Tugas Pendahuluan



1. Penjelasan kondisi [Kembali]

Buatlah rangkaian LPF -20dB dan buat respon frekuensinya serta jelaskan prinsip kerjanya!

Kondisi yang dimaksud adalah sebuah rangkaian Low Pass Filter orde satu. Filter ini memiliki karakteristik utama yaitu hanya melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah, sedangkan sinyal dengan frekuensi tinggi akan dilemahkan. Penurunan sinyal terjadi dengan laju -20 dB per dekade, artinya setiap kali frekuensi dinaikkan 10 kali lipat di atas frekuensi cut-off, level sinyal akan turun sebesar 20 dB.

Frekuensi batas atau cut-off filter ditentukan oleh nilai resistor dan kapasitor melalui rumus:

                                                                 

Pada frekuensi di bawah fc, sinyal masih dapat dilewatkan hampir utuh. Tepat pada frekuensi fc, sinyal mulai mengalami pelemahan sebesar -3 dB. Di atas fc, sinyal semakin diredam seiring kenaikan frekuensi, mengikuti slope -20 dB/decade.

Vout pada LPF -20 dB/decade akan mengikuti frekuensi input. Di frekuensi rendah, Vout hampir sama dengan Vin. Pada frekuensi cut-off, Vout turun menjadi sekitar 0,707 kali Vin (−3 dB). Jika frekuensi terus dinaikkan di atas cut-off, Vout semakin kecil dengan penurunan −20 dB tiap dekade, sehingga sinyal frekuensi tinggi semakin diredam, dengan rumus:

Dengan kondisi ini, filter dapat digunakan untuk memisahkan sinyal rendah dari sinyal tinggi, misalnya pada sistem audio atau pemrosesan sinyal, agar hanya frekuensi tertentu saja yang dilewatkan.


2. Prinsip Kerja Kondisi [Kembali]

Prinsip Kerja Kondisi Rangkaian LPF -20 dB/dec

  1. Sinyal input masuk ke rangkaian melalui resistor R1. Dari titik pertemuan R1 dan C1, sinyal punya dua kemungkinan jalur, yaitu ke kapasitor C1 yang terhubung ke ground dan ke input inverting (-) dari op-amp.

  2. Peran kapasitor C1 adalah sebagai penyaring frekuensi. Pada frekuensi rendah, kapasitor seolah-olah seperti rangkaian terbuka karena impedansinya besar, sehingga sinyal tidak banyak mengalir ke ground. Sebaliknya pada frekuensi tinggi, kapasitor bertindak seperti hubungan singkat karena impedansinya kecil, sehingga sinyal lebih banyak mengalir ke ground dan hanya sedikit yang diteruskan ke op-amp.

  3. Input non-inverting (+) dari op-amp dihubungkan ke ground, artinya op-amp bekerja dalam konfigurasi inverting. Hal ini membuat output sinyal yang dihasilkan memiliki perbedaan fase 180 derajat dengan inputnya.

  4. Resistor feedback Rf menghubungkan output op-amp kembali ke input inverting (-). Umpan balik ini penting karena menentukan besar penguatan sinyal dan membuat respon filter menjadi stabil. Pada frekuensi rendah, output masih diperkuat sesuai perbandingan Rf dan R1.

  5. Pada frekuensi cut-off (fc), yaitu titik transisi antara daerah low-pass dan daerah redaman, amplitudo output turun sekitar -3 dB dari nilai maksimumnya. Nilai fc ditentukan oleh kombinasi R1 dan C1 dengan rumus fc = 1 / (2πRC).

  6. Setelah melewati frekuensi cut-off, sinyal dengan frekuensi lebih tinggi akan semakin dilemahkan. Penurunannya mengikuti kemiringan -20 dB setiap kali frekuensi naik sepuluh kali lipat (satu dekade).

  7. Hasil akhirnya, output rangkaian ini akan melewatkan sinyal frekuensi rendah hampir tanpa perubahan amplitudo, tetapi menolak atau sangat melemahkan sinyal frekuensi tinggi. Dengan begitu rangkaian bekerja sebagai low pass filter aktif dengan slope -20 dB per dekade.

3. Rangkaian Kondisi [Kembali]



Gambar rangkaian LPF  -20dB


Sinyal pada Ossiloskop


Gambar respon frekuensi untuk kondisi LPF  -20 dB

4.Video Penjelasan Kondisi[Kembali]



5. Tugas Pendahuluan (Soft File)[Kembali]

Download tugas pendahuluan klik disini

Download rangkaian kondisi klik disini

Download video kondisi klik disini



Komentar

Posting Komentar