percobaan 5 baru
DESCRIPTION
okTRANSCRIPT
Fadli Umawi03111004051
PERCOBAAN V
APLIKASI FILTER AKTIF
1. JUDUL PERCOBAAN
Aplikasi Filter Aktif
2. TUJUAN PERCOBAAN
a. Mengetahui jenis jenis filter aktif beserta keguanaannya masing-masing
b. Mengetahui rangkaian dasasr dan prisip kerja Filter aktif
c. Mengetahui filter aktif dalam desain rangkaian komunikasi.
3. ALAT DAN BAHAN PERCOBAAN
A. Alat yang digunakan
Rangkaian Low Pass Filter
Rangkaaian High Pass Filter
Rangkaian Band Pass Filter
Rangkaian Filter Chebycev
Rangkaian Filter Bassel
Rangkaian Filter Butterworth
Osciloscope
Singnal Generator Audio Frequency (AF)
Multimeter
B. Bahan Percobaan
Sofware EWB (electronic Work Banch)
Catatan :
Pada percobaan ini semua peralatan disimulasikan dalam software EWB pada
sebuah Personal Computer/ Laptop
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
4. DASAR TEORI
Pemakaian filter dalam dunia elektronika dan telekomunikasi telah
dilakukan pada decade terakhir terutama filter aktif karena banyak memeiliki
keuntungan dibanding dengan filter pasip. Hal ini dimungkinkan dengan
tersedianya OP-Amp dalam bentuk IC yang berisi 4 Op Amp (Quad).
Rangkaian Filter aktif pada umumnya berbentuk Low Pass Filter(LPF), High
Pass Filter (HPF), Band Pass Filter (BPF) dan Stop Band Filter(Notch Filter).
Filter merupakan dasar dalam mendiasin berbagai peralatan seperti Equaliser,
Cross Over, Screch dan Rumbel Filter, Hum Filter dan juga pada digunakan
pada berbagai jenis pemancar.
Jenis filter yang sangat terkenal adalah filter Butterwoth dan Chebbycheff
Rangkaian Dasar
Low pass Filter sering dijadikan model karakteristik filter lainnya, Low
pas filter melewatkan frekuensi rendah dan meredam frekuensi tinggi.
Sedangkan High Pas filter adalah sebaliknya, gabungan antara Low pass dan
High pass filter akan mengjhasilkan jenis filter lainnya yaitu bandpass filter
dan band eleminited filter.
Rangkaian dasar dari sebuah Low Pass Filter ditunjuk kan seperti pada gambar
berikut :
Rangkaian Low Pass Filter Orde 2
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Rangkaian High Pass Filter Orde 2
Besaran dalam disain Sebuah Filter dinyatakan dengan
Cut Off Frekuensi merupakan batasan antara Pass Band dan Stop Bannd
Roll-Off atau Slope adalah besarnya redaman pada daerah stop Band
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Desain Filter Low Pass Filter Orde 2
Desain High Pass Filter Orde 2
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
5. PROSEDUR PERCOBAAN
1. Buat rangkaian Low Pass Filter dan High pass Filter seperti pada gambar pada
software EWB
2. Hubungkan rangkaian pada osciloscope (input channel 1 dan output pada
channel 2) kemudian ubah nilai resistor dan capasitor untuk frekuensi cut off
tertentu seperti yang diberikan asisten.
3. Lakukan Prosedur 1 dan 2 berulang-ulang untuk frekuensi seperti pada tabel
No frekuensi Vinput (v) Voutput (v) Penguatan (db)
1 0.001 fo
2 0.010 f0
3 0.100 f0
4 1.000 f0
5 2.000 f0
6 4.000 f0
7 8.000 f0
8 10.00 f0
9 100.0 f0
10 1000 f0
4. Hitung Penguatan untuk masing masing frekuensi !
5. Ulangi percobaan diatas untuk jenis filter lainnya !
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
V. Pertanyaan dan Tugas
a. Gambarkan Bode Plot (gunakan grafik Logaritmis) hasil percobaan diatas
untuk Low Pass Filter dan High Pass Filter !
b. Jelaskan Hubungan antara besarnya nilai kapasitor dan resistor dengan
frekuensi cut off dan factor kualitas Q dan Roll-off !
c. Dari percobaan diatas, gambarkan rangkaian band pass filter !
d. Jelaskan faktor yang menentukan roll-off dari kurva diatas tentukan
besarnya Roll-off dalam dB/oktaf dan dalam dB/decade !
e. Buat kesimpulan dari percobaan diatas !
