BPF (Band Pass Filter)

[menuju akhir]
DAFTAR ISI
4. Dasar Teori
    a) Prosedur
    b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja
    c) Video simulasi

1. Pendahuluan [kembali]

    Filter Penyaring Lolos Pita atau Band Pass Filter (BPF) adalah sebuah penyaring frekuensi yang memungkinkan sinyal berada dalam rentang frekuensi tertentu untuk melewatinya.

    BPF ini memungkinkan sinyal-sinyal yang berada antara batas frekuensi bawah dan batas frekuensi atas untuk dilewatkan, sementara sinyal-sinyal di luar rentang tersebut akan ditolak atau melemahkan. Salah satu penggunaan yang umum dari Band Pass Filter adalah dalam penguat audio, pengendali nada (tone control), dan penyaring crossover untuk speaker. Dalam rangkaian-rangkaian tersebut, terkadang hanya diperlukan melewatkan rentang frekuensi tertentu yang tidak dimulai dari 0Hz atau memerlukan sinyal yang berakhir pada frekuensi tinggi tertentu.

    Band Pass Filter (BPF) Pasif, juga dikenal sebagai Tapis Lolos Antara, dapat dibuat dengan menggabungkan rangkaian Tapis Lolos Bawah (Low Pass Filter) dan Tapis Lolos Atas (High Pass Filter). Rangkaian ini akan menghasilkan sebuah penyaring yang memungkinkan lolosnya pita frekuensi tertentu.


2. Tujuan [kembali]

  • Mampu Memahami Rangkaian Band Pass Filter
  • Mampu Memahami Prinsip Rangkaian Band Pass Filter

3. Alat dan Bahan [kembali]

  •  Alat       
        a. Osiloskop

    Osiloskop adalah alat ukur elektronik yang dapat memetakan atau memproyeksikan sinyal listrik dan frekuensi menjadi gambar grafik agar dapat dibaca dan mudah dipelajari. Osiloskop dilengkapi dengan tabung sinar katode. Peranti pemancar elektron memproyeksikan sorotan elektron ke layar tabung sinar katode.

Spesifikasi:


            b. Supply  15v 

    Berfungsi sebagai sumber tegangan DC 15v.


c. DC Voltmeter


    DC Voltmeter merupakan alat yang digunakan untuk mengukur besar tegangan pada suatu komponen. Cara pemakaiannya adalah dengan memparalelkan kaki-kaki Voltmeter dengan komponen yang akan diuji tegangannya.


d. Amperemeter

    Amperemeter adalah tidak lain ampere dan meter yang digunakan untuk mengukur nilai ampere. Di sini ampere adalah satuan arus listrik dan amperemeter digunakan untuk mengukur arus.

  • Bahan

a. Resistor

    Resistor atau hambatan adalah salah satu komponen elektronika yang memiliki nilai hambatan tertentu, dimana hambatan ini akan menghambat arus listrik yang mengalir melaluinya. Sebuah resistor biasanya terbuat dari bahan campuran Carbon. Namun tidak sedikit juga resistor yang terbuat dari kawat nikrom, sebuah kawat yang memiliki resistansi yang cukup tinggi dan tahan pada arus kuat.
Resistor berfungsi sebagai penghambat arus listrik yang mengalir suatu rangkaian.

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 keempat atau pangkatkan angka tersebut dengan 10 (10^n) dan dikalikan ke ketiga warna gelang tadi.
5. Gelang kelima ini merupakan nilai toleransi dari resistor. 



b. Kapasitor


    Capacitor adalah suatu alat yang dapat menyimpan energi/muatan listrik di dalam medan listrik, dengan cara mengumpulkan ketidak seimbangan internal dari muatan listrik atau komponen listrik yang mampu menyimpan muatan  listrik yang dibentuk oleh permukaan (piringan atau kepingan) yang berhubungan yang dipisahkan oleh suatu penyekat.

c. Op-Amp


    Op-amp, berfungsi sebagai pengindra dan penguat sinyal masukan baik DC maupun AC juga sebagai penguat diferensiasi impedansi masukan tinggi, penguat keluaran impedansi rendah.

d. Ground


    Ground atau pertanahan adalah sistem pengamanan pada instalasi listrik dimana jika terjadi kebocoran listrik maka listrik akan langsung mengalir ke tanah sehingga tidak melukai pengguna.


4. Dasar Teori [kembali]

    Band-pass filter akan melewatkan sinyal dengan frekuensi- frekuensi dalam range tertentu dan meredam sinyal dengan frekuensi- frekuensi yang lainnya. Kurva respons frekuensi yang khas dari band- pass filter diperlihatkan pada gambar 14.1. Tegangan output maksimum untuk filter tipe ini didapat pada nilai frekuensi tertentu yang dikenal sebagai frekuensi resonansi (fr).


Kurva respon frekuensi band-pass filter


Diatas dan dibawah frekuensi resonansi frekuensi resonansi (fr), yang memiliki tegangan output (Vout) sebesar 70,7 % dari tegangan output maksimum adalah merupakan batas-batas yang menentukan bandwidth

dari filter. Frekuensi batas atas tempat titik itu terjadi disebut sebagai fH, sedangkan frekuensi batas bawahnya disebut sebagai fL. Apabila bandwith kurang dari 10% frekuensi resonansi (fr), dikatakan band-pass filter narrow band. Sebaliknya, bila bandwith lebih dari 10% frekuensi resonansi (fr), dikatakan band-pass filter wide band. Kian sempit bandwidth dari suatu filter, kian selektif pemilihan frekuensinya. Tingkat pemilihan frekuensinya dinyatakan dalam factor kualitas atau Q dari rangkaian tersebut. Faktor kualitas atau Q dari rangkaian dapat dicari dengan membagi frekuensi resonansi dengan bandwidth-nya.


Filter dengan Q yang tinggi memiliki bandwidth yang sempit dan tegangan output yang besar. Sebaliknya filter dengan Q yang rendah, memiliki bandwidth yang lebar dan tegangan output yang kecil. Garis putus-putus pada gambar 14.1 (kurva respon frekuensi) menunjukkan suatu filter dengan factor kualitas (Q) yang rendah.

Dengan menentukan range frekuensi yang akan dilewatkan, dapat dibuat suatu band-pass filter aktif, seperti diperlihatkan pada gambar 14.2.



 

Band-pass filter aktif

 

Band-pass filter merupakan gabungan dari low-pass filter dan high-pass filter. Sehingga komponen-komponen R1 dan C2 memberikan low-pass filter, sedangkan C1 dan R2 memberikan high-pass filter.

5. Percobaan [kembali]

     a) Prosedur 

  • Siapkan semua bahan dan alat
  • Hubungkan semua bahan dan alat
  • Atur tegangan dan hambatan
  • Jalankan simulasi
  • Jika terjadi kesalahan, periksa rangkaian kembali

    b) Rangkaian simulasi dan prinsip kerja

  • Gambar Rangkaian


  •  Prinsip Kerja :

    •     Rangkaian Band Pass Filter (BPF) adalah rangkaian yang dapat melewatkan frekuensi antara ωl s/d ωh dan sebaliknya meredam frekuensi di luar lebar pita (BandWidth) tersebut.

    Pertama kita merangkai rangkaian BPF dengan OP AMP LM741, kapasitor, dan resistor. Selanjutnya nilai Omega dihitung dengan rumus -1/RC dan nilai Acl nya dicari yang mana nilainya diperoleh sekitar 0,7. Pada rangkaian respons sudah mendekati dengan hasil menggunakan rumus. Di sini digunakan frekuensi sebesar 1000 sesuai pada rumus. Band pass filter atau filter lolos antara ini pada dasarnya memanfaatkan karakteristik dasar komponen C dan R, di mana 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 band pass filter (BPF) dengan RC dapat diuraikan sebagai berikut, apabila rangkaian filter band pass ini diberikan sinyal input dengan frekuensi di atas frekuensi cut-off rendah (ωl) maka sinyal tersebut akan dilewatkan ke output rangkaian melalui komponen C. Namun jika frekuensi melebihi frekuensi cut-off tinggi (ωh) maka sinyal akan diredam melalui komponen R. 


    c) Video Simulasi 



6. Download File [kembali]

[menuju awal]

 








Comments

Post a Comment

Popular posts from this blog

Image
    BAHAN PRESENTASI UNTUK MATA KULIAH ELEKTRONIKA 2024 OLEH: Alfi Syukri 2310957001 Dosen Pengampu: Dr. Darwison, MT JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2024/2025 Referensi:  1. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CFerila, Padang  2. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978-   602-9081-10-7, CV Ferila, Padang 3 . Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013  4 . Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.  5 . Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005  6 . Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.  7. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2015.  
Read more