Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diparalelkan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya diatas frekuensi cut-off akan digroundkan. Apabila sinyal yang lewat di kapasitor semakin besar frekuensinya makakapasitansi kapasitor semakin kecil dan sesuai dengan rumus kapasitor terhadap frekuensi seperti berikut.
LPF -20 db ini dasarnya adalah rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL –nya sama dengan satu ( ACL » 1, butterworth filter). Dengan tegangan input Vi maka tegangan di titik A adalah:
Berikut, variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 3. Adapun sket hasil tabel 1 adalah hampir menyamai hasil bode plot simulasi pada gambar 220.
Adapun langkah-langkah perancangan LPF -20dB/dec adalah seperti berikut :
Analisa prinsip kerja dari LPF -20 db berdasarkan tegangan
input, ouput, frekuensi cutt-of, dan gelombang hasil percobaan
Jawab :
Rangkaian LPF yang dibuat pada percobaan ini mempunyai struktur orde satu dan dapat disusun dari resistor (R1) dan kapasitor (C1). Arus input masuk ke rangkaian melalui resistor R1 dengan nilai 10 kΩ. Sebuah kapasitor dengan kapasitansi 100 nF dihubungkan secara paralel dengan resistor R1. Untuk menentukan frekuensi cutoff (fc) digunakan rumus f = 1/2πRC yang disesuaikan dengan ωc = 1/RC.Hasil perhitungan menunjukkan fc sebesar 159,1549 Hz. Filter orde pertama ini memiliki pita transisi dengan kemiringan -20 dB/dekade atau -6 dB/okt. Penguatan tegangan untuk frekuensi kurang dari fc diberikan dengan rumus Av = - R2 / R1. dimana fc ditentukan dengan menggunakan rumus fC = 1 / (2R2C1).Frekuensi dan respon dB-nya dapat dilihat pada tabel grafik respon frekuensi.Bentuk gelombang filter low-pass dapat diamati dengan osiloskop.
- Tegangan input (Vin): Tegangan input (Vin) adalah sinyal yang disaring oleh LPF. Sinyal ini terdiri dari frekuensi yang berbeda. Ketika frekuensi input f jauh lebih rendah dari frekuensi cutoff (fc ), impedansi kapasitor (C) menjadi sangat tinggi dan hampir terbuka, sedangkan resistansi (R) tetap konstan. Oleh karena itu, tegangan masukan (Vin) mempunyai jalur impedansi rendah dan dapat mengalir hampir bebas melalui rangkaian.
– Tegangan keluaran (Vout): Tegangan keluaran adalah sinyal keluaran LPF setelah disaring. Prinsip kerja LPF adalah melewatkan komponen frekuensi rendah dari sinyal masukan dengan amplitudo yang kira-kira sama dengan sinyal masukan, dan menghilangkan atau melemahkan komponen frekuensi tinggi. Akibatnya, Vout akan memiliki komponen frekuensi rendah yang dominan. Selain itu, jika nilai Vout keluaran kurang lebih sama dengan Vin, maka tidak akan terjadi redaman yang berarti.
- Frekuensi Cutoff (Fc): Frekuensi Cutoff (Fc) adalah frekuensi di mana respons LPF mulai mengurangi amplitudo sinyal secara signifikan. Artinya, jika frekuensi sinyal lebih kecil dari Fc, amplitudo sinyal yang melewati LPF akan berkurang lebih sedikit, tetapi untuk frekuensi input di atas Fc, amplitudo sinyal akan berkurang secara signifikan. Fc merupakan parameter yang dapat diatur dalam perancangan LPF untuk menentukan batas frekuensi sinyal yang dilewatkan atau diblokir oleh LPF.Pada frekuensi cutoff, amplitudo keluaran Vout berkurang sekitar -3 dB.
- Bentuk gelombang hasil percobaan: Bentuk gelombang hasil percobaan LPF -20 Db yang dapat melewati filter. Menunjukkan bagaimana sinyal input berubah setelah melewati LPF. Dari diagram bentuk gelombang hasil percobaan yang diperoleh terlihat bahwa sinyal masukan mempunyai frekuensi yang lebih rendah dibandingkan Fc. Oleh karena itu, sinyal keluaran yang dihasilkan kira-kira sama dengan sinyal masukan, tetapi amplitudonya berkurang karena hilangnya energi selama penyaringan. Namun, ketika frekuensi sinyal masukan melebihi Fc, amplitudo sinyal keluaran berkurang secara signifikan, dan amplitudo meningkat seiring dengan meningkatnya frekuensi.
- Data perhitungan
Download Video Percobaan Rangakaian LPF -20 dB [Download]
Download Video Analisa LPF -20dB [Download]
Tidak ada komentar:
Posting Komentar