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Filter Aktif
Filter Aktif adalah suatu perangkat elektronik yang dapat memperbaiki
kwalitas daya yang dikirimkan dari sumber ke beban. Filter sistem tenaga listrik
biasanya terdiri dari Filter Aktif dan Filter Pasif. Menurut Izhar et al,
pemakaian Filter Aktif pada sistem tenaga listrik lebih fleksibel daripada Filter
Pasif karena dari segi penggunaan dan unjuk kerja (performance) Filter Aktif
lebih ekonomis [9].
Untuk mengurangi permasalahan yang ditimbulkan oleh kwalitas daya
pada sistem tenaga tergantung pada koneksi Filter Aktif yang diperlihatkan pada
Tabel 2.1.
Tabel 2.1 Aplikasi filter aktif tergantung pada permasalahan kwalitas daya [1]
Filter Aktif biasanya menggunakan perangkat switching berupa pengatur
modulasi lebar pulsa tegangan atau arus yang disebut Pulse Witdh Modulation
Voltage Source Inverter (PWM VSI) atau Current Source Inverter (PWM CSI)
yang dihubungkan ke level sistem tegangan rendah dan juga tegangan tinggi
tergantung pada permasalahan kwalitas daya [10].
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Menurut Akagi pada dasarnya Filter Aktif dalam sistem tenaga dibagi dalam 2
topologi yaitu topologi secara paralel disebut Shunt Active Filter dan secara seri
disebut Series Active Filter
http://www.google.com/url?
sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=2&ved=0CC8QFjAB&url=http%3A
%2F%2Frepository.usu.ac.id%2Fbitstream
%2F123456789%2F30579%2F4%2FChapter
%2520II.pdf&ei=tsxDUYq_B83HrQfwkYCQAQ&usg=AFQjCNHi9E4Hr4QaVh
8K5UQ3QXnu6CIC5Q&bvm=bv.43828540,d.bmk
http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter%20II.pdf
Berdasarkan pemasangannya bisa dibedakan menjadi dua tipe : paralel dan
seri. Untuk mudahnya kita bahas dulu yang tipe paralel. Setelah itu yang tipe seri.
Filter Aktif Paralel
Rangkaian filter aktif tipe paralel bisa dilihat di atas [1]. Trafo pada
rangkaian diatas bisa digunakan bisa tidak, tergantung dari rating komponen pada
filter aktif. IS adalah arus dari jala-jala, IL adalah arus beban yang mengandung
arus fundamental dan harmonisa, sedangkan IF merupakan arus filter yang sama
dengan arus harmonisa pada IL. Sehingga secara sederhana bisa dirumuskan
IS=IF+IL.
Prinsip kerja kontroler Filter aktif paralel mengikuti prinsip ini.
Ilustrasinya bisa dilihat dibawah ini. Komponen harmonisa dan fundamental pada
IL dipisahkan menggunakan HPF. Meskipun begitu pada prakteknya perancangan
HPF untuk filter aktif cukup kompleks. Sehingga banyak metode yang telah
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
dibuat untuk mendesain HPF agar bisa berkerja efektif. Output dari HPF adalah
sinyal referensi arus filter, IF*. IF* dibandingkan dengan IF yang merupakan arus
filter yang sebenarnya. PI controller digunakan untuk mengatur agar IF sama
dengan IF*. Kemudian sinyal output PI dirubah menjadi sinyal PWM dan dikirim
ke power converter untuk dikonversi menjadi arus yang sebenarnya.
Filter Aktif Seri
Filter aktif seri menggunakan trafo seri untuk menginjeksikan tegangan
VAF. VAF yang diinjeksikan berperan seperti impedansi untuk arus harmonisa.
