Laporan 3 : High Pass Filter

A.    TUJUAN

1.      Menyusun rangkaian op-amp sebagai rangkaian filter.

2.      Mempelajari hubungan amplitudo dan  fase antara isyarat masukan dan isyarat keluaran sebagai fungsi frekuensi.

3.      Melihat respon frekuensi rangkaian terhadap frekuensi tinggi dan rendah.

B.     ALAT DAN BAHAN

1.      Power supply.

2.      AFG.

3.      Osiloskop.

4.      Multimeter.

5.      Kabel probe x 2

6.      Breadboard.

7.      IC LM741 x 1

8.      C 0.01µF x 3

9.      C 1µF x 1

10.  Resistor 12K x 1

11.  Potensio 500 Ω x 1

12.  Resistor 6K8 x 1

C.      TEORI DASAR

Sebuah tapis/filter merupakan sebuah jaringan rangkaian yang didesain agar dapat melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat diloloskan disebut pita lolos (pass band filter) da daerah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti (stop band filter). Filter dengan pita lolos pada frekuensi rendah disebut filter lolos rendah (low pass band filter = LPF), sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi (high pass band filter = HPF). Kita dapat juga mendesain filter dengan pita henti pada frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Pada bagian ini kita akan mempelajari filter lolos rendah dan tinggi dengan menggunakan op-amp dan akan melihat respon frekuensi audio terhadap filter.

Sebuah filter audio adalah rangkaian penguat bergantung pada frekuensi, bekerja di rentang frekuensi audio, 0 Hz sampai 20 kHz luar. Banyak jenis filter ada untuk aplikasi termasuk equalizers grafis, synthesizer, efek suara, CD player dan sistem virtual reality.
Menjadi penguat bergantung pada frekuensi, dalam bentuknya yang paling dasar, sebuah filter audio ini dirancang untuk memperkuat, lulus atau menipiskan (amplifikasi negatif) beberapa rentang frekuensi. Jenis umum termasuk low-pass filter, yang melewati frekuensi di bawah frekuensi cutoff mereka, dan semakin melemahkan frekuensi di atas frekuensi cutoff. Sebuah filter high-pass tidak sebaliknya, melewati frekuensi tinggi di atas frekuensi cutoff, dan frekuensi semakin menghaluskan bawah frekuensi cutoff. Sebuah filter bandpass melewati frekuensi antara frekuensi dua cutoff, sementara menghaluskan mereka di luar jangkauan. Sebuah band-menolak filter, melemahkan frekuensi antara frekuensi dua cutoff, sementara lewat orang-orang di luar jangkauan 'menolak'. Filter semua-pass, melewati semua frekuensi, tetapi mempengaruhi fase dari komponen sinusoidal diberikan sesuai dengan frekuensinya.

Dalam beberapa aplikasi, seperti dalam desain grafis equalizers atau pemutar CD, filter dirancang sesuai dengan seperangkat kriteria obyektif seperti band pass, lulus pelemahan band, berhenti band, dan menghentikan pelemahan band, dimana band-band lulus adalah rentang frekuensi yang audio dilemahkan kurang dari maksimum yang ditentukan, dan band berhenti rentang frekuensi yang audio harus dilemahkan oleh minimal tertentu.

High Pass Filter (HPF)

Sebuah tapis/filter merupakan sebuah jaringan yang didesain agar dapat melewatkan isyarat pada daerah frekuensi tertentu. Daerah frekuensi dimana isyarat dapat diloloskan disebut pita lolos (pass band) dan daerah frekuensi dimana isyarat ditolak disebut pita henti (stop band). Filter dengan pita lolos pada frekeunsi rendah disebut filter lolos rendah, sedangkan untuk pita lolos pada frekuensi tinggi disebut filter lolos tinggi. Kita dapat juga mendesain filter dengan pita henti pada frekuensi rendah dan pada frekuensi tinggi. Pada bagian ini kita akan mempelajari filter lolos tinggi dengan menggunakan op-amp.

Rangkaian High Pass Filter ini perbedaannya dengan Low Pass Filter hanya perpindahan tempat tahanan dan kapasitor.

D.    LANGKAH KERJA

1.      Menyusun rangkaian op-amp filter lolos rendah seperti gambar di bawah ini,dengan pencatu daya LM741 dengan memasang dua baterai atau sunber DC variabel( tegangan CT 9V).

2.      Menghitung  prediksi frekuensi 3 dB rangkaian diatas tersebut dengan menggunakan rumus F _3dB = 1/2 . 3.14 √RC. Dengan menggunakan harga C = 0,01 µF dan harga R = 22 kΩ.

3.      Menghitung  besar penguatan AV dimana  AV = Vo / Vi = 1+R2/R1.dengan memasang harga R1 = 12 kΩ dan R2 = 6k8.

4.      Mengatur frekuensi isyarat sinusoida masukan Vi = 1kHz dengan ampliudo 2 Vp-p dengan menghubungkan isyarat masukan ke Ch.1 dan isyarat keluaran ke Ch.2 osiloskop, kemudian hitunglah nilai Vi,Vo, dan AV. Setelah itu tentukan beda fasa antara isyarat masukan dan keluaran.

5.      Mengulangi langkah ke 4 untuk beberapa frekuensi yang lain.

E.     HASIL PENGAMATAN

1.      Prediksi frekuensi F_3dB = 76 Hz

F          = 1/ 2ᴨ RC

=318,47 Hz

2.      Besar  penguatan AV =  1,56 kali penguatan.

AV      = VO/ Vi

            = 1+ R2 / R1

            = 1+ 6800/12000

            = 1+0,56

            = 1,56 kali penguatan

3.      Dengan menggunakan AFG besar Vo,Vi,dan AV adalah

Ø  Vi        = 0,8 Vp-p

Ø  Vo       = 1 Vp-p

Ø  AV      = 20 log VO / Vi

= 20 log1 / 0,8

= 20 log 1,25

= 1,94

Beda fasa antara isyarat masukan dan keluaran = 90 ͦ

4.      Untuk beberapa frekuensi lain

No	Frekuensi masukan (Hz)	Vi (Vp-p)	Vo (Vp-p)	Vo /Vi (V)	Φ
1	50	2	-	-	-
2	300	0,14	0,9	6,43	25  ͦ
3	500	0,36	1	2,28	35  ͦ
4	700	0,56	1	1,79	20  ͦ
5	800	0,62	1	1,6	20  ͦ
6	1000	0,8	1	1,25	45  ͦ
7	1200	0,88	1	1,14	47  ͦ
8	2000	1,04	1	0,96	85  ͦ
9	3000	1,12	1	0,89	90  ͦ
10	10000	1,2	1	0,83	88  ͦ
11	50000	1,24	1	0,16	115  ͦ

F.      KESIMPULAN

HPF (High Pass Filter)

Filter ini berfungsi meloloskan frekuensi diatas frekuensi cut off dan meredam semua frekuensi di dibawahnya.Dan HPF akan memperlemah tegangan keluaran untuk semua frekuensi dibawah frekuensi cut off dan tetap untuk tegangan diatas frekuensi cut off. Sehingga HPF berlawanan dengan LPF.