Sabtu, 13 Mei 2017

Filter (A dan B)


1. Pendahuluan

Filter adalah suatu rangkaian yang dapat melewatkan sinyal input dengan lebar pita frekuensi tertentu (Bandpass) dan melemahkan sinyal input pada lebar pita frekuensi lainnya (Bandstop). Adapun respon ideal filter  ACL vs w seperti pada gambar 217.


Ada beberapa metoda yang dapat dijadikan rujukan dalam merancang filter dan salah satunya adalah dengan memakai metoda butterworth filter.
2. Low Pass Filter (LPF)[kembali]

adalah rangkaian yang  dapat melewatkan frekuensi dibawah frekuensi cut-off (wc). Rangkaian Low Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan responnya seperti gambar 218.

2.1  LPF -20 dB/dec
Adapun rangkaian LPF -20dB/dec adalah seperti pada gambar 219. 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 maka kapasitansi kapasitor semakin kecil dan sesuai dengan rumus kapasitor terhadap frekuensi seperti berikut
Berikut, variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 3.
2.2  LPF -40 dB/dec
Adapun rangkaian LPF -40dB/dec adalah seperti pada gambar 221.

Untuk menurunkan rumus ACL –nya maka tentukan dahulu tegangan di titik A  dan tegangan di titik B.
Dimana ACL dibuat menjadi
Variasi nilai w terhadap nilai wc yang ditunjukkan pada tabel 4.

2.3  LPF -60 dB/dec

Rangkaian LPF -60dB/dec  adalah gabungan rangkaian LPF -40dB/dec dengan diseri LPF -20dB/dec seperti pada gambar 223.
3. High Pass Filter (HPF)


          Rangkaian High Pass Filter (HPF) adalah rangkaian yang  dapat melewatkan frekuensi diatas frekuensi cut-off (wc). Rangkaian High Pass Filter ada 3 macam yang masing-masing rangkaian berbeda dalam hal kemiringan respon  ACL vs w seperti gambar 225.
3.1  HPF +20 dB/dec
Adapun rangkaian HPF +20dB/dec adalah seperti pada gambar 226. Dari rangkaian terlihat bahwa sinyal input diserikan dengan kapasitor C sehingga sinyal input yang berfrekuensi diatas frekuensi cut-off akan dilewatkan dan sebaliknya dibawah frekuensi cut-off akan diredam atau dilemahkan. Pelemahan terjadi karena reaktansi XC akan semakin besar apabila frekuensi semakin kecil seperti hubungan berikut.
Apabila sinyal input semakin diperbesar frekuensi-nya maka tegangan di titik A dari gambar rangkaian HPF +20 dB/dec akan semakin besar atau mendekati besarnya Vi (ACL ≈ 1).

3.2  HPF +40 dB/dec
Adapun rangkaian HPF +40dB/dec adalah seperti pada gambar 228. 
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
3.3  HPF +60 dB/dec
Rangkaian HPF +60dB/dec  adalah gabungan rangkaian HPF +40dB/dec dengan diseri HPF +20dB/dec seperti pada gambar 230. 

4. Band Pass Filter (BPF)


          Rangkaian Band Pass Filter (BPF) adalah rangkaian yang  dapat melewatkan frekuensi antara  wl s/d wh dan sebaliknya meredam frekuensi diluar lebar pita (BandWidth) tersebut, seperti ditunjukkan respon  BPF pada grafik ACL vs w gambar 232.

Untuk menurunkan rumus ACL BPF maka digunakan hukum Kirchoff dimana arus masuk sama dengan arus keluar pada titik A.
5. Band Stop Filter (BSF)


          Rangkaian Band Stop Filter (BSF) adalah rangkaian yang  responnya kebalikan dari respon rangkaian BPF dimana dapat meredam frekuensi antara  wl s/d wh dan sebaliknya melewatkan frekuensi diluar lebar pita (BandWidth) tersebut, seperti ditunjukkan respon  BSF pada grafik ACL vs w gambar 235.

Adapun rangkaian BSF adalah seperti pada gambar 236. Untuk menurunkan rumus ACL BSF sama caranya seperti BPF yaitu digunakan hukum Kirchoff dimana arus masuk sama dengan arus keluar pada titik A, B, dan C.
Rangkaian gambar 174 pada dasarnya adalah rangkaian amplifier karena memakai feedback negatif tetapi rangkaian filter ACL –nya sama dengan satu (Acl=1, butterworth filter). Untuk mendapatkan rumus ACL dari rangkaian gambar 174 maka dimulai dengan mencari tegangan di titik B atau C. Misalkan memakai op-amp ideal dimana syaratnya Ed = 0 sehingga VB = VC. Lalu dilanjutkan dengan mencari tegangan di titik A
DAFTAR PUSTAKA
1.    Boylestad, R. and Nashelsky, L., 1999, “Electronic Devices and Circuit Theory”, Prentice Hall, New Jersey.
2.    Hayt, W. H. and Neudeck, G. W., “Electronic Circuit Analysis and Design”, Houghton Mifflin Company, Boston.
3.    Coughlin, R. F. and Driscoll F. F., 1985, “Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
4.    Paynter, R. T.,1997, ”Introductory Electronic Devices and Circuits”, Prentice Hall, New Jersey.
5.     Malvino, 1985, “ Aproksimasi Rangkaian Semikonduktor: Pangantar Transistor dan Rangkaian Terpadu”, Penerbit Erlangga.
6.    Mike Tooley, 2002, “ Rangkain Elektronika: Prinsip dan Aplikasi”, Penerbit Erlangga
7.    Darwison, 2008, “Diktat Elektronika Analog”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
8.    Darwison, 2010, “Diktat Dasar Elektronika”, Teknik Elektro – Unand, Padang.
9.    Darwison, 2010, “Panduan Praktikum Dasar Elektronika Digital”, Teknik Elektro – Unand, Padang.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar