas pada kapasitor trimmer dengan varco biasa.

Macam-Macam Rangkaian Kapasitor

Untuk mendapatkan nilai tertentu pada kapasitor, hal tersebut bisa didapatkan dengan cara merangkai beberapa buah kapasitor sesuai kebutuhan.

Rangkaian untuk kapasitor pada umumnya sama dengan rangkaian listrik yang dapat dibedakan menjadi tiga, yakni rangkaian kapasitor seri, paralel dan juga gabungan. Simak penjelasannya berikut ini:

1. Rangkaian Kapasitor Seri

Rangkaian kapasitor seri merupakan rangkaian yang dibuat dengan cara menyambungkan kaki-kaki kapasitor dalam satu garis lurus. Pada rangkaian seri, ketika Anda ingin mencari hambatan. Maka hambatan totalnya cukup dijumlahkan saja.

Untuk mendapatkan hasil penghitungannya, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor seri, yakni adalah:

2. Rangkaian Kapasitor Paralel

Rangkaian kapasitor paralel merupakan rangkaian yang terdiri dari 2 buah atau lebih kapasitor yang disusun dengan bentuk paralel atau berderet.

Untuk jenis kapasitor paralel, susunan rangkaian paralel dapat Anda lihat pada gambar berikut ini:

Untuk penghitungan nilai kapasitas rangkaian paralel pada kapasitor, Anda dapat menggunakan rumus kapasitor paralel, yaitu:

3. Kapasitor Gabungan

Rangkaian gabungan merupakan rangkaian kapasitor yang terdiri dari perpaduan antara seri dan paralel.

Untuk menghitung nilai kapasitas dari rangkaian gabungan, Anda dapat menghitung dengan menggunakan rumus kapasitor gabungan di atas, yakni dengan menghitung masing-masing rangkaian, antara seri dan paralel kemudian menjumlahkannya.

3) Op Amp - LM741

        Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik. Sebuah Op-Amp terdiri dari beberapa Transistor, Dioda, Resistor dan Kapasitor yang terinterkoneksi dan terintegrasi sehingga memungkinkannya untuk menghasilkan Gain (penguatan) yang tinggi pada rentang frekuensi yang luas. Dalam bahasa Indonesia, Op-Amp atau Operational Amplifier sering disebut juga dengan Penguat Operasional.

Karakteristik penguat ideal adalah:

Impedansi input sangat besar (Zi >>). Impedansi input adalah sangat besar sehingga arus input ke rangkaian dalam op-amp sangat kecil sehingga tegangan input sepenuhnya dapat dikuatkan.

Konfigurasi PIN LM741:

Spesifikasi: 

Respons karakteristik kurva I-O:

5. Percobaan[Back]

    a) Prosedur [Back]

Langkah langkah Percobaan

• Siapkan semua bahan dan alat
• Hubungkan semua bahan dan alat
• Atur tegangan dan hambatan
• Jalankan simulasi
• Lalu mencoba menjalankan rangkaian
• Amatilah Respons Frekuensi dan juga respons gelombangnya pada osiloskop

b) Rangkaian Simulasi [Back]

6. Video[Back]

7. File Download [Back]

• Download File Rangkaian HPF +40dB/dec  download
• Download Video Rangkaian HPF +40dB/dec download