a. Mengetahui pengertian dan prinsip kerja rangkaian LPF -40dB/dec
b. Mengetahui apa saja komponen rangkaian LPF -40dB/dec
Instrument
Osiloskop
Osiloskop adalah alat ukur elektronika yang berfungsi memproyeksikan bentuk sinyal listrik agar dapat dilihat dan dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode. Sorotan elektron membekas pada layar. Suatu rangkaian khusus dalam osiloskop menyebabkan sorotan bergerak berulang-ulang dari kiri ke kanan.
Spesifikasi:
VCC
VCC menyebut tegangan pada kaki collector. VCC menyatakan tegangan (Voltage) pada kaki Collector. Jadi istilah VCC pada awalnya merujuk kepada tegangan di Collector ini. VCC menyatakan power supply positif.
VEE
VEE merupakan power suply negatif. Tegangan pada Emiter disebut VEE.
a. Resistor
Spesifikasi resistor yang digunakan:
a. Resistor 10 ohm
b. Resistor 220 ohm
c. Resistor 10k ohm
Datasheet resistor
b. OP-AMP 741
Operational
Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah 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.
c. Kapasitor
Kondensator atau sering disebut sebagai kapasitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidakseimbangan internal dari muatan listrik.
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%
Spesifikasi:
d. Ground
Ground adalah titik yang dianggap sebagai titik kembalinya arus listrik arus searah atau titik kembalinya sinyal bolak balik atau titik patokan (referensi) dari berbagai titik tegangan dan sinyal listrik di dalam rangkaian elektronika.
Pada rangkaian LPF -40dB/dec ini pada dasarnya menggunakan rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL -nya sama dengan satu . dengan cara tentukan dahulu tegangan di titik A dan tegangan di titik B.
Dimana ACL dibuat menjadi
Jika memakai op-amp ideal maka Ed = 0 sehingga Vo=VB.
Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:
I3 = I4
Lalu masukkan nilai VA ke persamaan arus
Dimana
Sehingga
Pada saat w = wc maka 
Sehingga, bagian real dari ACL bernilai 0.
Jadi,
misalkan R1=R2=R dan 
Maka
Untuk membuat grafik ACL vs w, lakukan substitusi rumus wc pada rumus ACL menjadi seperti berikut ;
Variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 4.
Adapun sket hasil tabel 2 adalah hampir menyamai hasil bode plot simulasi gambar 222.
Adapun langkah-langkah perancangan LPF -40dB/dec adalah seperti berikut : 
1. Pilih 
atau fc 2. Pilih R1=R2=R (10kΩ s/d 100kΩ)
3. Hitung 
4. Hitung 5. Pilih Rf=2R , untuk memperkecil efek bias current.
Respon Rangkaian LPF -40dB/dec ACL vs w
Rangkaian Low Pass Filter (LPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (wc). Rangkaian Low Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan responnya seperti gambar
Pada Rangkaian LPF -40dB/dec ini memiliki beberapa komponen seperti resistor, kapasitor, op amplifier, grounding, serta menggunakan VCC dan VEE.
-Resistor
Resistor
adalah komponen elektronika pasif yang memiliki nilai resistansi atau
hambatan tertentu yang berfungsi untuk membatasi dan mengatur arus
listrik dalam suatu rangkaian elektronika. Satuan Resistor adalah Ohm
(simbol: Ω) yang merupakan satuan SI untuk resistansi listrik. Resitor
mempunyai nilai resistansi (tahanan) tertentu yang dapat memproduksi
tegangan listrik di antara kedua pin dimana nilai tegangan terhadap
resistansi tersebut berbanding lurus dengan arus yang mengalir,
berdasarkan persamaan hukum Ohm (V = I.R ).
Cara menghitung nilai
resistansi resistor dengan gelang warna:
1. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang pertama.
2. Masukkan angka langsung dari kode warna gelang kedua.
3. Masukkan angka langsung dari kode warna gleang ketiga.
4. Masukkan jumlah nol dari kode warna gelang ke-4 atau pangkatkan angka
tersebut dengan 10 (10^n), ini merupakan nilai toleransi dari resistor.
- OpAmp 741
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.
Simbol
Karakteristik IC OpAmp
· Penguatan Tegangan Open-loop atau Av = ∞ (tak terhingga)
· Tegangan Offset Keluaran (Output Offset Voltage) atau Voo = 0 (nol)
· Impedansi Masukan (Input Impedance) atau Zin= ∞ (tak terhingga)
· Impedansi Output (Output Impedance ) atau Zout = 0 (nol)
· Lebar Pita (Bandwidth) atau BW = ∞ (tak terhingga)
· Karakteristik tidak berubah dengan suhu
- Siapkan semua alat dan bahan
- Tentukan nilai Wcnya
- Pilih R1=R2=R (10k - 100k ohm)
- Cari nilai C1 menggunakan rumus
Hitunglah nilai C2 dengan rumus C2 = 2 C1
Pilih Rf = 2R untuk memperkecil efek bias current
Susun semua alat dan bahan sesuai dengan ketentuan LPF
Atur nilai komponen seperti yang kita cari tadi
Atur frequency responce
Jalankan simulasi
Amati respon frekuensi dan gelombang pada osiloskop
a. Gambar Rangkaian
b. Prinsip Kerja
Hal yang pertama yang perlu dilakukan adalah tentukan nilai Wcnya. Disini nilai Wcnya sebesar 7k ( Wc = 1k rad/dec), Pilih R1=R2=R (10k - 100k ohm) yaitu sebesar 10k. kemudian cari nilai C1 menggunakan rumus
Maka didapatkan lah nilai C1 = 0,707/Wc R= 10 nF. Kemudian hitunglah nilai C2 dengan rumus C2 = 2 C1, maka nilai C2 = 20 nF. Selanjutnya Pilih Rf = 2R (Rf= 20k) untuk memperkecil efek bias current. Hitungalah nilai f
Nilai Fc=1k
Seperti yang kita ketahui bahwa low pass filter RC adalah rangkaian yang dibentuk dari resistor dan kapasitor yang melewatkan sinyal frekuensi rendah dan memblokir sinyal frekuensi tinggi. Kapasitor akan memblokir sinyal frekuensi untuk masuk, membuat sinyal langsung mengalir ke bagian rangkaian selanjutnya. Sinyal frekuensi tinggi akan mengalir melalui kapasitor dan tidak dapat mengalir ke bagian rangkaian selanjutnya. Ingat bahwa arus akan mengalir melalui jalur dengan resistansi terkecil. Jadi sinyal frekuensi tinggi akan memilih untuk mengalir melalui kapasitor, bukan ke bagian rangkaian selanjutnya, sedangkan frekuensi rendah akan mengalir ke bagian rangkaian selanjutnya karena resistansi tinggi dari kapasitor.
Terlihat pada frekuensi respon diatas dapat disimpulkan bahwa filter melewatkan sinyal masukan dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off (𝑓𝐶), dan melemahkan sinyal masukan dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off.
Terlihat pada osiloskop terjadi peredaman pada frekuensi.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar