15.6 Active Filters
Bahan presentasi untuk matakuliah Elektronika 2022
Dosen : Dr. Darwinson, MT,
Referensi :
a. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”, Jilid 1, ISBN: 978- 602-9081-10-7, CV Ferila, Padang
b. Darwison, 2010, ”TEORI, SIMULASI DAN APLIKASI ELEKTRONIKA ”,Jilid 2, ISBN: 978-602-9081-10-8, CV Ferila, Padang
c. Robert L. Boylestad and Louis Nashelsky, Electronic Devices and Circuit Theory, Pearson, 2013
d. Jimmie J. Cathey, Theory and Problems of Electronic Device and Circuit, McGraw Hill, 2002.
e. Keith Brindley, Starting Electronics, Newness 3rd Edition, 2005
f. Ian R. Sinclair and John Dunton, Practical Electronics Handbook, Newness, 2007.
g. John M. Hughes, Practical Electronics: Components and Techniques, O’Reilly Media, 2016.
Active Filters
1. Tujuan
l Untuk mengetahui cara kerja dari Active Filter
l Mampu menjelaskan prinsip kerja Active Filter
2. Komponen
a) OP-AMP
Operational Amplifier atau lebih dikenal dengan istilah Op-Amp adalah salah satu dari bentuk IC Linear yang berfungsi sebagai Penguat Sinyal listrik.
b) Resistor
Resistor merupakan komponen elektronik yang memiliki dua pin dan didesain untuk mengatur tegangan listrik dan arus listrik.
c) Kapasitor
Kapasitor merupakan salah satu jenis komponen elektronika yang memiliki fungsi untuk menyimpan elektron-elektron dalam kurung waktu tertentu.
d) Inverter
Fungsi utama inverter adalah untuk mengubah daya Arus Searah (DC) menjadi arus bolak-balik standar (AC).
e) Ground
Memiliki fungsi sebagai penghantar listrik ke tanah.
3. Dasar Teori
Aplikasi populer menggunakan op-amp untuk membangun rangkaian filter aktif. Rangkaian filter dapat dibangun menggunakan komponen pasif yaitu resistor dan kapasitor, Filter aktif tambahan menggunakan amplifier untuk memberikan penguatan tegangan dan isolasi sinyal atau penyangga.
· Low-Pass Filter
Filter yang memberikan output konstan dari dc hingga frekuensi cutoff fOH dan kemudian tidak melewatkan sinyal di atas frekuensi tersebut yang disebut filter lolos-rendah yang ideal.
Filter low-pass orde pertama menggunakan resistor dan kapasitor tunggal, memiliki: kemiringan praktis -20 dB per dekade. Tegangan di bawah frekuensi cutoff konstan pada:
pada frekuensi cutoff
Menghubungkan dua bagian filter menghasilkan low-pass orde kedua filter dengan cutoff pada -40 dB per dekade.Tegangan rangkaian dan frekuensi cutoff adalah sama untuk rangkaian orde kedua seperti untuk rangkaian filter orde pertama, kecuali bahwa respons filter turun pada tingkat yang lebih cepat untuk rangkaian filter orde kedua.
· High-Pass Active Filter
Filter yang menyediakan atau melewati sinyal di atas frekuensi cutoff fOL adalah filter lolos tinggi. Frekuensi cutoff penguat adalah:
Dengan filter orde kedua R1=R2, dan C1=C2.
· Bandpass Filter
Ketika rangkaian filter melewatkan sinyal yang berada di atas satu frekuensi cutoff ideal dan di bawah frekuensi cutoff kedua, itu disebut filter bandpass. pertama adalah filter lolos tinggi dan yang kedua adalah filter low-pass, operasi gabungan menjadi bandpass yang diinginkan tanggapan.
4. Example
a. Example 15.12
Hitung frekuensi cutoff filter low-pass orde pertama untuk R1=1,2 kΩ dan
C1=0,02 μF.
Jawab:
b. Example 15.13
Hitung frekuensi cutoff dari filter high-pass orde kedua seperti pada Gambar 15.33b untuk R1 5 R2 5 2,1 kV, C1 5 C2 5 0,05 mF, dan Ro1 5 10 kV, Rof 5 50 kV.
Jawab:
Maka, cutoff frekuensinya adalah
5. Problem
1.
Diket:
R1=R2=1KΩ
C1=C2=10nF
Vin=10V AC
f = 1000Hz
Karena nilai R1=R2=R dan C1=C2=C maka nilai untuk XC1=XC2=XC dan nilai Z=Z1=Z2 sehingga
- Mencari frekuensi cut-off fC cara (1)
- Mencari frekuensi cut-off fC cara (2)
2.
Vin = 10V
Maka Vout = ….?
Jawab:
6. Multiple Choice
1. Sebuah rangkaian filter yang memberikan output yang tetap dimulai pada frekuensi cutoff dan tidak mengeluarkan output jika frekuensi input berada dibawah frekuensi cut-off disebut...
a. Low Pass Filter
b. High Pass Filter
c. Band Pass Filter
d. Band Stop Filter
2. Gambar rangkaian di bawah ini termasuk rangkaian..
a. High Pass Filter orde 1
b. High Pass Filter orde 2
c. Low Pass Filter orde 1
d. Low Pass Filter orde 2
7. Cara Kerja
Low-pass filter direalisasikan dengan meletakkan kumparan secara seri dengan sumber sinyal atau dengan meletakkan kapasitor secara paralel dengan sumber sinyal. Contoh penggunaan filter ini adalah pada aplikasi audio, yaitu pada peredaman frekuensi tinggi (yang biasa digunakan pada tweeter) sebelum masuk speaker bass atau subwoofer(frekuensi rendah). Kumparan yang diletakkan secara seri dengan sumber tegangan akan meredam frekuensi tinggi dan meneruskan frekuensi rendah, sedangkan sebaliknya kapasitor yang diletakkan seri akan meredam frekuensi rendah dan meneruskan frekuensi tinggi.
High pass filter yang paling simple terdiri dari kapasitor yang terhubung secara pararel dengan resistor, dimana reistansi dikali dengan kapasitor (RXC) adalah time constant (τ).
Band pass filter digunakan terutama di nirkabel pemancar dan penerima. Fungsi utama filter seperti di pemancar adalah untuk membatasi bandwidth sinyal output minimum yang diperlukan untuk menyampaikan data pada kecepatan yang diinginkan dan dalam bentuk yang diinginkan. Pada receiver Sebuah band pass filter memungkinkan sinyal dalam rentang frekuensi yang dipilih untuk didengarkan, sementara mencegah sinyal pada frekuensi yang tidak diinginkan.
8. Percobaan
Komentar
Posting Komentar