rangkaian LPF -40dB pada module RS-AO4 Operational Amplifier
Low Pass Filter (LPF) dengan tingkat redaman 40 dB per dekade, atau LPF40dB, merupakan komponen kunci dalam dunia elektronika dan pengolahan sinyal. Prinsip kerjanya didasarkan pada penghambatan sinyal dengan frekuensi tinggi, memungkinkan hanya komponen frekuensi rendah dari sinyal input untuk melewati filter dengan sedikit perubahan. Filter ini memiliki frekuensi cutoff (fc) yang menentukan batas antara sinyal yang diizinkan dan yang diblokir. Di bawah fc, tegangan output (Vout) hampir identik dengan sinyal input (Vin), sementara di atas fc, Vout akan mengalami penurunan tajam seiring dengan peningkatan frekuensi.
 |
| Gambar Rangkaian LPF - 40db |
Rangkaian LPF 40dB adalah jenis filter pasif yang menggunakan komponen elektronik, seperti resistor dan kapasitor, untuk meredam komponen frekuensi tinggi dalam sinyal input. Rangkaian ini terdiri dari kapasitor (C) dan resistor (R) yang disusun dalam konfigurasi filter RC. Kapasitor adalah komponen kunci dalam rangkaian ini. Saat sinyal masuk, kapasitor mengizinkan arus berjalan melalui komponen ini menuju beban (misalnya, speaker) untuk frekuensi rendah yang memiliki impedansi rendah, sedangkan sinyal-sinyal dengan frekuensi tinggi akan mengalami hambatan yang lebih besar karena impedansi kapasitor meningkat seiring dengan peningkatan frekuensi.
 |
| Grafik frekuensi LPF-40db |
Oleh karena itu, komponen frekuensi tinggi akan dihadang dan meredam sinyal-sinyal tersebut secara signifikan. Besarnya redaman dinyatakan dalam desibel (dB), dan dalam kasus ini, LPF 40dB menghasilkan redaman sekitar 40 dB pada frekuensi-frekuensi tinggi. Ini membuat filter ini ideal untuk menghilangkan noise atau komponen frekuensi tinggi yang tidak diinginkan dari sinyal audio atau sinyal lainnya, sehingga menghasilkan keluaran dengan konten frekuensi yang lebih rendah dan lebih bersih. Prinsip kerja ini didasarkan pada karakteristik impedansi kapasitor yang berubah dengan frekuensi dan pemisahan sinyal berdasarkan impedansi ini.
Untuk menurunkan rumus ACL –nya maka tentukan dahulu tegangan di titik
A dan tegangan di titik B.
Dimana ACL dibuat menjadi
dan nilai a dibuat menjadi sama dengan satu.
Langkah pertama, misalkan memakai op-amp ideal maka Ed=0 sehingga
Vo = VB.
Gunakan hukum khirchoff arus untuk mencari tegangan di titik A, dimana:
I3 = I4
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
.png)
Analisa prinsip kerja dari LPF -40 db berdasarkan tegangan input, ouput, frekuensi cutt-of, dan gelombang hasil percobaan
jawab :
Prinsip kerja dari Low-Pass Filter (LPF) berdasarkan tegangan input, tegangan output, frekuensi cut-off (Fc), dan hasil gelombang dari percobaan.
Tegangan Input (Vin):
Tegangan input (Vin) adalah sinyal yang akan di-filter oleh LPF. Sinyal ini mungkin terdiri dari berbagai frekuensi, tetapi LPF akan memungkinkan sinyal dengan frekuensi rendah untuk melewati.
Tegangan Output (Vout):
Tegangan output adalah sinyal keluaran dari LPF setelah proses penyaringan. Prinsip kerja LPF adalah untuk melewati komponen frekuensi rendah dari sinyal input dengan amplitudo yang hampir sama dengan masukan, sementara komponen frekuensi tinggi akan dihilangkan atau diattenuasi. Sebagai hasilnya, Vout akan memiliki komponen frekuensi rendah yang dominan.
Frekuensi Cutoff (Fc):
Frekuensi cutoff (Fc) adalah frekuensi pada titik di mana respons LPF mulai mengurangi amplitudo sinyal secara signifikan. Di bawah Fc, sinyal melewati LPF dengan sedikit penurunan amplitudo, sementara di atas Fc, amplitudo sinyal akan mulai turun secara dramatis. Fc adalah parameter yang dapat disesuaikan dalam desain LPF dan menentukan batasan frekuensi sinyal yang akan diteruskan atau diblokir oleh LPF.
Gelombang Hasil Percobaan:
- Gelombang hasil percobaan adalah respons filter terhadap sinyal input yang sebenarnya. Hasil percobaan akan menunjukkan bagaimana LPF -40dB memproses sinyal input pada berbagai frekuensi. Ini akan menggambarkan bagaimana amplitudo sinyal output berubah seiring dengan perubahan frekuensi input.