Untuk berperan sebagai impedansi, arus harmonisa yang mengalir di Is dideteksi.
Kemudian filter aktif memberikan injeksi tegangan VAF=K.Ish. Dengan
menggunakan nilai K yang besar maka seakan-akan ada impedansi yang besar
untuk arus harmonisa pada trafo seri
http://electrifytheworld.blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-harmonisa-filter-
aktif.html
2.4 Filter Aktif
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Filter aktif merupakan tipe baru untuk peralatan filter eliminasi harmonisa
dalam
sistem tenaga. Filter ini disusun dari peralatan-peralatan elektronika daya.
Komponen utama yang terdapat pada filter aktif adalah:
1. Inverter
Inverter digunakan sebagai filter aktif yang dihubungkan paralel dengan
sumber tegangan beban untuk mengkompensasi harmonisa.
2. Kontroller
Kontroller digunakan dalam rangkaian filter aktif utuk memper kecil
sinyal error pada sumber tegangan beban terdapat harmonisa. Keluarankontroller
digunakan untuk mentriger
inverter. Pemakaian umum dari filter aktif dalam sistem tenaga listrik dapat dilihat
seperti
gambar 2.1 berikut :
http://www.google.com/url?
sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=7&ved=0CEkQFjAG&url=http%3A
%2F%2Fjurnal.itats.ac.id%2Fwp-content%2Fuploads
%2F2013%2F01%2FFILTER-AKTIF-3-
Fasa.pdf&ei=08xDUd_OOoXWrQe1oIDgBA&usg=AFQjCNEiAvmf4UqbCoLoi
RXVLTAZYRrOTQ&bvm=bv.43828540,d.bmk
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
http://jurnal.itats.ac.id/wp-content/uploads/2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf
Filter Pasif.
Filter banyak digunakan untuk memberikan sirkuit seperti amplifier,
osilator dan sirkuit power supply karakteristik frekuensi yang
diperlukan. Beberapa contoh diberikan di bawah ini. Mereka menggunakan
kombinasi dari R, L dan C
Induktor dan Kapasitor bereaksi terhadap perubahan frekuensi dengan cara
yang berlawanan. Melihat sirkuit untuk filter lolos rendah, baik LR dan kombinasi
CR menunjukkan telah efek yang sama, tapi perhatikan bagaimana posisi L dan C
tempat perubahan dibandingkan dengan R untuk mencapai hasil yang sama.
· Low pass filter.
Rangkaian RC seri ini mirip dengan rangkaian pembagi tegangan dari dua buah
hambatan seri, sehingga tegangan out putnya adalah
Filter lolos rendah digunakan untuk menghapus atau menipiskan frekuensi
yang lebih tinggi di sirkuit seperti amplifier audio; mereka memberikan respon
frekuensi yang diperlukan untuk rangkaian penguat. Frekuensi di mana filter low
pass mulai mengurangi amplitudo sinyal dapat dibuat disesuaikan. Teknik ini
dapat digunakan dalam penguat audio sebagai "TONE" atau "TREBLE CUT"
kontrol. LR filter low pass filter dan high pass CR juga digunakan dalam sistem
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
speaker untuk band rute yang sesuai frekuensi untuk desain yang berbeda dari
speaker (yaitu 'woofer' untuk frekuensi rendah, dan 'Tweeters' untuk reproduksi
frekuensi tinggi). Pada aplikasi ini kombinasi pass filter tinggi dan rendah disebut
"crossover filter".
Kedua filter CR dan LC lulus rendah yang menghilangkan hampir SEMUA
frekuensi di atas hanya beberapa Hz digunakan dalam rangkaian power supply, di
mana hanya DC (nol Hz) diperlukan pada output.
High pass filter.
Dengan memanfaatkan rangkaian pembagi tegangan maka dapatlah outputnya
Pass filter tinggi digunakan untuk menghilangkan atau meredam frekuensi
yang lebih rendah di amplifier, terutama audio amplifier mana ia dapat disebut
"BASS CUT" sirkuit.Dalam beberapa kasus ini juga dapat dilakukan disesuaikan.
