Laporan Praktikum Pengolahan Sinyal FILT
Laporan Praktikum Pengolahan Sinyal
Percobaan ke-1
“FILTER R-C”
Dosen Pengampu
: Agus Eko Prasetyo, M.Sc
Disusun oleh,
Budi Cahyono
12620031
Puri Arya Puspita
13620005
Fitroh Merkuri W.
13620023
Huda Nasrullah
136200
Maksi C. Malessi
136200
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA
YOGYAKARTA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui berbagai macam
jenis filter. Dan filter sendiri sangat dibutuhkan terutama dalam bidang
komunikasi. Hal ini bersesuaian karena dalam sistem telekomunikasi
memiliki banyak noise dan oleh karena itu sehingga dibutuhkan filter agar
sinyal yang dikirimkan tidak terlalu rusak dan dapat diminimalisir efek dari
noise itu sendiri.
Dimana filter merupakan suatu perangkat yang berfungsi menyaring
sinyal frekuensi yang masuk kedalam suatu sistem sehingga dihasilkan respon
frekuensi yang diinginkan dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Daerah
frekuensi filter dimana filter dilewatkan sinyal biasanya disebut sebagai
daerah passband, sedangkan daerah frekuensi dimana filter meredam sinyal
disebut daerah stopband.
Filter aktif high pass atau sering disebut dengan Active High Pass Filter
(Active HPF) atau juga disebut dengan filter aktif lolos atas adalah rangkaian
filter yang akan melewatkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi
cut-off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi
dibawah frekuensi cut-off rangkaian dan ditambahkan rangkaian penguat
tegangan menggunakan operasional amplifier (Op-Amp).
Untuk mengetahui bagaimana grafik respon frekuensi dalam high pas
filter, perlu dilakukan praktikum ini untuk memahamkan materi bagi
praktikan.
B. Tujuan
1. Memahami rangkaian filter RC.
2. Membuat rangkaian filter RC.
3. Membuat grafik respon frekuensi filter RC.
BAB II
DASAR TEORI
Filter adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk menyaring sinyal
frekuensi yang masuk ke dalam suatu sistem sehingga dihasilkan respon frekuensi
yang diinginkan dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Filter RC dibedakan
menjadi empat salah satunya adalah high pass filter (HPF) RC.
High Pass Filter (HPF) RC
High pass filter adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat
yang berada diatas frekuensi cut-off (Fc) sampai frekuensi cut-off (Fc) rangkaian
tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off
(Fc) rangkaian tersebut. Rangkaian dari high pass filter adalah sebagai berikut :
Gambar 2.1 Skema rangkaian filter RC HPF
Prinsip kerja dari high pass filter adalah dengan memanfaatkan karakteristik
dasar komponen C dan R, dimana kapasitor akan mudah melewatkan sinyal AC
yang sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen resistor yang lebih
mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah. Prinsip kerja utamanya
sendiri adalah dengan cara saat sinyal input dengan frekuensi diatas nilai frekuensi
cut-off (Fc) maka sinyal tersebut akan dilewatkan ke output rangkaian melalui
komponen kapasitor. Kemuadian pada saat sinyal input yang diberikan rangkaian
gilter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi dibawah frekuensi cut-off
(Fc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan melalui komponen resistor.
Frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ)
dari rangkaian RC tersebut.
T =R .C
(1)
Sehingga frekuensi cut-off dari filter tersebut adalah :
f c=
1
1
=
2 πT 2 πRC
(2)
Grafik karakteristik dari high pass filter (HPF) atau filter lolos atas dengan
komponen RC dapat digambarkan dengan perbandingan antara tegangan output
filter terhadap frekuensi yang diberikan kepada rangkaian filter high pass (HPF)
tersebut. Untuk lebih jelasnya grafik karakteristik filter high pass (HPF)
ditunjukan pada gambar berikut:
Grafik Karakteristik High Pass Filter (HPF) Dengan RC
Gambar 2.2 Grafik respon frekuensi
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
1. Catu daya
2. Osiloskop
3. Papan rangkaian
4. Resistor 2,7 KΩ
5. Kapasitor 0,1 µF
6. Jumper
7. Kabel penghubung
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
Secukupnya
Secukupnya
B. Skema Rangkaian
Gambar 3.1 Skema rangkaian filter RC
C. Blok Diagram
Gambar 3.2 Blok diagram filter RC
D. Cara Kerja
1. R dan C dirangkai seperti pada gambar.
2. Input dihubungkan dengan audio generator dan osiloskop.
3. Input dihubungkan dengan osiloskop.
4. Tegangan input dan output diukur untuk setiap variasi frekuensi input.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Rangkaian filter R-C High Pass Filter
Gambar 4.1 rangkaian filter RC HPF
2. Data Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan
Frekuensi
(Hz)
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
300
400
500
600
Vin (Volt)
Vout (Volt)
Log f (Hz)
Vout/Vin
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,600
5,600
0,480
0,480
0,640
0,720
0,800
0,880
1,040
1,120
1,120
2,080
2,720
3,360
3,840
4,080
1,301
1,477
1,602
1,699
1,778
1,845
1,903
1,954
2,000
2,301
2,477
2,602
2,699
2,778
0,085
0,085
0,113
0,127
0,141
0,155
0,183
0,197
0,197
0,366
0,479
0,592
0,686
0,729
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
4,320
4,640
4,720
4,960
5,280
5,440
5,520
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
2,845
2,903
2,954
3,000
3,301
3,477
3,602
3,699
3,778
3,845
3,903
3,954
4,000
4,301
4,477
4,602
4,699
4,778
4,845
4,903
4,954
5,000
0,771
0,829
0,843
0,886
0,943
0,971
0,986
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
3. Grafik
Grafik respon frekuensi f - Vout/Vin
1.200
Vout/Vin
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500
log f
B. Pembahasan
Filter high-pass adalah suatu rangkaian yang akan melewatakan suatu
isyarat yang berada diatas frekuensi cut-off (ωc) sampai frekuensi cut-off
(ωc) rangkaian tersebut. Prinsip kerja dari filter high-pass adalah dengan
memanfaatkan karakteristik dari komponen R dan C, dimana komponen R
lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah dan komponen
C mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya.
Prinsip kerja rangkaian filter high-pass yaitu apabila rangkaian
diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc), maka
sinyal tersebut akan dilewatkan ke output rangkaian melalui komponen C.
Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian tersebut
memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc), maka sinyal input
tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen
R.
Proses pengambilan data untuk percobaan ini dilakukan dengan
memvariasikan sejumlah 27 frekuensi yang berbeda. dimulai dari frekuensi
yang paling rendah sebesar 20 Hz dan frekuensi yang tertinggi sebesar 10.000
Hz. Untuk percobaan filter R-C ini menggunakan komponen R sebesar 2,7
KΩ dan komponen C sebesar 0.1µF. Untuk data frekuensi 20 Hz dengan
tegangan masukan 5,68 V diperoleh hasil tegangan keluaran sebesar 0,48 V.
Pada frekuensi 500 Hz tegangan masukan mulai turun yaitu sebesar 5,60 V
dengan tegangan keluaran sebesar 3,84 V. Kemudian pada frekuensi 5.000
Hz-100.000 Hz dengan tegangan masukan 5,60V diperoleh hasil tegangan
keluaran konstan yaitu sebesar 5,60 V.
Setelah dilakukan pengolahan data dengan ms.excel, bahwa grafik
logartimik frekuensi terhadap nilai Vout/Vin menunjukkan adanya tingkat
kenaikan untuk frekuensi di range 20 Hz sampai dengan 5.000 Hz. Kemudian
data menunjukkan hasil konstan ketika frekuensi berada pada range 5.000 Hz
sampai dengan 10.000 Hz. Sehingga grafik yang diperoleh dari data tersebut
sesuai dengan teori dari rangkaian High Pass Filter (HPF). Namun pada
percobaan ini juga ditemukan anomali dari proses pengambilan data yaitu
pada nilai tegangan Vin mengalami penurunan saat frekuensi 500 Hz. Padahal
seharusnya nilai tegangan Vin harus konstan dan tidak mengalami perubahan.
Ini bisa disebabkan oleh faktor kelelahan alat dari komponen kapasitor atau
resistor yang digunakan atau bisa juga kesalahan pada saat penyusunan
rangkaian yang disambungkan ke osiloskop.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Rangkaian filter R-C untuk high pass filter adalah sebagai berikut:
2. Rangkaian filter R-C yang telah dibuat adalah sebagai berikut:
3. Grafik respon frekuensi yang telah didapat adalah sebagai berikut:
Grafik respon frekuensi f - Vout/Vin
1.200
Vout/Vin
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
1.000
2.000
3.000
log f
B. Saran
4.000
5.000
6.000
Grafik yang didapatkan belum terlalu rapi sehingga untuk praktikum
selanjutnya diharapkan dalam pengambilan data lebih teliti dan menggunakan
alat yang konstan dalam penunjukan nilai tegangan yang diukur.
DAFTAR PUSTAKA
Elektronika Dasar. 2012 .High Pass Filter (HPF) RC. Diakses tanggal 1 Mei 2016
pada http://elektronika-dasar.web.id/high-pass-filter-hpf-rc/
Hadita, Novitiyono Wisnu. 2014. Karakteristik Filter. Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
Pratama, Muhammad Akbar, dkk. 2015. Rangkaian Filter RC. Laboratorium
Elektronika Dan Instrumentasi Jurusan Fisika Universitas Negeri Makassar
Percobaan ke-1
“FILTER R-C”
Dosen Pengampu
: Agus Eko Prasetyo, M.Sc
Disusun oleh,
Budi Cahyono
12620031
Puri Arya Puspita
13620005
Fitroh Merkuri W.
13620023
Huda Nasrullah
136200
Maksi C. Malessi
136200
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SUNAN KALIJAGA
YOGYAKARTA
2016
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita sering menemui berbagai macam
jenis filter. Dan filter sendiri sangat dibutuhkan terutama dalam bidang
komunikasi. Hal ini bersesuaian karena dalam sistem telekomunikasi
memiliki banyak noise dan oleh karena itu sehingga dibutuhkan filter agar
sinyal yang dikirimkan tidak terlalu rusak dan dapat diminimalisir efek dari
noise itu sendiri.
Dimana filter merupakan suatu perangkat yang berfungsi menyaring
sinyal frekuensi yang masuk kedalam suatu sistem sehingga dihasilkan respon
frekuensi yang diinginkan dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Daerah
frekuensi filter dimana filter dilewatkan sinyal biasanya disebut sebagai
daerah passband, sedangkan daerah frekuensi dimana filter meredam sinyal
disebut daerah stopband.
Filter aktif high pass atau sering disebut dengan Active High Pass Filter
(Active HPF) atau juga disebut dengan filter aktif lolos atas adalah rangkaian
filter yang akan melewatkan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi
cut-off rangkaian dan akan melemahkan sinyal input dengan frekuensi
dibawah frekuensi cut-off rangkaian dan ditambahkan rangkaian penguat
tegangan menggunakan operasional amplifier (Op-Amp).
Untuk mengetahui bagaimana grafik respon frekuensi dalam high pas
filter, perlu dilakukan praktikum ini untuk memahamkan materi bagi
praktikan.
B. Tujuan
1. Memahami rangkaian filter RC.
2. Membuat rangkaian filter RC.
3. Membuat grafik respon frekuensi filter RC.
BAB II
DASAR TEORI
Filter adalah suatu perangkat yang berfungsi untuk menyaring sinyal
frekuensi yang masuk ke dalam suatu sistem sehingga dihasilkan respon frekuensi
yang diinginkan dan dapat diatur sesuai dengan kebutuhan. Filter RC dibedakan
menjadi empat salah satunya adalah high pass filter (HPF) RC.
High Pass Filter (HPF) RC
High pass filter adalah suatu rangkaian yang akan melewatkan suatu isyarat
yang berada diatas frekuensi cut-off (Fc) sampai frekuensi cut-off (Fc) rangkaian
tersebut dan akan menahan isyarat yang berfrekuensi dibawah frekuensi cut-off
(Fc) rangkaian tersebut. Rangkaian dari high pass filter adalah sebagai berikut :
Gambar 2.1 Skema rangkaian filter RC HPF
Prinsip kerja dari high pass filter adalah dengan memanfaatkan karakteristik
dasar komponen C dan R, dimana kapasitor akan mudah melewatkan sinyal AC
yang sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya dan komponen resistor yang lebih
mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi rendah. Prinsip kerja utamanya
sendiri adalah dengan cara saat sinyal input dengan frekuensi diatas nilai frekuensi
cut-off (Fc) maka sinyal tersebut akan dilewatkan ke output rangkaian melalui
komponen kapasitor. Kemuadian pada saat sinyal input yang diberikan rangkaian
gilter lolos atas atau high pass filter memiliki frekuensi dibawah frekuensi cut-off
(Fc) maka sinyal input tersebut akan dilemahkan melalui komponen resistor.
Frekuensi resonansi dari filter high-pass mengikuti nilai time constant (τ)
dari rangkaian RC tersebut.
T =R .C
(1)
Sehingga frekuensi cut-off dari filter tersebut adalah :
f c=
1
1
=
2 πT 2 πRC
(2)
Grafik karakteristik dari high pass filter (HPF) atau filter lolos atas dengan
komponen RC dapat digambarkan dengan perbandingan antara tegangan output
filter terhadap frekuensi yang diberikan kepada rangkaian filter high pass (HPF)
tersebut. Untuk lebih jelasnya grafik karakteristik filter high pass (HPF)
ditunjukan pada gambar berikut:
Grafik Karakteristik High Pass Filter (HPF) Dengan RC
Gambar 2.2 Grafik respon frekuensi
BAB III
METODOLOGI PERCOBAAN
A. Alat dan Bahan
1. Catu daya
2. Osiloskop
3. Papan rangkaian
4. Resistor 2,7 KΩ
5. Kapasitor 0,1 µF
6. Jumper
7. Kabel penghubung
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
1 buah
Secukupnya
Secukupnya
B. Skema Rangkaian
Gambar 3.1 Skema rangkaian filter RC
C. Blok Diagram
Gambar 3.2 Blok diagram filter RC
D. Cara Kerja
1. R dan C dirangkai seperti pada gambar.
2. Input dihubungkan dengan audio generator dan osiloskop.
3. Input dihubungkan dengan osiloskop.
4. Tegangan input dan output diukur untuk setiap variasi frekuensi input.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil
1. Rangkaian filter R-C High Pass Filter
Gambar 4.1 rangkaian filter RC HPF
2. Data Hasil Percobaan
Tabel 4.1 Data Hasil Percobaan
Frekuensi
(Hz)
20
30
40
50
60
70
80
90
100
200
300
400
500
600
Vin (Volt)
Vout (Volt)
Log f (Hz)
Vout/Vin
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,680
5,600
5,600
0,480
0,480
0,640
0,720
0,800
0,880
1,040
1,120
1,120
2,080
2,720
3,360
3,840
4,080
1,301
1,477
1,602
1,699
1,778
1,845
1,903
1,954
2,000
2,301
2,477
2,602
2,699
2,778
0,085
0,085
0,113
0,127
0,141
0,155
0,183
0,197
0,197
0,366
0,479
0,592
0,686
0,729
700
800
900
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
20000
30000
40000
50000
60000
70000
80000
90000
100000
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
4,320
4,640
4,720
4,960
5,280
5,440
5,520
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
5,600
2,845
2,903
2,954
3,000
3,301
3,477
3,602
3,699
3,778
3,845
3,903
3,954
4,000
4,301
4,477
4,602
4,699
4,778
4,845
4,903
4,954
5,000
0,771
0,829
0,843
0,886
0,943
0,971
0,986
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
1,000
3. Grafik
Grafik respon frekuensi f - Vout/Vin
1.200
Vout/Vin
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 4.500 5.000 5.500
log f
B. Pembahasan
Filter high-pass adalah suatu rangkaian yang akan melewatakan suatu
isyarat yang berada diatas frekuensi cut-off (ωc) sampai frekuensi cut-off
(ωc) rangkaian tersebut. Prinsip kerja dari filter high-pass adalah dengan
memanfaatkan karakteristik dari komponen R dan C, dimana komponen R
lebih mudah melewatkan sinyal dengan frekuensi yang rendah dan komponen
C mudah melewatkan sinyal AC sesuai dengan nilai reaktansi kapasitifnya.
Prinsip kerja rangkaian filter high-pass yaitu apabila rangkaian
diberikan sinyal input dengan frekuensi diatas frekuensi cut-off (ωc), maka
sinyal tersebut akan dilewatkan ke output rangkaian melalui komponen C.
Kemudian pada saat sinyal input yang diberikan ke rangkaian tersebut
memiliki frekuensi di bawah frekuensi cut-off (ωc), maka sinyal input
tersebut akan dilemahkan dengan cara dibuang ke ground melalui komponen
R.
Proses pengambilan data untuk percobaan ini dilakukan dengan
memvariasikan sejumlah 27 frekuensi yang berbeda. dimulai dari frekuensi
yang paling rendah sebesar 20 Hz dan frekuensi yang tertinggi sebesar 10.000
Hz. Untuk percobaan filter R-C ini menggunakan komponen R sebesar 2,7
KΩ dan komponen C sebesar 0.1µF. Untuk data frekuensi 20 Hz dengan
tegangan masukan 5,68 V diperoleh hasil tegangan keluaran sebesar 0,48 V.
Pada frekuensi 500 Hz tegangan masukan mulai turun yaitu sebesar 5,60 V
dengan tegangan keluaran sebesar 3,84 V. Kemudian pada frekuensi 5.000
Hz-100.000 Hz dengan tegangan masukan 5,60V diperoleh hasil tegangan
keluaran konstan yaitu sebesar 5,60 V.
Setelah dilakukan pengolahan data dengan ms.excel, bahwa grafik
logartimik frekuensi terhadap nilai Vout/Vin menunjukkan adanya tingkat
kenaikan untuk frekuensi di range 20 Hz sampai dengan 5.000 Hz. Kemudian
data menunjukkan hasil konstan ketika frekuensi berada pada range 5.000 Hz
sampai dengan 10.000 Hz. Sehingga grafik yang diperoleh dari data tersebut
sesuai dengan teori dari rangkaian High Pass Filter (HPF). Namun pada
percobaan ini juga ditemukan anomali dari proses pengambilan data yaitu
pada nilai tegangan Vin mengalami penurunan saat frekuensi 500 Hz. Padahal
seharusnya nilai tegangan Vin harus konstan dan tidak mengalami perubahan.
Ini bisa disebabkan oleh faktor kelelahan alat dari komponen kapasitor atau
resistor yang digunakan atau bisa juga kesalahan pada saat penyusunan
rangkaian yang disambungkan ke osiloskop.
BAB V
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. Rangkaian filter R-C untuk high pass filter adalah sebagai berikut:
2. Rangkaian filter R-C yang telah dibuat adalah sebagai berikut:
3. Grafik respon frekuensi yang telah didapat adalah sebagai berikut:
Grafik respon frekuensi f - Vout/Vin
1.200
Vout/Vin
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000
1.000
2.000
3.000
log f
B. Saran
4.000
5.000
6.000
Grafik yang didapatkan belum terlalu rapi sehingga untuk praktikum
selanjutnya diharapkan dalam pengambilan data lebih teliti dan menggunakan
alat yang konstan dalam penunjukan nilai tegangan yang diukur.
DAFTAR PUSTAKA
Elektronika Dasar. 2012 .High Pass Filter (HPF) RC. Diakses tanggal 1 Mei 2016
pada http://elektronika-dasar.web.id/high-pass-filter-hpf-rc/
Hadita, Novitiyono Wisnu. 2014. Karakteristik Filter. Jurusan Teknik Elektro
Fakultas Teknik Universitas Lampung
Pratama, Muhammad Akbar, dkk. 2015. Rangkaian Filter RC. Laboratorium
Elektronika Dan Instrumentasi Jurusan Fisika Universitas Negeri Makassar