Prinsip kerja LPF -40dB adalah menghasilkan tingkat redaman sekitar -40dB pada frekuensi cut-offnya, sementara memungkinkan sinyal dengan frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi cut-off untuk melewati filter dengan sedikit atau tanpa perubahan. Ini menghasilkan sinyal output yang telah di-"bersihkan" dari komponen frekuensi tinggi yang tidak diinginkan.
Hasil percobaan akan memperlihatkan karakteristik filter ini secara lebih detail, seperti respons frekuensi, redaman, dan fase terhadap sinyal input. Biasanya, dapat melihat gelombang hasil percobaan untuk berbagai frekuensi input yang berbeda, termasuk frekuensi di atas dan di bawah frekuensi cut-off. Ini akan membantu kita memahami bagaimana filter -40dB ini berperilaku dalam aplikasi praktis.
Perhitungan:
LPF -40db
C = 100 nF = 10^-7 F
Pertanyaan Tambahan :
1. Pemahaman yang didapat tentang HPF dan LPF
High Pass Filter (HPF):
High Pass Filter adalah filter sinyal dengan frekuensi tinggi melewati filter, sementara sinyal dengan frekuensi rendah diblokir atau dikurangi amplitudonya. HPF sering digunakan untuk menyaring atau menghilangkan bagian frekuensi rendah dari suatu sinyal. aplikasi HPF berguna penghilangan noise yang berasal dari sinyal frekuensi rendah atau mengisolasikan bagian frekuensi tinggi dari sinyal.
Low Pass Filter (LPF):
sebaliknya Low Pass Filter, memungkinkan sinyal dengan frekuensi rendah untuk melewati filter, sementara sinyal dengan frekuensi tinggi diblokir atau dikurangi amplitudonya. LPF sering digunakan untuk membatasi atau menyaring komponen frekuensi tinggi dari suatu sinyal. biasa digunakan dalam menyaring noise tinggi atau untuk mencegah gangguan pada sinyal.
2. Apa itu Desibel (db)
desibel (dB) adalah satuan pengukuran yang digunakan untuk
mengungkapkan perbandingan antara dua nilai, seperti level suara atau kekuatan
sinyal. Ini dapat menunjukkan penguatan (gain) atau redaman (attenuation) dalam
suatu sistem. Nilai positif dB menunjukkan penguatan, sedangkan nilai negatif
dB menunjukkan redaman. Skala desibel bersifat logaritmik
3. Apa saja Implementasi dari filter
Pemrosesan Audio:
EQ (Equalization): Digunakan untuk mengubah respons
frekuensi suara, meningkatkan atau mengurangi intensitas pada berbagai
frekuensi.
High Pass Filter (HPF) dan Low Pass Filter (LPF): Digunakan
untuk menghilangkan atau mempertahankan komponen frekuensi tertentu dalam
sinyal audio.
Pemrosesan Gambar:
Filter Median dan Gaussian: Digunakan untuk mengurangi noise
atau menghaluskan gambar.
High Pass dan Low Pass Filter: Digunakan untuk menghilangkan
atau mempertahankan detail tertentu dalam gambar.
Komunikasi Nirkabel:
Filter Pita-Pas: Digunakan untuk mengisolasi atau membatasi
lebar pita sinyal dalam komunikasi nirkabel.
Filter Pembuang Frekuensi (Notch Filter): Digunakan untuk
menghilangkan interferensi pada frekuensi tertentu.
Elektronika dan Sirkuit:
Filter Tegangan Tinggi (HV): Digunakan untuk menyaring noise
atau gangguan pada tegangan tinggi.
Filter Rendam (Damping Filter): Digunakan untuk meredam
osilasi yang tidak diinginkan.
Pemrosesan Sinyal dan Komunikasi:
Filter Sinyal Digital: Digunakan untuk memproses sinyal
digital, misalnya, dalam pemrosesan suara, pemrosesan video, dan komunikasi
digital.
Filter Rendah-Pass dan Filter Tinggi-Pass: Digunakan dalam
pemrosesan sinyal untuk membatasi atau mengizinkan frekuensi tertentu.
Biomedis:
Filter EEG (Elektroensefalogram): Digunakan untuk mereduksi
artefak dan noise dari sinyal otak.
Filter EKG (Elektrokardiogram): Digunakan untuk mereduksi
noise dan mempertahankan sinyal jantung yang penting.
Kontrol Sistem dan Otomasi:
Filter PID (Proportional-Integral-Derivative): Digunakan
dalam kendali otomatis untuk memastikan respons yang diinginkan.
Filter Kalman: Digunakan untuk mengoptimalkan estimasi dalam
sistem kontrol dan sensor.
Download Video Praktikum Klik Disini
Download Video Analisa Klik Disini
Tidak ada komentar:
Posting Komentar