· Band pass filter.
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Band pass filter mengizinkan hanya sebuah band frekuensi yang
diperlukan untuk lulus, dan menolak sinyal di semua frekuensi di atas dan di
bawah band ini. Desain tertentu disebut filter T karena cara komponen digambar
dalam diagram skematik. Filter T terdiri dari tiga unsur, dua seri terhubung LC
sirkuit antara input dan output, yang membentuk jalan impedansi rendah untuk
sinyal dari frekuensi yang diperlukan, namun memiliki impedansi tinggi untuk
semua frekuensi lainnya.
Selain itu, LC paralel sirkuit terhubung antara jalur sinyal (di
persimpangan dari dua sirkuit seri) dan tanah untuk membentuk impedansi tinggi
pada frekuensi yang diperlukan, dan impedansi rendah pada semua orang
lain. Karena ini desain dasar membentuk hanya satu tahap penyaringan ia juga
disebut filter 'urutan pertama'. Meskipun dapat memiliki sebuah band lulus cukup
sempit, jika dipotong lebih tajam dari yang diperlukan, filter kedua dapat
ditambahkan pada output filter pertama, untuk membentuk filter 'tingkat dua'.
Stop band filter.
Filter ini memiliki efek sebaliknya untuk filter band pass, ada dua paralel
LC sirkuit di jalur sinyal untuk membentuk impedansi tinggi pada frekuensi sinyal
yang tidak diinginkan, dan rangkaian seri membentuk jalur impedansi rendah ke
tanah pada frekuensi yang sama, untuk menambahkan untuk penolakan. Band
filter berhenti dapat ditemukan (sering dalam kombinasi dengan band pass filter)
pada frekuensi antara (IF) amplifier radio tua dan penerima TV, di mana mereka
membantu menghasilkan kurva respon frekuensi bentuk cukup kompleks
diperlukan untuk penerimaan yang benar dari kedua suara dan gambar
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
sinyal. Kombinasi berhenti band dan band pass filter, serta transformer tuned di
sirkuit ini, memerlukan penyesuaian frekuensi-hati.
http://andri19921119.blogspot.com/p/filter-aktif-dan-filter-pasif.html
7. DATA HASIL PERCOBAAN
1. Untuk Low Pass Filter (LPF)
Frekuensi R( ) C (µF) Vin (Volt) Vout (volt)Hs =
Vout/Vin
1 Hz 1 500 251,4 mv 439,6 mv 1,748
10 Hz 1 500 108,4 mv 832,3 mv 7,678
10 Hz 1 500 703,8 mv 304,1 mv 0,432
100 Hz 1 500 218,3 mv 24,6 mv 0,112
1000 Hz 1 500 136 mv 1,8 mV 0,013
2. Untuk High Pass Filter (HPF)
Frekuensi R( ) C (µF)Vin
(Volt)Vout (volt) Hs = Vout/Vin
0,1 1 500 313,8 mv 4,4 mv 0,014
1 1 500 938,7 mv 3,3 mv 0,003
10 1 500 719,9 mv 327 mv 0,455
100 1 500 288,5 mv 420 mv 1,455
1000 1 500 759,5 mv 478,1 mv 0,629
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
8. PENGOLAHAN DATA
1. Untuk Low Pass Filter (LPF)
Untuk R = 1, C = 500 µF, f =1 Hz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 Hz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 100 Hz
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 kHz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz
2. Untuk High Pass Filter (HPF)
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 Hz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 Hz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 100 Hz
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 1 kHz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz
Untuk R = 1, C = 500 µF, f = 10 KHz
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
9. ANALISA HASIL PERCOBAAN
Percobaan kelima ini adalah mengenai Aplikasi Filter Aktif. Percobaan ini
bertujuan agar praktikan mengetahui jenis – jenis, rangkaian dasar dan prinsip
kerja filter aktif serta mengetahui desain filter aktif dalam rangkaian
telekomunikasi. Dalam percobaan ini kami hanya membuat dua buah rangkaian
filter aktif yaitu jenis LPF (low pass Filter) dan HPF (High pass Filter) yang
disimulasikan pada sebuah software multisim. Pada percobaan ini kami hanya
mencari nilai Hs (fungsi alih) yaitu perbandingan antara Vout terhadap Vin Dari
kedua rangkaian filter aktif diatas dapat diketahui bahwa yang mempengaruhi
suatu rangkaian filter aktif adalah nilai dari resistansi, kapasitansi dan
frekuensinya
Dari gambar rangkaian yang telah kami gambar, kami membuat gambar
grafik, dari beberapa data yang di beri asisten. Untuk nilai resistor dan
kapasitornya tetap, dan nilai frekuensinya berbeda – beda.meningkat dari nilai 1
Hz – 1 kHz. Dari hasil data-data tersebut, kami mencoba mengamati gelombang
yang dihasilkan. Dari gelombang tersebut, diketahui perbedaan gelombang LPF
dan HPF.
Selain itu juga kami menganalisa daerah cut-off dari fungsi alih pada
rangkaian LPF (low pass Filter) dan HPF (high Pass Filter). Pengertian daerah
cut-off itu sendiri adalah batas frekuensi yang diredam dan yang dilewatkan. Dari
data hasil pengamatan daerah cut-off terlihat pada frekuensi antara 1 Hz – 1000
Hz, Pada rangkaian low pass filter setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs
turun hingga mencapai nilai nol. Tetapi, hasil yang di tunjukkan pada kerja kami,
menunjukkan nilai yang tinggi saat frekuensi 10 Hz. Sebaliknya pada rangkaian
HPF (High Pass Filter) setelah melewati daerah cut-off nilai dari Hs akan semakin
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
membesar. Hal ini membuktikan bahwa LPF melewatkan frekuensi rendah dan
meredam frekuensi tinggi sedangkan HPF melewatkan frekuensi tinggi dan
meredam frekuensi rendah. Tetapi, nilai hasil kerja kami, di frekuensi tertingginya
menunjukkan nilai Hs menurun. Nilai data hasil percobaan yang tidak beraturan
didapatkan karena kurang ketelitian praktikan dalam mendapatkan nilai
sebenarnya.
10. KESIMPULAN
1. LPF melewatkan frekuensi rendah, meredam frekuensi tinggi. Sedangkan
HPF melewatkan frekuensi tinggi, meredam frekuensi rendah.
2. BPF melewatkan suatu range frekuensi tertentu. Sedangkan BRF menolak
suatu range frekuensi tertentu.
3. Pada HPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin Kecil dan Vout semakin
besar.
4. Pada LPF, semakin besar frekuensi, Vin semakin kecil dan Vout semakin
kecil.
5. Rangkaian BPF adalah rangkaian gabungan yang disusun secara seri
antara LPF dan HPF dengan lebar bandnya adalah selisih antara kedua
frekuensi cut-off.
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
LAMPIRAN GAMBAR ALAT
Untuk LPF
Rangkaian LPF
Bentuk gelombang
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib
Fadli Umawi03111004051
DAFTAR PUSTAKA
Tim Laboratorium Dasar Sistem Telekomunikasi. 2013. Modul Praktikum Dasar
Sistem Telekomunikasi. Inderalaya: Universitas Sriwijaya.
andri.2013.Filter Aktif Dan Filter Pasif http://andri19921119.blogspot.com/p/filter
-aktif-dan-filter-pasif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013
Unnamed.2013.Mengenal Filter Harmonisa Filter
Aktif.http://electrifytheworld .blogspot.com/2011/07/mengenal-filter-
harmonisa-filter-aktif.html dikutip pada tanggal 16 Maret 2013
Unnamed.2013.Filter Aktif 3 Fasa.http://jurnal.itats.ac.id/wp-content/uploads /2013/01/FILTER-AKTIF-3-Fasa.pdf dikutip pada tanggal 16 Maret 2013
Usu.2011.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/30579/4/Chapter
%20II.pdf.dikutip pada tanggal 16 Maret 2013
APLIKASI FILTER AKTIF Yasin Sohib